磁石について磁石ができるまで
HOW TO MAKE

磁石ができるまでの工程How to Make

磁石は種類によって若干工程に差がありますが、粉砕・成形・焼結・加工・着磁といった課程を経て製造されます。 ここでは異方性フェライト磁石の製造工程を例に、磁石ができるまでを順を追ってご紹介します。

異方性フェライトの製造工程

  • 混合

    原料を計る まず、混合する材料の重量を正確に量ります。
    秤量後、原料を十分に接触させ科学反応を起こしやすくするために混合します。
  • 2仮焼成

    原料の溶解 フェライト化反応を若干進めた後、仮焼成を行います。
    これは、後に行う「焼結」時の焼き縮みを容易に制御することと、加熱した際のガスの発生を防ぐ目的を持っています。
  • 3粉砕

    原料の粉砕 仮焼成後、硬い固まりになったフェライトを細かく粉砕し、粉末にします。
    そうすることで表面積を大きくし、また反応性、焼結性を向上させるのです。
  • 4成形

    磁界忠成型 粉砕後のフェライトは余りにも微細なため、造粒と呼ばれる行程において、粘結剤や潤滑剤を混入し0.1~0.5mm程度の大きさにされます。
    その後、型に入れられ高い圧力をかけて成形します。
  • 5焼結

    焼結 成形されたフェライトを、高温の炉で焼結します。
  • 6加工

    加工 磁石製品となるべく仕上げ加工を施します。
  • 7着磁

    着磁 着磁を施す前の磁石は石ころと変わりません。
    着磁、つまり強い磁界をかけることで、フェライトを永久磁石にするのです。

希土類磁石の製造工程

希土類磁石の製法はフェライト磁石のような粉末冶金的な焼結法です。ただし、酸化しやすい面を持つため、各工程に防止策が必要です。
  • 1原料の混合

    原料を計る 混合する材料を秤量します。

    ネオジム磁石の原材料

    ネオジム(Ne)
    鉄(Fe)
    ボロン(B)

    サマリムコバルトの原材料

    サマリム(sm)
    コバルト(Co)
    パラセオジム(Pr)
    鉄(Fe)
    すず(Sn)
  • 2溶解

    原料の溶解 均質に合金化するため真空溶解炉で合金化され、鋳型に流し込みインゴット製作します。
  • 3粉砕

    原料の粉砕 インゴットを粉砕し粉塵となります。
    微粉の酸化を防ぐため雰囲気ガスとしてアルゴンや窒素を用います。
  • 4磁場中形成

    磁界忠成型 磁場をかけ、粒子の向きをそろえ、金型の中でプレス形成します。
    磁場をそろえることにより、磁気特性が高くなります。
  • 5焼結・時効処理

    焼結 真空焼却炉の中で焼結、熱処理をします。
    焼結隊の各寸法は圧粉体の70%~80%、体積は約50%に収縮します。
  • 6機械加工

    加工 切断加工・研削・研磨の工程を経てオーダー寸法に仕上げていきます。
  • 7表面加工

    着磁

    ネオジム磁石

    耐食性が悪いのでニッケル(Ni)メッキやフッ素などの表面加工を施します。

    サマリムコバルト磁石

    耐食性が良いため通常は表面処理は行われません。
  • 8サイズ確認と外観検査

    着磁 機械加工・表面処理の終わった製品のサイズ確認や割れ欠けがないか検査します。
  • 9着磁

    着磁 磁石製品となるべく仕上げ加工を施します。

秤量(ひょうりょう)・・・はかりにかけて、重量をはかること。

雰囲気ガスとは・・・特定の化学反応が空気の影響を受けてしまうときに、空気を遮断するため反応装置の中を他の気体で置き換えることがあります。この時に使うガスを雰囲気ガスといいます。

時効処理とは・・・溶体化処理によって得られた材料は不安定で時間の経過とともに硬化していきます。この現象のことを時効といいます。

※常温での時効を自然時効といい、加熱によって進める時効を人工時効といいます。
※金属の特性が時効経過に従って、人間にとって良い方向に変化することは”時効”と呼ばれ、悪い方向に変化(劣化)する場合は”経時変化”と呼ばれています。

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レアアースニュース

  • 中国国内、レアメタル価格急上昇

    中国国内のレアメタル価格が急に上昇している。今月に入り、インジウムなど製錬副産物系を中心に上げ足を早めており、ビスマスは国際相場と逆転、セレンは大きく上回った。中国国内の取引所破綻後、価格は長期低迷して国際相場の重しになっていたが、実需筋を中心とした買いが戻ってきたようだ。                                                                                                      Yahooニュースより抜粋

  • 中国、レアアース生産を2020年まで年間14万トンに制限

    中国工業情報化省(MIIT)は18日、レアアース(希土類)の生産量を2020年まで年間14万トン以下に制限する方針を明らかにした。製錬・分離の上限も同年まで、15年時点の30万トンから20万トンに引き下げる。

    同時に、違法な採掘活動を取り締まることも示唆した。

    中国は世界のレアアースの90%以上を産出する。業界の取り締まりを進めており、厳しい生産制限を課すとともに採掘を大手国有企業に統合することを目指している。政府は今後、中国アルミ(チャルコ)<601600.SS><2600.HK>や中国五鉱集団などの大手6社以外に採掘許可を出さない方針だ。   

                                                                                                          Yahooニュースより抜粋

  • 日立金属、中国でネオジム磁石の合弁会社設立

    日立金属は2日、中国でネオジム磁石を製造する合弁会社「日立金属三環磁材(南通)」(江蘇省南通市)の設立手続きが1日に完了したと発表した。ネオジム磁石はレアアースのネオジムと鉄、ホウ素などで造る高出力の磁石で、ハイブリッド自動車の駆動装置などに使われる。当初は2015年12月の会社設立を予定していたが、許認可の手続きが遅れた。    

                                                                                                          Yahooニュースより抜粋

  • 南鳥島沖にレアメタル密集…大量にマンガン団塊

    海洋研究開発機構などは、日本の排他的経済水域(EEZ)内の小笠原諸島・南鳥島沖深海で、モバイル機器の充電池に用いられるコバルトなどの希少金属を豊富に含む「マンガン団塊」が大量にあるのを発見した。

    機構の町田嗣樹(しき)・特任技術研究員らの研究チームが発表した。

    町田研究員らは、鉱物など硬いものがあると音波の反射が強くなる性質を利用し、南鳥島周辺で海底の鉱物の分布状況を調べた。反射が強い場所を中心に、今年4月に有人潜水調査船「しんかい6500」で調査したところ、水深5500~5800メートルの海底に、直径5~6センチ・メートルほどのマンガン団塊が数多く存在するのを確認した。

    音波が強く跳ね返ってくる範囲は、日本の国土面積の1割強に相当する約4万4000平方キロ・メートルに及び、この範囲にマンガン団塊が豊富に存在する可能性がある。     

                                                                                                          Yahooニュースより抜粋

  • 中国産レアアース、使わずHVモーター ホンダが世界初

    ホンダは12日、ハイブリッド車(HV)を動かすのに必要な磁石を、中国でしかほぼとれないレアアース(希土類)を使わずに実用化したと発表した。世界初の技術といい、レアアースの価格高騰リスクを回避できると期待される。年内に全面改良して売り出すHVミニバン「フリード」から採用を始める。

    HVの駆動モーターには、強い磁力を発生し、小型化に向くネオジム磁石が使われる。だが、熱に弱く、高温になると磁力が落ちてしまう。モーターが置かれるエンジンルームは200度まで上がるため、耐熱性を補える「ジスプロシウム」など重希土類と呼ばれるレアアースを添加することが多い。

    そうした重希土類は産出が中国に偏る。2011年には中国の極端な輸出制限の影響で、ジスプロシウムの価格は10倍以上に上がった。トヨタ自動車がHV「プリウス」を10万円値上げするなど、大きな影響が出た。                                                                                                            Yahooニュースより抜粋

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