磁石の情報
- 背景と歴史
- 設計
- 生産フロー
- 磁石の選択
- 表面処理
- 磁化
- 寸法範囲、サイズおよび公差
- 手動操作の安全原理
永久磁石は現代の生活に欠かせないものです。これらは、今日のほぼすべての現代の便利なものに含まれているか、またはそれを生み出すために使用されています。最初の永久磁石はロードストーンと呼ばれる自然に存在する岩石から作られました。これらの石は、2500 年以上前に中国人によって最初に研究され、その後マグネテス州からこの石を入手したギリシャ人によって研究され、その名前の由来となっています。それ以来、磁性材料の特性は大幅に改善され、今日の永久磁石材料は古代の磁石よりも何百倍も強力になっています。永久磁石という用語は、磁化装置から取り外された後も誘導された磁荷を保持する磁石の能力に由来しています。このような装置は、他の強力に磁化された永久磁石、電磁石、または一時的に電気を帯びたワイヤのコイルであってもよい。磁荷を保持する能力は、物体を所定の位置に保持したり、電気を動力に変換したり、その逆(モーターや発電機)に変換したり、近くに持ち込まれた他の物体に影響を与えたりするのに役立ちます。
優れた磁気性能は、より優れた磁気工学の成果です。設計支援や複雑な回路設計が必要なお客様には、 QMの 経験豊富なアプリケーション エンジニアと知識豊富なフィールド セールス エンジニアのチームが対応いたします。 QM エンジニアは顧客と協力して既存の設計を改善または検証し、特殊な磁気効果を生み出す新しい設計を開発します。 QM は、嵩張って非効率な電磁石や永久磁石の設計に代わる、非常に強力で均一な、または特殊な形状の磁場を提供する特許取得済みの磁気設計を開発しました。顧客は、複雑なコンセプトや新しいアイデアを自信を持って持ち込むことができます。 QM は、10 年間にわたる実証済みの磁気専門知識を活用して、この課題に対処します。 QM 磁石を活用する人材、製品、技術を持っています。
あらゆる用途の磁石を選択するには、磁気回路全体と環境を考慮する必要があります。アルニコが適切な場合、磁気回路に組み込んだ後に着磁できれば、磁石のサイズを最小限に抑えることができます。セキュリティ用途など、他の回路コンポーネントから独立して使用する場合、有効長さと直径の比 (パーミアンス係数に関連) は、磁石が第 2 象限の減磁曲線で膝より上で機能するのに十分な大きさでなければなりません。重要な用途では、アルニコ磁石を確立された基準磁束密度値に合わせて校正することができます。
保磁力が低いことの副産物として、外部磁場、衝撃、使用温度による減磁効果に敏感になります。重要な用途では、アルニコ磁石を温度安定化してこれらの影響を最小限に抑えることができます。現代の市販磁石には 4 つのクラスがあり、それぞれ材料組成に基づいています。各クラス内には、独自の磁気特性を持つグレードのファミリーがあります。これらの一般的なクラスは次のとおりです。
NdFeB と SmCo は、両方とも希土類グループの元素の材料で構成されているため、総称して希土類磁石として知られています。ネオジム鉄ボロン (一般的な組成 Nd2Fe14B、NdFeB と略されることが多い) は、現代の磁石材料ファミリーに最近追加された商業用製品です。室温では、NdFeB 磁石はすべての磁石材料の中で最も高い特性を示します。サマリウム コバルトは、Sm1Co5 と Sm2Co17 の 1 つの組成で製造されます。SmCo 5:2 または SmCo 17:2 タイプと呼ばれることがよくあります。 17:1 タイプは Hci 値が高く、5:2 タイプに比べて固有の安定性が優れています。フェライトとしても知られるセラミック磁石 (一般的な組成は BaFe3O2 または SrFe3O1950) は 1930 年代から商品化されており、その低コストにより現在でも広く使用され続けています。セラミック磁石の特殊な形状は、セラミック粉末を柔軟なバインダーで結合して作られた「柔軟な」素材です。アルニコ磁石 (一般的な組成は Al-Ni-Co) は XNUMX 年代に商品化され、現在でも広く使用されています。
これらの材料は、さまざまな用途要件に対応する幅広い特性を備えています。以下は、特定の用途に適した磁石の材料、グレード、形状、サイズを選択する際に考慮しなければならない要素の広範かつ実践的な概要を示すことを目的としています。以下の表は、比較のために、さまざまな材料の選択されたグレードの主要な特性の代表値を示しています。これらの値については、次のセクションで詳しく説明します。
磁石の材質の比較
材料 | グレード | Br | Hc | HCI | BH最大値 | T max(℃)* |
NdFeB | 39H | 12,800 | 12,300 | 21,000 | 40 | 150 |
SmCo系 | 26 | 10,500 | 9,200 | 10,000 | 26 | 300 |
NdFeB | B10N | 6,800 | 5,780 | 10,300 | 10 | 150 |
アルニコ | 5 | 12,500 | 640 | 640 | 5.5 | 540 |
セラミック | 8 | 3,900 | 3,200 | 3,250 | 3.5 | 300 |
柔軟性 | 1 | 1,500 | 1,380 | 1,380 | 0.6 | 100 |
* T max (実用最高動作温度) は参考値です。磁石の実際の最大動作温度は、磁石が動作する回路によって異なります。
磁石の用途に応じて、磁石をコーティングする必要がある場合があります。磁石をコーティングすると、外観、耐食性、摩耗からの保護が向上し、クリーンルーム条件での用途に適しています。
サマリウムコバルト、アルニコ材料は耐食性があり、耐腐食性のコーティングを必要としません。アルニコは、見た目の品質を高めるために簡単にメッキされます。
NdFeB 磁石は特に腐食しやすいため、多くの場合この方法で保護されています。永久磁石に適したコーティングにはさまざまなものがありますが、すべてのタイプのコーティングがすべての材料や磁石の形状に適しているわけではなく、最終的な選択は用途と環境によって異なります。追加のオプションとして、腐食や損傷を防ぐために磁石を外部ケースに収容することもできます。
利用可能なコーティング | ||||
表面 | コーティング | 厚さ (ミクロン) | 色 |
|
パッシベーション | 1 | シルバーグレー | 一時保護 | |
ニッケル | Ni+Ni | 10-20 | ブライトシルバー | 耐湿性に優れています |
ニッケル+銅+ニッケル | ||||
亜鉛 | Zn | 8-20 | 明るい青 | 塩水噴霧に強い |
C-Zn | シャイニーカラー | 塩水噴霧に対して優れています | ||
錫 | Ni+Cu+Sn | 15-20 | シルバー | 耐湿性に優れる |
ゴールド | Ni+Cu+Au | 10-20 | ゴールド | 耐湿性に優れる |
銅 | ニッケル+銅 | 10-20 | ゴールド | 一時保護 |
エポキシ | エポキシ | 15-25 | ブラック、レッド、グレー | 耐湿性に優れています |
Ni+Cu+エポキシ | ||||
亜鉛+エポキシ | ||||
化学 | Ni | 10-20 | シルバーグレー | 耐湿性に優れています |
パリレン | パリレン | 5-20 | グレー | 湿気、塩水噴霧に対して優れています。溶剤、ガス、菌類、バクテリアに対して優れています。 |
磁化または磁化なしの 2 つの条件下で供給される永久磁石には、通常、その極性が表示されません。ユーザーの要求があれば、合意された方法で極性をマークすることもできます。注文のペースを調整するとき、ユーザーは供給条件と極性のマークが必要かどうかを通知する必要があります。
永久磁石の磁化界は、永久磁石材料の種類とその固有保磁力に関係します。磁石の着磁・消磁が必要な場合は、弊社までご連絡の上、技術サポートをご依頼ください。
磁石の着磁方法には直流磁場とパルス磁場があります。
磁石の消磁には3つの方法があります。熱による消磁は特殊なプロセス技術です。 ACフィールドでの減磁。直流界での消磁。これには非常に強い磁場と高度な消磁技術が必要となります。
永久磁石の幾何形状と着磁方向:基本的には様々な形状の永久磁石を製作しております。通常、これにはブロック、ディスク、リング、セグメントなどが含まれます。磁化方向の詳細な図は以下のとおりです。
磁化の方向 | ||
厚さ方向に配向 | 軸方向に配向された | セグメント内で軸方向に配向 |
片面に横方向に多極子を配向 | 外径上のセグメントに配向された多極* | 1 つの面上のセグメントに配向された多極子 |
放射状配向 * | 直径方向 * | 内径上のセグメントに配向された多極* すべて等方性または異方性材料として利用可能 *等方性材料および特定の異方性材料でのみ使用可能 |
放射状配向 | 直径方向 |
磁化方向の寸法を除き、永久磁石の最大寸法は 50 mm を超えません。これは配向磁場と焼結装置によって制限されます。非着磁方向の寸法は100mmまでとなります。
通常、公差は +/-0.05 ~ +/-0.10mm です。
注: 他の形状も顧客のサンプルまたは青写真に従って製造できます
リング | 外径 | 内径 | 厚さ |
最大 | 100.00 mm | 95.00m | 50.00 mm |
最小 | 3.80 mm | 1.20 mm | 0.50 mm |
ディスク | 直径 | 厚さ |
最大 | 100.00 mm | 50.00 mm |
最小 | 1.20 mm | 0.50 mm |
ブロック | 長さ | 幅(Width) | 厚さ |
最大 | 100.00 mm | 95.00 mm | 50.00 mm |
最小 | 3.80 mm | 1.20 mm | 0.50 mm |
円弧セグメント | 外半径 | 内半径 | 厚さ |
最大 | 75 mm | 65 mm | 50 mm |
最小 | 1.9 mm | 0.6 mm | 0.5 mm |
1. 強力な磁界を帯びた永久磁石が磁化され、周囲の鉄などの磁性体を強力に引きつけます。一般的な条件下では、手動オペレーターは損傷を避けるために細心の注意を払う必要があります。強力な磁力のため、大きな磁石を近づけると破損する恐れがあります。これらの磁石は常に個別に、またはクランプによって処理されます。この場合、作業中は保護手袋を着用する必要があります。
2. このような強い磁場の環境では、感知可能な電子部品やテストメーターが変化したり、損傷したりする可能性があります。コンピュータ、ディスプレイ、および磁気ディスク、磁気カセットテープ、ビデオレコードテープなどの磁気メディアは、磁化されたコンポーネントから遠く、たとえば 2m 以上離してください。
3. XNUMXつの永久磁石の引力が衝突し、大きな輝きを放ちます。したがって、可燃性または爆発性のものを周囲に置かないでください。
4. 磁石が水素にさらされる場合、保護コーティングのない永久磁石の使用は禁止されています。その理由は、水素の収着により磁石の微細構造が破壊され、磁気特性の破壊につながるためです。磁石を効果的に保護するには、磁石をケースに入れて密封するしかありません。