焼結ネオジム鉄ボロンの原料組成と効能

焼結ネオジム・鉄・ボロン永久磁石の主原料がネオジム、鉄、ボロンであることは皆さんもご存知でしょう。ただし、これに加えて、他の多くの元素が原材料に追加され、磁石内で異なる役割を果たします。メーカーはユーザーのニーズに基づいて製品配合を設計することが多く、原料配合は各メーカーの機密情報とも言えます。

焼結ネオジム、鉄、ホウ素の数十の元素は、おいしい料理を作るために追加する必要があるさまざまな調味料のようなものです。異なる固有の特性や機能を持つこれらの元素を科学的かつ規則的に組み合わせたからこそ、ネオジム、鉄、ホウ素のさまざまなグレードや特性が得られました。各要素の重要性を理解することは、さまざまなブランドのパフォーマンスと製造コストをより深く理解するために非常に重要です。これらの要素の価値を簡単に紹介します。

よりよく理解するために、ネオジム鉄ボロンの構成元素を 3 つのカテゴリに分類できます。

1 つは主元素 RE (Ce、Gd、Nd、Dy など)、Fe、B であり、主に RE2Fe14B 主相粒子の形成に関与します。

2 つ目は、Al、Co、Ga、Zr などの小さな元素で、主に主相粒子に対する粒界のコーティングを最適化する役割を果たします。

第三に、炭素や酸素などの不純物元素は原料や製造過程において不可避的に混入します。

ネオジム鉄ボロン元素の種類の模式図を次の図に示します。

通常、製造プロセスでは、さまざまな配合でより優れた性能効果を達成するために、いくつかの基本的な要件を満たすために、使用前に原材料に対して特定の検査と処理を行う必要もあります。要素の一般的な要件を以下の表に示します。

上記は一般的に使用される原材料の代表的な参考値です。実際の生産プロセスでは、原材料メーカーが異なるプロセスルートを使用しているため、特定の偏差が発生することがよくあります。たとえば、PrNd の 2 つの比率は 20:80 から 25:75 に変化する可能性があり、GdFe は 75% 未満になる可能性があり、BFe の異なるバッチの B 含有量は大きく変動する可能性があります。このため、使用プロセスで品質検査書類の各バッチの実際の内容を組み合わせて照合する必要があります。

ネオジム鉄ボロン磁石に含まれる各元素には、次のような独自の特性があります。

La および Ce 元素の導入により、磁石の残留磁気 Br および保磁力 Hcj が低下しますが、価格が非常に安いため、コストを削減できます。

PrNd に代わる純粋な Nd 元素で構成される REFeB は非常に高い飽和磁化を持ち、超高残留磁石の製造に使用できます。

Tb 元素の導入により磁石の Hcj を大幅に向上させることができますが、そのコストは非常に高価です。

Gd元素は価格が比較的安く、これで形成されるREFeBはキュリー温度が最も高く、高温耐性の磁石が作製できるが、Brが大幅に低下してしまう。

必要なグレードの性能要件を満たすために、最低コストで磁石を組み合わせて製造する方法を理解するには、ネオジム鉄ボロンの各元素の特性を理解する必要があります。具体的な元素の特性を以下の表に示します。

材料費の80%以上～90%は主に「高い・安い」という記述で構成されており、「-」の部分は添加量が非常に少ない、または価格が安いことを示しており、全体のコストにはほとんど影響しません。 。 La および Ce の添加は主にコスト削減を目的としています。近年、技術の進歩に伴い、Ce磁石の高グレード化が進んでいます。

上記の元素の特性を深く理解し、焼結プロセス、焼結密度、時効プロセス、および製品の性能に対するさまざまな元素の影響を理解することにより、高いコスト効率でネオジム鉄ボロン製品を製造することができます。