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Jun 11, 2023

希土類磁石を研削して形状を整える

ネオジムやサマリウムコバルトなどの希土類磁石の需要は急速に増加しています。これらの磁石は、その磁力、エネルギー生産能力、およびその磁力により世界経済に不可欠です。

ネオジムやサマリウムコバルトなどの希土類磁石の需要は急速に増加しています。これらは磁力、エネルギー生成能力、高いエネルギー重量比により世界経済に不可欠です。

ネオジム (Nd2Fe14B) は、重量の割に最強の磁石であり、発電機、電気自動車、風力タービン、家庭用電化製品に広く使用されており、サマリウム コバルト (SmCo5) は、ポンプ、モーター、機械、オートメーションなどの用途に利用されています。

中国は現在、世界の希土類磁石のサプライチェーンを支配しており、原材料を巡る競争が国際舞台で繰り広げられている。 しかし、希土類磁石を製造するためのより効率的な加工、研削、仕上げ技術の開発も同様です。 ニーズを満たすために、最新の自動回転平面研削盤を使用して、永久磁化の前に磁石を最終的なサイズと必要な仕上げに仕上げます。 より優れた制御により、磁石サプライヤーは無駄を減らし、より正確な付加価値製品を厳しい仕様に合わせて提供できるため、国内サプライヤーの世界的な競争力が高まります。

処理の効率化

ネオジムやサマリウムコバルトなどの希土類磁石の製造には、製品を磁化して出荷するまでに多くの手順が必要です。 レアアース鉱石が発見、採掘、加工、精製された後、特定の元素が添加されて合金が作成されます。

一連のプロセスを経て、合金は粉末になり、金型内で圧力をかけてプレスされます。 得られたブロックは炉内で高温で焼結されて材料が緻密になり、その後熱処理プロセスでアニールされて応力が緩和されます。

これらのステップの後、焼結磁性材料は、無駄を最小限に抑えながら、必要な形状とサイズに正確に機械加工および研磨する必要があります。 焼結磁石は、特定の外径または内径に滑らかかつ平行に研磨することも、より小さな部品にスライスすることもできます。 材料は脆くて非常に硬いため（ロックウェル C 57 ～ 61）、スライスと研削には通常ダイヤモンドホイールが必要です。 これらのプロセスは、欠けやひび割れを最小限に抑えるために、注意深く正確に実行する必要があります。

しかし、従来の研削技術は時間がかかり、かなりの専門知識を必要とする一方で、必要なプロセスに十分な制御と信頼性が欠けていると、工業用回転平面研削盤の設計・製作者であるミネソタ州ウィノナに本拠を置く DCM Tech 社の製品マネージャー、マイク・アンダーソン氏によると、

「往復テーブルグラインダー（ワークピースが研削砥石の下を往復移動する）は精密ですが、材料の除去速度が遅く、多くの研削パスが必要です」とアンダーソン氏は言います。

ビンテージのロータリー平面研削盤も選択肢の 1 つですが、経験の浅いオペレーターが使用すると問題が発生する可能性があります。 古い装置ではスピンドル速度の制御や手動制御ができないため、機械のフィードバックを物理的に感知できる熟練したオペレーターが必要です。 かなりの専門知識と経験が必要ですが、熟練したオペレーターが退職すると、それが課題となる可能性があります。

産業用磁石メーカーは、最新の垂直スピンドルのより高速で信頼性の高い代替手段であるロータリーテーブル平面研削盤を発見しています。このグラインダーでは、ワークピースが垂直スピンドルの下にしっかりと保持された状態でテーブルが回転します。 研削は砥石の周縁ではなく、研磨面の直径全体で行われるため、研削性能と均一性が容易になります。

「回転テーブル平面研削盤では、部品全体が砥石を通過するため、研削砥石より幅の広いワークピースを扱う可能性がある往復テーブル研削盤よりも効率的です」とアンダーソン氏は言います。

現在、平面研削盤は非常に高度なセンサーと制御を備えて設計されており、非常に厳しい公差を自動的に維持し、最終的な厚さの 1 万分の 1 インチ以内まで材料を除去します。 デジタルテクノロジーにより、使いやすいタッチスクリーンコントロールを備えたインターフェイスが可能になります。 自動化と組み合わせることで、平面研削盤のオペレーターは高度な訓練を受けた人材である必要はなくなります。