ネオジム磁石が錆びる理由と購入者が腐食を防ぐ方法

導入

ネオジム (NdFeB) 磁石はその並外れた磁力の強さで知られていますが、適切な保護がないとすぐに腐食してしまうという共通の弱点があります。なぜこれが起こるのか、そしてコーティングがどのようにそれを防ぐのかを理解することは、産業用の NdFeB 磁石を調達する購入者にとって不可欠です。

ネオジム磁石が錆びやすい理由

焼結 NdFeB には、磁性粒子間にネオジムを多く含む粒界相が含まれています。湿潤な環境では、この粒界相は腐食しやすく、損傷は表面に残りません。

• 腐食は粒界に沿って広がり、材料を内側から外側へ攻撃します。
• 磁石の内部に腐食生成物が形成されると、磁石が膨張したり亀裂が入ったりすることがあります。
• 表面素材が剥がれ落ち、細かい粉になる場合があります。
• このプロセスが開始されると、磁気性能は永久的かつ不可逆的に失われます。

これは普通鋼の表面錆とは異なります。フェライト、SmCo、AlNiCo などの他の磁石材料にはこの粒界の弱点がないため、一般にコーティングは必要ありません。ただし、焼結 NdFeB には、ほとんどの産業用途において実用的な「コーティングなし」オプションがありません。

コーティングが腐食を防ぐ仕組み

コーティングにより、磁石の表面を密閉し、脆弱な粒界構造に水分が到達するのを防ぐバリア層が形成されます。最も一般的な工業的アプローチでは、各層が他の層の制限を補うため、単一の層ではなく複数の金属層を使用します。

1. ニッケル-銅-ニッケル (Ni-Cu-Ni)

これは業界標準のコーティングで、通常は厚さ 10 ～ 20 ミクロンです。約 200 度までの作業温度に適した、硬くて金属的な耐食性の表面を提供します。標準化された ASTM B117 塩水噴霧試験では、Ni-Cu-Ni コーティングは通常、目に見える腐食が現れるまで 24 ～ 96 時間保持されます。乾燥した室内環境から穏やかな湿気の多い室内環境では良好に機能しますが、鋭利なエッジや角はコーティングが薄くなる可能性が高く、海水や海洋に長時間さらされる場合には理想的ではありません。

2. 亜鉛コーティング

亜鉛は最も経済的な金属コーティングのオプションであり、通常は厚さが 5 ～ 15 ミクロンで、低コストで犠牲的な保護を提供します。通常、塩水噴霧試験に 24 ～ 72 時間耐えます。湿気の多い環境や酸性の環境では、時間の経過とともに亜鉛コーティングに白い腐食生成物が発生する可能性があるため、このオプションは、要求がそれほど厳しくない環境でのコスト重視のプロジェクトに最適です。

3. ニッケル-銅-ニッケルプラスエポキシ

ニッケルベース層とエポキシトップコート（通常は合計15～30ミクロン）を組み合わせるのは、屋外または高湿度のアプリケーションにとって最も実用的なソリューションの1つです。この組み合わせは、塩水噴霧試験に 96 ～ 240 時間耐えることができ、これはニッケル単独よりも大幅に長くなります。トレードオフは、全体のコーティングが厚くなり、寸法公差に影響を与えることと、エポキシ層により最大使用温度が約 120 度低くなることです。

4. 極限条件に特化したコーティング

特殊な要件を持つアプリケーションには、いくつかの特殊なオプションが存在します。パリレンC蒸着によって適用され、ピンホールのない優れたカバレッジを提供し、200 ～ 500 時間以上の塩水噴霧試験に耐えることができるため、コストは高くなりますが、医療用途や信頼性の高い用途に適しています。PTFEコーティングは、最大 260 度の最高の動作温度耐性と、過酷な環境に対する強力な耐薬品性を備えていますが、特殊な塗布プロセスが必要です。

使用環境別のコーティングの選択

バイヤーが見落としがちな詳細: コーティングは公差に影響します

コーティングによりすべての表面に厚みが増し、この増加は寸法の両側に適用されます。たとえば、表面あたり 10 ～ 20 ミクロンのコーティングを追加すると、ディスク磁石の全体の直径が 10 ～ 20 ミクロンではなく、20 ～ 40 ミクロン増加します。精密なアセンブリの場合、これにより許容公差範囲のかなりの部分が消費される可能性があります。購入者は、図面寸法がコーティング前またはコーティング後のサイズを指すのかを常に確認する必要があります。そうしないと、サプライヤーがコーティング前に図面要件を満たし、公差外の最終部品を製造する可能性があるためです。

サプライヤーの防食を評価する方法

コーティングされた NdFeB 磁石を調達する場合、バイヤーはサプライヤーに塩水噴霧試験の結果について尋ね、次のような認められた基準を参照する必要があります。ASTM B117。塩水噴霧時間は、実際の寿命を直接予測するものではなく、コーティング間の相対的な比較ツールであることは注目に値します。実際の現場条件には、湿度と温度の循環が含まれることが多く、一定の塩水噴霧室よりも厳しい可能性があるためです。周期腐食試験 (CCT) も実施するサプライヤーは、期待される性能のより現実的な状況を提供できます。

HIMAGNET が耐食性磁石の調達をどのようにサポートするか

HIMAGNET は、NdFeB、SmCo、フェライト、アルニコ、ゴム磁石、磁気応用装置にわたる磁性材料ソリューションをワンストップで提供します。 NdFeB プロジェクトの場合、当社のチームは作業環境、温度、許容要件に基づいて適切なコーティングを推奨し、コーティング後の寸法の問題を回避するための図面仕様についてアドバイスすることができます。

磁石の用途における腐食のリスクが心配ですか?お客様の作業環境、湿度暴露、温度範囲を HIMAGNET と共有していただければ、当社のチームがお客様の製品を耐用年数全体にわたって保護するコーティング ソリューションの選択をお手伝いします。