Sm1Co5磁石とSm2Co17磁石の違いは?

Sm1Co5磁石とSm2Co17磁石の違いは?

目次

高温モーターや航空宇宙製造に一般的に使用される磁石には2つの選択肢がある:Sm1Co5とSm2Co17である。どちらも希土類磁石の一種であるサマリウム・コバルト磁石(SmCo)です。名称の数字は、サマリウム(Sm)とコバルト(Co)の原子比を表している。モーターや航空宇宙部品に適した磁石を選ぶエンジニアにとって、2種類の磁石の違いを理解することは不可欠である。

Sm1Co5は、サマリウムとコバルトの比率が1:5であることを表し、これは古いタイプである。一方、Sm2Co17は、2:17の比率を表し、これは新しく、より一般的に使用されているタイプである。

SmCo磁石の磁力は、一般的に見られるNd FeB磁石に比べ弱い。しかし、SmCo 磁石の耐熱性と耐食性は Nd FeB 磁石よりも優れているため、高温や腐食性の環境では信頼できる選択肢となる。SmCo磁石の価格は高いが、航空宇宙、医療機器、防衛用途などのハイエンド用途では代用が利かない。SmCo磁石の需要は、電気自動車のモーター、ドローン、精密機器などのために伸び続けている。

1.Sm1Co5磁石とは?

Sm1Co5 は1960年代に発見されたもので、発見されたサマリウム・コバルト磁石の中で最も初期のものである。サマリウムとコバルトのみを含む。エネルギー積は16~25MGOeと中程度で、最高使用温度は250℃である。鉄を含まないため錆びにくく、保護層は不要である。腐食性の環境下でも表面処理のコストを削減できるため、鉄を含まない特性は海洋や化学産業において重要である。エネルギー積は16~25MGOeで、一般工業用途には十分である。

また、薄肉、小径リング、その他複雑な形状の部品への加工が容易であるため、小ロットの注文やサンプリングにも適しており、船舶用機器、ケミカルポンプ、その他真空環境で作動する機器によく見られる。

加工コストは低いものの、コバルト含有量が高いため、材料コストはSm2Co17磁石よりも高くなります。これが、Sm1Co5磁石が市場で代替されつつある理由ですが、特定の用途では依然として必要不可欠です。

2.Sm2Co17磁石とは?

Sm2Co17 は新しいタイプで、今日の市場でよく見られる。サマリウムとコバルトのほかに、少量の銅、鉄、ジルコニウムを含む。そのエネルギー製品は22-32MGOeと強く、最高使用温度は350℃である。鉄を含むため、湿気環境では錆びる可能性があり、保護層の追加が推奨される。

少量の銅、鉄、ジルコニウムを添加することで、磁力出力と熱安定性を向上させることができ、Sm1Co5磁石の支配的な地位に取って代わり、ほとんどの産業とエンジニアリングでデフォルトの選択肢となっている理由です。

Sm2Co17磁石の温度係数は、Sm1Co5磁石よりも低い。これは、使用温度が上昇しても磁力出力の低下が少ないことを示しています。これは、航空機エンジンに組み込まれるセンサーのように、使用温度の変動が大きい用途では不可欠である。

その強力な磁力出力と高い最大耐熱性により、電気自動車用モーター、衛星部品、産業用ロボットなどに広く使用されている。

3.Sm1Co5磁石の利点と欠点

Sm1Co5磁石の特徴は「加工を磁力に置き換える」ことです。磁力出力を犠牲にする代わりに、加工の柔軟性と耐食性を向上させている。

利点

デメリット

耐錆性

弱いエネルギー積と磁力

磁場の校正が容易

最高使用温度は250℃のみ

複雑な形状への加工が容易

コバルトの組成が高いため、コストが高い

磁力は弱いが、鉄を含まないという特性は、医療機器など一部の産業ではより重要である。

その保磁力特性は、磁気共鳴画像装置(MRI)スキャナーや粒子加速器など、精密な磁場制御を必要とする用途でも優れた性能を発揮する。

4.Sm2Co17磁石の利点と欠点

Sm2Co17磁石の特徴はSm1Co5磁石と逆転している。磁力出力と最大耐熱性を最優先し、加工難易度と湿度に敏感なことがコストとなる。

利点

デメリット

強力なエネルギー製品と磁力

湿気環境では保護層が必要

最高使用温度は350℃に達する

壊れやすいため、機械加工や成形が難しい。

より低い温度係数

(使用温度が変化しても磁力が安定する)

 

NiCuNi(ニッケル-銅-ニッケル)保護層を1層加えるだけで、ほとんどの場合、錆びを抑えることができるため、コストアップは限定的である。

もともと壊れやすいが、ダイヤモンド切削工具を使用し、ゆっくりと研削することで、コーナーチッピングのリスクを効果的に軽減できる。

5. Sm1Co5磁石とSm2Co17磁石はどう使い分ける?

2種類の磁石に優劣はない。重要なのは、用途と使用環境です。

コンディション

選択

より強い磁力が必要

Sm2Co17

250℃以上の使用温度

Sm2Co17

水分の多い環境で、保護膜を追加するつもりはない

Sm1Co5

複雑な形状/薄い壁が必要

Sm1Co5

限られた予算

Sm2Co17

磁石の種類を選ぶのが難しい場合は、性能に優れ、価格が安く、用途が広いSm2Co17を最初に検討することをお勧めします。Sm1Co5は、腐食環境で保護層の追加が不可能な場合や、複雑な形状が必要な場合にのみ検討する。

Sm2Co17磁石の方が単価は安いが、保護層が必要な場合は全体のコストが高くなり、両者のコスト差は縮まる。バッチサイズが大きい場合は、サプライヤーに見積もり比較を依頼する価値がある。

上記の懸念の後にまだ優柔不断であれば、最も信頼できる方法は、サプライヤーに連絡し、動作温度、環境条件、およびコンポーネントのサイズを提供することです。サプライヤーは、3つのパラメータに応じて選択をお勧めすることができます。

6.Sm1Co5とSm2Co17の見分け方 磁石の区別は?

パッケージのラベルグレード表示は通常、パッケージのラベルに SmCo5 または SmCo26 (Sm2Co17 の最も一般的なグレード) のように印刷されています。ラベルがない場合は、サプライヤーに材料証明書を要求することができます。

引張力試験(同サイズの場合)Sm2Co17の方が磁力が強いため、テストではSm2Co17の方が強くなる。この違いは肉眼でも確認できる。

さびテスト: Sm2Co17は、48~72時間の湿潤環境でわずかに錆が発生することがあるが、Sm1Co5には発生しない。

加工性Sm2Co17は壊れやすいため、切断時に角が欠けやすく、切断速度を落とさなければならなかった。

磁石を中古市場や不明な業者から購入する場合は、上記の方法が有効です。なお、Sm1Co5磁石をSm2Co17磁石と偽って、外観が同じであるとして販売する信頼性の低い業者もあります。購入金額が大きい場合は、蛍光X線分析(XRF)や磁気特性試験などの第三者機関による試験報告書を依頼し、正しい種類の磁石を受け取ることをお勧めします。

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