部品の脱磁

機械加工分野において、部品は切削や研磨などの工程を経た後、なぜ消磁処理が必要となる場合があるのでしょうか。 その背景には、材料科学と磁気理論の複雑な相互作用があります。 簡単に言えば、加工過程で生じた残留磁気を除去または低減することで、その後の使用過程で生じうる不具合を防止するために行われるのです。

「残留磁気」について理解を深めましょう。

残留磁気は「残留磁気密度」または「残留磁化」とも呼ばれ、ワークが外部磁場・電流・機械的刺激を受けた後、磁気源が取り除かれても内部に磁性が保たれる現象です。通常、その磁性は微弱ですが、精密製造分野では製品の品質や測定精度、さらには後続工程に大きな影響を及ぼす可能性があります。

残留磁気は、磁性材料内部に無数の微小な「磁区」が存在することで生じます。各磁区内部では電子スピンの方向が揃っており、一つひとつが微小な磁石として振る舞います。材料が未磁化状態の場合、これらの磁区の向きは不規則で、全体としては無磁性またはごく弱い磁性を示します。 外部から磁場が加わると、磁区は次第に再配向し、外部磁場の方向に揃っていきます。これにより、材料全体の磁束密度が上昇します。外部磁場が十分に強く、一定時間作用し続けると、ほぼすべての磁区が一方向に整列し、材料は完全に磁化された状態になります。 外部磁場を除去した後も、材料内部では磁区同士の相互作用や結晶構造、磁気異方性などの要因によって、一部の磁区がすぐには元の無秩序な状態に戻らず、整列した方向を保ち続けることがあります。これが「残留磁気」として残る仕組みです。

残留磁気はワークの寸法や構造を直接変化させるものではありませんが、精密製造においては様々な不良要因となり得ます。ここでは、どのような場合に消磁処理が必要となるか、私たちは考察します。

脱磁が不十分なワークは磁性材料を吸着するため、脱磁の成否はその吸着の有無を確認することで判断される。 脱磁処理が施されていないワークは、使用時に金属粉や研磨粒子を吸着し、後続の工程においてワーク表面の粗さや工具寿命に悪影響を及ぼします。このため、適切な脱磁処理が不可欠です。 宇宙磁場は宇宙機の軌道上環境の一要素であり、宇宙機の製造には様々な磁性部品が使用されるため、それらは一定の磁性を帯びることがある。宇宙磁場が宇宙機に及ぼす磁気的な影響は、重要部品の動作精度を低下させるだけでなく、機体全体の磁性状態にも作用するため、飛行安全と使命の達成において脱磁処理は極めて重要であります。めっき膜厚は鍍金性能を評価する上で最も重要な指標の一つであり、部品の耐食性や水素脆性などの品質特性に直接影響します。航空宇宙や医療など、高い精度が要求される分野で使用される部品では、特に厳格な膜厚管理が求められます。部品に残留磁気が存在すると、めっきの均一性や膜厚分布に悪影響を及ぼすため、ここでも脱磁処理が重要となります。

脱磁後のワークの残留磁気はどのように検出されますか？また、ワークの残留磁気状態が合格する基準は何ですか？

残留磁気強度計（テスラメーター）は、ホール素子を利用した磁気測定器です。ワークの磁場強度や脱磁後の残留磁気を測定でき、漏れ磁界の定量評価に優れた実験室・現場検査の定番機器です。一般的な脱磁の合格基準は、残留磁界が0.5mT以下とされています。

脱磁不足ワークの測定データ、0.5MTを超える値

脱磁不足の部品に、クリップがしっかりと吸着しています。

では、どのように消磁処理を行うのでしょうか？現在、消磁するための方法はいくつかあります。

電磁誘導式消磁装置について。消磁器は、物体に残留する磁性を除去するために特別に設計された装置です。消磁処理では、交流磁界や直流反転などの原理を活用し、磁化された金属部品の磁性を低減または除去します。コイルに交流磁界が発生します。この磁界が材料表面に渦電流を生じさせ、内部の磁区の回転を促進します。磁区が平衡状態に達するまでこの作用が持続されることで、消磁が実現されます。

パルス磁化消磁装置。パルス磁化消磁装置は、短時間で強力なパルス磁場を発生させ、材料内部の磁区に激しい運動を引き起こすことで消磁を実現します。パルス磁化消磁装置の消磁効果は、パルス周波数や磁束密度などの要因に影響されます。

熱磁気消磁装置。熱磁気消磁装置は、加熱によって材料内部の磁区の磁性を失わせるものです。加熱温度や加熱時間などの要因が消磁効果に影響を与えます。

減磁処理は一見、生産工程の複雑さとコストを増加させるように思われるかもしれません。しかし、長期的な視点で見れば、これは製品の品質と性能を確実に保証するための不可欠な工程です。
豊合は、機械精密加工業界で20年以上にわたり活動し、多様な先進設備を保有しております。お客様の多様な加工ニーズに柔軟に対応し、高品質な製品を確実にお届けします。