JPH01318217A - マグネトロン用永久磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は産業機器等において、電子レンジ等のマグネト
ロンに用いられるマグネトロン用永久磁石の製造方法に
関する。

［従来の技術］ 従来マグネトロンにはフェライト、アルニコ、希土類焼
結磁石等が用いられていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし従来のマグネトロン用永久磁石は次のような問題
点を有していた。

フェライト磁石を用いた場合、磁気的特性が希土類磁石
に比較してはるかに劣るため、それを補うためには大量
の磁石と大きな磁気回路を構成して磁束を集束する必要
があった。

アルニコ磁石を用いた場合には、磁石の特徴として保磁
力がきわめて小さいことから磁気回路組み込み後の着磁
が必要であるという問題があった。

希土類焼結磁石を用いた場合、磁気的特性においては十
分に満足できるが、原料コスト、製造コストが大きく磁
石が非常に高価になるという問題点を有していた。

また原料コストの安い希土類鉄ボロン系の焼結磁石にお
いても焼結法により製造する場合、合金を粉末にする工
程が必須であるが、Ｒ−Ｔ　Ｍ−Ｂ系合金は酸素に対し
て非常に活性であり、そのため粉末にする工程を経ると
表面積が増え、酸化が激しくなり焼結体中の酸素温度は
どうしても高くなってしまう、また、粉末を成形すると
きに、例えばステアリン酸亜鉛のような成形助材を使用
しなければならない、これは焼結工程以前に取り除かれ
るのではあるが、数刻は磁石の中に炭素の形で残ってし
まいＲ−Ｔ　Ｍ−Ｂ系磁石の磁気性能を低下させてしま
うという問題がある。

成形助材を加えてプレス成形した後の成形体はグリーン
体と言われる。これは大変脆く、ハンドリングが難しい
、従って、焼結炉にきれいに並べて入れるのは相当の手
間がかかることも大きな欠点である。

また、異方性の磁石を得るためには磁場中でプレス成形
しなければならず、磁場電源、コイル等の大きな装置が
必要となる。

以上の欠点があるので、一般的に言って、Ｒ−ＴＭ−Ｂ
系の焼結磁石の製造には高価な設備が必要になるばかり
でなく、生産効率も悪くなり、磁石の製造コストが高く
なってしまう、従って、比較的原料の安いＲ−ＴＭ−Ｂ
系磁石の長所を生かすことができなかった。

さらに従来の全ての磁石が磁石のみを単体で製造し、そ
の後、継鉄、構造部材等に接着等の固定を行なっていた
ため、軸受の高速回転に伴う遠心力の影響で継鉄、構造
部材等からの磁石の剥離が起こるという重大な問題もあ
った。

そこで本発明は、このような課題を解決するもので、そ
の目的とするところはＲ−ＴＭ−Ｂ系合金を溶解・鋳造
することを基本工程とし、熱間加工及び熱処理を併用し
、磁気特性に優れ、機械的強度も大きく、しかも低コス
トのマグネトロン用永久磁石を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために本発明のマグネトロン用永久
磁石の製造方法は、Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素
のうち少なくとも１種）、遷移金属、およびボロンを基
本成分とする合金を溶解及び鋳造後、前記鋳造インゴッ
トを５００℃以上の温度で熱間加工することを特徴とす
る。

また磁石合金を溶解、鋳造する工程、ついで鋳造インゴ
ットを軟磁性体で覆い、５００℃以上で熱間加工を施し
、その後２５０℃以上の温度で熱処理を行い永久磁石と
軟磁性体の接合体を製造し、さらに前記接合体の軟磁性
体部分の１部を構造部材あるいは磁気回路として残すよ
うに切削等の後加工することを特徴とする。

あるいは磁石合金を溶解し、軟磁性体、または磁石と接
合して使う材料でできた鋳型に鋳造する工程、鋳造イン
ゴットを鋳型ごと５００℃以上で熱間加工を施し、その
後２５０℃以上の温度で熱処理を行い永久磁石と鋳型材
の接合体を製造し、さらに前記接合体の鋳型材部分の１
部を構造部材あるいは磁気回路として残すように切削等
の後加工することを特徴とする。

磁石を用いた磁気回路の縦断面図を示す、１は希土類、
遷移金属およびボロンを特徴とする特許磁石、２は軟磁
性体鋳型、３はヨークである。

第１表に本実施例の磁石合金の組成を示す。

第１表 ただし、磁石の組成としては表１に示した組成に限らず
、希土類金属としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、　　Ｎ
ｄ％Ｓｍ、　　Ｅｕ％Ｇｄ、　　Ｔｂ％Ｄｙ。

ＨＯｌＥｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕが候補として挙げられ、
これらの内１種類、あるいは２種類以上を組み合わせて
用いられる。最も高い磁気特性はＰｒで得られる。従っ
て実用的には、Ｐｒ、Ｐｒ−Ｎｄ、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ合
金等が用いられる。

遷移金属としてはＦｅ、Ｃｏ、ＮｉＳ　Ｃｕ、　　等が
候補として挙げられ、これらの内１種類、あるいは２種
類以上を組み合わせて用いられる。また、小量の添加元
素、例えば重希土類のＤｙ、’ｒｂ等や、Ａ１、Ｓｉ、
Ｍｏ、Ｇａ等は保磁力の向上に有効である。

Ｒ−Ｔ　Ｍ−Ｂ系永久磁石の主相はＲ２Ｔ　Ｍ　＋　ａ
　Ｂ化合物相である。従ってＲが８原子％未満ではもを
よ＜）上記化合物を形成せず、高い磁気性能は得られな
い、一方、Ｒが３０原子％を越えると非磁性のＲリッチ
相が多くなり磁気特性は著しく低下する。

従ってＲの範囲は８〜３０原子％が適当である。

しかし、鋳造磁石とするため、好ましくは８〜２５原子
％が適当である。

ＢはＲ２Ｔ　Ｍ　Ｉａ　Ｂ化合物相を形成するための必
須元素であり、２原子％以下では菱面体のＲ−ＴＭ系に
なるために高い保磁力は望めない、また、２８原子％を
越えるとＢを含む非磁性相が多くなり、残留磁束密度は
著しく低下してくる。しかし、鋳造磁石としては好まし
くはＢは８原子％以下がよく、それ以上では特殊な冷却
を施さない限り微細なＲ２ＴＭ１４Ｂ化合物相を得るこ
とが出来ず、適切な保磁力が得られない。

Ａ１、Ｇａ等は保磁力増大の効果を示す、しかしながら
、Ａ１やＧａは非磁性元素であるため、その添加量を増
すと残留磁束密度が低下し、Ａ１では１５原子％を越え
ると、Ｇａでは６原子％を越えるとハードフェライト以
下の残留磁束密度になってしまうので希土類磁石として
の目的を果たし得ない、よってＡｌの添加量は１５原子
％以下、Ｇａは６原子％以下がよい。

第１表の組成の合金を溶解し、軟磁性体鋳型２を用いて
構成したＵ型に訪込み、冷却後上部に蓋を溶接し、９５
０℃に加熱し、熱間圧延加工を行なった。ついで熱処理
をおこない永久磁石１、軟磁性体鋳型２の接合体を得た
。この永久磁石１の磁気特性を第２表に示す。

得られた接合体は所望の形状に切断した後、ヨーク３を
固着しマグネトロン用永久磁石磁気回路を構成した。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明のマグネトロン用永久磁石の
製造方法は、鋳造インゴットを粉砕・焼結という工程を
経ることなく大量生産しやすい熱間加工と熱処理を施す
だけで十分な保磁力が得られ、永久磁石の生産工程を大
幅に削減し低コストのマグネトロン用永久磁石を提供す
ることができる。

さらに、磁気特性としても最大エネルギー積が実施例１
では、１６〜１７　（ＭＧＯｅ）と従来のフェライト磁
石に比べ約７倍の磁気特性を持つため小型のマグネトロ
ンを構成することが可能となっている。

また磁石と他の構造部材との接合は、磁石の加工性が劣
るため、一般に難しいが本発明では磁石の両面に軟磁性
体鋳型が固相接合されているため、鋳型部へネジ穴を開
ける等の方法で磁気回路全体の組立性を非常に向上させ
ることができる。

また本発明の製造方法は進行波管等の静磁界を用いて荷
電粒子を制御する機器の永久磁石の製造にも有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法によるマグネトロン用永久磁
石の縦断面図である。 １・・・永久磁石 ２・・・軟磁性体鋳型 ３・・・ヨーク 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　銘木　喜三部　他１名第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネトロン用永久磁石の製造方法において、Ｒ
   （ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種
   ）、遷移金属、およびボロンを基本成分とする合金を溶
   解及び鋳造後、前記鋳造インゴットを５００℃以上の温
   度で熱間加工することを特徴としたマグネトロン用永久
   磁石の製造方法。
2. （２）磁石合金を溶解、鋳造する工程、ついで鋳造イン
   ゴットを軟磁性体で覆い、５００℃以上で熱間加工を施
   し、その後２５０℃以上の温度で熱処理を行い永久磁石
   と軟磁性体の接合体を製造し、さらに前記接合体の軟磁
   性体部分の１部を構造部材あるいは磁気回路として残す
   ように切削等の後加工を施すことを特徴とする請求項１
   に記載のマグネトロン用永久磁石の製造方法。
3. （３）磁石合金を溶解し、軟磁性体、または磁石と接合
   して使う材料でできた鋳型に鋳造する工程、鋳造インゴ
   ットを鋳型ごと５００℃以上で熱間加工を施し、その後
   ２５０℃以上の温度で熱処理を行い永久磁石と鋳型材の
   接合体を製造し、さらに前記接合体の鋳型材部分の１部
   を構造部材あるいは磁気回路として残すように切削等の
   後加工を施すことを特徴とする請求項１に記載のマグネ
   トロン用永久磁石の製造方法。