一种钐钴氮永磁材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钐钴氮永磁材料的制备方法，该钐钴氮永磁材料母合金的原材料以原子配比表示为：（Sm1‑x‑yNbxPry）2（Co1‑a‑b‑cTiaAlbBc）17，其中x=0.15‑0.20，y=0.01‑0.02，a=0.12‑0.15，b=0.05‑0.12，c=0.01‑0.03。本发明专利技术制备的钐钴氮永磁材料，采用Nb替代部分Sm，采用Ti替代部分Co，提高材料的综合磁性能，复配加入重稀土Pr以及能和B产生协同作用从而提高磁体的耐腐蚀性能的Al，在制备过程中本发明专利技术使用粉末液相烧结法，所制备的母合金含有能够容纳多余Sm原子的弱磁性晶界相，所制备的磁粉具有良好的磁性能、抗氧化性和耐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
一种钐钴氮永磁材料的制备方法
本专利技术涉一种永磁材料的制备方法，尤其涉及一种钐钴氮永磁材料的制备方法。
技术介绍
稀土永磁体具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积的特点，被广泛应用于电力电子、通讯、信息、电机、交通运输、办公自动化、医疗器械、军事等领域。经过20多年的研究开发，稀土永磁体的磁能积得到了很大的提高，但是稀土永磁体的矫顽力仍有很大的提高空间。Nd-Fe-B基磁体可以制备成具有高矫顽力的磁体，其矫顽力的一个重要来源是，具有由富钕相包裹住边界平滑的主相Nd2Fe14B晶粒的微观组织，这种微观组织中的主相因晶粒因边界平滑而减小了退磁场和杂散场、提高了反向畴的形核场，而晶间弱磁性相能够有效钉扎磁畴。钐钴永磁材料是第二代稀土永磁体，其主要特点为磁性能高、温度性能好，且抗锈蚀能力强，适合制造各种高性能的永磁电机以及工作环境十分复杂的应用产品。目前，虽然钐钴系永磁材料温度稳定性均较高，但是现有技术中的钐钴系永磁材料如2∶17型钐钴合金的矫顽力并不高、1∶5型钐钴合金的磁积能较低，因此矫顽力、磁积能等综合磁性能均高的钐钴永磁材料还有待研究发展。
技术实现思路
本专利技术提供一种钐钴氮永磁材料的制备方法，使用该方法制备的永磁材料，具有较高矫顽力、且耐腐蚀，并且成本相对较低。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种钐钴氮永磁材料的制备方法，该钐钴氮永磁材料母合金的原材料以原子配比表示为：（Sm1-x-yNbxPry）2（Co1-a-b-cTiaAlbBc）17，其中x=0.15-0.20，y=0.01-0.02，a=0.12-0.15，b=0.05-0.12，c=0.01-0.03，该方法包括如下步骤：（1）制备母合金按照上述原子配比将Sm、Nb、Pr、Co、Ti、Al及B混合，同时放入电弧炉铜坩埚(水冷)内，关闭电弧炉腔体抽真空至10-4-10-5mbar，连续洗气2-3次，每次洗气充入高纯Ar气压力为500-600mbar，洗气完成后腔体内再充入高纯Ar气600-700mbar，熔炼过程中不断用电弧搅动合金液，使其充分熔化均匀，关闭电流待合金液冷却后，用机械手将合金锭上下翻转，重复上述步骤，总共反复熔炼5-6次，冷却后得到母合金铸锭；将母合金铸锭破碎球磨成100-200μm的粉末，将粉末压实后置于氩气保护下的烧结炉中，进行800-1050℃烧结10-20小时后快冷至室温，成为母合金；（2）将母合金破碎至粒度为50-100μm的磁粉，将该磁粉在350-600℃的高纯氮气中进行30-50小时的气-固反应，得到充分氮化的氮化物磁粉；（3）将得到的氮化物磁粉粉碎成平均粒度1-5μm的各向异性磁粉。优选的，在步骤（1）粉碎母合金铸锭之前还包括对母合金铸锭的退火处理的步骤，具体为：将母合金铸锭装入一端封口的石英管中，通过真空封管系统洗气，洗气完成后抽真空再充入高纯Ar气后将石英管的另一端封闭。打开感应退火炉设定温度400℃-750℃、感应频率为0.5-10KHZ，热处理时间为10-20分钟；之后将石英管推入磁场退火炉中，设定温度400℃-750℃、磁场强度为1.5-3.7T，热处理时间为3-10分钟。本专利技术制备的钐钴氮永磁材料，采用Nb替代部分Sm，采用Ti替代部分Co，提高材料的综合磁性能，复配加入重稀土Pr以及能和B产生协同作用从而提高磁体的耐腐蚀性能的Al，在制备过程中本专利技术使用粉末液相烧结法，所制备的母合金含有能够容纳多余Sm原子的弱磁性晶界相，所制备的磁粉具有良好的磁性能、抗氧化性和耐蚀性。具体实施方式实施例一该实施例制备的钐钴氮永磁材料母合金的原材料以原子配比表示为：（Sm0.84Nb0.15Pr0.01）2（Co0.82Ti0.12Al0.05B0.01）17。按照上述原子配比将Sm、Nb、Pr、Co、Ti、Al及B混合，同时放入电弧炉铜坩埚(水冷)内，关闭电弧炉腔体抽真空至10-4mbar，连续洗气2次，每次洗气充入高纯Ar气压力为500mbar，洗气完成后腔体内再充入高纯Ar气600mbar，熔炼过程中不断用电弧搅动合金液，使其充分熔化均匀，关闭电流待合金液冷却后，用机械手将合金锭上下翻转，重复上述步骤，总共反复熔炼5次，冷却后得到母合金铸锭。母合金铸锭的退火处理，具体为：将母合金铸锭装入一端封口的石英管中，通过真空封管系统洗气，洗气完成后抽真空再充入高纯Ar气后将石英管的另一端封闭。打开感应退火炉设定温度400℃、感应频率为0.5KHZ，热处理时间为10分钟；之后将石英管推入磁场退火炉中，设定温度400℃、磁场强度为1.5T，热处理时间为3分钟。将母合金铸锭破碎球磨成100-200μm的粉末，将粉末压实后置于氩气保护下的烧结炉中，进行800℃烧结10小时后快冷至室温，成为母合金。将母合金破碎至粒度为50-100μm的磁粉，将该磁粉在350℃的高纯氮气中进行30小时的气-固反应，得到充分氮化的氮化物磁粉。将得到的氮化物磁粉粉碎成平均粒度1-5μm的各向异性磁粉。实施例二该实施例制备的钐钴氮永磁材料母合金的原材料以原子配比表示为：（Sm0.78Nb0.20Pr0.02）2（Co0.70Ti0.15Al0.12B0.03）17。按照上述原子配比将Sm、Nb、Pr、Co、Ti、Al及B混合，同时放入电弧炉铜坩埚(水冷)内，关闭电弧炉腔体抽真空至10-5mbar，连续洗气3次，每次洗气充入高纯Ar气压力为600mbar，洗气完成后腔体内再充入高纯Ar气700mbar，熔炼过程中不断用电弧搅动合金液，使其充分熔化均匀，关闭电流待合金液冷却后，用机械手将合金锭上下翻转，重复上述步骤，总共反复熔炼6次，冷却后得到母合金铸锭。母合金铸锭的退火处理，具体为：将母合金铸锭装入一端封口的石英管中，通过真空封管系统洗气，洗气完成后抽真空再充入高纯Ar气后将石英管的另一端封闭。打开感应退火炉设定温度750℃、感应频率为10KHZ，热处理时间为20分钟；之后将石英管推入磁场退火炉中，设定温度750℃、磁场强度为3.7T，热处理时间为10分钟。将母合金铸锭破碎球磨成100-200μm的粉末，将粉末压实后置于氩气保护下的烧结炉中，进行1050℃烧结10-20小时后快冷至室温，成为母合金。将母合金破碎至粒度为50-100μm的磁粉，将该磁粉在600℃的高纯氮气中进行50小时的气-固反应，得到充分氮化的氮化物磁粉。将得到的氮化物磁粉粉碎成平均粒度1-5μm的各向异性磁粉。比较例市售钐钴永磁材料。对相同尺寸的实施例1-2及比较例的永磁材料进行磁性能测试，磁性能测试利用BH仪测试，测试温度为25℃，测量最大磁能积（BH）max和矫顽力，发现实施例1-2的最大磁能积相对比较例提高20-25%，实施例1-2的矫顽力相对比较例提高25%以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钐钴氮永磁材料的制备方法，该钐钴氮永磁材料母合金的原材料以原子配比表示为：（Sm1‑x‑yNbxPry）2（Co1‑a‑b‑cTiaAlbBc）17，其中x=0.15‑0.20，y=0.01‑0.02，a=0.12‑0.15，b=0.05‑0.12，c=0.01‑0.03，该方法包括如下步骤：（1）制备母合金按照上述原子配比将Sm、Nb、Pr、Co、Ti、Al及B混合，同时放入电弧炉铜坩埚(水冷)内，关闭电弧炉腔体抽真空至10‑4‑10‑5mbar，连续洗气2‑3次，每次洗气充入高纯Ar气压力为500‑600mbar，洗气完成后腔体内再充入高纯Ar气600‑700mbar，熔炼过程中不断用电弧搅动合金液，使其充分熔化均匀，关闭电流待合金液冷却后，用机械手将合金锭上下翻转，重复上述步骤，总共反复熔炼5‑6次，冷却后得到母合金铸锭；将母合金铸锭破碎球磨成100‑200μm的粉末，将粉末压实后置于氩气保护下的烧结炉中，进行800‑1050℃烧结10‑20小时后快冷至室温，成为母合金；（2）将母合金破碎至粒度为50‑100μm的磁粉，将该磁粉在350‑600℃的高纯氮气中进行30‑50小时的气‑固反应，得到充分氮化的氮化物磁粉；（3）将得到的氮化物磁粉粉碎成平均粒度1‑5μm的各向异性磁粉。...

【技术特征摘要】
1.一种钐钴氮永磁材料的制备方法，该钐钴氮永磁材料母合金的原材料以原子配比表示为：（Sm1-x-yNbxPry）2（Co1-a-b-cTiaAlbBc）17，其中x=0.15-0.20，y=0.01-0.02，a=0.12-0.15，b=0.05-0.12，c=0.01-0.03，该方法包括如下步骤：（1）制备母合金按照上述原子配比将Sm、Nb、Pr、Co、Ti、Al及B混合，同时放入电弧炉铜坩埚内，关闭电弧炉腔体抽真空至10-4-10-5mbar，连续洗气2-3次，每次洗气充入高纯Ar气压力为500-600mbar，洗气完成后腔体内再充入高纯Ar气600-700mbar，熔炼过程中不断用电弧搅动合金液，使其充分熔化均匀，关闭电流待合金液冷却后，用机械手将合金锭上下翻转，重复上述熔炼步骤，总共反复熔炼5-6次，冷却后得到母合金铸锭；将母合金铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州思创源博电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32