一种稀土钴永磁材料及其制备方法技术

一种稀土钴永磁材料及其制备方法，本发明专利技术之稀土钴永磁材料，其合金成分为RxCo1‑x‑y‑z‑wFeyCuzMw，其中，R为Sm、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Ho、Er中的一种或几种，M为Zr、Al、Nb、Ga、Ti中的一种或几种。本发明专利技术还包括所述稀土钴永磁材料的制备方法。本发明专利技术所得稀土钴永磁材料可耐200℃以上高温，其剩磁Br=1.15～1.25T，（BH）max=32～36MGOe，提供的磁场达到烧结钕铁硼N35EH材料的水平，但成本比N35EH低。本发明专利技术达到低成本制备高剩磁、耐高温的稀土钴永磁材料的目的，能提高稀土钴永磁材料的应用市场。

A rare earth cobalt permanent magnetic material and its preparation method

A rare earth cobalt permanent magnetic material and a preparation method of the rare earth cobalt permanent magnetic material (rare-earth cobalt permanent magnetic material), whose alloy composition is RxCo1 X Y Z wFeyCuzMw, wherein R is one or several of Sm, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Pm, Pm, shrinking, wasting, etc. The invention also includes the preparation method of the rare earth cobalt permanent magnet material. The rare earth cobalt permanent magnetic material obtained by the invention can endure high temperature above 200 degrees C, its remanence Br=1.15 to 1.25T, (BH) max=32 ~ 36MGOe, and the magnetic field provided to the level of the sintered NdFeB N35EH material, but the cost is lower than that of N35EH. The invention achieves the purpose of preparing rare earth cobalt permanent magnetic materials with high remanent magnetism and high temperature resistance at low cost, and can improve the application market of rare earth cobalt permanent magnetic materials.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土钴永磁材料及其制备方法
本专利技术涉及一种稀土钴永磁材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，烧结钐钴永磁材料因其耐高温性能好而快速发展，其最高工作温度可以达到300℃～500℃，但钐钴永磁材料具有剩磁Br和最大磁能积（BH）max较低的缺点，其剩磁Br为0.8～1.1T（8～11kGs），最大磁能积（BH）max为（15～30MGOe），导致其提供的磁场较低，难以达到烧结钕铁硼的水平。对于烧结钕铁硼永磁材料，为了提高其耐高温性能，需要大量添加重稀土元素镝Dy、铽Tb等，如N35EH中的Dy、Tb含量超过6%（质量分数）。由于Dy和Tb的价格昂贵，目前镨钕金属的价格为30～55万元/吨，而镝铁（含镝量80%左右）的价格为120～135万元/吨，铽金属的价格为450～500万元/吨，添加Dy、Tb后，导致耐180℃～200℃的烧结钕铁硼磁体价格昂贵，甚至比烧结钐钴永磁材料价格更高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种稀土钴永磁材料及其制备方法，所得稀土钴永磁材料可耐200℃以上高温，其剩磁和最大磁能积较高，成本较低。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术之稀土钴永磁材料，其合金成分为RxCo1-x-y-z-wFeyCuzMw，其中，R为Sm、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Ho、Er中的一种或几种，M为Zr、Al、Nb、Ga、Ti中的一种或几种，x=0.2～0.28，y=0.18～0.25，z=0.05～0.07，w=0.02～0.04。本专利技术之稀土钴永磁材料的制备方法，包括以下步骤：1）熔炼：按RxCo1-x-y-z-wFeyCuzMw设定比例配料后，采用真空感应熔炼将其熔炼成合金液，然后将合金液浇注到水冷铜模内，获得板状合金铸锭；2）制粉：将步骤1）所得板状合金铸锭粗破碎成尺寸≤20mm的粗粉（优选采用颚式破碎机），将粗粉破碎成尺寸≤1mm的中粉（优选采用中试机），将中粉破碎成激光粒度D[3，2]为3.5～5微米（μm）的磁粉（优选采用气流磨机）；3）成型：采用磁场成型压机将磁粉在模具内取向压制为生坯，成型时，手套箱内氧含量≤0.5wt%，取向磁场≥1.5T，压强为1MPa～20MPa；然后将生坯放入冷等静压机内等静压，压强为180～300MPa，得到等静压生坯；4）烧结：将等静压生坯放入真空烧结炉内，抽真空、加热升温，到900℃以上时充氩气，然后继续升温，于1190～1250℃（优选1200～1220℃）温度下保温烧结，然后冷却到1180～1235℃（优选1190～1210℃）保温烧结，然后将炉内产品快速冷却，得到烧结毛坯；5）回火：将步骤4）所得烧结毛坯放入真空炉内，抽真空，然后充氩气，于820～860℃温度下保温回火，然后以0.2～1℃/min的速度冷却到400℃后，再实行风冷（即气淬），得到回火毛坯；所得回火毛坯即为稀土钴永磁材料。进一步，步骤1）中，将合金液浇注到水冷铜辊上，铜辊旋转速度为1m/s～3m/s，得到片状合金铸锭。进一步，步骤4）中，加热升温到1000℃以上时，保温0.5h以上，再充氩气，氩气压力为-0.06～-0.02MPa。进一步，步骤4）中，于1200～1220℃温度下保温烧结1～3h后，冷却到1190～1210℃保温烧结0.5～2h。进一步，步骤5）中，于820～840℃温度下保温回火，以0.3～0.6℃/min的速度冷却到400℃后，再风冷（气淬）到80℃以下。本专利技术所得稀土钴永磁材料可耐200℃以上高温，其剩磁Br=1.15～1.25T，（BH）max=32～36MGOe，提供的磁场达到烧结钕铁硼N35EH材料的水平，但成本比N35EH低。本专利技术达到低成本制备高剩磁、耐高温的稀土钴永磁材料的目的，能提高稀土钴永磁材料的应用市场。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例之稀土钴永磁材料，成分为Sm0.25Co0.47Fe0.18Cu0.07Zr0.03。本实施例之稀土钴永磁材料的制备方法，包括以下步骤：1）熔炼：采用真空感应熔炼炉将Sm0.25Co0.47Fe0.18Cu0.07Zr0.03熔炼成合金液，然后将合金液浇注到水冷铜模内，获得板状合金铸锭；2）制粉：采用颚式破碎机将步骤1）所得板状合金铸锭粗破碎成尺寸≤20mm的粗粉，采用中试机将粗粉破碎成尺寸≤1mm的中粉，采用气流磨机将中粉破碎成激光粒度D[3，2]为4.0微米的磁粉；3）成型：采用磁场成型压机将磁粉在模具内取向压制为生坯；成型时，手套箱内氧含量≤0.3wt%，取向磁场为1.5T，压强为5MPa；然后将生坯放入冷等静压机内等静压，压强为230MPa，得到等静压生坯；4）烧结：将等静压生坯放入真空烧结炉内，抽真空、加热升温，到1000℃时，保温0.5h，再充氩气，氩气压力为-0.02MPa，然后继续升温，于1200℃温度下保温烧结1h后，冷却到1185℃保温烧结1h，然后将炉内产品快速冷却，得到烧结毛坯；5）回火：将烧结毛坯放入真空炉内，抽真空，然后充氩气，于825℃温度下保温回火，然后以0.4℃/min的速度冷却到400℃后，再风冷（气淬）到80℃以下，得到回火毛坯。所得回火毛坯即为稀土钴永磁材料。测试本实施例所得稀土钴永磁材料的磁性能，剩磁Br11.42kGs，矫顽力Hcj18.5kOe，最大磁能积（BH）m33.6MGOe。与标准N35EH烧结钕铁硼材料（最大磁能积（BH）m为34MGOe）加工成φ10×10mm样品，在200℃高温下同时老化2h，本实施例材料的不可逆损失为0.4%，而N35EH材料的不可逆损失为5.6%；250℃老化2h，本实施例材料的不可逆损失为1.2%，而N35EH材料的不可逆损失达到35%。本实施例材料耐温性提高较明显。目前，本实施例材料毛坯价格为260元/kg，而N35EH烧结钕铁硼材料毛坯价格为290～310元/kg。本实施例材料成本降低较明显。实施例2本实施例之稀土钴永磁材料，成分为Sm0.2Co0.46Fe0.25Cu0.05Zr0.04。本实施例之稀土钴永磁材料的制备方法，包括以下步骤：1）熔炼：采用真空感应熔炼炉将Sm0.2Co0.46Fe0.25Cu0.05Zr0.04熔炼成合金液，然后浇注水冷铜模内，获得板状合金铸锭；2）制粉：采用颚式破碎机将板状合金铸锭粗破碎成尺寸≤20mm的粗粉，采用中试机将粗粉破碎成尺寸≤1mm的中粉，采用气流磨机将中粉破碎成激光粒度D[3，2]为4.5微米的磁粉；3）成型：采用磁场成型压机将磁粉在模具内取向压制为生坯，成型时，手套箱内氧含量≤0.1wt%，取向磁场为1.8T，压强为10MPa；然后将生坯放入冷等静压机内等静压，压强为200MPa，得到等静压生坯；4）烧结：将等静压生坯放入真空烧结炉内，抽真空、加热升温，到900℃时，保温0.5h，充氩气，氩气压力为-0.06MPa；然后继续升温，于1210℃温度下保温烧结1h，然后冷却到1195℃保温烧结1h，然后将炉内产品快速冷却，得到烧结毛坯；5）回火：将烧结毛坯放入真空炉内，抽真空，然后充氩气，于860℃温度下保温回火，然后以0.6℃/min的速度冷却，到400℃后，再风冷（气淬）到80℃以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土钴永磁材料，其特征在于，其合金成分为RxCo1‑x‑y‑z‑wFeyCuzMw，其中，R为Sm、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Ho、Er中的一种或几种，M为Zr、Al、Nb、Ga、Ti中的一种或几种，x=0.2～0.28，y=0.18～0.25，z=0.05～0.07，w=0.02～0.04。

【技术特征摘要】
1.一种稀土钴永磁材料，其特征在于，其合金成分为RxCo1-x-y-z-wFeyCuzMw，其中，R为Sm、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Ho、Er中的一种或几种，M为Zr、Al、Nb、Ga、Ti中的一种或几种，x=0.2～0.28，y=0.18～0.25，z=0.05～0.07，w=0.02～0.04。2.制备如权利要求1所述的稀土钴永磁材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）熔炼：按RxCo1-x-y-z-wFeyCuzMw设定比例配料后，采用真空感应熔炼将其熔炼成合金液，然后将合金液浇注到水冷铜模内，获得板状合金铸锭；2）制粉：将步骤1）所得板状合金铸锭粗破碎成尺寸≤20mm的粗粉，将粗粉破碎成尺寸≤1mm的中粉，将中粉破碎成激光粒度D[3，2]为3.5～5微米的磁粉；3）成型：采用磁场成型压机将磁粉在模具内取向压制为生坯，成型时，手套箱内氧含量≤0.5wt%，取向磁场≥1.5T，压强为1MPa～20MPa；然后将生坯放入冷等静压机内等静压，压强为180～300MPa，得到等静压生坯；4）烧结：将等静压生坯放入真空烧结炉内，抽真空、加热升温，到900℃以上时充氩气，然后继续升温，于1190～1250℃温度下保温烧结，然后冷却到1180～1235℃保温烧结，然后将炉内产品快速冷却，得到烧结毛坯；5）回火：将步骤4）所得烧结毛坯放入真空炉内，抽真空，然后充氩气，于820...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭春林，罗明，舒美春，胡盛青，
申请(专利权)人：湖南航天磁电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43