一种钐钴永磁体的制备方法技术

一种钐钴永磁体的制备方法，包括以下步骤：（1）将预先配好的含钐、钴、铁、铜、锆的原料进行熔炼，降频保温精炼，急冷，得钐钴合金铸锭；（2）将钐钴合金铸锭粗破碎成粒径为20~100微米的粗颗粒；（3）将钐钴合金粗颗粒采用气流磨进一步粉碎；（4）将气流磨粉末在磁场下取向并压制成型，进行冷等静压，得到钐钴压坯；（5）将钐钴毛坯依次真空预烧结，充惰性气体烧结，降温固溶，风冷至室温，得到烧结毛坯；（6）进行时效处理，得到钐钴永磁体。本发明专利技术通过配方和烧结工艺调整，能克服钐钴永磁体高综合磁性能与高工作温度无法兼顾的缺点，获得同时具有优异综合性能与较高工作温度的钐钴永磁体。

【技术实现步骤摘要】
一种钐钴永磁体的制备方法
本专利技术涉及稀土永磁材料
，具体是涉及一种钐钴永磁体的制备方法。
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，被广泛应用在马达、仪表、传感器、探测器、发动机、雷达及其它高科技领域。工业制备钐钴永磁材料的方法主要为粉末冶金法，一般生产的工艺流程为：配料→熔炼→制粉→成型→烧结→时效→磁性检测→后加工→表面处理→检验→成品。钐钴永磁材料的最高工作温度可以达到300~500℃，但钐钴永磁材料具有剩磁和最大磁能积较低的缺点，尤其是低温度系数系列的钐钴永磁材料，剩磁Br为0.9~1.02T（9~10.2kGs），最大磁能积(BH)max为20~25MGOe，尽管工作温度较高，但牺牲了综合磁性能，无法兼顾工作温度与综合磁性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种钐钴永磁体的制备方法，所得钐钴永磁体具有较高综合磁性能，能在较高工作温度工作。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种钐钴永磁体的制备方法，包括以下步骤：（1）将预先配好的含钐、钴、铁、铜、锆的原料进行熔炼，再降频保温精炼，然后急冷，得到钐钴合金铸锭；（2）将步骤（1）所得钐钴合金铸锭粗破碎成粒径为20~100微米（μm）的粗颗粒，得钐钴合金粗颗粒；（3）将步骤（2）所得钐钴合金粗颗粒采用气流磨进一步粉碎，得到气流磨粉末；（4）将步骤（3）所得气流磨粉末在磁场下取向并压制成型，进行冷等静压，得到钐钴压坯；（5）将步骤（4）所得钐钴毛坯依次真空预烧结，充惰性气体烧结，降温固溶，风冷至室温，得到烧结毛坯；（6）进行时效处理，得到钐钴永磁体。进一步，步骤（1）中，含钐、钴、铁、铜、锆的原料中，钐、钴、铁、铜、锆按照以下质量百分比配料：钐26~28%、钴45.8～51%、铁14.5~18%、铜5～7%、锆1.5～3%，各原料百分比之和为100%。钐、钴是磁体的集体元素，形成具有易磁化轴的各项异性结构，钐含量的增加可提高磁体的剩磁Br；铁可取代钐钴磁体中胞状结构内的Sm2Co17相的部分Co，形成富Fe的Sm2（CoFe）2相，提高其最大磁能积，Cu和Zr通过胞壁强化作用与胞内第二相强化机制，提高钐钴磁体的内禀矫顽力与最高使用温度。将这些添加到一起，会产生协同作用，提高材料的性能。进一步，步骤（1）中，熔炼频率为40~60Hz。进一步，步骤（1）中，所述精炼温度为1400~1600℃，时间为5~15min。进一步，步骤（1）中，精炼频率降低至5~20Hz。进一步，步骤（2）中，依次采用颚式破碎机、中碎机破碎。进一步，步骤（3）中，所述气流磨粉末的粒径为3～5μm。进一步，步骤（4）中，所述磁场为1.5~2T，成型压强为1~20MPa，冷等静压压强为170~220MPa。进一步，步骤（5）中，真空预烧结的真空度≤2.0×10-1Pa，预烧结的温度为1180~1195℃，保温30min以上；惰性气体为体积百分比纯度≥99.99%的氩气；烧结温度为1220~1250℃，保温时间100~180min；固溶温度为1150~1180℃，保温时间100~180min。烧结温度的提高，可提高磁体的密度进而提升磁体的最大磁能积，合适的固溶温度及快速冷却可以保留高温相，为时效处理准备最佳条件和提供均匀充分的位错源，可以在时效过程中形成连续的相转变。进一步，步骤（6）中，时间处理为：先升温至800~830℃，保温时间10~20h；再以0.3~0.7℃/min的速度降温至350~450℃，保温时间10~15h。合适的时效处理工艺，可以提高磁体的内禀矫顽力，主要是通过时效促进钐钴磁体中胞状组织内形成均匀的胞壁相Sm（Co，Cu）5，通过胞壁相钉扎畴壁使得磁体获得较高的矫顽力和高工作温度。本专利技术通过配方和烧结工艺调整，能克服钐钴永磁体高综合磁性能与高工作温度无法兼顾的缺点，获得同时具有优异综合性能与较高工作温度的钐钴永磁体。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。对比例1本对比例包括以下步骤：（1）配料：称取原料钐、钴、铁、铜、锆；将原料按以下质量百分比配料：钐25.5%、钴52%、铁10.5%、铜8%、锆4%；（2）合金熔炼：将配制好的原料在中频感应炉中进行熔炼，再在1450℃温度下保温精炼10min，然后浇入冷凝模中急冷，得到钐钴合金铸锭；（3）合金铸锭粗破碎：将钐钴合金铸锭用颚式破碎机和中碎机破碎成粒径在20~100μm的粗颗粒；（4）气流磨制粉：将粗颗粒采用气流磨进一步粉碎到3～5μm，得到气流磨磁粉；（5）取向成型：将气流磨磁粉在1.8T的磁场下取向并压制成型，然后再在200Mpa压强下进行冷等静压，得到钐钴毛坯；（6）烧结和固溶：在立式烧结炉中，将钐钴毛坯在1185℃下真空预烧结30min，真空度为0.2Pa，再充氩气在1200℃下烧结90min，然后降温至1175℃固溶120min，最后风冷至室温，得到烧结毛坯；（7）时效处理：将烧结毛坯在800℃下保温20h，随后以0.5℃/min的速度降温至400℃，保温10h，最后急冷至室温得到钐钴永磁体。本对比例制备的钐钴永磁体样品测试磁性能，测试结果如表1所示。对比例2本对比例包括以下步骤：（1）配料：称取原料钐、钴、铁、铜、锆；将原料按以下质量百分比配料：钐25.5%、钴52%、铁10.5%、铜8%、锆4%；（2）合金熔炼：将配制好的原料在中频感应炉中进行熔炼，再降低频率至15Hz，在1520℃温度下保温精炼5min，然后浇入冷凝模中急冷得到钐钴合金铸锭；（3）合金铸锭粗破碎：将钐钴合金铸锭用颚式破碎机和中碎机破碎成粒径在20~100μm的粗颗粒；（4）气流磨制粉：将粗颗粒采用气流磨进一步粉碎到3～5μm，得到气流磨磁粉；（5）取向成型：将气流磨磁粉在1.9T的磁场下取向并压制成型，然后再在190Mpa压强下进行冷等静压，得到钐钴毛坯；（6）烧结和固溶：在立式烧结炉中，将钐钴毛坯在1185℃下真空预烧结30min，真空度为0.2Pa，再充氩气在1210℃下烧结150min，然后降温至1175℃固溶150min，最后风冷至室温，得到烧结毛坯；（7）时效处理：将烧结毛坯在800℃下保温20h，随后以0.5℃/min的速度降温至400℃，保温10h，最后急冷至室温得到钐钴永磁体。本对比例制备的钐钴永磁体样品测试磁性能，测试结果如表1所示。对比例3对比例3为市售普通高工作温度（低温度系数）钐钴永磁材料。实施例1本实施例包括以下步骤：（1）配料：称取原料钐、钴、铁、铜、锆；将原料按以下质量百分比配料：钐26.5%、钴49.2%、铁14.6%、铜6.8%、锆2.9%；将配制好的原料在中频感应炉中进行熔炼，熔炼频率为40Hz；再降低频率至15Hz，在1520℃温度下保温精炼5min，然后浇入冷凝模中急冷，得到钐钴合金铸锭；（2）合金铸锭粗破碎：将步骤（1）所得钐钴合金铸锭依次采用颚式破碎机、中碎机破碎粗破碎成粒径为20~100微米（μm）的粗颗粒，得钐钴合金粗颗粒；（3）气流磨制粉：将粗颗粒采用气流磨进一步粉碎到3～5μm，得到气流磨磁粉末；（4）取向成型：将步骤（3）所得气流磨粉末在1.9T的磁场下取向并压制成型，成型压强为10MPa，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钐钴永磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将预先配好的含钐、钴、铁、铜、锆的原料进行熔炼，再降频保温精炼，然后急冷，得到钐钴合金铸锭；（2）将步骤（1）所得钐钴合金铸锭粗破碎成粒径为20~100微米的粗颗粒，得钐钴合金粗颗粒；（3）将步骤（2）所得钐钴合金粗颗粒采用气流磨进一步粉碎，得到气流磨粉末；（4）将步骤（3）所得气流磨粉末在磁场下取向并压制成型，进行冷等静压，得到钐钴压坯；（5）将步骤（4）所得钐钴毛坯依次真空预烧结，充惰性气体烧结，降温固溶，风冷至室温，得到烧结毛坯；（6）进行时效处理，得到钐钴永磁体。

【技术特征摘要】
1.一种钐钴永磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将预先配好的含钐、钴、铁、铜、锆的原料进行熔炼，再降频保温精炼，然后急冷，得到钐钴合金铸锭；（2）将步骤（1）所得钐钴合金铸锭粗破碎成粒径为20~100微米的粗颗粒，得钐钴合金粗颗粒；（3）将步骤（2）所得钐钴合金粗颗粒采用气流磨进一步粉碎，得到气流磨粉末；（4）将步骤（3）所得气流磨粉末在磁场下取向并压制成型，进行冷等静压，得到钐钴压坯；（5）将步骤（4）所得钐钴毛坯依次真空预烧结，充惰性气体烧结，降温固溶，风冷至室温，得到烧结毛坯；（6）进行时效处理，得到钐钴永磁体。2.根据权利要求1所述的钐钴永磁体的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，含钐、钴、铁、铜、锆的原料中，钐、钴、铁、铜、锆按照以下质量百分比配料：钐26~28%、钴45.8～51%、铁14.5~18%、铜5～7%、锆1.5～3%，各原料百分比之和为100%。3.根据权利要求1或2所述的钐钴永磁体的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，熔炼频率为40~60Hz。4.根据权利要求1或2所述的钐钴永磁体的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述精炼温度为1400~1600℃，时间为5~15min。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琛，刘超，王玄，罗明，
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