一种含铈钐钴永磁材料的制备方法技术

本发明专利技术属于稀土磁体材料技术领域，涉及一种含铈钐钴永磁材料的制备方法，包括以下步骤：分别制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭，第一合金铸锭的化学原子计量式为Sm1‑

【技术实现步骤摘要】
一种含铈钐钴永磁材料的制备方法


[0001]本专利技术属于稀土磁体材料
，涉及一种含铈钐钴永磁材料的制备方法。

技术介绍

[0002]1967年，美国用粉末粘结法成功地制成SmCo5永磁体，标志着稀土永磁时代的到来。迄今为止，稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钻性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的胜能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起各国的极大重视。稀土永磁分钐钻(SmCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)系永磁体。钐钻磁铁分为1:5型(SmCo5)和2:17型(Sm2Co17)两种，其主要特点是磁性能高，温度性能好，最高工作温度可达250～350摄氏度。与钕铁硼磁铁相比，在工作温度180℃以上时，其最大磁能积及温度稳定性和化学稳定性均超过钕铁硼永磁材料，很适合用来制造各种高性能的永磁电机及工作环境十分复杂的应用产品。
[0003]钐钴永磁体材料其成分主要为储量稀少的稀土金属Sm以及稀缺、昂贵的战略金属Co，随着钐钴永磁体材料市场需求增加，Sm和Co使用量增加，而作为伴生稀土资源且廉价的Ce，虽然被大量开采出来，但是市场使用量却非常的少，导致Ce大量堆积，使用率很低。往稀土钐钴永磁体材料中加入Ce元素不仅可以平衡利用稀土资料，同时可以降低稀土钐钴永磁体材料的成本；但是Ce元素在钐钴永磁体材料中的加入，会恶化磁体的微观结构进而恶化矫顽力。因此，开发出一种含铈且性能优异钐钴永磁材料具有重要战略意义。
[0004]2:17系钐钴稀土永磁的传统制备方法为：配料
→
熔炼铸绽
→
机械破碎
→
球磨或者气流磨
→
磁场取向成型
→
烧结固溶
→
时效。由于采用机械破碎，该方法存在能耗大，生产效率低，对仪器设备的损耗也大的缺点。另外由机械破碎得到的粉末的脆性较差，导致后续的球磨或者气流磨制粉时间较长，制粉效率低。
[0005]氢破工艺是一种高效节能的制粉方法，它利用合金吸氢膨胀破碎的特性来制备合金粉末，其已经广泛用于Nd
‑
Fe
‑
B系稀土永磁合金的生产制备中。2:17系钐钴合金吸氢破碎能力跟合金成分有着很大的关系，大部分2:17系钐钴合金因为成分原因常常需要在一个兆帕甚至几十个兆帕以上的氢压下才能产生吸氢粉化，如此高的氢压对仪器设备的要求很高，且存在很大的安全隐患，难以实现工业化生产。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种利用氢破工艺制备含铈钐钴永磁材料的方法，通过调配第一合金铸锭和第二合金铸锭的元素配比，并结合制备方法，极大的降低了氢破工艺的制备条件，同时获得含铈且性能优异的钐钴永磁材料，平衡且高效利用稀土资源，且性能也能满足各种应用需求。
[0007]本专利技术的一个目的通过以下技术方案来实现：
[0008]一种含铈钐钴永磁材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)按照各元素配比分别制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭，其中所述第一合金铸锭的化学原子计量式为Sm1‑
x
Ce
x
(Co1‑
a
‑
b
‑
c
Fe
a
Cu
b
Zr
c
)
z
，0.3≤x≤0.5，0≤a≤0.24，0≤b≤0.15，0≤c≤0.04，7≤z≤8.3，所述第二合金铸锭的化学原子计量式为Sm(Co1‑
d
‑
e
‑
f
Fe
d
Cu
e
Zr
f
)
n
，其中，0.25≤d≤0.5，0≤e≤0.15，0≤f≤0.04，7≤n≤8.3；磁体含少量的铈吸氢破碎仍较为困难，但若含有较高含量的铈，则磁体的矫顽力恶化严重。本专利技术采用双合金工艺，巧妙的避开了含较低铈磁体吸氢破碎的难题，成功利用氢破工艺制备出实用的含铈钐钴磁体。第一合金含有较低的铁含量和较高的铈含量，较高的铈含量可以帮助钐钴磁体在较低的氢压下吸氢破损，为实现工业化氢破提供基础条件。第二合金含有较高的铁含量，可以帮助钐钴磁体在较低的氢压下吸氢破碎。
[0010](2)将所述第一合金铸锭和第二合金锭分别进行吸氢破碎，得到第一氢破粉和第二氢破粉；
[0011](3)将所述第一氢破粉和第二氢破粉分别进行气流磨粉得到第一合金粉和第二合金粉；
[0012](4)将所述第一合金粉和第二合金粉混合均匀得到混合粉，并对混合粉依次进行取向成型、烧结固溶以及时效处理得到钐钴永磁材料。
[0013]作为优选，在所述第一合金铸锭的化学原子计量式中，0.3≤x≤0.4，0≤a≤0.15；在所述第二合金铸锭的化学原子计量式中，0.25≤d≤0.35。
[0014]作为优选，步骤(2)中，所述第一合金铸锭的吸氢温度为室温，氢压为0.1～0.3MPa下，吸氢1～3h；所述第二合金铸锭的吸氢温度为室温，氢压为0.1～0.3MPa，吸氢1～3h。
[0015]作为优选，第一氢破粉和第二氢破粉的平均粒径为100～180μm；第一合金粉和第二合金粉的平均粒径为2.2～4.0μm。
[0016]作为优选，步骤(4)中将所述第一合金粉与第二合金粉按照1.4：1至1:3的质量比例进行混合2～6h得到混合粉。
[0017]作为优选，步骤(4)中所述混合粉的化学原子计量式为Sm1‑
g
Ce
g
(Co1‑
h
‑
i
‑
j
Fe
h
Cu
i
Zr
j
)
k
，其中，0.15≤g≤0.25，0.11≤h≤0.255，0≤i≤0.15，0≤j≤0.04，7≤k≤8.3。
[0018]作为优选，步骤(4)中取向成型为：将所述混合粉在1.5～2.5T的磁场中取向成型，随后在100～300MPa的液体油中进行冷等静压，保压1～10分min，得到生坯。
[0019]作为优选，步骤(4)中烧结固溶为：将生坯以2～6℃/min从室温升温至300～600℃之间进行脱碳处理2～6h，然后以4～8℃/min升温至1190～1220℃下烧结30～180min，随后以1～5℃/min降至1150～1195℃下固溶2～4h，然后再以1～5℃/min将温度上升至1180～1200℃保温2～6h，之后再以1～5℃/min降至1150～1195℃固溶1～3h，最后风冷到室温得到钐钴预磁体。其中，第二次升温后的温度低于第一次升温温度(烧结温度)，但是高于固溶温度。
[0020]含铈磁体吸氢后会形成间隙固溶体，在300～600℃之间保温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含铈钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照各元素配比分别制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭，其中所述第一合金铸锭的化学原子计量式为Sm1‑
x
Ce
x
(Co1‑
a
‑
b
‑
c
Fe
a
Cu
b
Zr
c
)
z
，0.3≤x≤0.5，0≤a≤0.24，0≤b≤0.15，0≤c≤0.04，7≤z≤8.3，所述第二合金铸锭的化学原子计量式为Sm(Co1‑
d
‑
e
‑
f
Fe
d
Cu
e
Zr
f
)
n
，其中，0.25≤d≤0.5，0≤e≤0.15，0≤f≤0.04，7≤n≤8.3；(2)将所述第一合金铸锭和第二合金锭分别进行吸氢破碎，得到第一氢破粉和第二氢破粉；(3)将所述第一氢破粉和第二氢破粉分别进行气流磨粉得到第一合金粉和第二合金粉；(4)将所述第一合金粉和第二合金粉混合均匀得到混合粉，并对混合粉依次进行取向成型、烧结固溶以及时效处理得到钐钴永磁材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第一合金铸锭的化学原子计量式中，0.3≤x≤0.4，0≤a≤0.15；在所述第二合金铸锭的化学原子计量式中，0.25≤d≤0.35。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一合金铸锭的吸氢温度为室温，氢压为0.1～0.3MPa下，吸氢1～3h；所述第二合金铸锭的吸氢温度为室温，氢压为0.1～0.3MPa下，吸氢1～3h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一氢破粉和第二氢破粉的平均粒径为100～180μm；第一合金粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，梁永林，
申请(专利权)人：杭州智宇磁业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：