一种高性能钐铁氮永磁材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高性能钐铁氮永磁材料及其制备方法，涉及稀土磁性材料加工技术领域。所述Sm2Fe

【技术实现步骤摘要】
一种高性能钐铁氮永磁材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及稀土磁性材料加工
，具体涉及一种高性能钐铁氮永磁材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]Sm
‑
Fe
‑
N永磁材料因具有优异的各向异场、高饱和磁化强度及较高的居里温度，被视为继钕铁硼之后的第四代稀土永磁材料，其饱和磁化强度可达到1.54T，基本与NdFeB相当；Sm2Fe
17
N
x
的居里温度为470℃，高于NdFeB的居里温度318℃；Sm2Fe
17
N
x
的各向异性场达到了14T，高于NdFeB的8T。在物理化学性质方面，Sm2Fe
17
N
x
相较于钕铁硼具有更高耐腐蚀性，抗氧化性能，耐高温等特性，在应用于各种极端环境条件下特别是汽车工业、消费电子、航空航天等领域具有重要的应用价值和广阔的市场前景。且在价格上钐、铁原料资源多，价格便宜，相较于钕铁硼具有较好的原料成本优势。
[0003]由于SmFeN化合物中的氮原子是在300℃以上温度被Sm2Fe
17
吸收进去的，但当温度升高到600℃以上时，氮原子要从Sm2Fe
17
N
x
化合物中脱出，直到变成Sm2Fe
17
，因此要做成全致密的烧结型磁体是非常困难的，这也成为了其钐铁氮合金的研究向实用化方向发展的一大瓶颈，目前随着科技的发展，各科研工作者一方面正在努力提高磁体及磁粉的磁性，另一方面也在着手提高钐铁氮的分解温度，试图做出更致密的磁体。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种高性能烧结钐铁氮永磁体及其制备方法，在有效提升磁体的磁性的同时保证材料的致密性，提升材料的使用效果。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术方案通过以下技术方案予以实现：
[0006]高性能钐铁氮永磁材料，所述高性能钐铁氮永磁材料为Sm2Fe
17
型合金材料，且所述Sm2Fe
17
型合金由以下原子质量比Sm：7.20at％
‑
11.8at％、Dy：0.37at％
‑
4.20at％、Fe：85.45at％
‑
86.97at％、Hf：0.23at％
‑
0.85at％、Co：0.45at％
‑
1.26at％、Ga：0.12at％
‑
0.52at％、Zr：0.13at％
‑
0.54at％配料制备获得。
[0007]高性能钐铁氮永磁材料的制备方法包括以下步骤：
[0008](1)Sm2Fe
17
型合金的配料：选择纯度均大于99.5％以上的Sm、Dy、Fe、Hf、Co、Ga、Zr作为Sm2Fe
17
型合金的原料备用；
[0009](2)Sm2Fe
17
型合金制备：将上述原料放入真空速凝甩带炉中进行熔炼后浇铸甩带，得甩带片状合金备用；
[0010](3)真空热处理：将上述甩带合金片放入石英管中进行真空封装，将真空封装好的石英管中放入热处理炉中进行热处理，热处理完成后取出液氮淬火，得样品备用；
[0011](4)氢破碎及氮化处理：将上述样品装入到氢碎炉中进行氢破碎处理，得破碎好的钐铁氮合金粉体；
[0012](5)球磨制粉：将上述钐铁氮合金粉体在氮气保护下于真空球磨罐中进行球磨处
理，得钐铁氮合金细粉；
[0013](6)磁场取向成型：将上述钐铁氮合金粉放入到磁场成型压机中磁场取向成型，得到密度为4.2
±
0.05g/cm3的生坯备用；
[0014](7)放电等离子烧结：将上述坯体放入到放电等离子真空烧结炉中进行烧结，得烧结产品备用；
[0015](8)回火热处理：将上述烧结产品放入真空热处理炉中进行回火热处理，得永磁体。
[0016]优选的，所述步骤(2)中于真空速凝甩带炉中熔炼的条件为在熔炼开始前调节真空度达到3.0E
‑
2Pa，且调节熔炼时温度为1520℃
‑
1580℃，且甩带过程中控制铜辊转速在1500
‑
2200rpm。
[0017]优选的，所述步骤(3)中热处理温度的1020℃
‑
1100℃，热处理时间为48
‑
80h。
[0018]优选的，所述步骤(4)中氢破碎处理的方式为调节氢碎炉中真空度达到1.0E
‑
1Pa时充入氢气进行吸氢，饱和吸氢完成后合炉升温至600℃进行脱氢至真空度达到10Pa以下时结束脱氢，脱氢结束后保持炉温在320℃
‑
550℃往氢碎炉中循环充入高纯氮气进行氮化处理，炉内氮气气压在0.12
‑
0.24Mpa之间，氮化时间为12h。
[0019]优选的，所述步骤(5)中球磨的方式为将钐铁氮合金粉体与氧化锆球按10
‑
20∶1的质量比混合球磨8
‑
20h，且设置球磨机转速为350
‑
460r/min。
[0020]优选的，所述步骤(6)中磁场成型压机为氧含量小于10ppm的全密封状态，且取向成型的磁场强度为1.5T。
[0021]优选的，所述步骤(7)中的烧结温度为480℃
‑
580℃，保温时间为20
‑
40min，施加压力为150
‑
210MPa。
[0022]优选的，所述步骤(8)中温度设置为480℃
‑
525℃，保温30
‑
60min，保温完成后在氩气保护下风冷至30℃以下出炉。
[0023]本专利技术提供一种高性能钐铁氮永磁材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
[0024]本专利技术通过Sm、Dy、Fe、Hf、Co、Ga、Zr等原料制备一种Sm2Fe
17
型合金永磁体，通过磁场取向成型联合放电等离子烧结有效提升材料的磁性能，同时保证永磁体制备的稳定性和高效性，在降低永磁体生产成本的同时便于实际的加工生产。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1：
[0027]一种高性能钐铁氮永磁材料的制备：
[0028](1)Sm2Fe
17
型合金的配料：按以下原子质量比Sm：11.8at％、Dy：0.37at％、Fe：86.97at％、Hf：0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能钐铁氮永磁材料，其特征在于，所述高性能钐铁氮永磁材料为Sm2Fe
17
型合金材料，且所述Sm2Fe
17
型合金由以下原子质量比Sm：7.20at％
‑
11.8at％、Dy：0.37at％
‑
4.20at％、Fe：85.45at％
‑
86.97at％、Hf：0.23at％
‑
0.85at％、Co：0.45at％
‑
1.26at％、Ga：0.12at％
‑
0.52at％、Zr：0.13at％
‑
0.54at％配料制备获得。2.一种如权利要求1所述的高性能钐铁氮永磁材料的制备方法，其特征在于，所述高性能钐铁氮永磁材料的制备方法包括以下步骤：(1)Sm2Fe
17
型合金的配料：选择纯度均大于99.5％以上的Sm、Dy、Fe、Hf、Co、Ga、Zr作为Sm2Fe
17
型合金的原料备用；(2)Sm2Fe
17
型合金制备：将上述原料放入真空速凝甩带炉中进行熔炼后浇铸甩带，得甩带片状合金备用；(3)真空热处理：将上述甩带合金片放入石英管中进行真空封装，将真空封装好的石英管中放入热处理炉中进行热处理，热处理完成后取出液氮淬火，得样品备用；(4)氢破碎及氮化处理：将上述样品装入到氢碎炉中进行氢破碎处理，得破碎好的钐铁氮合金粉体；(5)球磨制粉：将上述钐铁氮合金粉体在氮气保护下于真空球磨罐中进行球磨处理，得钐铁氮合金细粉；(6)磁场取向成型：将上述钐铁氮合金粉放入到磁场成型压机中磁场取向成型，得到密度为4.2
±
0.05g/cm3的生坯备用；(7)放电等离子烧结：将上述坯体放入到放电等离子真空烧结炉中进行烧结，得烧结产品备用；(8)回火热处理：将上述烧结产品放入真空热处理炉中进行回火热处理，得永磁体。3.根据权利要求2所述的一种高性能钐铁氮永磁材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中于真空速凝甩带炉中熔炼的条件为在熔炼开...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊吉磊，陈敏，成丽春，刘星，李涛，周宏亮，
申请(专利权)人：安徽吉华新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：