一种径向钐钴圆环的制备方法技术

本发明专利技术属于磁性材料技术领域，具体涉及一种径向钐钴圆环的制备方法。该制备方法包括以下步骤：(1)按照元素配比制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭；(2)对第一合金铸锭依次进行机械破碎和气流磨破碎得到合金粉A，对第二合金铸锭依次进行氢破和球磨破碎得到合金粉B；(3)将合金粉A和合金粉B混合后进行成型压制得到生坯A，并在中间部分进行套孔加工得到生坯B；(4)将金属棒插入生坯B的内孔中，经过等静压处理、烧结固溶、时效处理得到径向钐钴圆环。将合金粉B与合金粉A混合得到生坯A，可以提高钐钴圆柱生坯A的密度，同时降低成型压制时所需要的压力，减少径向钐钴圆环开裂，获得具有良好磁性能的径向钐钴圆环。好磁性能的径向钐钴圆环。

【技术实现步骤摘要】
一种径向钐钴圆环的制备方法


[0001]本专利技术属于磁性材料
，具体涉及一种径向钐钴圆环的制备方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车，风力发电，人工智能等新兴领域的迅速兴起与发展，稀土永磁电机也得到了快速发展，相应的对电机核心部件的要求也越来越高。钐钴磁铁是第二代稀土永磁铁，主要分为1:5型(SmCo5)和2:17型(Sm2Co
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)两种。钐钴永磁体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℃。与钕铁硼磁铁相比，钐钴磁铁更适合工作在高温环境中，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。另外，钐钴磁铁的抗锈蚀能力极强，其表面一般不需要电镀处理。
[0003]传统的大尺寸钐钴径向磁环可以采用压制方块毛坯，然后进行线切割，无心磨\外圆磨，套孔等工序制备，该方法制备的径向圆环合格率高，但是材料利用率不高，边角浪费较多。也可以先做出径向圆柱，然后在此基础上进行套孔加工得到径向圆环，但是该方法制备的径向圆柱在取向成型后烧结结束后，内部会产生比较大的内应力，且该应力很难通过后续的热处理进行消除，在套孔加工过程中由于应力的存在非常容易导致材料开裂的问题，对于直径越大的径向圆环，产生的内应力越大，加工套孔开裂的风险越高，成品合格率越低，很多时候合格率不足90％，甚至低于50％的合格率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对以上技术问题，提供一种径向钐钴圆环的制备方法，可以减少径向钐钴圆环开裂，获得具有良好磁性能的径向钐钴圆环。
[0005]本专利技术的技术方案中一种径向钐钴圆环的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)按照元素配比制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭；
[0007](2)对第一合金铸锭依次进行机械破碎和气流磨破碎得到合金粉A，对第二合金铸锭依次进行氢破和球磨破碎得到合金粉B；
[0008](3)将合金粉A和合金粉B混合后进行成型压制得到生坯A，并在中间部分进行套孔加工得到生坯B；
[0009](4)将金属棒插入生坯B的内孔中，经过等静压处理、烧结固溶、时效处理得到径向钐钴圆环。
[0010]进一步地，第一合金铸锭的化学原子计量式为Sm1‑
x
Re
x
(Co1‑
a
‑
b
‑
c
Fe
a
Cu
b
Zr
c
)
z
，Re为Ce、Pr、Y、La、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种，x的范围为0～0.8，a的范围为0.03≤a≤0.35，0.04≤b≤0.15，0.01≤c≤0.05，6.5≤z≤8.3。
[0011]进一步地，第二合金铸锭的化学原子计量式为SmCo
y
，0.45<y≤0.6。
[0012]气流磨制粉本身具有高效快捷等优点，因此本专利技术第一合金铸锭采用机械破碎和气流磨破碎的的方式制备合金粉A，第一合金铸锭属于2:17型钐钴材料，其晶界相主要是1:5相和2:7相，晶界相的强度强于主相，导致材料容易穿晶断裂，同时由于气流磨是气流带动
颗粒直接碰撞破损，使破损后的粉末颗粒呈碟片状，而这种碟片状粉末颗粒是不易取向。第二合金铸锭采用氢破和球磨破碎的相结合的方式制备呈类颗粒状的合金粉B，由于第二合金铸锭属于1:5型钐钴材料，主相强度强于晶界，更容易获得沿晶断裂。将较少的量合金粉B进行添加，可以在提高钐钴圆柱生坯A的密度，同时降低成型压制时所需要的压力，减少钐钴圆柱生坯A因压力过大、应力过大而引发的开裂隐患。
[0013]进一步地，步骤(2)中第一合金铸锭机械破碎后的粒径为100～300μm，气流磨破碎后得到合金粉A的粒径为3.0～5.0μm。
[0014]进一步地，步骤(2)中氢破时吸氢温度为20～180℃，氢压为0.1～0.2MPa下，吸氢1～5h，然后于280～300℃保温1～2h。
[0015]进一步地，步骤(2)中第二合金氢破后的粒径为100～300μm，球磨破碎后得到合金粉B的粒径为3.5～4.5μm。
[0016]进一步地，步骤(3)中合金粉A和合金粉B的质量比为90:10～99:1。合金粉A和合金粉B混合后密度较小，成型压制时容易因应力过大产生裂纹，密度较大时，成型压制的效果较差，钐钴圆环力学性能及磁性能表差。
[0017]进一步地，步骤(3)中成型压制的压力为15～20MPa。压制压力太小，在套孔过程中，容易因为振动和磕碰等原因导致缺角或开裂，压制压力太大则导致套孔困难，在套孔过程中易引起发热氧化等问题。
[0018]进一步地，步骤(3)中生坯A为径向圆柱，其外径≥40mm，密度为4.8～5.5g/cm3。一般的钐钴材料由于填充密度低，粉末转动困难等原因，生坯压制密度都是低于4.5g/cm3,如果将压制压力增大非常多，才可以得到5.0g/cm3以上的生坯，但是这对压制设备要求比较高，同时这么大的压制压力存在非常大的的弹性后效，一旦压力撤除，生坯会因为弹性后效产生大的形变进而导致生坯开裂。本专利技术以适宜大小的压制压力，得到具有较高密度的径向圆环，最终获得具有良好磁性能的径向磁环。
[0019]进一步地，步骤(3)中套孔加工时套孔直径为30～60mm，套孔的转头转速为100～500rpm/min，转头从下往上套孔，转头下面装有磁铁。从下往上套孔便于生坯排屑，转头下面装有磁铁便于将磁粉吸附带出。
[0020]进一步地，步骤(4)中金属棒为铁棒、铝棒、铜棒中的一种。
[0021]进一步地，步骤(4)中等静压处理的压力为100～200MPa，保压时间为2～8min，分二级泄压，第一级泄压从最高值泄至10～30MPa，保压1～10min，然后再卸压至大气压。
[0022]进一步地，步骤(4)中烧结固溶为在1180～1220℃烧结30～180min，随后在1150～1195℃固溶3～10h，再降温至1140～1185℃热处理3～8h，最后风冷至室温。
[0023]进一步地，步骤(4)中时效处理为800～850℃等温时效10～40h，以0.5～1.5℃/min的冷却速度缓慢冷却至380～450℃，保温2～10h，最后风冷到室温。
[0024]本专利技术的另一个目的在于提供一种径向钐钴圆环，由上述径向钐钴圆环的制备方法制备而得。
[0025]相比现有技术，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
[0026](1)通过不同的粉碎方式将不同成分的合金制粉，将少量的合金粉B与合金粉A混合得到生坯A，可以提高钐钴圆柱生坯A的密度，同时降低成型压制时所需要的压力，减少径向钐钴圆环开裂，获得具有良好磁性能的径向钐钴圆环；
[0027](2)本专利技术将套孔步骤提前到了成型阶段，避开了毛坯阶段的套孔过程，极大的提高了径向圆环的合格率和得材率；
[0028](3)本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种径向钐钴圆环的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照元素配比制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭；(2)对第一合金铸锭依次进行机械破碎和气流磨破碎得到合金粉A，对第二合金铸锭依次进行氢破和球磨破碎得到合金粉B；(3)将合金粉A和合金粉B混合后进行成型压制得到生坯A，并在中间部分进行套孔加工得到生坯B；(4)将金属棒插入生坯B的内孔中，经过等静压处理、烧结固溶、时效处理得到径向钐钴圆环。2.根据权利要求1所述的径向钐钴圆环的制备方法，其特征在于，第一合金铸锭的化学原子计量式为Sm1‑
x
Re
x
(Co1‑
a
‑
b
‑
c
Fe
a
Cu
b
Zr
c
)
z
，Re为Ce、Pr、Y、La、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种，x的范围为0～0.8，a的范围为0.03≤a≤0.35，0.04≤b≤0.15，0.01≤c≤0.05，6.5≤z≤8.3；和或第二合金铸锭的化学原子计量式为SmCo
y
，0.45<y≤0.6。3.根据权利要求1所述的径向钐钴圆环的制备方法，其特征在于，步骤...

【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：