一种钐-钴系磁粉及其制备方法技术

公开了一种各向异性钐钴系磁粉及其制备方法。该磁粉晶型主要为柱状晶，柱状晶宽度为１～３０μｍ，长度为１～２００μｍ，体积比大于８０％。磁粉颗粒尺寸在５０～２００μｍ之间的粉末百分比大于６０％；该磁粉粒度分布均匀，柱状晶比例高，氧含量低，适合制备高性能各向异性钐钴磁体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀土永磁材料领域，涉及一种各向异性钐-钴系磁粉及其制备方法。
技术介绍
众所周知，SmCo磁体以其居里温度较高、温度系数低、温度稳定性较好在工业和现代化 科技得到广泛应用，其使用温度一般在-30-35(TC。随着科技的发展，对永磁材料使用温度提 出了更高的要求，目前，国防军工上需要使用400-50(TC的f土永磁材料，SmCo磁体因其独 特特点而成为首选，这也对制备磁体用的钐-钴系磁粉提出了更高的要求。SmCo磁体的磁性能与磁粉的组织和粒度密切相关。对于各向异性永磁体来说，各向异性 永磁体的基本特性是易磁化轴的取向排列，即磁体中所有磁性基体相所有晶粒的易磁化方向 沿某一方向一致排列。而取向度取决于磁粉的晶型，柱状晶有利于磁体的各向异性化，提高 取向度。磁性能(主要是剩磁和最大磁能积)与易轴取向度密切相关。SmCo合金属于六方晶系， c轴是易磁化轴，a轴是难磁化轴。沿c轴取向表明SmCo磁粉在取向过程中，更容易取向并 获得高取向度，可以大幅度提高用其制备的磁体的性能。其原理可以用现代磁学原理来解释， 如各向异性钐钴磁体的剩磁Br可用下式表示Br=4JIMr=4JTMs (P /P o)(l-卩)f其中，Mr—剩余磁化强度； Ms—饱和磁化强度；P / P O—磁体相对密度，即磁体的密度P与理论密度P o之比； f 一取向度；卩一磁体中非磁性相的体积百分数。由上式可知，提高取向度f可以提钐钴的剩磁Br。由于最大磁能积(BH)max-B々4no (式 中Uo称为回复磁导率，理想的情况下，110=1)，因此提高取向度f同样可以提高钐钴的最大 磁能积(BH)max。此外，SmCo磁体的磁性能不仅与磁粉的平均粒度有关，而且与粒度分布有关。在一定粒 度范围内，颗粒分布越窄，磁性能越好。目前关于各向异性钐钴的专利有中国科学院物理研究所1999年申请的专利CN99107266.9 和CN01124191.S以及2001年申请的专利CN01130856.7,均涉及了用快淬法制备各向异性钐 钴合金，但没有涉及到钐钴磁粉组织、粒度分布以及制备工艺。关于钐钴合金的国内外专利有三德1999年申请的专利CN99812933,X，该专利公开了一种 成分为Sm(Co,Fe,Cu,Zr，C)各向同性纳米复合磁性材料并且包含SmCoC2相，通过对快速凝固 的Sm(Co,Fe，Cu,Zr)合金添加碳,制备出各向同性钐钴磁粉。三德2002年申请的专利 CN02826891.1涉及Sm-Co基磁铁合金及其生产方法，所述Sm-Co基磁性合金由式RM表示 的合金组成，其中R含量为32.5-35.5wt%，如Sm，其余为M，如Co，其中相应于R2M7 相的(119)平面的X-射线衍射强度(B)与相应于腿5相的(111)平面的X-射线衍射强度(A)的比 值(B/A)不大于0.1。该专利没有涉及Sm-Co磁粉的组织及其制备方法。信越化学工业株式会 社2002申请的专利CN 02121749.1主要涉及钐钴合金及其制备步骤，即由20-30wt%Sm或含 至少50wt%Sm、 10-45wt%Fe、 l-10wt%Cu、 0.5-5wt%Zr的稀土元素(包括Y)的混合物和余 量Co组成的合金瑢化，利用带材铸造技术将该熔体淬火形成含至少20voL。/。粒径为l-200pm、 厚度为0.05-3mm的等轴晶体的稀土合金带材。而钐钴磁粉的性能受母合金组织的影响，由组 织为等轴晶钐钴合金制备的磁粉及粘结磁体的性能都不高。EP0156482该专利公开了 Sm2Co17 合金的成分及组织，成分22.5-23.5%Sm， 20.0-25.0%Fe, 3.0-5.0% Cu， 1.4-2.0% Zr，以及少量的 C和O;组织连续网状的六边形1-5 Sm-Co相包围着菱形的2-17型Sm-Co相。关于钐钴磁粉的国内外专利有中南大学2002年申请的专利CN02147676.4涉及采用粉末 冶金法制造稀土永磁材料Sm2(Co， Fe, Cu， Zr)17，没有涉及到显著影响钐钴磁粉性能的组 织和粒度分布。JP2002083706公开了粘结磁体用811120>17磁粉的制备工艺采用快冷厚带法 (冷却速度0.1-20 m/sec)得到〈lmm的铸片在磨成粉。以上关于钐钴磁粉专利均忽略了一个 影响钐钴磁粉磁性能的重要指标即组织和粒度分布。钐钴磁体专利主要有美国专利US6737451是高温钐钴磁体专利，公开了高温SmCo磁体 的组分，包括25-50%的聚合体、50-70%的SmCo磁粉和0-5%的润滑剂。该专利没有涉及到 SmCo磁粉的制备工艺及SmCo磁粉的化学成分。美国专利US4276097涉及Sni2Con稀土永 磁合金的处理工艺专利，公开了降低Sm2Cu!.6Zrcu6Fe3.3Cou稀土永磁材料磁化可逆温度系数 的热处理工艺:(a)1150。C保温1.5h; (b)冰水里淬火；(c)940。C保温2; (d)降温到700。C保温lh; (e)降温到60(TC保温lh; (f)降温到50(TC保温2h; (g)降温到400。C保温10h。美国专利 US4746378是Sm2Co,7烧结磁体的制备工艺:烧结后热处理，即先烧结成全部为2-17型Sm-Co 固溶体的烧结合金，再冷却至室温，然后再加热该烧结合金，在2-17型Sm-Co的基体上生 成网状分布的1-5 Sm-Co相，然后再冷却到第二时效温度，在网状1-5 Sm-Co相内的2-17 型Sm-Co相区域连续形核，从而引起晶格应变，达到获得高矫顽力和好的方形度的目的，最 后冷却该烧结磁体到室温。日本专利JP2002083727涉及Sm2Co^合金及其烧结磁体。Sm2Con 合金的成分为20-30 % Sm， 10-45 % Fe， 1-10 % Cu, 0.5-5 % Zr,余为Co。采用快冷厚带法制备Sm2Con合金，在1000-130(TC保温0.5-20h获得晶粒尺寸为20-300 pm的Siti2Con合金，再破碎烧结。
技术实现思路
本专利技术的目的在于研制出一种具有高取向度和高磁性能的钐钴磁粉及其制备方法。本专利技术提供的钐一钴系磁粉，其特征在于(1) 钐一钴系磁粉的晶型主要为柱状晶，柱状晶宽度为1 30um，长度为1 200um， 比例大于80%;(2) 钐一钴系磁粉的颗粒尺寸在50 200pm之间的粉末百分比大于60%;(3) 钐一钴系磁粉的成分为RM，其中R含量为23.0 26.5wt。/。， M为余量，其中R代 表Sm、 Ce、 Pr、 Y中的至少一种，M代表Co、 Cu、 Fe、 Zr、 Ni、 Ti中的至少一种；(4) 钐一钴系磁粉的成分为RM，其中R含量为32.6 35.2wt。/。， M为余量，其中R代 表Sm、 Ce、 Pr、 Y中的至少一种，M代表Co、 Cu、 Fe、 Zr、 Ni、 Ti中的至少一种；(5) 钐一钴系磁粉，其特征在于氧含量不大于700ppm，氢含量不大于5000ppm。本专利技术的提供的织构的各向异性钐一钴系磁粉制备方法，包括以下步骤(1) 采用铸锭法、铸片法的任一种制备前驱合金；(2) 热处理先将制品在700-100(TC下真空预处理30-120分钟；然后在氩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钐－钴系磁粉，其特征在于：磁粉晶型主要为柱状晶，柱状晶宽度为１～３０μｍ，长度为１～２００μｍ，体积比大于８０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡权霞，李红卫，李扩社，李世鹏，于敦波，袁永强，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]