【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于永磁材料，具体涉及一种高力学性能钐钴永磁材料及其制备方法。
技术介绍
1、钐钴永磁材料作为第二代稀土永磁体，不但有着较高的磁能积(14-32mgoe)和可靠的矫顽力，而且在稀土永磁系列中表现出良好的温度特性。其中2:17型钐钴永磁材料具有独特的纳米胞状组织结构，赋予其优异的磁性能，包括高的居里温度、高的热稳定性、优异的耐腐蚀性和强抗退磁能力等，使其在航空航天、国防军工领域起着不可替代的作用。然而该类钐钴永磁材料具有本征的脆性，力学性能较差，在生产加工、器件使用等过程中容易发生开裂、破碎，不仅会使制造成本增加，而且还会影响设备的使用安全，从而限制了2:17型钐钴永磁材料的应用范围。
2、为了提高2:17型钐钴永磁材料的力学性能，研究者们进行了大量工作。中国专利文件(公开号为cn112017831a)公开了一种高韧性钐钴磁体的制备方法，通过添加强韧性的铜基纳米线和碳纳米管制备高力学性能钐钴永磁体，结果表明随着强韧性的铜基纳米线和碳纳米管增加，不同成分的烧结磁体的力学性能均大幅度增加，但铜基纳米线和碳纳米管价格昂贵，增加了磁体的生产成本。中国专利文件(公开号为cn110408926a)公开了一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，通过将铁基自熔性合金粉末与稀土粉末混合高能球磨后的糊状液体涂覆在钐钴磁体的表面，并通过激光加热熔覆处理，制得激光熔覆层，由于铁基合金的加入，提升了磁体的韧性；但是钐钴磁体的综合力学性能仍有欠缺，还需要进一步提高。因此，提高2:17钐钴永磁材料的力学性能，降低生产成本，对提高2:17型钐钴
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供一种高力学性能钐钴永磁材料，通过r元素氧化物引入稀有高熔点金属元素，在保证磁性能的前提下，提高了钐钴永磁材料的力学性能。
2、本专利技术技术方案中的高力学性能钐钴永磁材料，由2:17型钐钴基体、sm2o3相和rufex/rvcoy复合相组成，其中2:17型钐钴基体的化学式为sm(cobalfeacub zrc)z，0<a≤0.3，0<b≤0.15，0<c≤0.04，1≤u≤6，1≤v≤6，1≤x≤7，1≤y≤7，6.5≤z≤8.5，r元素为稀有高熔点金属元素。
3、sm2o3相在应力扩展时可以吸收部分应力，阻碍裂纹扩展，rufex/rvcoy复合相可以提高磁体的强韧性，结合2:17型钐钴基体，构筑具有良好力学性能的钐钴永磁材料。
4、进一步地，r元素为w、mo、nb、ta、v、zr中的一种或多种。
5、进一步地，sm2o3相和rufex/rvcoy复合相分别占钐钴永磁材料质量的3～5％和0.5～1.0％。
6、进一步地，2:17型钐钴基体由菱方结构的2:17r相、六方结构的1:5h相和片状的1:3r富锆相组成。
7、钐钴永磁材料中的r元素主要分布于2:17r相中，部分存在于rufex/rvcoy复合相中，菱方结构的2:17r相可以提高磁体的饱和磁化强度和剩磁，六方结构的1:5h相和片状的1:3r富锆相的相交处，对磁畴起到钉扎作用，提高了磁体的矫顽力，多相复合的钐钴基体，有助于提升钐钴永磁材料的磁性能。
8、进一步地，上述高性能钐钴永磁材料的制备方法，包括配料、熔炼、制粉、混粉、取向成型、烧结固溶、时效处理。
9、本专利技术还提供一种高性能钐钴永磁材料的制备方法，包括配料、熔炼、制粉、混粉、取向成型、烧结固溶、时效处理；配料时原料包括2:17型钐钴基体和r元素氧化物。
10、稀有高熔点金属元素r会和永磁材料中的co、fe元素结合，形成强韧相，同时r元素氧化物中的o元素会与sm形成氧化钐，在裂纹扩展时吸收部分应力，减少应力集中，阻碍裂纹扩展，从而提升磁体的力学性能。
11、进一步地，上述高性能钐钴永磁材料的制备方法制备得到的高力学性能钐钴永磁材料，由2:17型钐钴基体、sm2o3相和rufex/rvcoy复合相组成，其中2:17型钐钴基体的化学式为sm(cobalfeacub zrc)z，0<a≤0.3，0<b≤0.15，0<c≤0.04，1≤u≤6，1≤v≤6，1≤x≤7，1≤y≤7，6.5≤z≤8.5，r元素为稀有高熔点金属元素。
12、进一步地，r元素氧化物包括但不限于wo3、moo3、nbo、nbo2、nb2o5、ta2o3、vo、vo2、v2o3、v2o5和zro2中的一种或多种。
13、进一步地，配料时sm元素需过量1.0～2.0％；补偿sm元素在高温熔炼过程中的挥发损失。
14、进一步地，金属原料熔炼之前在真空3～7×10-2pa、100～150℃烘烤5～20min。
15、优选地，预处理可以蒸发金属原料表面吸附的水和气体，并通过真空泵排出。
16、进一步地，熔炼是惰性气氛下将2:17型钐钴基体各金属原料在1350～1450℃熔炼6～8min后，浇注到水冷铜模中冷却得到主合金铸锭。
17、进一步地，制粉是将熔炼得到的主合金铸锭在惰性气氛下先中破碎至粒径0.1～0.5mm，再气流磨制成平均粒径1～8μm的主合金粉末。
18、进一步地，混粉是将主合金粉末和r元素氧化物在惰性气氛中混合150～300min得到混合粉末。
19、进一步地，主合金粉末和r元素氧化物的质量比为97.0～99.5：0.5～3.0。
20、进一步地，r元素氧化物的平均粒径为0.1～3.0μm。
21、进一步地，取向成型是将混合粉末在强度为1.5～2.0t的磁场中取向成型，并在100～160mpa的流体中冷等静压，得到钐钴磁体毛坯；
22、进一步地，烧结固溶是将钐钴磁体毛坯先分别在400～500℃和800～900℃低温脱气1～2h，再在1160～1230℃烧结30～120min，接着在1130～1200℃固溶300～420min。
23、低温脱气可以将样品表面附着的水汽和气体去除，从而保证烧结出来的磁体结构是致密的，也可以避免表面杂质对永磁材料性能产生不良影响。
24、进一步地，时效处理是将烧结固溶得到的钐钴磁体预磁体在800～850℃等温时效600～1200min，以0.5～1.5℃/min的速度冷却到380～420℃保温180～300min。
25、相比现有技术，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
26、(1)在钐钴永磁材料中引入稀有高熔点金属元素，得到由2:17型钐钴基体、sm2o3相和rufex/rvcoy复合相组成的钐钴永磁材料，在保证磁性能的前提下，提高了钐钴永磁材料的力学性能；
27、(2)钐钴永磁材料中的sm2o3相在应力扩展时可以吸收部分应力，阻碍裂纹扩展，rufex/rvcoy复合相提高磁体的强韧性，结合2:17型钐钴基体，得到具有良好力学性能的钐钴永磁材料；
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【技术保护点】
1.一种高力学性能钐钴永磁材料，其特征在于，所述高力学性能钐钴永磁材料由2:17型钐钴基体、Sm2O3相和RuFex/RvCoy复合相组成，其中2:17型钐钴基体的化学式为Sm(CobalFeaCub Zrc)z，0<a≤0.3，0<b≤0.15，0<c≤0.04，1≤u≤6，1≤v≤6，1≤x≤7，1≤y≤7，6.5≤z≤8.5，R元素为稀有高熔点金属元素。
2.根据权利要求1所述的高力学性能钐钴永磁材料，其特征在于，Sm2O3相和RuFex/RvCoy复合相分别占钐钴永磁材料质量的3～5％和0.5～1.0％。
3.根据权利要求1所述的高力学性能钐钴永磁材料，其特征在于，2:17型钐钴基体由菱方结构的2:17R相、六方结构的1:5H相和片状的1:3R富锆相组成。
4.根据权利要求1所述的高力学性能钐钴永磁材料，其特征在于，所述高力学性能钐钴永磁材料的制备方法，包括配料、熔炼、制粉、混粉、取向成型、烧结固溶、时效处理。
5.一种高力学性能钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括配料、熔炼、制粉、混粉、取
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法得到的高力学性能钐钴永磁材料，由2:17型钐钴基体、Sm2O3相和RuFex/RvCoy复合相组成，其中2:17型钐钴基体的化学式为Sm(CobalFeaCub Zrc)z，0<a≤0.3，0<b≤0.15，0<c≤0.04，1≤u≤6，1≤v≤6，1≤x≤7，1≤y≤7，6.5≤z≤8.5，R元素为稀有高熔点金属元素。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，制粉是将熔炼得到的主合金铸锭在惰性气氛下依次通过中破碎、气流磨，制成平均粒径1～8μm的主合金粉末。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，混粉是将主合金粉末和R元素氧化物在惰性气氛中混合150～300min得到混合粉末。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，主合金粉末和R元素氧化物的质量比为97.0～99.5：0.5～3.0。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，烧结固溶是将钐钴磁体毛坯依次分别在400～500℃和800～900℃低温脱气1～2h，再在1160～1230℃烧结30～120min，接着在1130～1200℃固溶300～420min。
...【技术特征摘要】
1.一种高力学性能钐钴永磁材料，其特征在于，所述高力学性能钐钴永磁材料由2:17型钐钴基体、sm2o3相和rufex/rvcoy复合相组成，其中2:17型钐钴基体的化学式为sm(cobalfeacub zrc)z，0<a≤0.3，0<b≤0.15，0<c≤0.04，1≤u≤6，1≤v≤6，1≤x≤7，1≤y≤7，6.5≤z≤8.5，r元素为稀有高熔点金属元素。
2.根据权利要求1所述的高力学性能钐钴永磁材料，其特征在于，sm2o3相和rufex/rvcoy复合相分别占钐钴永磁材料质量的3～5％和0.5～1.0％。
3.根据权利要求1所述的高力学性能钐钴永磁材料，其特征在于，2:17型钐钴基体由菱方结构的2:17r相、六方结构的1:5h相和片状的1:3r富锆相组成。
4.根据权利要求1所述的高力学性能钐钴永磁材料，其特征在于，所述高力学性能钐钴永磁材料的制备方法，包括配料、熔炼、制粉、混粉、取向成型、烧结固溶、时效处理。
5.一种高力学性能钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括配料、熔炼、制粉、混粉、取向成型、烧结固溶、时效处理；配料时原料包括2:17型钐钴基体和r元素氧化物。
【专利技术属性】
技术研发人员：羊杨，刘壮，陈仁杰，闫阿儒，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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