一种高温钐钴永磁材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温钐钴永磁材料的制备方法，步骤如下：钐钴永磁材料首先按照Sm(Co1‑u‑v‑wCuuFevZrw)z进行配料，其中u=0.082‑0.088,v=0.093‑0.143，w=0.027‑0.028和z=6.2‑6.5；随后将配得的原材料置入真空感应熔炼炉进行熔炼，得到成分均匀的合金锭；后将合金锭经过气流磨破碎得到粒度SDM=3.2‑3.8μm范围内的合金粉末；接着将粉末经过磁场取向压制和等静压得到生坯；最后将生坯进行多段式烧结、固溶和时效处理。发明专利技术在不添加微量元素(Mn和Er等)的前提下通过金属钐、金属钴、金属铜、金属铁和金属锆五种金属的组合解决2:17型钐钴永磁500℃下耐高温的问题。

Preparation of a High Temperature Samarium Cobalt Permanent Magnet Material

The invention discloses a preparation method of high-temperature samarium cobalt permanent magnet material, the steps are as follows: samsamarium cobalt permanent magnet material is first proportioned according to Sm (Co1 u_v wCuuFevZrw) z, where u = 0.082 0.088, v = 0.093 0.143, w = 0.027 9 0.028 and z = 6.2 0.143, w = 0.027 0.028 and z = 6.2 6.5; then the raw materials are melted in vacuum induction melting furnace, and then the raw materials are melted in vacuum induction melA. Alloy powders with particle size of SDM = 3.2 3.8 um were obtained by air grinding, then green compacts were obtained by magnetic field orientation pressing and isostatic pressing, and finally green compacts were sintered, solid solution and aging treatment. The invention solves the problem of high temperature resistance of 2:17 samarium-cobalt permanent magnet at 500 ~C through the combination of samarium metal, cobalt metal, copper, iron metal and zirconium metal without adding trace elements (Mn, Er, etc.).

【技术实现步骤摘要】
一种高温钐钴永磁材料的制备方法
本专利技术属于钐钴永磁材料制备
，尤其与一种高温钐钴永磁材料的制备方法有关。
技术介绍
钐钴永磁材料以耐高温、耐腐蚀和较高的磁性能等优点被广泛应用于马达、传感器、探测器、发动机和雷达等高科技领域，但针对一些特殊使用环境(航空航天领域的超高温条件)尚存在高温下的磁性能偏低以及最高工作温度偏低的问题。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
的问题，本专利技术旨在提供一种高温钐钴永磁材料的制备方法。为此，本专利技术采用以下技术方案：一种高温钐钴永磁材料的制备方法，包括步骤一，钐钴永磁材料首先按照Sm(Co1-u-v-wCuuFevZrw)z进行配料，其中u=0.082-0.088,v=0.093-0.143，w=0.027-0.028和z=6.2-6.5；步骤二，将配得的原材料置入真空感应熔炼炉进行熔炼，得到成分均匀的合金锭；步骤三，将合金锭经过气流磨破碎得到粒度SDM=3.2-3.8μm范围内的合金粉末；步骤四，将粉末经过磁场取向压制和等静压得到生坯；步骤五，将生坯进行多段式烧结、固溶和时效处理。作为对上述技术方案的补充和完善，本专利技术还包括以下技术特征。步骤二中，将配的原材料按照Fe-Zr-Fe-Co-Cu-Sm的先后顺序依次摆放入真空感应熔炼炉，装料完成后关闭真空感应熔炼炉的炉盖进行抽真空处理，当炉内真空度≤7Pa时开始低功率加热，排除坩埚、炉膛和原材料的水分和吸附的气体，当炉内真空度≤5Pa时停止抽真空打开Ar气充气阀向炉膛内充入Ar气，待气压达到-0.06±0.03MPa时停止充气开始大功率(65±5KW)加热熔炼15±5min，熔炼结束后直接浇铸到水冷铸锭铜模并快速冷却形成单一1：7相的合金锭。步骤三中，将合金锭进行粗破碎后再进行气流磨制粉。步骤四中，具体步骤为，磁场取向压型和等静压两个方面，其中磁场取向压型的过程中取向磁场强度需≥1.8T，压制空间内的氧含量需≤5000PPM。步骤五中，烧结具体步骤为：将等静压后的生坯置入真空烧结炉，后关闭炉门抽真空，当真空度≤5Pa时开始加热，当烧结温度上升制900±10℃时保温10±5min后开始充气(惰性气体)直至炉体内气压达到-0.05±0.01MPa后停止充气，随后继续升温烧结，在1205±5℃下保温60±30min进行最高温度烧结，随后在1185±10℃下保温120±30min进行预处理，待预处理结束后立即风冷制室温；固溶具体步骤为：将烧结的毛坯置入真空炉内，后关闭炉门抽真空，当真空度≤5Pa时开始充入惰性气体并加热，首先以4±1℃/min的速度升温至1160±5℃下保温10±5min，后以2℃/min的速度升温至1165±5℃，并在此温下保温180±5min，随后立即风冷，该过程中充入惰性气体能有效的防止金属钐的挥发；时效具体步骤为：将固溶后的毛坯置入真空炉内，后关闭炉门抽真空，当真空度≤5Pa时开始充入惰性气体并加热，本专利技术采用的时效工艺为多级时效，首先4℃/min的升温速率升温至840±5℃后保温600±30min，后以0.8±0.2℃/min的降温速率降温至600±5℃，后以1.5±0.5℃/min的降温速率降温至400±5℃，后保温120±30min，后风冷至室温。本专利技术可以达到以下有益效果：本专利技术在不添加微量元素(Mn和Er等)的前提下通过金属钐、金属钴、金属铜、金属铁和金属锆五种金属的组合解决2:17型钐钴永磁500℃下耐高温的问题。具体实施方式以Sm(Co0.791Cu0.087Fe0.093Zr0.027)6.298为例对本专利技术的具体实施方式做进一步说明：1配料：选取高纯度的原材料(Sm/RE≥99.7%，Co≥99.6%，Cu+Ag≥99.95%，Zr+Hf≥99.3%，Fe≥99.75%)按照Sm(Co0.791Cu0.087Fe0.093Zr0.027)6.298、Sm(Co0.745Cu0.084Fe0.142Zr0.027)6.497和Sm(Co0.768Cu0.082Fe0.121Zr0.027)6.399的原子比例进行配料；2熔炼：将配的原材料按照Fe-Zr-Fe-Co-Cu-Sm的先后顺序依次摆放入熔炼坩埚，装料完成后关闭真空感应熔炼炉的炉盖进行抽真空处理，当炉内真空度≤7Pa时开始低功率加热，排除坩埚、炉膛和原材料的水分和吸附的气体，当炉内真空度≤5Pa时停止抽真空打开Ar气充气阀向炉膛内充入Ar气，待气压达到-0.06±0.03MPa时停止充气开始大功率(65±5KW)加热熔炼15±5min，熔炼结束后直接浇铸到水冷铸锭铜模并快速冷却形成单一1：7相的合金锭；3制粉：将合金锭进行粗破碎后再进行气流磨制粉，其中气流磨制粉过程采用惰性气体(氮气或氩气)保护防止粉料氧化，另外通过气流磨的分选论转速控制粉料的粒度范围SMD=3.2-3.8μm范围，粉料粒度偏细会导致氧化程度上升进而引起剩磁和内禀矫顽力等磁性能参数降低，若粒度偏高会导致单颗粒粉末多晶比例上升进而导致剩磁的降低，因此整个制粉过程需严格控制磨室氧含量和粉料粒度。4压型：压型主要是指磁场取向压型和等静压两个方面，其中磁场取向压型的过程中取向磁场强度需≥1.8T，压制空间内的氧含量需≤5000PPM。5烧结：将等静压后的生坯置入真空烧结炉，后关闭炉门抽真空，当真空度≤5Pa时开始加热，当烧结温度上升制900±10℃时保温10±5min后开始充气(惰性气体)直至炉体内气压达到-0.05±0.01MPa后停止充气，随后继续升温烧结，在1205±5℃下保温60±30min进行最高温度烧结，随后在1185±10℃下保温120±30min进行预处理，待预处理结束后立即风冷制室温。该烧结过程中采用惰性气体烧结与传统的真空烧结相比能有效的防止金属钐的挥发，另外本专利技术采用多段式烧结与传统的单段烧结相比能进一步提高毛坯密度，同时还能得到更大的胞状结构，促使Fe元素进入2：17R相，进而提高各项磁性能参数(剩磁和方形度等)。6固溶：将烧结的毛坯置入真空炉内，后关闭炉门抽真空，当真空度≤5Pa时开始充入惰性气体并加热，首先以4±1℃/min的速度升温至1160±5℃下保温10±5min，后以2℃/min的速度升温至1165±5℃，并在此温下保温180±5min，随后立即风冷，该过程中充入惰性气体能有效的防止金属钐的挥发，进而降低内禀矫顽力温度系数。7时效：将固溶后的毛坯置入真空炉内，后关闭炉门抽真空，当真空度≤5Pa时开始充入惰性气体并加热，本专利技术采用的时效工艺为多级时效，首先4℃/min的升温速率升温至840±5℃后保温600±30min，后以0.8±0.2℃/min的降温速率降温至600±5℃，后以1.5±0.5℃/min的降温速率降温至400±5℃，后保温120±30min，后风冷至室温。8磁性能检测：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，钐钴永磁材料首先按照Sm(Co1‑u‑v‑wCuuFevZrw)z进行配料，其中u=0.082‑0.088,v=0.093‑0.143，w=0.027‑0.028和z=6.2‑6.5；步骤二，将配得的原材料置入真空感应熔炼炉进行熔炼，得到成分均匀的合金锭；步骤三，将合金锭经过气流磨破碎得到粒度SDM=3.2‑3.8μm范围内的合金粉末；步骤四，将粉末经过磁场取向压制和等静压得到生坯；步骤五，将生坯进行多段式烧结、固溶和时效处理。

【技术特征摘要】
1.一种高温钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，钐钴永磁材料首先按照Sm(Co1-u-v-wCuuFevZrw)z进行配料，其中u=0.082-0.088,v=0.093-0.143，w=0.027-0.028和z=6.2-6.5；步骤二，将配得的原材料置入真空感应熔炼炉进行熔炼，得到成分均匀的合金锭；步骤三，将合金锭经过气流磨破碎得到粒度SDM=3.2-3.8μm范围内的合金粉末；步骤四，将粉末经过磁场取向压制和等静压得到生坯；步骤五，将生坯进行多段式烧结、固溶和时效处理。2.根据权利要求1所述的一种高温钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于：步骤二中，将配的原材料按照Fe-Zr-Fe-Co-Cu-Sm的先后顺序依次摆放入真空感应熔炼炉，装料完成后关闭真空感应熔炼炉的炉盖进行抽真空处理，当炉内真空度≤7Pa时开始低功率加热，排除坩埚、炉膛和原材料的水分和吸附的气体，当炉内真空度≤5Pa时停止抽真空打开Ar气充气阀向炉膛内充入Ar气，待气压达到-0.06±0.03MPa时停止充气开始大功率(65±5KW)加热熔炼15±5min，熔炼结束后直接浇铸到水冷铸锭铜模并快速冷却形成单一1：7相的合金锭。3.根据权利要求1所述的一种高温钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于：步骤三中，将合金锭进行粗破碎后再进行气流磨制粉。4.根据权利要求1所述的一种高温钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于：步骤四中，具体步骤为，磁场取向...

【专利技术属性】
技术研发人员：向俊尤，付勇兵，王占国，
申请(专利权)人：杭州科德磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33