專利名稱：用于Sm－Co基磁鐵的合金,其生產(chǎn)方法，燒結(jié)磁鐵以及粘結(jié)磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Sm-Co基磁鐵合金，其生產(chǎn)方法，以及利用所述Sm-Co基磁鐵合金的燒結(jié)磁鐵或者粘結(jié)磁鐵(bonded magnet)。
背景技術(shù)：
對于Sm-Co基磁鐵合金的生產(chǎn)，還原-擴(kuò)散法(RD方法)是已知的，并目前在實(shí)際中使用。RD方法包括在惰性氣氛下，將稀土金屬氧化物和其它構(gòu)成金屬的氧化物與還原劑如金屬鈣或者氫化鈣一起進(jìn)行加熱，以使稀土氧化物還原成金屬，同時(shí)使其擴(kuò)散入該其它構(gòu)成金屬中。然后，使反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，并引入水中以便溶解并除去還原產(chǎn)物，如CaO，CaO2·2CaCl2，和Ca(OH)2，以及未反應(yīng)的剩余金屬鈣。所得到的產(chǎn)物可以任選地進(jìn)行酸處理。
實(shí)際使用的另一方法是鑄造方法，該方法包括以給定的組分，將構(gòu)成稀土金屬和其它金屬，或由這些構(gòu)成金屬組成的母合金混合；進(jìn)行高頻感應(yīng)熔煉；以及在模具中澆鑄合金熔體以使其厚度約為50-100毫米。另外還提出了一種方法，該方法包括如上述模鑄方法一樣，以給定的組分，混合構(gòu)成稀土金屬和其它金屬，或由這些構(gòu)成金屬組成的母合金；和高頻感應(yīng)熔煉；然后通過在單輥或雙輥上或在盤上進(jìn)行帶狀鑄造(strip casting)而連續(xù)地使合金熔體迅速冷卻并固化。
在由RD法生產(chǎn)出的Sm-Co基磁鐵合金中，粘合劑和聚集物，如CaO，CaO2·2CaCl2，和Ca(OH)2或者未反應(yīng)的剩余金屬鈣沒有完全除去，并且以約50-2000ppm的含量存在，這將降低耐腐蝕性。此外，由于RD法包括使該合金與水或類似介質(zhì)接觸，所得到的Sm-Co基磁鐵合金的氧化物含量將高達(dá)1000-2500ppm。這將增加非磁性相的體積，并因此損害磁性。
另一方面，模鑄解決了RD法中遇到的耐腐蝕性降低的問題。然而，當(dāng)鑄錠粉化時(shí)，粗顆粒存在于粉化的顆粒中。這些粗顆粒將使磁性降低至與RD法能夠獲得的相類似的水平。
由常規(guī)帶狀鑄造所制得的Sm-Co基磁鐵合金包含相對大量的R2M7和RM3相，其具有比RM5相更低的磁距。因此，該合金的磁性將比RD法或模鑄法生產(chǎn)的合金差。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種Sm-Co基磁鐵合金，其特別適用于高磁性磁鐵、如燒結(jié)磁鐵或粘結(jié)磁鐵的生產(chǎn)原料；以及所述合金的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的另一目的是提供Sm-Co基燒結(jié)磁鐵或者粘結(jié)磁鐵，所述磁鐵具有優(yōu)異的耐腐蝕性和高磁性，如高矯頑磁力和良好的方正度(squareness)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種由式RM表示的合金構(gòu)成的Sm-Co基磁鐵合金，R占32.5-35.5％，其余為M，其中R為Sm，或Sm與至少一種選自如下稀土金屬的混合物Ce，Pr，Nd和Gd，M為Co，或Co與至少一種過渡金屬的混合物，前提條件是，R和M可以包括不可避免的元素。
其中，相應(yīng)于R2M7相的(119)平面的X-射線衍射強(qiáng)度(B)與相應(yīng)于RM5相的(111)平面的X-射線衍射強(qiáng)度(A)的比值(B/A)不大于0.1(在下文有時(shí)稱為合金(a))。
根據(jù)本發(fā)明，另外還提供合金(a)的生產(chǎn)方法，包括在0.5-20秒的時(shí)間內(nèi)，使占原料合金的32.5-35.5wt％的R和原料合金其余為M的合金熔體從所述合金的熔點(diǎn)冷卻至800℃；然后在不短于600秒的時(shí)間內(nèi)從800℃冷卻至200℃；其中，R和M如上定義。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種合金(a)的生產(chǎn)方法，包括在控制在200-600℃范圍內(nèi)的冷卻表面溫度下，通過帶狀鑄造，對原料合金的32.5-35.5％重量為R，其余為M的合金熔體進(jìn)行鑄造，其中，R和M如上定義。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種合金(a)的生產(chǎn)方法，包括在其冷卻表面控制在200-600℃溫度范圍內(nèi)的模具中，對原料合金的32.5-35.5％重量為R，其余為M的合金熔體進(jìn)行鑄造并冷卻，以使其厚度為1-10毫米，其中，R和M如上定義。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種通過在磁場中對合金粉末混合物進(jìn)行壓制，然后進(jìn)行燒結(jié)而生產(chǎn)的Sm-Co基燒結(jié)磁鐵；所述合金粉末混合物由合金(a)的粉未和Sm-Co基磁鐵摻合合金(在下文有時(shí)稱為摻合合金(b))的粉末組成，其中，所述摻合合金(b)由式(R1)M1)表示的合金組成，其中，以重量百分比計(jì)，35.5＜(R1)≤45.0，其余為M1，其中，(R1)為Sm，或Sm與至少一種選自如下的稀土金屬的混合物Ce，Pr，Nd和Gd，(M1)是Co，或者Co與至少一種過渡金屬的混合物，前提條件是，(R1)和(M1)可以包括不可避免的元素。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種通過在磁場中對含樹脂的混合物進(jìn)行壓制，然后進(jìn)行燒結(jié)而生產(chǎn)的Sm-Co基粘結(jié)磁鐵，其中所述混合物包含合金粉末(a-1)和樹脂材料，所述合金粉末(a-1)已通過對合金(a)的溶解熱處理，粉碎，和老化熱處理而制備。
本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案下面將對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。
根據(jù)本發(fā)明的合金(a)由式RM表示的合金組成，所述合金具有特定的結(jié)晶相。R是Sm，或Sm與至少一種選自Ce，Pr，Nd和Gd的稀土金屬的混合物。R中Sm的含量優(yōu)選從85-100％重量。M為Co，或與Co與至少一種過渡金屬如Cu，F(xiàn)e和Ni的混合物。M中Co的含量優(yōu)選為75-100％重量。R和M可以包含不可避免的元素。
R和M的組成范圍為R占32.5-35.5％重量，其余為M，優(yōu)選R占33.0-33.85％重量，其余為M。當(dāng)R低于32.5％重量時(shí)，在磁鐵生產(chǎn)過程中合金的粉碎性將變差，致使磁性得不到改善。當(dāng)R大于35.5％重量時(shí)，RM5相析出將減少，并因此使R2M7和RM3相的含量增加，致使磁性得不到改善。
根據(jù)本發(fā)明的合金(a)，其具有這樣的結(jié)晶相，其中，相應(yīng)于R2M7相的(119)平面的X-射線衍射強(qiáng)度(B)與相應(yīng)于RM5相的(111)平面的X-射線衍射強(qiáng)度(A)的比值(B/A)不大于0.1，優(yōu)選不大于0.08。當(dāng)(B/A)比值大于0.1時(shí)，將存在太多的R2M7相，從而降低所得到磁鐵的磁性。
X-射線衍射強(qiáng)度(A)和(B)指的是分別相應(yīng)于RM5相的(111)平面和R2M7相的(119)平面的相對峰高，其由合金(a)的X-射線衍射圖讀取，所述圖是通過衍射圖強(qiáng)度(％)(縱座標(biāo))對衍射角(2θ)(橫坐標(biāo))進(jìn)行作圖而獲得的。
各結(jié)晶相的體積比，以表示各結(jié)晶相最大衍射峰時(shí)的X-射線衍射強(qiáng)度相對于參考值如以所有結(jié)晶相最大衍射峰時(shí)X-射線衍射強(qiáng)度的總量的比值來表示，其由粉末X射線衍射圖讀取。
本發(fā)明的合金(a)包含作為結(jié)晶相的RM5相，其含量優(yōu)選不小于85％體積，更優(yōu)選為88-100％體積。當(dāng)RM5相含量低于85％體積時(shí)，合金(a)中R2M7和RM3的相對含量將增量，這將使(B/A)的比值大于0.1。在這種情況下，所得到的磁鐵的磁性可能得不到改善。
本發(fā)明合金(a)的氧含量優(yōu)選不大于800ppm，更優(yōu)選不大于500ppm。當(dāng)氧含量超過800ppm時(shí)，將形成太多的非磁性相，這將使磁性降低。
本發(fā)明合金(a)的鈣含量優(yōu)選不大于40ppm，更優(yōu)選不大于10ppm。在由ICP等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行的合金組分定量分析中，通常，最小可檢測鈣含量最好約為1ppm。因此，更優(yōu)選的是，在由ICP等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行的合金組分的定量分析中，檢測不到鈣。當(dāng)鈣含量不大于40ppm時(shí)，將取得優(yōu)異的耐腐蝕性。
例如，本發(fā)明的合金(a)可以通過根據(jù)本發(fā)明的如下制備方法進(jìn)行制備。
本發(fā)明的方法包括在0.5-20秒的時(shí)間內(nèi)，使摻合成具有上述RM組分的R占原料合金的32.5-35.5wt％和原料合金其余為M的合金熔體從所述合金的熔點(diǎn)冷卻至800℃；然后在不短于600秒的時(shí)間內(nèi)從800℃冷卻至200℃(在下文中稱為方法(1))；通過冷卻表面溫度控制在200-600℃范圍的帶狀鑄造，對用于R的原料合金和用于M的原料合金的合金熔體進(jìn)行鑄造(在下文稱為方法(1))；或在其冷卻表面控制在200-600℃的模具中，對用于R的原料合金和用于M的原料合金的合金熔體進(jìn)行鑄并冷卻，以使其厚度為1-10毫米(在下方稱為方法(3))。有時(shí)，將上述方法(1)-(3)統(tǒng)稱為本發(fā)明的方法。
在本發(fā)明的方法中，通過將調(diào)節(jié)至特定比例的用于R的原料合金和用于M的原料合金，例如在惰性氣氛中，通過真空感應(yīng)熔融高頻感應(yīng)熔融或類似的熔融方法使之熔融而制備用于R的原料合金和用于M的原料合金的合金熔體。
在方法(1)中，在0.5-20秒內(nèi)，優(yōu)選1-5秒內(nèi)將合金熔體從其熔點(diǎn)冷卻至800℃。在低于0.5秒的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行冷卻時(shí)，結(jié)晶將不增長(即不形成樹枝晶體)，代之以形成細(xì)小的等軸微觀結(jié)構(gòu)(急冷)。因此，將觀察不到任何結(jié)晶取向，并且Br也得不到改善。當(dāng)冷卻時(shí)間超過20秒時(shí)，R2M7相將析出，這將使Br減少。為了取向適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶取向，并防止R2M7相析出，優(yōu)選的是，在0.5-20秒內(nèi)使合金熔體從其熔點(diǎn)冷卻至800℃。
在方法(1)中，接著是，在不短于600秒的時(shí)間內(nèi)使合金熔體從800℃冷卻至200℃。當(dāng)冷卻時(shí)間小于600秒時(shí)，結(jié)晶將不充分增長，并且當(dāng)?shù)玫降暮辖疬M(jìn)行粉碎時(shí)，所獲得的粉末不會變成單軸向的，從而使Br減少。對最大冷卻時(shí)間沒有特別的限定，但考慮到生產(chǎn)效率和能量效率，優(yōu)選在1小時(shí)時(shí)間內(nèi)完成該冷卻。
在方法(1)中，在通過模鑄進(jìn)行冷卻的情況下，合金熔體的溫度指的是在模具中鑄造的合金熔體中心左右的溫度，即通過將熱電偶從在模具中鑄造的合金熔體的上表面的約中心處插入到合金熔體厚度方向一半高度處所測得的溫度。在通過帶狀鑄造制備合金帶條的情況下，合金熔體的溫度指的是通過紅外熱圖像分析儀測量的合金熔體和合金帶條的表面溫度。
在方法(1)中，合金熔體的冷卻速率可以用任何方式，例如通過上述方法(2)或(3)來控制。
在方法(2)中，利用常規(guī)的冷卻裝置，如單輥，雙輥，或圓盤，帶條鑄件可以連續(xù)固化。在方法(2)中，例如從鑄造開始至結(jié)束，通過將輥或盤的表面溫度控制在200-600℃，優(yōu)選控制在300-500℃，而對合金熔體進(jìn)行鑄造。
例如，在鑄造開始之前，通過用加熱器對表面預(yù)熱，可以將冷卻表面的溫度控制在可控溫度范圍內(nèi)，并且可以通過對合金熔體的溫度、輥或盤的旋轉(zhuǎn)速度、合金熔體的鑄造速度、循環(huán)冷卻介質(zhì)的溫度等等因素進(jìn)行控制而將溫度保持在該范圍內(nèi)。當(dāng)冷卻表面的溫度低于200℃時(shí)，R2M7和RM3相在所得合金中的含量將增加，從而使(B/A)之比值超過0.1，使目標(biāo)磁鐵的磁性得不到改善。當(dāng)冷卻表面高于600℃時(shí)，鑄造帶條在固化之前將離開冷卻表面，并且彼此可能會不利地發(fā)生熔合。優(yōu)選的是，對帶條鑄品的狀態(tài)進(jìn)行控制，以便使所得合金帶條的厚度落在0.1-10毫米的范圍內(nèi)。
在方法(2)中，合金熔體的冷卻速率可以適當(dāng)?shù)貜挠糜趲l鑄造的冷卻速率中選擇，從而獲得本發(fā)明合金(a)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
上述方法(3)是在模具中對合金進(jìn)行鑄造并冷卻的方法，其中，模具的冷卻表面被控制在200-600℃，優(yōu)選在550-600℃的溫度范圍內(nèi)。冷卻表面的溫度，例如可以在鑄造開始之前通過用加熱器對模具進(jìn)行預(yù)加熱而被控制在200-600℃的范圍內(nèi)。另外，還可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇模具的材料、厚度等等因素來進(jìn)行溫度控制。在模具中使合金熔體鑄造成1-10毫米，優(yōu)選2-5毫米的厚度。通過將厚度控制在1-10毫米，將合金熔體從其熔點(diǎn)冷卻至800℃所需的時(shí)間可被控制在0.5-20秒內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的Sm-Co基燒結(jié)磁鐵可由作為原料的合金粉末混合物制備，所述合金粉末混合物包含本發(fā)明的合金(a)的粉末和摻合合金(b)的粉末，后者由式(R1)(M1)表示的特定組分的合金組成。
在摻合合金(b)中，(R1)是Sm，或Sm與至少一種選自Ce，Pr，Nd和Gd的稀土金屬的混合物。(R1)中Sm的含量優(yōu)選為85-100wt％。(M1)是Co，或Co與至少一種過渡金屬如Cu，F(xiàn)e和Ni的混合物。(M1)中的Co含量優(yōu)選為75-100wt％。(R1)和(M1)可以包含不可避免的元素。
(R1)和(M1)的組分范圍以重量百分比計(jì)為35.5＜(R1)≤45.0，其余為(M1)，優(yōu)選的是，37.0≤(R1)≤44.0，其余為(M1)。當(dāng)(R1)超過45.0wt％時(shí)，在所得燒結(jié)磁鐵的燒結(jié)程度方面將出現(xiàn)問題，而當(dāng)(R1)低于35.5wt％時(shí)，所得燒結(jié)磁鐵的磁性將變差。
摻合合金(b)優(yōu)選可以包含作為結(jié)晶相的、不大于50vol％，特別是不大于44vol％的(R1)(M1)5相；10-40vol％，特別是15-35vol％的(R1)(M1)3相；和2-30vol％，特別是2-25vol％的(R1)(M1)2相。當(dāng)(R1)(M1)5相大于50vol％時(shí)，合金的粉碎性將變差，并且粉碎的粉末可包含粗顆粒，這可能會使得到的燒結(jié)磁鐵的磁力變差。摻合合金(b)可包含R和M的低共熔相。
在合金粉末混合物中，優(yōu)選對合金(a)粉末和摻合合金(b)的粉末的比率進(jìn)行選擇，以使在合金粉末混合物中包括Sm的稀土金屬的含量通常在35.0-36.0wt％的范圍內(nèi)。
為了使最終燒結(jié)磁鐵取得足夠的燒結(jié)程度，合金(a)和摻合合金(b)的粉末的平均粒徑優(yōu)選為2-6微米。所述粒徑例如可以通過在氣流粉碎機(jī)或類似的裝置中進(jìn)行破碎，然后細(xì)粉碎而實(shí)現(xiàn)。
Sm-Co基燒結(jié)磁鐵通過在磁場中對粉末混合物進(jìn)行壓制，然后進(jìn)行燒結(jié)而生產(chǎn)。在磁場中的壓制可以通過常規(guī)的方法在通常為10-30kOe/cm2的磁場內(nèi)進(jìn)行。燒結(jié)通?？梢栽跉鍤夥障掠?050℃至1150℃，通常在約1100℃進(jìn)行1-2小時(shí)。優(yōu)選的是，燒結(jié)后可以在800-900℃下熱處理2-4小時(shí)。所獲得的產(chǎn)物可以任選地進(jìn)行研磨處理，以改善尺寸精確度，然后進(jìn)行磁化，由此獲得具有高矯頑磁力和優(yōu)異方正度的目標(biāo)燒結(jié)磁鐵。
根據(jù)本發(fā)明的Sm-Co基粘結(jié)磁鐵由作為原料的含樹脂混合物制備，所述混合物包含樹脂材料和通過對合金(a)進(jìn)行溶解熱處理、粉化和老化熱處理而制備的合金粉末(a-1)。
合金(a)可以通過將所述合金保持在1150-1250℃，通常在約1120℃的氬氣氛中而進(jìn)行溶解熱處理，從而完成溶解處理。
溶解熱處理過的合金例如可以通過在破碎機(jī)、盤磨機(jī)或類似的裝置中將合金破碎成20-70微米的粉末，并且優(yōu)選在800-900℃進(jìn)行老化熱處理，來粉化且老化熱處理成合金粉末(a-1)。
含樹脂的混合物通過將合金粉末(a-1)與通常為1-3vol％、用于粘結(jié)磁鐵的樹脂材料進(jìn)行混合并捏合而制備，所述樹脂材料例如為環(huán)氧樹脂和耐綸樹脂。
Sm-Co基粘結(jié)磁鐵通過在磁場中對作為原料的含樹脂混合物進(jìn)行壓制，然后進(jìn)行燒結(jié)而制備。在磁場中的壓制可以通過在1-5t/cm2的壓力下通常在10 to 30kOe/cm2的磁場下進(jìn)行壓制成型或注塑成型而完成。燒結(jié)通?？梢栽?00-150℃的氬氣氣氛下進(jìn)行1-2小時(shí)而完成。
實(shí)施例下面將參考實(shí)施例和對比例解釋本發(fā)明，所述例子只是說明性的，并不意味著對本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1(Sm-Co基磁鐵合金的制備)在真空高頻感應(yīng)爐中，在氬氣氛下使含有32.6wt％Sm和67.4wt％Co的金屬混合物熔融，并利用具有單水冷銅輥的鑄造裝置進(jìn)行鑄造，以獲得試樣(1)。在鑄造開始之前，利用加熱器將輥的冷卻表面預(yù)加熱至350℃。在鑄造期間，在紅外熱圖像分析儀的監(jiān)測下，將所述輥冷卻表面的溫度控制在200-600℃的范圍內(nèi)。
將試樣(1)粉碎，并用于在X-射線衍射儀(由RIGAKU CORPORATION制造，RINT2500)中進(jìn)行X-射線衍射強(qiáng)度的測量。由X-射線衍射數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，相應(yīng)于Sm2Co7相的(119)平面的X-射線衍射強(qiáng)度(B)與相應(yīng)于SmCo5相的(111)平面的X-射線衍射強(qiáng)度(A)的比值(B/A)為0.044，并且還發(fā)現(xiàn)，試樣(1)包含95vol％的SmCo5相。另外，分別利用氧/氮分析裝置(由HORIBA LTD制造，EMGA-550FA)和ICP等離子體發(fā)射光譜儀(由SEIKO DENSHI K.K.制造，SPS-1700HVR)分別對試樣(1)的氧和鈣含量進(jìn)行測量。試樣(1)的氧含量為130ppm，并且沒有檢測到鈣。結(jié)果列于表1中。
(Sm-Co基磁鐵摻合合金的制備)在真空高頻感應(yīng)爐中，在氬氣氛下使含有37.5wt％Sm和62.5wt％Co的金屬混合物進(jìn)行熔融，并利用具有水冷銅模具的鑄造裝置進(jìn)行鑄造，以獲得60毫米厚的試樣(1a)。對試樣(1a)進(jìn)行粉碎并用與上述相同的方式進(jìn)行X-射線衍射分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試樣(1a)包含44vol％SmCo5相，18vol％SmCo3相，和2vol％SmCo2相。結(jié)果列于表2中。
(Sm-Co基燒結(jié)磁鐵的生產(chǎn))將如上制得的試樣(1)和(1a)混合，以使Sm含量為35.8wt％；進(jìn)行破碎，然后在噴射磨中細(xì)粉碎成平均粒徑約2-6微米的粉末。然后，在30kOe磁場中，于5t/cm2的壓力下對得到的粉末混合物進(jìn)行壓制，并在1100℃燒結(jié)1小時(shí)。對得到的燒結(jié)制品在900℃下熱處理4小時(shí)，以獲得Sm-Co基燒結(jié)磁鐵。
對如此生產(chǎn)的Sm-Co基燒結(jié)磁鐵的磁性和耐腐蝕性進(jìn)行測量。結(jié)果列于表3中。通過將Sm-Co基燒結(jié)磁鐵暴露在80％濕度、80℃溫度的環(huán)境下24小時(shí)而對耐腐蝕性進(jìn)行評估，然后測量生銹區(qū)域的百分?jǐn)?shù)。因此，較低的生銹區(qū)域比率表示較好的耐腐蝕性。
實(shí)施例2-10和對比例1-6制備試樣(2)-(5)，并用與實(shí)施例1中用于試樣(1)相同的方式進(jìn)行測量，所不同的是，Sm含量如表1所示進(jìn)行變化。制備試樣(6)，并用與實(shí)施例1中用于試樣(1)相同的方式進(jìn)行測量，所不同的是，Sm含量如表1所示進(jìn)行變化；在沒有用加熱器對輥預(yù)熱下，利用冷卻表面溫度為20℃的輥開始鑄造，并在不對輥冷卻表面溫度進(jìn)行控制下繼續(xù)進(jìn)行。制備60毫米厚的試樣(7)，并用與實(shí)施例1中用于試樣(1)相同的方式進(jìn)行測量，所不同的是，Sm含量如表1所示進(jìn)行變化；并且用具有水冷銅模的鑄造裝置替換具有單水冷銅輥的鑄裝置。制備5毫米厚的試樣(8)，并進(jìn)行測量，其中，Sm含量如表1所示進(jìn)行變化，并且使用具有水冷銅模的鑄造裝置，其中所述模具在開始鑄之前用加熱器進(jìn)行預(yù)熱，并且從鑄造開始將所述模具的溫度保持在550℃。結(jié)果列于表1中。
制備試樣(2a)-(3a)，并用與實(shí)施例1中用于試樣(1a)相同的方式進(jìn)行測量，所不同的是，Sm含量如表2所示進(jìn)行變化。并用與實(shí)施例1中用于試樣(1a)相同的方式制備試樣(4a)，所不同的是，Sm含量如表2所示進(jìn)行變化；并且用具有單水冷銅輥的鑄造裝置替換具有水冷銅模具的鑄造裝置，并且進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測量。結(jié)果列于表2中。
生產(chǎn)Sm-Co基燒結(jié)磁鐵，并用與實(shí)施例1相同的方式測量磁性和耐腐蝕性，所不同的是，采用示于表3的合金試樣的結(jié)合。在對比例6中，含35.8wt％Sm的Sm-Co基磁性材料通過還原擴(kuò)散法制備，并用與實(shí)施例1相同的方式測量磁性和耐腐蝕性。結(jié)果列于表3中。在對比例6中制得的Sm-Co基磁性材料的氧和鈣含量用與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行測量，其值分別為1500ppm和50ppm。
表1

表2

表3

實(shí)施例11和12在1120℃，對示于表1中的試樣(2)-(8)的合金粉末進(jìn)行溶解熱處理1小時(shí)，在盤磨中磨成平均粒徑為20-60微米的粉末，并在900℃進(jìn)行老化熱處理4小時(shí)。利用2vol％的環(huán)氧樹脂對得到的粉末進(jìn)行捏合，以制備含樹脂的混合物。在30kOe的磁場下，于5t/cm2的壓力下對所述含樹脂的混合物進(jìn)行壓制，并在150℃燒結(jié)2小時(shí)，以獲得粘結(jié)磁鐵。用與實(shí)施例1相同的方式測量如此生產(chǎn)的粘結(jié)磁鐵的磁性。結(jié)果列于表4中。
對比例7制備粘結(jié)磁鐵，并用與實(shí)施例9相同的方式進(jìn)行測量，所不同的是，用試樣(7)替換試樣(2)或(8)。結(jié)果列于表4中。
表4

根據(jù)本發(fā)明的Sm-Co基磁鐵合金具有特定的組分和特定的晶體結(jié)構(gòu)，以致使，所述合金特別適用于生產(chǎn)具有高磁性磁鐵的原料，所述磁鐵如燒結(jié)磁鐵或粘結(jié)磁鐵。根據(jù)本發(fā)明的方法使得所述合金能夠有效的制備。
利用本發(fā)明的Sm-Co基磁鐵生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的Sm-Co基燒結(jié)或粘結(jié)磁鐵，以致使，所述磁鐵具有優(yōu)異的耐腐蝕性和高的磁性(高矯頑磁性和良好的方正度)。
權(quán)利要求
1.一種由式RM表示的合金組成的Sm-Co基磁鐵合金，包含32.5-35.5wt％的R，其余為M，其中，R為Sm，或Sm與至少一種選自Ce、Pr、Nd和Gd的稀土金屬的混合物，M為Co，或Co與至少一種過渡金屬的混合物，前提條件是，R和M可以包括不可避免的元素，其中，相應(yīng)于R2M7相的(119)平面的X-射線衍射強(qiáng)度(B)與相應(yīng)于RM5相的(111)平面的X-射線衍射強(qiáng)度(A)的比值(B/A)不大于0.1。
2.權(quán)利要求1的合金，其中，所述合金包含不小于85vol％的RM5相。
3.權(quán)利要求1的合金，其中，所述合金的氧含量不大于800ppm。
4.權(quán)利要求1的合金，其中，所述合金的鈣含量不大于40ppm。
5.一種生產(chǎn)權(quán)利要求1的磁性合金的方法，包括在0.5-20秒的時(shí)間內(nèi)使用于R的32.5-35.5wt％的原料合金和用于M的其余的原料合金的合金熔體從其熔點(diǎn)冷卻至800℃，并在不短于600秒的時(shí)間內(nèi)從800℃冷卻至200℃，其中，R為Sm，或Sm與至少一種選自Ce，Pr，Nd和Gd的稀土金屬的混合物，M為Co，或Co與至少一種過渡金屬的混合物，前提條件是，R和M可以包括不可避免的元素。
6.一種生產(chǎn)權(quán)利要求1的磁性合金的方法，包括在控制在200-600℃的冷卻表面溫度下，通過帶狀鑄造，對用于R的32.5-35.5wt％的原料合金和用于M的其余量的原料合金的合金熔體進(jìn)行鑄造，其中，R為Sm，或Sm與至少一種選自Ce，Pr，Nd和Gd的稀土金屬的混合物，M為Co，或Co與至少一種過渡金屬的混合物，前提條件是，R和M可以包括不可避免的元素。
7.一種生產(chǎn)權(quán)利要求1的磁性合金的方法，包括在其冷卻表面被控制在200-600℃的模具中，對用于R的32.5-35.5wt％的原料合金和用于M的其余量的原料合金的合金熔體進(jìn)行鑄造并冷卻，以使其厚度為1-10毫米，其中，R為Sm，或Sm與至少一種選自Ce，Pr，Nd和Gd的稀土金屬的混合物，M為Co，或Co與至少一種過渡金屬的混合物，前提條件是，R和M可以包括不可避免的元素。
8.一種通過在磁場中對合金粉末混合物進(jìn)行壓制，然后進(jìn)行燒結(jié)而生產(chǎn)的Sm-Co基燒結(jié)磁鐵，所述合金粉末混合物由權(quán)利要求1的磁鐵合金粉末和Sm-Co基磁鐵摻合合金粉末組成，其中，所述的Sm-Co基磁鐵摻合合金由結(jié)構(gòu)式(R1)(M1)表示的合金組成，其中以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)35.5＜(R1)≤45.0，其余為M1，其中，(R1)為Sm，或Sm與至少一種選自Ce，Pr，Nd和Gd的稀土金屬的混合物，(M1)為Co，或Co與至少一種過渡金屬的混合物，前提條件是，(R1)和(M1)可以包括不可避免的元素。
9.權(quán)利要求8的燒結(jié)磁鐵，其中，所述的磁鐵摻合合金粉末包含不超過50vol％的％(R1)(M1)5相，10-40vol％的(R1)(M1)3相，和2-30vol％的(R1)(M1)2相。
10.一種通過在磁場中對含樹脂的混合物進(jìn)行壓制、然后進(jìn)行燒結(jié)而生產(chǎn)的Sm-Co基粘結(jié)磁鐵，所述混合物包含磁鐵合金粉末和樹脂材料，其中，所述磁鐵合金粉末已通過對權(quán)利要求1的合金進(jìn)行溶解熱處理、粉碎、和老化熱處理而制備。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)具有高磁性磁鐵，如燒結(jié)磁鐵或粘結(jié)磁鐵的原料的Sm－Co基磁鐵合金，所述合金的生產(chǎn)方法，以及具有優(yōu)異耐腐蝕性和高磁性(如高矯頑磁性和良好的方正度)的燒結(jié)或粘結(jié)磁鐵。所述磁性合金由式RM表示的合金組成，其中R含量為32.5－35.5wt％，如Sm，其余為M，如Co，其中相應(yīng)于R
文檔編號C22C30/00GK1612945SQ0282689
公開日2005年5月4日 申請日期2002年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者小西謙治, 新谷和雅 申請人:株式會社三德