專利名稱：氫化釤納米粉改性制備高磁能積釤－鈷基永磁體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釤-鈷基永磁體的制備方法，尤其涉及氫化釤納米粉改性制備高磁能積釤-鈷基永磁體的方法，屬于永磁材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
釤-鈷基永磁材料不僅具有優(yōu)異的永磁特性，而且溫度穩(wěn)定性好，因此廣泛的應(yīng)用于對磁性能要求較高的室溫和高溫環(huán)境下。特別是今年來，隨著電動汽車、航空航天、核能工業(yè)等民用和軍用高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，使得對于釤-鈷基永磁材料的需要得到快速發(fā)展。目前，釤-鈷基永磁材料的主流產(chǎn)品是2:17型SmCc^eCu^ 合金。與目前常用的釹鐵硼永磁材料相比，SmCc^eCu^ 合金的溫度穩(wěn)定性具有顯著的優(yōu)勢。常規(guī)的釹鐵硼永磁材料一般應(yīng)用于100°C以下，經(jīng)過成分調(diào)整后可達200°C左右，而SmCoi^CWr合金的工作溫度最高可達350°C。另一方面，SmCoFeCuZr合金的磁性能則與釹鐵硼永磁材料存在著較大的差距，突出體現(xiàn)在磁體的剩磁和磁能積僅為后者的2/3左右。因此，進一步提高SmCoi^CWr 合金的剩磁和磁能積成為當(dāng)前永磁材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)部門關(guān)注的熱點。一種提高SmCoi^CWr合金剩磁和矯頑力的常用方法是提高合金中狗、&)的含量， 但是這種方法會同時造成磁體矯頑力的顯著下降。而且經(jīng)過長期研究，采用這種方法改善磁體剩磁和磁能積的提升空間已經(jīng)不大。為此，急需開發(fā)出提高SmCoi^CWr合金剩磁和磁能積的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出采用氫化釤納米粉摻雜改性的方法制備高磁能積釤-鈷基永磁體。將一定量的氫化釤納米粉與釤鈷微米顆?；旌?，使得氫化釤納米顆粒均勻分布分散于SmCc^eCu^ 合金顆粒表面?；旌虾蟮姆勰┙?jīng)過燒結(jié)和固溶時效處理，制備成SmCoi^CWr合金。與未添加氫化釤納米粉的合金相比，采用本發(fā)明方法制備的 SmCoFeCuZr合金具有更高的剩磁和高磁能積，因此具有更廣的應(yīng)用范圍。本發(fā)明提供的一種制備高磁能積釤-鈷基永磁體的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)熔煉制備合金成分為 Sm 25. 4 26. 4wt. Co :57. O 58. Owt. Fe 5. 5wt. %,Cu :7. 8wt%, Zr :3. 3wt. %的 SmCoCuFeZr 合金鑄錠；(2)將步驟(1)制備的SmCoCiJdr合金鑄錠粉碎、球磨并干燥得到平均粒徑3_5 微米的SmCoCiJdr微米粉末；(3)將平均粒徑20-100納米的氫化釤納米粉加入步驟(2)中制備好的 SmCoCuFeZr微米粉末中，氫化釤納米粉摻雜的比例為SmCoCiJdr微米粉末重量的1_3%， 按比例混合后的粉末放入滾動球磨機中，將兩種粉末充分混合并得到混合均勻的粉末；(4)將步驟( 混合均勻后的粉末放入模具中在磁場為2T的磁場中壓制成型，再
3經(jīng)200MPa的壓力等靜壓壓制，獲得壓坯；(5)將步驟(4)得到的壓坯置入真空燒結(jié)爐內(nèi)，先將樣品在1190°c真空預(yù)燒30分鐘，然后在1220°C 1230°C氬氣保護下燒結(jié)90分鐘，再經(jīng)1180°C 1190°C固溶處理210 分鐘，然后風(fēng)冷至室溫；最后進行固溶時效處理，先在840°C下保溫12h，然后以0. 40C /min 的冷卻速度冷至420°C，并保溫10h，隨后自然冷卻至室溫，得到氫化釤納米粉摻雜的高性能燒結(jié)磁體。上述步驟(1)和O)的方法為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)方法。采用本發(fā)明方法制備的氫化釤改性燒結(jié)釤-鈷基磁體與相同成分的未摻雜磁體相比，其剩磁提高1. 3% -13. 5%，同時，表征磁體磁性強弱的最重要的指標(biāo)磁能積也大幅提高3. 9% -21%，從而在很大程度上拓寬了釤鈷永磁的使用范圍。因此，采用本方法制備的磁體具有更加廣泛的應(yīng)用范圍。
具體實施例方式以下實施例中所述SmCoCiJdr微米粉末的制備方法如下(1)熔煉合金成分為 Sm :25. 4 26. 4wt. %,Co :57. 0 58. Owt. %,Fe :5. 5wt. %, Cu :7. 8wt%, Zr :3. 3wt. %的合金；熔煉時Sm的燒損補償量為IOwt. %, Cu的燒損補償量為5wt. % ；將原料在中頻感應(yīng)爐中熔煉，然后澆入水冷銅模中冷卻得到SmC0CiJdr合金鑄錠；(2)將步上述制備的鑄錠塊經(jīng)鄂式破碎機-圓盤粉碎機破碎后過40目的篩子得到小于380微米的微米粉末，然后將粉末放入航空汽油為介質(zhì)的滾動罐中進行滾動球磨5小時，球料比為5 1，取出后在空氣中干燥得到平均粒徑3-5微米的SmCoCui^a 微米粉末。實施例1利用中頻感應(yīng)熔煉技術(shù)制備SmCoCui^ea 合金鑄錠，成分為Sm :25. % ；Co 58. Owt. % ；Fe 5. 5wt. % ；Cu :7. 8wt% ；Zr :3. 3wt. %，然后將其破碎為平均粒徑3微米的粉末。之后將占SmCoCui^a 微米粉末重量百分比的、平均粒徑20納米的氫化釤納米粉摻雜到上述初始粉末中，并將二者混合均勻。將混勻后的粉末在2T的磁場中壓制成型，再經(jīng) 200MPa的壓力等靜壓壓制，獲得壓坯。將壓坯置入真空燒結(jié)爐內(nèi)，先將樣品在1190°C真空預(yù)燒30分鐘，然后在1220°C氬氣保護燒結(jié)90分鐘，再經(jīng)1180°C固溶處理210分鐘，然后風(fēng)冷至室溫；之后進行固溶時效處理，先在840°C下保溫12h，然后以0. 40C /min的冷卻速度冷至420°C，并保溫10h，隨后自然冷卻至室溫，得到氫化釤納米粉摻雜的高性能燒結(jié)磁體， 磁體的各項磁性能參量列于表1。實施例2利用中頻感應(yīng)熔煉技術(shù)制備SmCoCiJdr合金鑄錠，成分為Sm :26. 4wt. % ；Co 57. Owt. % ；Fe 5. 5wt. % ；Cu :7. 8wt% ；Zr :3. 3wt. %，然后將其破碎為平均粒徑4微米的粉末。之后將占SmCoCui^a 微米粉末重量百分比2%的、平均粒徑50納米的氫化釤納米粉摻雜到上述初始粉末中，并將二者混合均勻。將混勻后的粉末在2T的磁場中壓制成型，再經(jīng) 200MPa的壓力等靜壓壓制，獲得壓坯。然后將壓坯置入真空燒結(jié)爐內(nèi)，先將樣品在1190°C 真空預(yù)燒30分鐘，然后在1225°C氬氣保護燒結(jié)90分鐘，再經(jīng)1185°C固溶處理210分鐘，然后風(fēng)冷至室溫；之后進行固溶時效處理，先在840°C下保溫12h，然后以0. 40C /min的冷卻速度冷至420°C，并保溫10h，隨后自然冷卻至室溫，得到氫化釤納米粉摻雜的高性能燒結(jié)磁體，磁體的各項磁性能參量列于表1。實施例3利用中頻感應(yīng)熔煉技術(shù)制備SmCoCui^ea 合金鑄錠，成分為Sm :26. Owt. % ；Co 57. 4wt. % ；Fe :5. 5wt. % ；Cu :7. 8wt% ；Zr :3. 3wt. %，然后將其破碎為平均粒徑5微米的粉末。之后占SmCoCi^e^·微米粉末將重量百分比3 %的、平均粒徑100納米的氫化釤納米粉摻雜到上述初始粉末中，并將二者混合均勻。將混勻后的粉末在2T的磁場中壓制成型，再經(jīng) 200MPa的壓力等靜壓壓制，獲得壓坯。然后將壓坯置入真空燒結(jié)爐內(nèi)，先將樣品在1190°C 真空預(yù)燒30分鐘，然后在1230°C氬氣保護燒結(jié)90分鐘，再經(jīng)1190°C固溶處理210分鐘，然后風(fēng)冷至室溫；之后進行固溶時效處理，先在840°C下保溫12h，然后以0. 40C /min的冷卻速度冷至420°C，并保溫10h，隨后自然冷卻至室溫，得到氫化釤納米粉摻雜的高性能燒結(jié)磁體，磁體的各項磁性能參量列于表1。對比例1利用中頻感應(yīng)熔煉技術(shù)制備SmCoCui^ea 合金鑄錠，成分為Sm :26. Owt. % ；Co 57. 4wt. % ；Fe :5. 5wt. % ；Cu :7. 8wt% ；Zr :3. 3wt. %，然后將其破碎為平均粒徑5微米的粉末。將粉末在2T的磁場中壓制成型，再經(jīng)200MI^的壓力等靜壓壓制，獲得壓坯。然后將壓坯置入真空燒結(jié)爐內(nèi)，先將樣品在1190°C真空預(yù)燒30分鐘，然后在1230°C氬氣保護燒結(jié)90 分鐘，再經(jīng)1190°C固溶處理210分鐘，然后風(fēng)冷至室溫；之后進行固溶時效處理，先在840°C 下保溫12h，然后以0.4°C /min的冷卻速度冷至420°C，并保溫10h，隨后自然冷卻至室溫， 得到氫化釤納米粉摻雜的高性能燒結(jié)磁體，磁體的各項磁性能參量列于表1。表 權(quán)利要求
1. 一種氫化釤納米粉改性制備高磁能積釤-鈷基永磁體的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)熔煉制備合金成分為Sm :25. 4 26. 4wt. %Xo :57. 0 58. Owt. %、Fe :5. 5wt. %、 Cu :7. 8wt%,Zr :3. 3wt. %的 SmCoCuFeZr 合金鑄錠；(2)將步驟(1)制備的SmCoCui^a 合金鑄錠粉碎、球磨并干燥得到平均粒徑3-5微米的SmCoCiJdr微米粉末；(3)將平均粒徑20-100納米的氫化釤納米粉加入步驟O)中制備好的SmCoCui^a 微米粉末中，氫化釤納米粉摻雜的比例為SmCoCui^a 微米粉末重量的1_3%，按比例混合后的粉末放入滾動球磨機中，將兩種粉末充分混合并得到混合均勻的粉末；(4)將步驟C3)混合均勻后的粉末放入模具中在磁場為2T的磁場中壓制成型，再經(jīng) 200MPa的壓力等靜壓壓制，獲得壓坯；(5)將步驟(4)得到的壓坯置入真空燒結(jié)爐內(nèi)，先將樣品在1190°C真空預(yù)燒30分鐘， 然后在1220°C 1230°C氬氣保護下燒結(jié)90分鐘，再經(jīng)1180°C 1190°C固溶處理210分鐘， 然后風(fēng)冷至室溫；最后進行固溶時效處理，先在840°C下保溫12h，然后以0. 40C /min的冷卻速度冷至420°C，并保溫10h，隨后自然冷卻至室溫，得到氫化釤納米粉摻雜的高性能燒結(jié)磁體。
全文摘要
氫化釤納米粉改性制備高磁能積釤-鈷基永磁體的方法，屬于永磁材料技術(shù)領(lǐng)域。制備組成為Sm25.4～26.4wt.％、Co57.0～58.0wt.％、Fe5.5wt.％、Cu7.8wt％、Zr3.3wt.％的SmCoCuFeZr合金微米顆粒，將1-3％的氫化釤納米粉與釤鈷微米顆粒均勻混合，在2T的磁場中壓制成型，后壓制成壓坯；置入真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，再經(jīng)固溶處理，風(fēng)冷至室溫；進行固溶時效處理，隨后自然冷卻至室溫即可。采用本發(fā)明方法制備的SmCoFeCuZr合金具有更高的剩磁和高磁能積，具有更廣的應(yīng)用范圍。
文檔編號H01F41/02GK102543418SQ201210008300
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者劉衛(wèi)強, 岳明, 張東濤, 張久興, 黃 俊 申請人:北京工業(yè)大學(xué)