[發明專利]氫化釤納米粉改性制備高磁能積釤－鈷基永磁體的方法

無效

• 申請號: 201210008300.5
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102543418A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 岳明;張東濤;黃俊;劉衛強;張久興
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/047;B22D27/00;B22F3/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及一種釤-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，屬于永磁材料技術領域。

背景技術

釤-鈷基永磁材料不僅具有優異的永磁特性，而且溫度穩定性好，因此廣泛的應用于對磁性能要求較高的室溫和高溫環境下。特別是今年來，隨著電動汽車、航空航天、核能工業等民用和軍用高技術產業的快速發展，使得對于釤-鈷基永磁材料的需要得到快速發展。

目前，釤-鈷基永磁材料的主流產品是2:17型SmCoFeCuZr合金。與目前常用的釹鐵硼永磁材料相比，SmCoFeCuZr合金的溫度穩定性具有顯著的優勢。常規的釹鐵硼永磁材料一般應用于100℃以下，經過成分調整后可達200℃左右，而SmCoFeCuZr合金的工作溫度最高可達350℃。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SmCoFeCuZr合金的剩磁和磁能積成為當前永磁材料研發和產業部門關注的熱點。

一種提高SmCoFeCuZr合金剩磁和矯頑力的常用方法是提高合金中Fe、Co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不大。為此，急需開發出提高SmCoFeCuZr合金剩磁和磁能積的新方法。

發明內容

本發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粒混合，使得氫化釤納米顆粒均勻分布分散于SmCoFeCuZr合金顆粒表面。混合后的粉末經過燒結和固溶時效處理，制備成SmCoFeCuZr合金。與未添加氫化釤納米粉的合金相比，采用本發明方法制備的SmCoFeCuZr合金具有更高的剩磁和高磁能積，因此具有更廣的應用范圍。

本發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：57.0～58.0wt.％、Fe：5.5wt.％、Cu：7.8wt％、Zr：3.3wt.％的SmCoCuFeZr合金鑄錠；

(2)將步驟(1)制備的SmCoCuFeZr合金鑄錠粉碎、球磨并干燥得到平均粒徑3-5微米的SmCoCuFeZr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SmCoCuFeZr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(3)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爐內，先將樣品在1190℃真空預燒30分鐘，然后在1220℃～1230℃氬氣保護下燒結90分鐘，再經1180℃～1190℃固溶處理210分鐘，然后風冷至室溫；最后進行固溶時效處理，先在840℃下保溫12h，然后以0.4℃/min的冷卻速度冷至420℃，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磁體。

上述步驟(1)和(2)的方法為本領域常規技術方法。

采用本發明方法制備的氫化釤改性燒結釤-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用范圍。

具體實施方式

以下實施例中所述SmCoCuFeZr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：57.0～58.0wt.％，Fe：5.5wt.％，Cu：7.8wt％，Zr：3.3wt.％的合金；熔煉時Sm的燒損補償量為10wt.％，Cu的燒損補償量為5wt.％；將原料在中頻感應爐中熔煉，然后澆入水冷銅模中冷卻得到SmCoCuFeZr合金鑄錠；

(2)將步上述制備的鑄錠塊經鄂式破碎機-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SmCoCuFeZr微米粉末。

實施例1