[發明專利]一種高性能低成本各向異性粘接磁粉及制備方法

在審

• 申請號: 201310661566.4
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN104700972A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 夏秀夫;牛丹
• 申請（專利權）人: 綏中鑫源科技有限公司
• 主分類號: H01F1/053
• 分類號: H01F1/053;H01F1/08;B22F1/00;B22F9/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 耿小強

技術領域

本發明涉及一種高性能低成本各向異性粘接磁粉及制備方法，特別通過添加金屬鎂、金屬鉻、金屬鋰和稀土金屬鐠，以及調整它們的組成比例，得到高性能高矯頑力、低溫度系數、各向異性的釤鈷粘接磁粉材料，屬于有色金屬材料領域。

背景技術

粘接永磁體是將磁粉與粘接劑等混合后，采用模具或注射或壓縮成型等加工方法，經固化后得到的一種高技術功能材料，因磁粉的來源不同有粘接鐵氧體永磁、粘接釤鈷永磁和粘接釹鐵硼永磁等。根據所采用的永磁基材和粘接基材不同，可獲得根據不同需要的相關特性的粘接磁體。而所用永磁材料和粘接劑的比例可以根據需要來確定，以滿足其不同的特性要求。

粘接永磁體的粘接永磁體的主要優點是，磁性能穩定，比重輕，耐沖擊強度大，制品可進行切割、切削、鉆孔、焊接、層壓和壓花紋等加工，且使用時不發生碎裂，易于加工成尺寸精度高、薄壁、復雜形狀的異形磁體，可成形帶嵌件磁體，對電磁產品實現小型化、輕量化、精密化和高性能化的目標起著關鍵的作用。由于粘接永磁體具有上述諸多的優點，因而近年發展較快，產量連續以每年10%～14%的速度遞增，其銷售額已占整個永磁材料的30%～35%。

粘接釤鈷永磁由于磁性能高、可靠性好、工作溫度范圍大，因而較多地應用于航天航空及其軍事領域。目前進入實用的釤鈷有SmCo₅(1-5系)和Sm₂Co₁₇(2-17系)兩種。Sm₂Co₁₇磁性材料又稱為釤鈷2:17，它有別于SmCo₅(又稱為1:5)，是一種各向異性的磁性材料。可以做成各向異性燒結Sm₂Co₁₇磁體，具有較好的磁性能和溫度特性，可以在較高的溫度環境下使用，廣泛應用于軍事工業，航空工業等行業。最初的研究發現，雖然Sm₂Co₁₇二元化合物是易C軸的，但是由于它的矯頑力偏低，難以實用。經過不斷的研究和開發，目前得到廣泛應用的多元的Sm-Co-Cu-Fe-M系，其中，M=Zr，Ti，Hf，Ni等等。

實踐表明，Cu元素的添加，使得磁體的矯頑力增加，但是Cu元素過高，會使得Ms偏低。Fe元素的適當添加，使得合金的內稟飽和磁化強度迅速提高。而Zr元素的適當添加，對于提高2：17型磁體的mHc起著關鍵作用。它還可以改變和優化Sm，Fe，Cu等諸元素的添加比例，大大改善磁體的方形度和整個磁體的磁性能。

Sm₂Co₁₇也可以做成各向異性磁粉，用于加工成粘接磁體，此類磁體既保持了較高的磁性能和高溫特性，有可以做成各種復雜形狀的磁體，所以也有著十分廣泛的應用前景和發展前途。

然而，雖然2:17Sm(Co，Cu，Fe，Zr)具有較高的居里溫度和磁能級，但是2:17Sm(Co，Cu，Fe，Zr)的矯頑力在高溫下較低。當溫度300℃-400℃時，磁體的顯微組織發生變化，晶粒長大，胞狀組織發生破壞，變的不均勻，而1:5相變的不完全連續，導致胞壁破壞，疇壁移動更容易，所以矯頑力的溫度系數較高（βT=-0.35%/℃）。而且，由于元素Co、Ni的價格較高，使得其成本較高，實際推廣應用較差。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種新的釤鈷磁粉材料。本發明研發一種可以規模化生產的各相異性釤鈷磁粉，不僅擁有較低的矯頑力溫度系數，并且在350℃的工作條件下仍然具有較高的矯頑力和磁性能，而且其成本較低，適合于規模化生產。通過大量的實驗研究發現，如果在釤鈷合金中適當添加鎂元素，并且添加一定比例的鉻元素、鋰元素及金屬鐠，所生產的釤鈷磁粉不但具有較高的內稟矯頑力和磁能級，而且在室溫到350℃的溫度范圍內有低的矯頑力溫度系數。如果金屬鋰和金屬鐠的比例適當，其內稟矯頑力溫度系數會低于-0.025%/℃。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高性能低成本各向異性粘接磁粉，是一種Sm-Co粘接磁粉材料，其通式為：

Sm_zCo_{1-x-y-а-β-z}Mg_xCr_yLi_аPr_β

其中Sm是稀土釤元素，Co是金屬鈷元素，Mg是金屬鎂元素，Cr是金屬鉻元素，Li是金屬鋰元素，Pr是稀土鐠元素；x，y，z，а和β分別為各元素的原子百分比；