[發明專利]一種各向異性SmCo5型稀土永磁材料及制備方法

有效

• 申請號: 201710147309.7
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106935350B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 李麗婭;葛毅成
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01F1/055
• 分類號: H01F1/055;H01F1/058;H01F41/02;B22F9/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

一種各向異性SmCo₅型稀土永磁材料及制備方法，所述永磁材料由下述組分按通式：SmCo_5?xC_x或Sm(Co_1?yM_y)_5?xC_x組成；式中：0.01≤y≤0.3，0.02≤x≤2；M選自金屬Fe、Ni、Cr、Cu、V、Ti、Zr、Mn、W、Mo中的一種或多種；其制備工藝包括配料、熔煉、熔體快淬，其中，熔體快淬是采用銅輥轉速V≥40m/s的真空甩帶機在保護氣氛下進行。本發明組分配比合理、可有效提高合金成分體系的過冷度，制備工藝簡單、制備的各向異性SmCo₅納米晶永磁材料，其易磁化軸C軸垂直于薄帶表面，并在C軸上形成擇優生長的織構；使合金沿垂直于薄帶表面的方向具有優良的磁性能，且晶粒細小，合金的剩余磁化強度、矯頑力和磁能積以及居里溫度高；可有效提高材料的使用溫度。適于工業化應用。

技術領域

本發明公開了一種稀土永磁材料及制備方法，特別是指一種各向異性SmCo₅型稀土永磁材料及制備方法。屬于永磁材料技術領域。

背景技術

SmCo₅稀土永磁材料具有高的磁性能和高居里溫度，尤其是工作溫度在 180-250℃以上時，該磁鋼仍然具有高的磁能積、矯頑力和剩磁，因此被廣泛應用于航空航天、國防軍工、微波器件、通訊、醫療設備、儀器儀表、風力發電、各種磁性傳動裝置、傳感器、磁處理器、高端電機等行業。該合金的相結構為 SmCo₅相(即1:5相)，為CaCu₅型的六方結構，具有強單軸磁晶各向異性K_u、高飽和磁化強度M_s。

SmCo₅稀土永磁材料的傳統制備方法為粉末冶金法，工藝過程包括合金熔煉、制粉、磁場壓制成型、燒結和熱處理等。通過磁場取向成型，制備的合金具有強的沿C軸(即<0001>方向)的磁各向異性和磁性能。但是該制備工藝過程較為復雜。

專利ZL01130856.7、專利ZL01124191.8公布了采用熔體快淬法，在低的快淬速度下(5-8m/s)，獲得了各向異性SmCo₅稀土永磁材料，但是其易磁化軸 <0001>軸平行于薄帶長度方向。而且由于快淬速度較低，獲得的晶粒尺寸較大，使合金的矯頑力較低。專利200510087114.5、201410844206.2等采用熔體快淬技術制備了各向異性的Nd-Fe-B磁性材料，其易磁化軸垂直于薄帶表面。在稀土永磁材料的納米制備技術發展起來后，為了獲得細小的納米晶各向異性磁體，專利 201110376723.8采用表面活性劑輔助高能球磨、脈沖磁場取向、冷等靜壓成型、低溫加壓燒結制備得到各向異性SmCo納米晶稀土永磁體。專利201210250362.7 通過表面活性劑輔助高能球磨，制備了一種具有取向織構的SmCo₅納米片狀合金粉體，其易磁化軸垂直于片表面，但是粉末性能的一致性和制備過程中的抗氧化將制約該技術的大批量生產。

綜合以上制備技術，熔體快淬法是一種制備各向異性稀土永磁材料的較為成熟的技術，特別是各向異性的Nd-Fe-B快淬合金磁粉已形成了商業化的生產。但現有快淬技術制備的各向異性SmCo₅稀土永磁材料還存在以下主要問題：

(1)只能形成易磁化軸沿帶面的<0001>織構，不利于后續粘接磁體或燒結磁體的高取向度的形成；

(2)快淬速度低，獲得的材料的晶粒尺寸粗大，使合金的矯頑力低。

(3)現有的成分體系過冷度較小，不能形成垂直于帶面方向的織構，即使在高的快淬速度下(>25m/s)，因帶面的過冷度不足，帶面內的<0001>織構消失。

發明內容