[發明專利]一種提高Zr元素固溶度的釤鈷磁體及方法

有效

• 申請號: 201810527477.3
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108777202B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 蔣成保;徐成;張天麗;王慧;劉敬華;張明;王敬東;蔡明光
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01F1/055
• 分類號: H01F1/055;H01F41/02;C21D1/18;C21D6/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗;賈玉忠

本發明公開了一種提高Zr元素固溶度的釤鈷磁體及方法，通過調節固溶溫度為Tst＝1248?4*W_Fe(％)±3℃，抑制富Zr第二相的析出，通過Zr元素取代高溫1:7H相中啞鈴位Fe?Fe原子對，使釤鈷磁體主相1:7H的c/a收縮率高于1％，提高高溫相1:7H結構的穩定性，在Tst溫度固溶后磁體固溶態為單相1:7H相。在Tst溫度固溶的單相1:7H磁體，富Zr析出相含量低于1vol.％，優化了磁體的性能及退磁曲線的方形度，能夠用于制備不同鐵含量成分的釤鈷磁體。

技術領域

本發明涉及一種提高Zr元素固溶度的釤鈷磁體及方法。

背景技術

釤鈷磁體作為一種重要的功能材料，已經廣泛應用到計算機技術、微彼通信技術、汽車工業、航空工業、自動化技術、儀表技術等各個重要領域。Sm₂Co₁₇型稀土永磁材料具有高的理論磁化強度，高居里溫度，是一種寬溫域使用的高性能永磁材料。而且，相比于高溫使用的釹鐵硼磁體而言，釤鈷永磁材料無需添加金屬鏑、鋱等重稀土元素，因此開發高性能釤鈷磁體，也同時對于我國稀土元素的合理利用及保護都是具有重要意義。

在釤鈷磁體的制備中，如何獲得單相均勻的固溶相是磁體獲得高性能的關鍵。釤鈷合金中的Zr元素是磁體中穩定固溶相1:7H結構的重要元素。早先研究中發現，在釤鈷鐵銅的磁體體系中加入少量的Zr元素對于磁體性能，尤其是矯頑力與磁能積的改善尤其明顯，原因在于Zr提高了1:7H結構的穩定性，固溶處理后獲得1:7H結構的單相。CN104916382A、CN105957680A考慮了Zr元素在合金中難以均勻熔煉的問題，提出了用共融FeZr或CuZr合金替代Zr的單質熔煉，降低了熔煉溫度，提高Zr元素在熔煉合金中的固溶度。文獻中也有采用對合金錠進行高溫熱處理促進Zr元素的均勻化等方式，改善Zr的固溶。但是，僅僅通過合金鑄錠均勻化的方式促進Zr的固溶，并不能完全改善Zr的固溶不均勻的問題。因此，在制備高性能磁體中，通過后續的固溶工藝調整，提高Zr元素的固溶度是磁體制備的關鍵問題。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種提高Zr元素固溶度的釤鈷磁體及方法，通過調控磁體固溶溫度促進Zr元素在主相中的固溶，抑制富Zr相析出，獲得單相的固溶態，使磁體在隨后的時效處理后獲得完整均勻的胞狀結構，改善磁體的磁性能。

本發明所涉及的釤鈷磁體具有組成式Sm(Co_1-u-v-wFe_uCu_vZr_w)_z，其中u＝0.1～0.36，v＝0.06～0.10，w＝0.02～0.04，z＝6.8～8.0。

本發明所涉及的釤鈷磁體的制備工藝包括如下步驟：

步驟1：配料和熔煉

采用Sm、Co、Cu、Fe、Zr作為原料，并置于真空電弧熔煉爐中，Sm置于坩堝底部，抽真空至2×10^-3～5×10^-3Pa以后，向所述爐體內充入高純氬氣，所述爐內真空度上升至0.8×10⁵Pa以后停止充氣，在工作電壓30V～45V，工作電流600A～800A條件下重復熔煉3～4次，冷卻得到合金鑄錠；

步驟2：制粉及成型

在含氧量低于0.5ppm的充有高純氬氣的手套箱中，將步驟1的鑄錠用粉碎機粉碎后過80目篩，再使用在120#汽油介質保護下球磨120～240min得到粒徑為3～5μm的粉末，然后將所述粉末放入磁場壓型機中取向成型，磁場方向與壓制方向垂直，再經過冷等靜壓壓制，獲得壓坯；

步驟3：熱處理