[發明專利]一種高性能釤鈷燒結永磁體用超高壓熱處理的制備方法

在審

• 申請號: 201811060403.X
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109148139A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 孫威;張鵬杰;李炳山;全小康;張威峰;胡國輝;熊君;劉冬;王峰;劉輝;王繼全;王倩;賈立穎
• 申請（專利權）人: 北礦磁材（阜陽）有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 祝進

本發明提供一種高性能釤鈷燒結永磁體用超高壓熱處理的制備方法，包括步驟：配料、熔煉合金鑄錠、氣流磨制粉、混粉、取向制坯和熱處理。本發明通過制粉和熱處理工藝上的創新，使粉末的平均粒度降至亞微米級，之后，采用高真空預燒，超高壓(900MPa以上)燒結、固溶、回火，降低了永磁體熱處理溫度，同時縮短了熱處理時間，因而提高了熱處理效率，而且，制備的釤鈷永磁體的胞狀微結構完整程度高、尺寸合適、均勻性好，從而使磁體在剩磁、最大磁能積保持不變的前提之下，大幅提高了內稟矯頑力。

技術領域

本發明涉及稀土永磁材料領域，確切地說是一種高性能釤鈷燒結永磁體。

背景技術

釤鈷稀土永磁體因其低剩磁可逆溫度系數，耐腐蝕和耐高溫這樣無法替代的優勢，已發展成為航空航天、電機工程、磁力機械、微波通訊、儀器儀表等領域不可或缺的重要金屬功能材料之一。它的特點是矯頑力、居里溫度高，抗腐蝕性好，且抗銹蝕能力極強，所以，與釹鐵硼相比，釤鈷永磁體能在高溫、潮濕環境中長期穩定工作，很適合用來制造各種高性能的永磁電機及工作環境十分復雜的應用產品。

近幾年，隨著稀土永磁材料應用領域向縱深發展，對產品質量和穩定性要求越來越高，市場對釤鈷磁體的需求進一步增長。例如最大磁能積(BH)_max≥30MGOe，使用溫度達到-60～350℃，剩磁溫度系數優于-0.03％/K的高性能釤鈷磁體可替代高溫條件下釹鐵硼磁鐵。而高溫條件下使用的燒結釹鐵硼磁體約占全部燒結釹鐵硼磁體的10％-20％，其中有很大一部分已經或即將轉用釤鈷磁體，在未來幾年保守估計釤鈷磁體市場總容量將超過1萬噸，市場前景非常廣闊。與燒結釹鐵硼永磁材料相比，釤鈷永磁材料生產技術含量高和工藝要求更加嚴格，釤鈷永磁體的矯頑力機理是疇壁釘扎，更加依賴于微觀結構，在高溫(180℃以上)、惡劣環境下，燒結釤鈷永磁材料的磁性能及使用壽命遠遠高于釹鐵硼永磁，且無需電鍍。而且相比高溫條件使用的燒結釹鐵硼材料，釤鈷永磁材料無需添加重稀土元素鏑、鋱，對我國重稀土資源的合理利用起到積極的作用，具有十分重要的戰略意義。另一方面，釤和鐠釹一般為伴生礦，而相比鐠釹金屬釤使用面相對單一，造成了氧化釤的大量囤積，所以釤鈷永磁體的生產也有利于我國輕稀土資源的合理利用。

近年來，客戶對釤鈷永磁體產品性能要求越來越高，包括最大磁能積和內稟矯頑力，而對于釤鈷燒結永磁體而言，內稟矯頑力和最大磁能積是一對矛盾的物理量。通常，我國釤鈷燒結永磁體生產廠家制備的32H牌號的磁體，內稟矯頑力～18kOe，不能滿足市場日益增長的對高內稟矯頑力的需求。

發明內容

本發明的目的就是針對現有高性能釤鈷燒結永磁體內稟矯頑力不高的缺點，提供一種高性能釤鈷燒結永磁體用超高壓熱處理的制備方法。與現有技術相比，本發明采用高真空預燒，超高壓燒結、固溶、回火，通過嚴格控制每道工序的超高壓壓強，大幅度降低了熱處理溫度、縮短了熱處理時間、提高了熱處理效率；同時，減小了氣流磨工序制得的磁粉的面積平均粒度SMD，從而進一步降低了熱處理溫度。采用本發明制備的釤鈷燒結永磁體的胞狀微結構完整程度高、尺寸合適、均勻性好，所以，制備的釤鈷燒結永磁體在最大磁能積保持不變的前提之下，大幅度提高了內稟矯頑力。

本發明的技術方案為：一種高性能釤鈷燒結永磁體用超高壓熱處理的制備方法，包括步驟：配料、熔煉合金鑄錠、氣流磨制粉、混粉、取向制坯和熱處理，所述熱處理包括以下步驟：

(1)低溫預燒結后，加熱到低溫燒結溫度，此過程中，充入Ar氣至超高壓，燒結；

(2)冷卻到低溫固溶溫度，然后控制超高壓的壓強，固溶處理；

(3)超高壓低溫等溫退火熱處理，緩冷，淬火。

優選的，所述步驟中的氣流磨制粉采用的氣體優選He氣，氣流磨制粉的粉末面積平均粒度SMD為800～990nm。通常來看，釤鈷燒結永磁體的制造廠家無論是采用氣流磨還是攪拌球磨制粉，粉末的SMD多為3～5μm。研究顯示，釤鈷燒結永磁體的燒結溫度與粉末粒度大小、分布和燒結時的壓強有關：粒度越細，熱處理溫度越低。