CN102191428A - 一种具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金及其制备方法 - Google Patents

一种具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金及其制备方法 Download PDF

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满华
徐晖
谭晓华
杨丽萍
唐勇军
陶雪云
白琴
潘攀
刘洁
马乐
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Abstract

本发明涉及一种具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金及其制备方法，属于磁性合金材料及加工工艺技术领域。本发明的具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金成分（原子百分含量）为：Fe24～54%；Co10～40%；Nd5～10%；B20～26%；Nd2～6%。该Fe-Co基块体永磁合金的制备工艺过程如下：(1)将工业纯金属原料以及合金按上述配方配料，用真空非自耗电弧炉在氩气保护下熔炼成合金锭，熔炼电流密度为100～250A/cm2，并将母合金翻身熔炼4～7次；(2)重熔母合金后采用铜模负压吸铸法得到Fe-Co基的块体非晶合金，尺寸为1mm×10mm×80mm；(3)将块体非晶合金在650～800℃，真空度为2×10－ 3～5×10－ 3Pa条件下进行晶化热处理，保温时间为10～30min。

Description

一种具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金及其制备方法，属于磁性合金材料及加工工艺技术领域。
背景技术
20世纪60年代，美国加州理工学院Duwez等人采用熔体快速冷却的方法制备出非晶态Au-Si合金，这一重大突破使非晶合金成为研究的热点。Fe基非晶合金具有优良的力学性能、耐腐蚀性能和磁性能，但在1993年之前只能制备出薄带状产品，为了扩大其应用领域，工程上迫切需要实现Fe基非晶合金的大块化。1993年日本井上明久等人首次采用金属模铸造法制备出厚度为0.1mm的Fe75Si10B15非晶合金，取得了Fe基非晶合金大块化的突破性成果。1995年以来，Fe基块体非晶合金系的开发和制备都获得了较大的发展，一批具有较大非晶形成能力的Fe基或Fe-Co基合金系被相继发现，如1998年和1999年开发的Fe70B20Zr8Nb2和Fe56Co7Ni7Hf8M2B20（M=Nb或Ta）块体非晶合金。
Fe基或Fe-Co基块体非晶在铸态下表现出良好的软磁性能。值得注意的是，某些Fe基或Fe-Co基块体非晶体系在晶化后可获得硬磁性能。通过这种途径获得的块体永磁合金与传统的永磁材料（如粘结磁体）相比，具有密度较高、工序简单、污染小、加工性好、成本较低等优点。2002年，张伟等人通过对直径为0.5mm的圆棒状块体非晶合金Fe67Co9.4Nd3.1Dy0.5B20 进行晶化热处理后获得了具有硬磁性的块体合金。此后，谭晓华和吴胜军等人制备出了Fe68Zr2Nd5Y4B21和Fe43Co27Zr3Nd5B22块体非晶合金，晶化热处理后也获得了硬磁性，矫顽力分别为380kA/m和179kA/m。
虽然一些Fe基或Fe-Co基块体非晶合金通过晶化处理后可获得硬磁性能，但是矫顽力都偏小。我们通过合金成分的调节，先用铜模吸铸法制备出非晶形成能力较好的Fe-Co基块体非晶合金，再进行晶化热处理获得具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术手段来实现的。
一种具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金，其特征在于该合金成分，以原子百分比计为：
Fe    24～54%
Co   10～40%
Nd    5～10%
B     20～26%
Nb    2～6%
一种用于上述具有高矫顽力Fe-Co基块体永磁合金的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：
a．将工业纯金属原料以及合金按上述配方配料，用真空非自耗电弧炉在氩气保护下熔炼成为合金锭，熔炼电流密度为100～250A/cm2，并将母合金翻身熔炼4～7次；
b．重熔母合金后采用铜模负压吸铸法得到Fe-Co基的块体非晶合金，尺寸为1mm×10mm×80mm；
c．将块体非晶合金在650～800℃，真空度为2×10－3～5×10－3Pa条件下进行晶化热处理，保温时间为10～30min。
附图说明
图1为本发明Fe-Co基块体非晶合金在室温下的磁滞回线图。图2为本发明的Fe-Co基块体永磁合金在室温下的退磁曲线图。
具体实施方式
现将本发明的实施例具体叙述于后。
实施例1
本实施例的制备过程和步骤如下：
Fe-Co基块体非晶合金的成分（原子百分含量）为：
Fe    44%
Co    20%
Nd    7%
B     25%
Nb    4%
（1）按上述配方配比工业纯金属原料以及合金，用非自耗电弧在氩气保护下熔炼成为合金锭，熔炼电流密度为150A/cm2，并将母合金反复熔炼5次；
（2）采用铜模负压吸铸法制备块体非晶合金，得到尺寸为1mm×10mm×80mm的块体非晶合金。
（3）块体非晶合金在690℃，真空度为3×10－3Pa的条件下进行晶化热处理，保温时间为20min。
本实施例中所制得的Fe-Co基块体永磁合金，在室温下具有高的矫顽力，见附图2。从附图1可以看出铸态的Fe-Co基块体非晶在室温下具有较好的软磁性能。Fe-Co基块体非晶经过晶化热处理后，由软磁性变为硬磁性，从而获得了具有高矫顽力的块体永磁合金，矫顽力为1171kA/m。
实施例2
本实施例的制备过程和步骤如下：
Fe-Co基块体非晶合金的成分（原子百分含量）为：
Fe    34%
Co    30%
Nd    7%
B     25%
Nb    4%
（1）按上述配方配比工业纯金属原料以及合金，用非自耗电弧在氩气保护下熔炼成为合金锭，熔炼电流密度为150A/cm2，并将母合金反复熔炼5次；
（2）采用铜模负压吸铸法制备块体非晶合金，得到尺寸为1mm×10mm×80mm的块体非晶合金。
（3）块体非晶合金在700℃，真空度为3×10－3Pa的条件下进行晶化热处理，保温时间为20min。
本实施例中所制得的Fe-Co基块体永磁合金在室温下的矫顽力为1009 kA/m。

Claims (1)

1.一种具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金，其特征在于该合金成分，以原子百分比计为：
Fe    24～54%
Co   10～40%
Nd    5～10%
B     20～26%
Nb    2～6%
按权利要求1的具有高矫顽力的Fe-Co基块体永磁合金的制备方法，其特征在于该方法具有以下步骤：
a．将工业纯金属原料以及中间合金按权利要求1的配方进行配料，用真空非自耗电弧炉在氩气保护下熔炼，熔炼电流密度为100～250A/cm2，并翻身熔炼4～7次得到母合金；
b．重熔母合金后采用铜模负压吸铸法得到Fe-Co基的块体非晶合金，尺寸为1mm×10mm×80mm；
c．将块体非晶合金在650～800℃，真空度为2×10－3～5×10－3Pa条件下进行晶化热处理，保温时间为10～30min。
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