CN105304249B - 一种钐钴永磁材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钐钴永磁材料的制备方法，本方法结合双合金工艺和氢破工艺来制备传统的难吸氢破碎的2:17系钐钴烧结磁体，具体包括以下步骤：⑴按照各元素配比分别制备高铁含量和低稀土含量的第一合金铸锭以及高稀土含量和低铁含量的第二合金铸锭；⑵将所述第一合金铸锭于第一氢压下吸氢及脱氢得到第一氢破粉，将所述第二合金铸锭于第二氢压下吸氢及脱氢得到第二氢破粉，其中第一氢压为0.3MPa～0.45MPa，第二氢压为0.2MPa～0.35MPa；⑶将所述第一氢破粉和第二氢破粉分别进行气流磨粉得到第一合金粉和第二合金粉；⑷将所述第一合金粉和第二合金粉混合均匀，并依次进行取向成型、烧结固溶以及时效处理得到钐钴永磁材料。
Description
技术领域
本发明涉及永磁材料技术领域，尤其涉及一种高效节能的钐钴永磁材料的制备方法。
背景技术
2:17系钐钴稀土永磁是一种优异的高温永磁材料。由于其居里温度高(700℃以上)，矫顽力高(18kOe以上)，温度稳定性好，耐腐蚀和抗氧化性好，因此2:17系钐钴稀土永磁在高温和高稳定性应用领域有着不可替代的作用。2:17系钐钴稀土永磁目前已广泛应用于军工和航空航天等领域。
2:17系钐钴稀土永磁的传统制备方法为：配料→熔炼铸锭→机械破碎→球磨或者气流磨→磁场取向成型→烧结固溶→时效。由于采用机械破碎，该方法存在能耗大，生产效率低，对仪器设备的损耗也大的缺点。另外由机械破碎得到的粉末的脆性较差，导致后续的球磨或者气流磨制粉时间较长，制粉效率低。
氢破工艺是一种高效节能的制粉方法，它利用合金吸氢膨胀破碎的特性来制备合金粉末，其已经广泛用于Nd-Fe-B系稀土永磁合金的生产制备中。2:17系钐钴合金吸氢破碎能力跟合金成分有着很大的关系，大部分2:17系钐钴合金因为成分原因常常需要在一个兆帕甚至几十个兆帕以上的氢压下才能产生吸氢粉化，如此高的氢压对仪器设备的要求很高，且存在很大的安全隐患，难以实现工业化生产。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种高效节能的钐钴永磁材料的制备方法。
本发明提供一种钐钴永磁材料的制备方法，其包括以下步骤：
⑴按照各元素配比分别制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭，其中所述第一合金铸锭的化学原子计量式为Sm1-xRx(Co1-a-b-cFeaCubZrc)z，R为Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho和Er中的一种或几种，0≤x≤0.3，0.26≤a≤0.5，0≤b≤0.15，0≤c≤0.04，7.5≤z≤8.5，所述第二合金铸锭的化学原子计量式为Sm1-mRm(Co1-d-e-fFedCueZrf)n，其中，0≤m≤0.3，0≤d≤0.1，0≤e≤0.15，0≤f≤0.04，5≤n≤6.5；
⑵将所述第一合金铸锭于第一氢压和第一吸氢温度下吸氢1小时～5小时，然后于290℃保温1小时～2小时进行脱氢得到第一氢破粉，将所述第二合金铸锭于第二氢压和第二吸氢温度下吸氢1小时～5小时，然后于290℃保温1小时～2小时进行脱氢得到第二氢破粉，其中第一氢压为0.3MPa～0.45MPa，第一吸氢温度为20℃～180℃，第二氢压为0.2MPa～0.35MPa，第二吸氢温度为20℃～180℃；
⑶将所述第一氢破粉和第二氢破粉分别进行气流磨粉得到第一合金粉和第二合金粉；
⑷将所述第一合金粉和第二合金粉混合均匀得到混合粉，并对混合粉依次进行取向成型、烧结固溶以及时效处理得到钐钴永磁材料。
其中，在所述第一合金铸锭的化学原子计量式中0.28≤a≤0.5，8.0≤z≤8.5。
其中，在所述第二合金铸锭的化学原子计量式中0≤d≤0.08，6.0≤n≤6.5。
其中，在步骤⑵中所述第一氢压为0.4MPa～0.45MPa，第一吸氢温度为50℃～120℃，所述第一合金铸锭的吸氢时间为1小时～2小时。所述第二氢压为0.2MPa～0.3MPa，第二吸氢温度为80℃～150℃，所述第二合金铸锭的吸氢时间为1小时～2小时。
其中，步骤⑵中所述第一氢破粉和第二氢破粉的粒径均为100微米～180微米。
其中，步骤⑶中所述第一合金粉和第二合金粉的粒径均为2.2微米～4.0微米。
其中，步骤⑷中将所述第一合金粉与第二合金粉按照9:1～1.5:1的质量比例进行混合2小时～6小时得到混合粉。
其中，步骤⑷中所述混合粉的化学原子计量式为Sm1-gRg(Co1-h-i-jFehCuiZrj)k，其中，0≤g≤0.3，0.11≤h≤0.255，0≤i≤0.15，0≤j≤0.04，6.8≤k≤8.3。
其中，步骤⑷中所述取向成型具体为：将所述混合粉在2T的磁场中取向成型，随后在200MPa的液体油中进行冷等静压得到钐钴毛坯。
其中，步骤⑷中所述烧结固溶具体为：将钐钴毛坯于1180℃～1220℃下烧结30分钟～180分钟，随后于1130℃～1195℃下固溶3小时～4小时，最后风冷到室温得到钐钴预磁体。
其中，步骤⑷中所述时效处理具体为：将所述钐钴预磁体于800℃～850℃下等温时效10小时～20小时，随后以0.5℃/min～1.5℃/min的冷却速度缓慢冷却到400℃，并于400℃保温3小时，最后风冷到室温，得到钐钴永磁材料。
与现有技术相比较，本发明提供的钐钴永磁材料的制备方法具有以下优点：
第一，该方法采用双合金工艺，由于所述第一合金铸锭中铁的含量较高而稀土的含量较低，第二合金铸锭中稀土的含量较高而铁的含量较低，二者均具有良好的吸氢破碎能力，并且氢压较低，解决了单合金炼制2:17系钐钴合金铸锭需在高氢压下氢破的难题，并且二者可实现铁含量和稀土含量的互补，而使得到的钐钴永磁材料具有合适比例的铁含量和稀土含量，因而可具有良好的磁学性能。该方法条件温和，适于工业化生产；
第二，氢破制粉工艺的效率远高于传统的机械制粉工艺，且氢破制粉更适合大规模生产，这极大提高了粗破碎效率，减少能源消耗和设备损耗。另外，脱氢后的第一氢破粉及第二氢破粉内部裂缝很多，这有利于后续的气流磨破碎，其制粉效率可提高1.5倍～2倍；
第三，相对于传统的机械破碎工艺在一定程度上破坏了合金铸锭的取向，不利于成型取向时取向度的提高之缺陷，本方法中采用氢破工艺，破碎机理有沿晶断裂和穿晶断裂两种方式，该氢破工艺比机械破碎工艺更利于材料取向度的提高，从而提高磁体的剩磁；
第四，第一氢破粉及第二氢破粉中存在残余的氢，这有利于减少后续制粉和烧结过程中的氧化，从而提高钐钴永磁材料的整体磁体性能；
第五，可通过调整所述第一合金粉和第二合金粉的混合的比例，来灵活调整钐钴永磁材料中各元素的质量百分比，从而可进一步调控所述钐钴永磁材料的整体磁性能。
本制备方法易于操作和产业化。所述钐钴永磁材料的磁性能较优异。
具体实施方式
以下将对本发明提供的钐钴永磁材料的制备方法作进一步说明。
本发明提供一种钐钴永磁材料的制备方法，其包括以下几个步骤：
S1，按照各元素配比分别制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭，其中所述第一合金铸锭的化学原子计量式为Sm1-xRx(Co1-a-b-cFeaCubZrc)z，R为Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho和Er中的一种或几种，0≤x≤0.3，0.26≤a≤0.5，0≤b≤0.15，0≤c≤0.04，7.5≤z≤8.5，所述第二合金铸锭的化学原子计量式为Sm1-mRm(Co1-d-e-fFedCueZrf)n，其中，0≤m≤0.3，0≤d≤0.1，0≤e≤0.15，0≤f≤0.04，5≤n≤6.5；
S2，将所述第一合金铸锭于第一氢压和第一吸氢温度下吸氢1小时～5小时，然后于290℃保温1小时～2小时进行脱氢得到第一氢破粉，将所述第二合金铸锭于第二氢压和第二吸氢温度下吸氢1小时～5小时，然后于290℃保温1小时～2小时进行脱氢得到第二氢破粉，其中第一氢压为0.3MPa～0.45MPa，第一吸氢温度为20℃～180℃，第二氢压为0.2MPa～0.35MPa，第二吸氢温度为20℃～180℃；
S3，将所述第一氢破粉和第二氢破粉分别进行气流磨粉得到第一合金粉和第二合金粉；以及
S4，将所述第一合金粉和第二合金粉混合均匀得到混合粉，并对混合粉依次进行取向成型、烧结固溶以及时效处理得到钐钴永磁材料。
在步骤S1中，所述第一合金铸锭的制备方法具体如下：
S110，按照第一合金铸锭中各元素的比例配料；
S111，将配好的原料混合置于感应熔炼炉内，对感应熔炼炉抽真空至2×10-2Pa以下，然后充入0.06MPa的高纯氩气，再进行熔炼，得到第一母合金；
S112，将第一母合金浇注到水冷夹板铜模，得到第一合金铸锭。
所述第二合金铸锭的制备方法与所述第一合金铸锭的制备方法基本相同，其区别在于原料中各元素的配比不同。在此不再赘述。
优选的，在所述第一合金铸锭的化学原子计量式中0.28≤a≤0.5，8.0≤z≤8.5。这是由于铁原子具有较大的原子半径和较低的电负性，所以铁含量较高的第一合金铸锭易吸氢破碎，a值取0.28～0.5一方面可保证第一合金铸锭具有高的铁含量，使其具有良好的吸氢破碎能力，另一方面以便与低铁含量的第二合金粉混合得到适当铁含量的混合粉。z值取8.0～8.5以保证第一合金铸锭具有较低的稀土含量，以便与高稀土含量的第二合金粉混合得到适当稀土含量的混合粉。
优选的，在所述第二合金铸锭的化学原子计量式中0≤d≤0.08，6.0≤n≤6.5。这是因为d值取0～0.08以保证第二合金铸锭具有较低的铁含量，以便与高铁含量的第一合金粉混合得到适当铁含量的目标合金。由于稀土元素具有低的电负性，稀土含量越高，合金越易于吸氢破碎，n值取6.0～6.5一方面可保证第二合金铸锭具有高的稀土含量，使其具有良好的吸氢破碎能力，另一方面以便与低稀土含量的第一合金粉混合得到适当稀土含量的混合粉。
在步骤S2中，氢破工艺的破碎机理有沿晶断裂和穿晶断裂两种方式，该氢破工艺比机械破碎工艺更利于材料取向度的提高，从而提高磁体的剩磁。所述第一氢破粉和第二氢破粉的粒径均为100微米～180微米。所述第一氢破粉和第二氢破粉为颗粒状，具有很多裂缝，易脆。可以理解，所述第一合金铸锭以及第二合金铸锭在脱氢过程中同时进行抽真空。
优选的，所述第一氢压为0.4MPa～0.45MPa，第一吸氢温度为50℃～120℃，所述第一合金铸锭的吸氢时间为1小时～2小时。所述第二氢压为0.2MPa～0.3MPa，第二吸氢温度为80℃～150℃，所述第二合金铸锭的吸氢时间为1小时～2小时。这是因为适当提高氢压和吸氢温度可有效缩短吸氢时间，但氢压过高对设备要求苛刻，安全隐患大；吸氢温度过高则氢的物理脱附加剧不利于吸氢，对于第一合金铸锭和第二合金铸锭而言，适当的氢压和吸氢温度不完全一样，所以分别优选上述氢压和吸氢温度。
在步骤S3中，所述第一合金粉和第二合金粉的粒径均为2.2微米～4.0微米。
在步骤S4中，将所述第一合金粉与第二合金粉按照9:1～1.5:1的质量比例进行混合2小时～6小时得到混合粉。优选的，所述第一合金粉与第二合金粉的混合质量比为6:1～2:1。通过调整所述第一合金粉和第二合金粉的混合的比例，可实现灵活调整钐钴永磁材料中各元素的质量百分比，而可进一步调控所述钐钴永磁材料的整体磁性能。
所述混合粉的化学原子计量式为Sm1-gRg(Co1-h-i-jFehCuiZrj)k，其中，0≤g≤0.3，0.11≤h≤0.255，0≤i≤0.15，0≤j≤0.04，6.8≤k≤8.3。优选的，所述的混合粉的化学原子计量式中0.11≤h≤0.255，7.7≤k≤8.3，或者，0.11≤h≤0.224，7.0≤k≤8.3。现有技术中采用各元素原料同时混合即单合金工艺直接制得的合金铸锭的吸氢破碎氢压大于或等于1MPa，而本方法中采用将元素原料分开混合制成两种合金铸锭即双合金工艺制得高铁含量和低稀土含量的第一合金铸锭以及高稀土含量和低铁含量的第二合金铸锭，通过控制铁原子和稀土原子的含量而使该第一合金铸锭和第二合金铸锭均具有较好的吸氢破碎能力，且二者成分可互补，而使混合得到的混合粉中各原子成分保持在合适的比例范围，具有该成分范围内的混合粉制得的钐钴永磁材料具有较好的磁性能。
所述取向成型具体为：将所述混合粉在2T的磁场中取向成型，随后在200MPa的液体油中进行冷等静压得到钐钴毛坯。
所述烧结固溶具体为：将钐钴毛坯于1180℃～1220℃下烧结30分钟～180分钟，随后于1130℃～1195℃下固溶3小时～4小时，最后风冷到室温得到钐钴预磁体。
所述时效处理具体为：将所述钐钴预磁体于800℃～850℃下等温时效10小时～20小时，随后以0.5℃/min～1.5℃/min的冷却速度缓慢冷却到400℃，并于400℃保温3小时，最后风冷到室温，得到钐钴永磁材料。
与现有技术相比较，本发明提供的钐钴永磁材料的制备方法具有以下优点：
第一，该方法采用双合金工艺，由于所述第一合金铸锭中铁的含量较高而稀土的含量较低，第二合金铸锭中稀土的含量较高而铁的含量较低，二者均具有良好的吸氢破碎能力，并且氢压较低，解决了单合金炼制2:17系钐钴合金铸锭需在高氢压下氢破的难题，并且二者可实现铁含量和稀土含量的互补，而使得到的钐钴永磁材料具有合适比例的铁含量和稀土含量，因而可具有良好的磁学性能。该方法条件温和，适于工业化生产；
第二，氢破制粉工艺的效率远高于传统的机械制粉工艺，且氢破制粉更适合大规模生产，这极大提高了粗破碎效率，减少能源消耗和设备损耗。另外，脱氢后的第一氢破粉及第二氢破粉内部裂缝很多，这有利于后续的气流磨破碎，其制粉效率可提高1.5倍～2倍；
第三，相对于传统的机械破碎工艺在一定程度上破坏了合金铸锭的取向，不利于成型取向时取向度的提高之缺陷，本方法中采用氢破工艺，破碎机理有沿晶断裂和穿晶断裂两种方式，该氢破工艺比机械破碎工艺更利于材料取向度的提高，从而提高磁体的剩磁；
第四，第一氢破粉及第二氢破粉中存在残余的氢，这有利于减少后续制粉和烧结过程中的氧化，从而提高钐钴永磁材料的整体磁体性能。本制备方法易于操作和产业化。所述钐钴永磁材料的磁性能较优异。
以下，将结合具体的实施例进一步说明。
实施例1
按各元素配比称取原料，其中第一合金铸锭：Sm 23.63wt％，Co 46.34wt％，Fe21.59wt％，Cu 4.91wt％，Zr 3.53wt％，其化学原子计量式为Sm(Co0.61Fe0.3Cu0.06 Zr0.03)8.2；第二合金铸锭：Sm 29.04wt％，Co 61.26wt％Fe 0.68wt％，Cu 5.79wt％，Zr3.23wt％，其化学原子计量式为Sm(Co0.882Fe0.011Cu0.077Zr0.03)6.1。
1)合金熔炼：将原料置于高频感应熔炼炉内，抽真空至2×10-2Pa以下，然后充入0.06MPa的高纯氩气，通电加热，待原料完全熔化为液体后浇注到水冷夹板铜模中，分别得到第一合金铸锭和第二合金铸锭。
2)氢破制粉：将第一合金铸锭于0.43MPa的氢压和60℃下吸氢2小时，然后于290℃保温1.5h进行脱氢得到第一氢破粉；将第二合金铸锭于0.3MPa的氢压和100℃下进行吸氢2小时，然后分别于290℃保温2h进行脱氢得到第二氢破粉。
3)气流磨制粉：用气流磨将脱氢后的第一氢破粉和第二氢破粉进一步破碎，得到平均粒度为3.5μm的粉末状的第一合金粉和第二合金粉。
4)混粉：将82.21wt％的第一合金粉和17.79wt％的第二合金粉进行混合，并于3D混粉机中混粉3小时，最终混合粉中各元素的质量百分比为：Sm24.60wt％，Co 48.99wt％，Fe 17.87wt％，Cu 5.07wt％，Zr 3.47wt％，其化学原子计量式为Sm(Co0.655Fe0.252Cu0.063Zr0.03)7.76。
取向成型：将混合粉末在2T的磁场中取向成型，随后在200MPa的液体油中进行冷等静压得到钐钴毛坯。
烧结固溶：将冷等静压后的毛钐钴毛坯于1210℃下烧结60分钟，随后于1185℃下固溶4小时，最后风冷到室温得到钐钴预磁体。
时效处理：将烧结固溶后的钐钴预磁体于830℃下等温时效12小时，随后以0.7℃/min的冷却速度缓慢冷却到400℃，并于400℃保温3小时，最后风冷到室温，得到钐钴永磁材料。
用B-H测试仪对得到的钐钴永磁材料进行磁性能表征。所述钐钴永磁材料的剩磁Br为11.33kGs，內禀矫顽力Hcj为24.71kOe，磁能积(BH)m为29.6MGsOe，方向度Hk/Hcj为0.546。
实施例2
按各元素配比称取原料，其中第一合金铸锭：Sm 23.63wt％，Co 46.33wt％，Fe21.59wt％，Cu 4.92wt％，Zr 3.53wt％，其化学原子计量式为Sm(Co0.61Fe0.3Cu0.06 Zr0.03)8.2；第二合金铸锭：Sm 28.71wt％，Co 62.36wt％，Fe 0.34wt％，Cu 5.35wt％，Zr3.24wt％，其化学原子计量式为Sm(Co0.894Fe0.005Cu0.071Zr0.03)6.2。
1)合金熔炼：将原料置于高频感应熔炼炉内，抽真空至2×10-2Pa以下，然后充入0.06MPa的高纯氩气，通电加热，待原料完全熔化为液体后浇注到水冷夹板铜模中，分别得到第一合金铸锭和第二合金铸锭。
2)氢破制粉：将第一合金铸锭于0.43MPa的氢压和60℃下吸氢2小时，然后于290℃保温1.5h进行脱氢得到第一氢破粉；将第二合金铸锭于0.3MPa的氢压和100℃下进行吸氢2小时，然后分别于290℃保温2h进行脱氢得到第二氢破粉。
3)气流磨制粉：用气流磨将脱氢后的第一氢破粉和第二氢破粉进一步破碎，得到平均粒度为3.5μm的粉末状的第一合金粉和第二合金粉。
4)混粉：将72.18wt％的第一合金粉和27.82wt％的第二合金粉进行混合，并于3D混粉机中混粉3小时，最终混合粉中各元素的质量百分比为：Sm 25.10wt％，Co 50.96wt％，Fe 15.46wt％，Cu 5.04wt％，Zr 3.44wt％，其化学原子计量式为Sm(Co0.687Fe0.22Cu0.063Zr0.03)7.54。
取向成型：将混合粉末在2T的磁场中取向成型，随后在200MPa的液体油中进行冷等静压，得到钐钴毛坯。
烧结固溶：将冷等静压后的毛钐钴毛坯于1215℃下烧结60分钟，随后于1195℃下固溶4小时，最后风冷到室温，得到钐钴预磁体。
时效处理：将烧结固溶后的钐钴预磁体于830℃下等温时效12小时，随后以0.7℃/min的冷却速度缓慢冷却到400℃，并于400℃保温3小时，最后风冷到室温，得到钐钴永磁材料。
用B-H测试仪对得到的钐钴永磁材料进行磁性能表征。所述钐钴永磁材料的剩磁Br为10.92kGs，內禀矫顽力Hcj为20.71kOe，磁能积(BH)m为28.6MGsOe，方向度Hk/Hcj为0.743。
对比例1
用单合金氢破工艺直接制备钐钴永磁材料。
待制备的钐钴合金中各元素的质量百分比为：Sm 25.10wt％，Co 50.96wt％，Fe15.46wt％，Cu 5.04wt％，Zr 3.44wt％，其原子计量式为Sm(Co0.687Fe0.22Cu0.063 Zr0.03)7.54。
将钐钴合金的原料混合并置于高频感应熔炼炉内，抽真空至2×10-2Pa以下，然后充入0.06MPa的高纯氩气，通电加热，待原料完全熔化为液体后浇注到水冷夹板铜模中，然后将铸锭放于氢破炉中吸氢20小时，其中氢压为0.45MPa，吸氢温度为150℃，最终钐钴合金铸锭未能吸氢破碎。
由于钐钴合金铸锭氢破困难，所以在该条件下不能用氢破工艺直接制备钐钴合金。
对比例2
用传统的机械破碎工艺制备钐钴永磁材料。
待制备的钐钴合金中各元素的质量百分比为：Sm 25.10wt％，Co 50.96wt％，Fe15.46wt％，Cu 5.04wt％，Zr 3.44wt％，其原子计量式为Sm(Co0.687Fe0.22Cu0.063 Zr0.03)7.54。
1)合金熔炼：将一定成分配比的原料置于高频感应熔炼炉内，抽真空至2×10-2Pa以下，然后充入0.06MPa的高纯氩气，通电加热，待原料完全熔化为液体后浇注到水冷夹板铜模中，得到目标钐钴合金铸锭。
2)机械粗破碎：将目标钐钴合金铸锭进行机械中破碎，得到大小为100μm～300μm的粉末颗粒。
3)气流磨制粉：用气流磨将粉末颗粒进一步破碎，得到平均粒度为3.5μm的粉末。
4)取向成型：将气流磨得到的磁粉在2T的磁场中取向成型，随后在200MPa的液体油中进行冷等静压。
烧结固溶：将冷等静压后的钐钴合金毛坯于1215℃下烧结60分钟，随后于1195℃下固溶4小时，最后风冷到室温。
时效处理：将烧结固溶后的钐钴合金预磁体于830℃下等温时效12小时，随后以0.7℃/min的冷却速度缓慢冷却到400℃，并于400℃保温3小时，最后风冷到室温，得到钐钴永磁材料。
用B-H测试仪对上述钐钴永磁材料进行磁性能表征，合金剩磁Br为10.85kGs，內禀矫顽力Hcj为19.01kOe，磁能积(BH)m为28.1MGsOe，方向度Hk/Hcj为0.644。
比较实施例2和对比例2发现，本发明工艺制备的钐钴永磁材料的磁性能要比传统的机械破碎工艺得到的钐钴永磁材料高。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种钐钴永磁材料的制备方法，其包括以下步骤：
⑴按照各元素配比分别制备第一合金铸锭以及第二合金铸锭，其中所述第一合金铸锭的化学原子计量式为Sm1-xRx(Co1-a-b-cFeaCubZrc)z，R为Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho和Er中的一种或几种，0≤x≤0.3，0.26≤a≤0.5，0≤b≤0.15，0≤c≤0.04，7.5≤z≤8.5，所述第二合金铸锭的化学原子计量式为Sm1-mRm(Co1-d-e-fFedCueZrf)n，其中，0≤m≤0.3，0≤d≤0.1，0≤e≤0.15，0≤f≤0.04，5≤n≤6.5；
⑵将所述第一合金铸锭于第一氢压和第一吸氢温度下吸氢1小时～5小时，然后于290℃保温1小时～2小时进行脱氢得到第一氢破粉，将所述第二合金铸锭于第二氢压和第二吸氢温度下吸氢1小时～5小时，然后于290℃保温1小时～2小时进行脱氢得到第二氢破粉，其中第一氢压为0.3MPa～0.45MPa，第一吸氢温度为20℃～180℃，第二氢压为0.2MPa～0.35MPa，第二吸氢温度为20℃～180℃；
⑶将所述第一氢破粉和第二氢破粉分别进行气流磨粉得到第一合金粉和第二合金粉；
⑷将所述第一合金粉和第二合金粉混合均匀得到混合粉，并对混合粉依次进行取向成型、烧结固溶以及时效处理得到钐钴永磁材料。
2.如权利要求1所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，在所述第一合金铸锭的化学原子计量式中0.28≤a≤0.5，8.0≤z≤8.5。
3.如权利要求1所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，在所述第二合金铸锭的化学原子计量式中0≤d≤0.08，6.0≤n≤6.5。
4.如权利要求1所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑵中所述第一氢压为0.4MPa～0.45MPa，第一吸氢温度为50℃～120℃，所述第一合金铸锭的吸氢时间为1小时～2小时；所述第二氢压为0.2MPa～0.3MPa，第二吸氢温度为80℃～150℃，所述第二合金铸锭的吸氢时间为1小时～2小时。
5.如权利要求1所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤⑵中所述第一氢破粉和第二氢破粉的粒径均为100微米～180微米。
6.如权利要求1所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤⑶中所述第一合金粉和第二合金粉的粒径均为2.2微米～4.0微米。
7.如权利要求1所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤⑷中将所述第一合金粉与第二合金粉按照9:1～1.5:1的质量比例进行混合2小时～6小时得到混合粉。
8.如权利要求1所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤⑷中所述混合粉的化学原子计量式为Sm1-gRg(Co1-h-i-jFehCuiZrj)k，其中，0≤g≤0.3，0.11≤h≤0.255，0≤i≤0.15，0≤j≤0.04，6.8≤k≤8.3。
9.如权利要求1所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤⑷中所述取向成型具体为：将所述混合粉在2T的磁场中取向成型，随后在200MPa的液体油中进行冷等静压得到钐钴毛坯。
10.如权利要求9所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤⑷中所述烧结固溶具体为：将钐钴毛坯于1180℃～1220℃下烧结30分钟～180分钟，随后于1130℃～1195℃下固溶3小时～4小时，最后风冷到室温得到钐钴预磁体。
11.如权利要求10所述的钐钴永磁材料的制备方法，其特征在于，步骤⑷中所述时效处理具体为：将所述钐钴预磁体于800℃～850℃下等温时效10小时～20小时，随后以0.5℃/min～1.5℃/min的冷却速度缓慢冷却到400℃，并于400℃保温3小时，最后风冷到室温，得到钐钴永磁材料。
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Citations (3)
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| JPS59140335A (ja) * | 1983-01-29 | 1984-08-11 | Hitachi Metals Ltd | 希土類コバルト系異形焼結磁石の製造方法 |
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