CN105345008A - 大质量钐钴永磁体坯料制造方法 - Google Patents

大质量钐钴永磁体坯料制造方法 Download PDF

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets

Abstract

大质量钐钴永磁体坯料制造方法，包括如下步骤：步骤1．配置原料，所述原料中含钐24-29%、钴48-54%、铁9-14%、铜3-8%，锆1-5%，以上百分比均为重量比；步骤2.将配料熔炼后制粉，制粉后精磨至粒径2-5u的颗粒；步骤3.将颗粒倒入成形模具，先后通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形后；步骤4.烧结后先后进行2次热处理，第一次温度1200-1300摄氏度；第二次温度800-900摄氏度；步骤5.自然冷却后检测、磁化。本发明通过适当减少铁含量和颗粒直径，提高了原料颗粒的接触面和黏附力，从而实现了大质量钐钴永磁体坯料的烧结，单体质量可达15公斤以上。

Description

大质量钐钴永磁体坯料制造方法
技术领域
本发明属于材料领域，涉及一种永磁材料制造方法，具体涉及一种大质量钐钴永磁体坯料制造方法。
背景技术
能够长期保持其磁性的磁体称永久磁体。如天然的磁石（磁铁矿）和人造磁体（铝镍钴合金）等。磁体中除永久磁体外，也有需通电才有磁性的电磁体。永磁体也叫硬磁体，不易失磁，也不易被磁化。但若永久磁体加热超过居里温度，或位于反向高磁场强度的环境下中，其磁性也会减少或消失。
钐钴磁铁是第二代稀土永磁铁，主要分为1：5型(SmCo5)和2：17型(Sm2Co17)两种。其主要特点是磁性能高，温度性能好。最高工作温度可达250-350摄氏度。与钕铁硼磁铁相比，钐钴磁铁更适合工作在高温环境中。很适合用来制造各种高性能的永磁电机及工作环境十分复杂的应用产品。另外，钐钴磁铁的抗锈蚀能力极强，其表面一般不需要电镀处理。
现有技术中，钐钴永磁体的坯体烧结由于受到钐钴颗粒黏附力和高温下形变影响，烧结得到的坯体质量通常不超过1公斤，但在矿山风机，高铁设备制造中，大型换气设备中，通常需要更大质量的钐钴永磁体。
发明内容
为克服现有钐钴磁体制造技术不能制造较大质量的钐钴永磁体的技术缺陷，本发明公开了一种大质量钐钴永磁体坯料制造方法。
本发明所述大质量钐钴永磁体坯料制造方法，包括如下步骤：
步骤1．配置原料，所述原料中含钐24-29%、钴48-54%、铁9-14%、铜3-8%，锆1-5%，以上百分比均为重量比；
步骤2.将配料熔炼后制粉，制粉后精磨至粒径2-5u的颗粒；
步骤3.将颗粒倒入成形模具，先后通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形后，烧结，所述压力机压力不小于10吨，冷等静压机压力为200-300兆帕，其中压力机成形时，次数不少于3次；
步骤4.烧结后先后进行2次热处理，第一次保温时间1-3小时，温度1200-1300摄氏度；第二次保温时间5-15小时，温度800-900摄氏度；
步骤5.自然冷却后检测、磁化。
优选的，所述制粉过程具体为：以5吨压力机进行初始破碎，破碎之后，再以200目以上木筛进行筛粉。
优选的，所述步骤4中第一次保温温度为1200-1250摄氏度；第二次保温温度为800-850摄氏度。
优选的，所述步骤3中，所述压力机压力5吨，冷等静压机压力为250兆帕。
采用本发明所述的大质量钐钴永磁体坯料制造方法，通过适当减少铁含量和颗粒直径，提高了原料颗粒的接触面和黏附力，从而实现了大质量钐钴永磁体坯料的烧结，得到的钐钴永磁体材料性能稳定，机械强度高，单体质量可达15公斤以上，本发明与现有钐钴生产技术设备兼容，生产改造费用小，适于推广使用。
附图说明
图1为本发明所述大质量钐钴永磁体坯料制造方法的一种具体实施方式流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所述大质量钐钴永磁体坯料制造方法，包括如下步骤：
步骤1．配置原料，所述原料中含钐24-29%、钴48-54%、铁9-14%、铜3-8%，锆1-5%，以上百分比均为重量比；
钐钴永磁体制造过程中，钐、钴和铁为主要原料成分，本发明中为提高对原料金属相互之间的黏附力和连接强度，减少了铁的用量，同时增加了锆和铜金属加入混合物中。
步骤2.将配料熔炼后制粉，制粉后精磨至粒径4-7u的颗粒，为得到大质量大尺寸的钐钴永磁体坯料，必须经过细致的碾磨过程，减少粒径的平均尺寸。
熔炼可以以中频电磁炉进行，制粉过程中，具体可以首先用5吨压力机进行初始破碎，破碎之后，再以200目以上木筛进行筛粉。木筛筛粉不会破坏和吸附原料颗粒，同时不会引入新的杂质，精磨采用精磨机进行。
精磨完成后，将颗粒倒入成形模具，先后通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形后，烧结，所述压力机压力不小于10吨，冷等静压机压力为200-300兆帕。
压力机初步成形后，再使用冷等静压机二次处理固形，得到的粗坯的机械强度更佳，便于二次加工，冷等静压机是将装入密封、弹性模具中的物料，置于盛装液体或气体的容器中，用液体或气体对其施加以一定的压力，将物料压制成实体，得到原始形状的坯体。步骤3中，压力机压力成形应不少于三次，连续加压夯实。所述步骤3中，优选的实施条件为：所述压力机压力5吨，冷等静压机压力为250兆帕。
步骤4.烧结后先后进行2次热处理，第一次保温时间1-3小时，温度1200-1300摄氏度；第二次保温时间5-15小时，温度800-900摄氏度。采用分步降温保温的方法，有利于提高材料的晶格有序度，减少材料形状的不规则形变。所述步骤4中更为优选的温度变化范围可以控制为：第一次保温温度为1200-1250摄氏度；第二次保温温度为800-850摄氏度，效果更好。
步骤5.自然冷却后检测、磁化。
步骤5中，具体可以采用以下步骤，磁性测量仪检测→利用线切割机、切片机、穿孔机、磨床等设备加工成形→成品检验尺寸→以脉冲充磁机进行磁化→检测产品性能，测量磁通量、磁能积等参数→封装打包。
采用本发明所述的大质量钐钴永磁体坯料制造方法，通过适当减少铁含量和颗粒直径，提高了原料颗粒的接触面和黏附力，从而实现了大质量钐钴永磁体坯料的烧结，得到的钐钴永磁体材料性能稳定，机械强度高，单体质量可达15公斤以上，本发明与现有钐钴生产技术设备兼容，生产改造费用小，适于推广使用。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.大质量钐钴永磁体坯料制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1．配置原料，所述原料中含钐24-29%、钴48-54%、铁9-14%、铜3-8%，锆1-5%，以上百分比均为重量比；
步骤2.将配料熔炼后制粉，制粉后精磨至粒径2-5u的颗粒；
步骤3.将颗粒倒入成形模具，先后通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形后，烧结，所述压力机压力不小于10吨，冷等静压机压力为200-300兆帕，其中压力机成形时，次数不少于3次；
步骤4.烧结后先后进行2次热处理，第一次保温时间1-3小时，温度1200-1300摄氏度；第二次保温时间5-15小时，温度800-900摄氏度；
步骤5.自然冷却后检测、磁化。
2.如权利要求1所述的大质量钐钴永磁体坯料制造方法，其特征在于，所述制粉过程具体为：以5吨压力机进行初始破碎，破碎之后，再以200目以上木筛进行筛粉。
3.如权利要求1所述的大质量钐钴永磁体坯料制造方法，其特征在于，所述步骤4中第一次保温温度为1200-1250摄氏度；第二次保温温度为800-850摄氏度。
4.如权利要求1所述的大质量钐钴永磁体坯料制造方法，其特征在于，所述步骤3中，所述压力机压力5吨，冷等静压机压力为250兆帕。
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