CN108899191A - 一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法 - Google Patents
一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108899191A CN108899191A CN201810704773.6A CN201810704773A CN108899191A CN 108899191 A CN108899191 A CN 108899191A CN 201810704773 A CN201810704773 A CN 201810704773A CN 108899191 A CN108899191 A CN 108899191A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- alloy
- permanent
- matrix
- spray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H01F41/0253—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 for manufacturing permanent magnets
- H01F41/026—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 for manufacturing permanent magnets protecting methods against environmental influences, e.g. oxygen, by surface treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/058—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IVa elements, e.g. Gd2Fe14C
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法，采用掺杂来调整SmCo5合金的成分来获得大的合金成分过冷度，并配合高速快淬工艺，获得细小晶粒尺寸的各向异性SmCo5；本发明能够保证磁体基体与Al2O3‑NiO复合陶瓷涂层之间的连接牢固，Al2O3‑NiO复合陶瓷涂层不易出现气泡和掉落，同时采用等离子喷涂技术制备Al2O3‑NiO复合陶瓷涂层从而可以实现磁体表面高质量防护。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料制造领域，具体涉及一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法。
背景技术
稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料。稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比九十世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起极大重视，发展极为迅速。稀土永磁材料已在机械、电子、仪表和医疗等领域获得了广泛应用。
SmCo5稀土永磁材料具有高的磁性能和高居里温度，尤其是工作温度在180-250℃以上时，该磁钢仍然具有高的磁能积、矫顽力和剩磁，因此被广泛应用于航空航天、国防军工、微波器件、通讯、医疗设备、仪器仪表、风力发电、各种磁性传动装置、传感器、磁处理器、高端电机等行业。
由于磁体相合金，加工工艺为粉末冶金或烧结成型。结构疏松多孔，各相之间的电位差较大，容易在温润环境下构成原电池产生严重的晶间腐蚀，严重影响磁体的性能和寿命。目前，最为常见的磁体表面防护技术为电镀和化学镀，然而利用电镀和化学镀工艺在磁体基体表面制备防护层，表调处理和施镀过程都会使液体物质进入基材，以至于在后期的使用过程中防护层内部发生起泡，剥落等失效现象。
发明内容
本发明提供一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法，采用掺杂来调整SmCo5合金的成分来获得大的合金成分过冷度，并配合高速快淬工艺，获得细小晶粒尺寸的各向异性SmCo5；本发明能够保证磁体基体与Al2O3-NiO复合陶瓷涂层之间的连接牢固，Al2O3-NiO复合陶瓷涂层不易出现气泡和掉落，同时采用等离子喷涂技术制备Al2O3-NiO复合陶瓷涂层从而可以实现磁体表面高质量防护。
为了实现上述目的，实现上述目的，本发明提供了一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法，该钐钴永磁材料基体由下述组分按通式：Sm(Co1-yNiy)5-xSix，其中y=0.03-0.1，x=0.2-0.5；
该方法包括如下步骤：
(1)按照上述通式称取各元素进行配料；
(2)将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3Pa；然后，通氦气至炉内压力为50-80kPa；升温至1300-1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用；
（3）将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5-0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1-5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55-65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到各向异性SmCo5型稀土永磁材料薄带；将薄带重新熔融后采用铜模铸造制得永磁材料基体；
(4) 对永磁材料基体进行预处理：对基体整形，喷砂处理去除基体表面的附着物，并采用高压干燥气体对粗化表面进行清洁；
将经过预处理之后的永磁材料基体在真空环境下进行预热处理，预热温度为120-145℃，时间为12-15min；
在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层15-25μm的Ti-Al合金层过渡层；
在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层50-75μm的Al2O3-NiO复合陶瓷层，得到产品。
优选的，在预热后的软磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层Ti-Al合金层过渡层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为25-30V，喷涂电流为300-350A，主气流量为1500-2000L/h，送粉速率为150-180L/h，喷涂距离为50-75mm。
优选的，在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层Al2O3-NiO复合陶瓷层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为40-45V，喷涂电流为400-450A，主气流量为2000-2400L/h，送粉速率为220-250L/h，喷涂距离为50-75mm。
本发明制备的铁基软磁复合磁芯具备以下优点：
（1）采用掺杂来调整SmCo5合金的成分来获得大的合金成分过冷度，并配合高速快淬工艺，获得细小晶粒尺寸的各向异性SmCo5；
（2）本发明能够保证磁体基体与Al2O3-NiO复合陶瓷涂层之间的连接牢固，Al2O3-NiO复合陶瓷涂层不易出现气泡和掉落，同时采用等离子喷涂技术制备Al2O3-NiO复合陶瓷涂层从而可以实现磁体表面高质量防护。
具体实施方式
实施例一
本实施例的钐钴永磁材料基体由下述组分按通式：Sm(Co0.97Ni0.03)4.8Si0.2。
按照上述通式称取各元素进行配料；将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3Pa；然后，通氦气至炉内压力为50kPa；升温至1300℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用。
将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1-5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55-65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到各向异性SmCo5型稀土永磁材料薄带；将薄带重新熔融后采用铜模铸造制得永磁材料基体。
对永磁材料基体进行预处理：对基体整形，喷砂处理去除基体表面的附着物，并采用高压干燥气体对粗化表面进行清洁；
将经过预处理之后的永磁材料基体在真空环境下进行预热处理，预热温度为120℃，时间为12min；
在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层15μm的Ti-Al合金层过渡层；在预热后的软磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层Ti-Al合金层过渡层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为25-30V，喷涂电流为300A，主气流量为1500L/h，送粉速率为150L/h，喷涂距离为50mm。
在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层50μm的Al2O3-NiO复合陶瓷层，得到产品。在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层Al2O3-NiO复合陶瓷层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为40V，喷涂电流为400A，主气流量为2000L/h，送粉速率为220L/h，喷涂距离为50mm。
实施例二
本实施例的钐钴永磁材料基体由下述组分按通式：Sm(Co0.9Ni0.1)4.5Si0.5。
按照上述通式称取各元素进行配料；将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3Pa；然后，通氦气至炉内压力为80kPa；升温至1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用。
将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到各向异性SmCo5型稀土永磁材料薄带；将薄带重新熔融后采用铜模铸造制得永磁材料基体。
对永磁材料基体进行预处理：对基体整形，喷砂处理去除基体表面的附着物，并采用高压干燥气体对粗化表面进行清洁；将经过预处理之后的永磁材料基体在真空环境下进行预热处理，预热温度为145℃，时间为15min。
在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层25μm的Ti-Al合金层过渡层；在预热后的软磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层Ti-Al合金层过渡层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为30V，喷涂电流为350A，主气流量为2000L/h，送粉速率为180L/h，喷涂距离为75mm。
在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层75μm的Al2O3-NiO复合陶瓷层，得到产品。在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层Al2O3-NiO复合陶瓷层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为45V，喷涂电流为450A，主气流量为2400L/h，送粉速率为250L/h，喷涂距离为75mm。
Claims (3)
1.一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法，该钐钴永磁材料基体由下述组分按通式：Sm(Co1-yNiy)5-xSix，其中y=0.03-0.1，x=0.2-0.5；
该方法包括如下步骤：
(1)按照上述通式称取各元素进行配料；
(2)将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3Pa；然后，通氦气至炉内压力为50-80kPa；升温至1300-1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用；
（3）将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5-0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1-5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55-65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到各向异性SmCo5型稀土永磁材料薄带；将薄带重新熔融后采用铜模铸造制得永磁材料基体；
(4) 对永磁材料基体进行预处理：对基体整形，喷砂处理去除基体表面的附着物，并采用高压干燥气体对粗化表面进行清洁；
将经过预处理之后的永磁材料基体在真空环境下进行预热处理，预热温度为120-145℃，时间为12-15min；
在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层15-25μm的Ti-Al合金层过渡层；
在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层50-75μm的Al2O3-NiO复合陶瓷层，得到产品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在预热后的软磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层Ti-Al合金层过渡层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为25-30V，喷涂电流为300-350A，主气流量为1500-2000L/h，送粉速率为150-180L/h，喷涂距离为50-75mm。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层Al2O3-NiO复合陶瓷层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为40-45V，喷涂电流为400-450A，主气流量为2000-2400L/h，送粉速率为220-250L/h，喷涂距离为50-75mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810704773.6A CN108899191A (zh) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | 一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810704773.6A CN108899191A (zh) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | 一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108899191A true CN108899191A (zh) | 2018-11-27 |
Family
ID=64347767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810704773.6A Pending CN108899191A (zh) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | 一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108899191A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112011754A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-01 | 合肥工业大学 | 一种耐高温钐钴永磁体的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011016089A1 (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | 株式会社 東芝 | 永久磁石とそれを用いた可変磁束モータおよび発電機 |
| CN105374484A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-02 | 湖南航天磁电有限责任公司 | 一种高矫顽力钐钴永磁材料及其制备方法 |
| CN106935350A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-07-07 | 中南大学 | 一种各向异性SmCo5型稀土永磁材料及制备方法 |
| CN107254656A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-10-17 | 桂林电子科技大学 | 钕铁硼永磁材料表面等离子喷涂陶瓷层及其制备方法 |
| CN107610856A (zh) * | 2017-10-22 | 2018-01-19 | 苏州南尔材料科技有限公司 | 一种具有陶瓷层钐钴永磁材料的制备方法 |
-
2018
- 2018-06-30 CN CN201810704773.6A patent/CN108899191A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011016089A1 (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | 株式会社 東芝 | 永久磁石とそれを用いた可変磁束モータおよび発電機 |
| CN105374484A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-02 | 湖南航天磁电有限责任公司 | 一种高矫顽力钐钴永磁材料及其制备方法 |
| CN106935350A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-07-07 | 中南大学 | 一种各向异性SmCo5型稀土永磁材料及制备方法 |
| CN107254656A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-10-17 | 桂林电子科技大学 | 钕铁硼永磁材料表面等离子喷涂陶瓷层及其制备方法 |
| CN107610856A (zh) * | 2017-10-22 | 2018-01-19 | 苏州南尔材料科技有限公司 | 一种具有陶瓷层钐钴永磁材料的制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112011754A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-01 | 合肥工业大学 | 一种耐高温钐钴永磁体的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107610856A (zh) | 一种具有陶瓷层钐钴永磁材料的制备方法 | |
| CN112317752B (zh) | 一种可用于3D打印的TiZrNbTa高熵合金及其制备方法和应用 | |
| CN105185501A (zh) | 稀土永磁材料的制造方法 | |
| CN107803505A (zh) | 一种3d打印制备锰铋铝永磁材料的制备方法 | |
| CN107610857A (zh) | 一种具有电镀涂层的钐钴永磁材料的方法 | |
| CN108899191A (zh) | 一种具有陶瓷层的钐钴永磁体的制备方法 | |
| KR101428672B1 (ko) | 가스 분무 공정을 이용한 Nd-Fe-B 자성분말의 제조방법, 자성분말, 자성체 및 자성체의 제조방법 | |
| CN107470622A (zh) | 一种通过热变形制备无稀土各向异性Mn‑Al‑C永磁合金的方法 | |
| CN101393791B (zh) | 一种各向异性粘结磁粉及其制备方法 | |
| CN108878091A (zh) | 一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法 | |
| CN111304490B (zh) | 一种CuMn7Sn3合金的制备方法及其应用 | |
| CN103632834A (zh) | 一种高性能各向异性钕铁硼磁体的制备方法 | |
| CN107799291A (zh) | 一种具有电镀层的锰铋永磁材料的制备方法 | |
| CA2793736C (en) | Coating source and process for the production thereof | |
| CN109599238A (zh) | 一种钐钴永磁材料的制备方法 | |
| CN108899151A (zh) | 一种表面处理的钐钴永磁体的制备方法 | |
| CN109599237A (zh) | 一种打印法制备钐钴永磁材料的方法 | |
| CN106887322B (zh) | 一种高效制备纳米晶稀土永磁粉的方法 | |
| CN105355355B (zh) | 一种功能材料及制备方法 | |
| CN109434127A (zh) | 提高316l不锈钢离心雾化细粉收得率的棒材加工方法 | |
| CN106057461A (zh) | 一种各向异性块状纳米复合永磁体及其制备方法 | |
| CN108899154A (zh) | 一种具有防腐涂层的铁基软磁体的制备方法 | |
| KR101683439B1 (ko) | 희토류를 함유하는 영구자석 분말 및 이의 제조 방법 | |
| CN104775068B (zh) | 一种高性能宏观泡沫态Fe73Ga27磁致伸缩材料及其制备工艺 | |
| TWI496174B (zh) | 釹鐵硼磁體及其製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181127 |