CN112992522A - 一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法 - Google Patents

一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钐钴磁体技术领域，尤其为一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，S1，熔覆材料的制备；S2，将步骤S1获得的纳米晶粉末合金与铁基自熔性合金纳米粉末按比例混合；S3，将钐钴磁体表面的氧化膜去除；S4，将步骤S2获得的糊状纳米熔覆溶液均匀涂敷在步骤S3获得的钐钴磁体表面；S5，将S4预置熔覆层的磁体进行激光加热逐层熔覆处理，制得激光熔覆层；S6，将步骤S5具有激光熔覆层的体进行强磁场中氮化热处理，通过将纳米晶粉末合金、铁基自熔性合金粉末与稀土粉末与混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合进行混合均匀涂敷在钐钴磁体表面，并且采用激光在强磁场中氮化热处理与钐钴磁体进行复合，使钐钴磁体的韧性和稳定性更高。

Description

一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法
技术领域
本发明涉及钐钴磁体技术领域，尤其涉及一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法。
背景技术
稀土永磁材料的发展以Sm-Co系和Nd-Fe-B系为代表的三代永磁体，其中Nd-Fe-B系永磁体的以其优异的永磁性能被命名为“磁王”。然而，在应用过程中Nd-Fe-B系稀土永磁材料的缺点也很明显，如：居里温度(Tc)偏低(～312℃)，耐腐蚀性差，温度稳定性差等。随着科学技术的不断发展，人们亟需在极端环境下仍能保持较高的永磁特性的永磁材料。因此，Sm-Co系稀土永磁体因其较高的居里温度，良好的耐腐蚀性，温度稳定性好等优点，重新得到人们的重视。但是，Sm-Co系稀土永磁体由于其金属间化合物结构，即该结构复杂且滑移系少，导致其韧性差。例如，传统的2:17型烧结钐钴合金抗弯强度仅为80～140MPa，断裂韧性为1.5～2.5MPa，与陶瓷材料的断裂韧性值相当，难以满足钐钴磁体在特殊震动环境下的安全服役。
钐钴磁铁也是一种稀土磁铁，是由钐、钴和其它金属材料经配比制成的一种永久磁铁，于1970年研发成功，其主要特点是磁性能比较高，耐温性能好，钐钴磁铁具有较高的磁能积，较高的矫顽性，与钕铁硼相比，钐钴更适合工作在高温环境中，钐钴具有很好的抗腐蚀性,因此一般来说不需要镀层，但是由于钐钴的分子结构特殊，所以比较易碎，易裂，因此提出一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，包括以下步骤：
S1，熔覆材料的制备：将工业纯金属原料称量各元素原料配料并进行真空熔炼，将合金铸锭喷铸进入不同直径的铜模中制作成型，然后进行高能球磨制成纳米晶粉末合金，将铁基自熔性合金粉末与稀土粉末进行高能球磨制成超微粉末后；
S2，将步骤S1获得的纳米晶粉末合金与铁基自熔性合金纳米粉末按比例混合，加入混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合；
S3，将钐钴磁体表面的氧化膜去除；
S4，将步骤S2获得的糊状纳米熔覆溶液均匀涂敷在步骤S3获得的钐钴磁体表面，再进行氩气保护下的低磁场辅助预加热处理，制得表面具有预置熔覆层的磁体；
S5，将S4预置熔覆层的磁体进行激光加热逐层熔覆处理，制得激光熔覆层；
S6，将步骤S5具有激光熔覆层的体进行强磁场中氮化热处理，获得具有强韧性和高稳定性的复合钐钴磁体。
优选的，所述S1工业纯金属原料选用Sm2Fe17原料，并且采用高能球磨制成纳米晶粉末合金研磨至800～1000目。
优选的，所述S1铁基自熔性合金粉末选用100～500目，所述稀土粉末选用200～600目。
优选的，所述S2纳米晶粉末合金与铁基自熔性合金纳米粉末按3:1比例混合。
优选的，所述S2加入混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合，再混合制成粘度为200～500mmpa.s的糊状溶液。
优选的，所述S3通过稀硫酸对钐钴磁体表面进行酸洗10～14s进行氧化膜去除。
优选的，所述S4氩气保护下的低磁场辅助预加热处理40～60min，预加热温度为200～270℃。
优选的，所述S5激光加热功率1500～2000W，扫描速度150～200mm/s，光斑直径为2.5～5.0mm。
优选的，所述S6激光熔覆层厚度为1.0～3.0mm。
优选的，所述S6具有激光熔覆层的体进行强磁场中氮化热处理温度为150～250℃，时间为5～10h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过将纳米晶粉末合金、铁基自熔性合金粉末与稀土粉末与混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合进行混合均匀涂敷在钐钴磁体表面，并且采用激光在强磁场中氮化热处理与钐钴磁体进行复合，使钐钴磁体的韧性和稳定性更高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：
一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，包括以下步骤：
S1，熔覆材料的制备：将工业纯金属原料称量各元素原料配料并进行真空熔炼，将合金铸锭喷铸进入不同直径的铜模中制作成型，然后进行高能球磨制成纳米晶粉末合金，将铁基自熔性合金粉末与稀土粉末进行高能球磨制成超微粉末后；
S2，将步骤S1获得的纳米晶粉末合金与铁基自熔性合金纳米粉末按比例混合，加入混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合；
S3，将钐钴磁体表面的氧化膜去除；
S4，将步骤S2获得的糊状纳米熔覆溶液均匀涂敷在步骤S3获得的钐钴磁体表面，再进行氩气保护下的低磁场辅助预加热处理，制得表面具有预置熔覆层的磁体；
S5，将S4预置熔覆层的磁体进行激光加热逐层熔覆处理，制得激光熔覆层；
S6，将步骤S5具有激光熔覆层的体进行强磁场中氮化热处理，获得具有强韧性和高稳定性的复合钐钴磁体。
所述S1工业纯金属原料选用Sm2Fe17原料，并且采用高能球磨制成纳米晶粉末合金研磨至800～1000目。
所述S1铁基自熔性合金粉末选用100～500目，所述稀土粉末选用200～600目。
所述S2纳米晶粉末合金与铁基自熔性合金纳米粉末按3:1比例混合。
所述S2加入混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合，再混合制成粘度为200～500mmpa.s的糊状溶液。
所述S3通过稀硫酸对钐钴磁体表面进行酸洗10～14s进行氧化膜去除。
所述S4氩气保护下的低磁场辅助预加热处理40～60min，预加热温度为200～270℃。
所述S5激光加热功率1500～2000W，扫描速度150～200mm/s，光斑直径为2.5～5.0mm。
所述S6激光熔覆层厚度为1.0～3.0mm。
所述S6具有激光熔覆层的体进行强磁场中氮化热处理温度为150～250°C，时间为5～10h。
通过将纳米晶粉末合金、铁基自熔性合金粉末与稀土粉末与混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合进行混合均匀涂敷在钐钴磁体表面，并且采用激光在强磁场中氮化热处理与钐钴磁体进行复合，使钐钴磁体的韧性和稳定性更高。
实施例：熔覆材料的制备：将工业纯金属原料Sm2Fe17称量各元素原料配料并进行真空熔炼，将合金铸锭喷铸进入不同直径的铜模中制作成型，然后进行高能球磨制成纳米晶粉末合金研磨至800～1000目，将铁基自熔性合金粉末与稀土粉末进行高能球磨制成超微粉末后，铁基自熔性合金粉末选用100～500目，所述稀土粉末选用200～600目；将获得的纳米晶粉末合金与铁基自熔性合金纳米粉末按比例3:1混合，加入混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合，再混合制成粘度为200～500mmpa.s的糊状溶液；通过稀硫酸对钐钴磁体表面进行酸洗10～14s进行氧化膜去除；将获得的糊状纳米熔覆溶液均匀涂敷在钐钴磁体表面，再进行氩气保护下的低磁场辅助预加热处理40～60min，预加热温度为200～270℃，制得表面具有预置熔覆层的磁体；将预置熔覆层的磁体进行激光加热逐层熔覆处理，制得激光熔覆层；激光加热功率1500～2000W，扫描速度150～200mm/s，光斑直径为2.5～5.0mm；将具有激光熔覆层的体进行强磁场中氮化热处理温度为150～250℃，时间为5～10h，激光熔覆层厚度为1.0～3.0mm，获得具有强韧性和高稳定性的复合钐钴磁体，通过将纳米晶粉末合金、铁基自熔性合金粉末与稀土粉末与混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合进行混合均匀涂敷在钐钴磁体表面，并且采用激光在强磁场中氮化热处理与钐钴磁体进行复合，使钐钴磁体的韧性和稳定性更高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，熔覆材料的制备：将工业纯金属原料称量各元素原料配料并进行真空熔炼，将合金铸锭喷铸进入不同直径的铜模中制作成型，然后进行高能球磨制成纳米晶粉末合金，将铁基自熔性合金粉末与稀土粉末进行高能球磨制成超微粉末后；
S2，将步骤S1获得的纳米晶粉末合金与铁基自熔性合金纳米粉末按比例混合，加入混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合；
S3，将钐钴磁体表面的氧化膜去除；
S4，将步骤S2获得的糊状纳米熔覆溶液均匀涂敷在步骤S3获得的钐钴磁体表面，再进行氩气保护下的低磁场辅助预加热处理，制得表面具有预置熔覆层的磁体；
S5，将S4预置熔覆层的磁体进行激光加热逐层熔覆处理，制得激光熔覆层；
S6，将步骤S5具有激光熔覆层的体进行强磁场中氮化热处理，获得具有强韧性和高稳定性的复合钐钴磁体。
2.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S1工业纯金属原料选用Sm2Fe17原料，并且采用高能球磨制成纳米晶粉末合金研磨至800～1000目。
3.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S1铁基自熔性合金粉末选用100～500目，所述稀土粉末选用200～600目。
4.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S2纳米晶粉末合金与铁基自熔性合金纳米粉末按3:1比例混合。
5.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S2加入混有硝酸纤维素的丙酮溶液混合，再混合制成粘度为200～500mmpa.s的糊状溶液。
6.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S3通过稀硫酸对钐钴磁体表面进行酸洗10～14s进行氧化膜去除。
7.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S4氩气保护下的低磁场辅助预加热处理40～60min，预加热温度为200～270℃。
8.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S5激光加热功率1500～2000W，扫描速度150～200mm/s，光斑直径为2.5～5.0mm。
9.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S6激光熔覆层厚度为1.0～3.0mm。
10.根据权利要求1所述的一种强韧性高性能钐钴磁体的制备方法，其特征在于，所述S6具有激光熔覆层的体进行强磁场中氮化热处理温度为150～250℃，时间为5～10h。
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