CN113388757B - 一种钐钴稀土磁体及其制备方法 - Google Patents

一种钐钴稀土磁体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及永磁材料技术领域，特别涉及一种钐钴稀土磁体及其制备方法，其中，所述钐钴稀土磁体制备方法中的熔炼过程包括第一熔炼阶段、第二熔炼阶段和第三熔炼阶段，所述第一熔炼阶段的真空度为10kPa～15kPa，熔炼温度从常温升温至T1，所述T1为1050℃～1100℃；所述第二熔炼阶段的真空度为40kPa～50kPa，熔炼温度从T2升温至T3，所述T2为1050℃～1100℃,所述T3为1250℃～1350℃；所述第三熔炼阶段的真空度为70kPa～90kPa，熔炼温度从T4升温至T5，所述T4为1250℃～1350℃，所述T5为1500℃～1600℃。本发明通过采用分段加压的熔炼方式以减小熔炼过程中钐的挥发量，从而得到高性能的钐钴磁体。

Description

一种钐钴稀土磁体及其制备方法
技术领域
本发明涉及永磁材料技术领域，特别涉及一种钐钴稀土磁体及其制备方法。
背景技术
钐钴磁铁，是一种稀土磁铁，是由钐、钴和其它金属稀土材料经配比，熔炼成合金，经粉碎、压型、烧结后制成的一种磁性功能材料，其中，高性能钐钴材料以其优异的高温磁性能在航空航天等军工领域及汽车、高铁驱动电机等民用领域有重要的应用。
如公开号为CN109859945A，公开日为2019年6月7日，名称为《一种高温钐钴永磁材料的制备方法》的专利文件所公开的钐钴永磁材料首先按照Sm(Co1-u-v-wCuuFevZrw)z进行配料，其中u＝0.082-0.088,v＝0.093-0.143，w＝0.027-0.028和z＝6.2-6.5，将配得的原材料置入真空感应熔炼炉进行熔炼，得到成分均匀的合金锭；后将合金锭经过气流磨破碎得到粒度SDM＝3.2-3.8μm范围内的合金粉末；接着将粉末经过磁场取向压制和等静压得到生坯；最后将生坯进行多段式烧结、固溶和时效处理；其制得的2:17型钐钴永磁材料可耐500℃高温。
但现有钐钴稀土磁体材料的制备工艺中由于铸造成分偏析，钐含量分布不均，凝固组织杂相多等原因，存在磁体剩磁低，退磁曲线方形度差的问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提及的，现有钐钴稀土磁体材料的制备工艺由于铸造成分偏析，钐含量分布不均，凝固组织杂相多等原因，存在磁体剩磁低，退磁曲线方形度差的问题，本发明提供一种钐钴稀土磁体的制备方法，其中，所述钐钴稀土磁体的熔炼过程包括第一熔炼阶段、第二熔炼阶段和第三熔炼阶段，
所述第一熔炼阶段的真空度为10kPa～15kPa，所述第一熔炼阶段的熔炼温度从常温升温至T1，所述T1为1050℃～1100℃；
所述第二熔炼阶段的真空度为40kPa～50kPa，所述第二熔炼阶段的熔炼温度从T2升温至T3，所述T2为1050℃～1100℃,所述T3为1250℃～1350℃；
所述第三熔炼阶段的真空度为70kPa～90kPa，所述第三熔炼阶段的熔炼温度从T4升温至T5，所述T4为1250℃～1350℃，所述T5为1500℃～1600℃。
在上述方案的基础上，进一步地，所述熔炼的方式为中频感应熔炼。
在上述方案的基础上，进一步地，所述熔炼过程的压力气氛为惰性气体气氛。
在上述方案的基础上，进一步地，所述钐钴稀土磁体按照RxFeyCo1-x-y-p-qCupMq进行配料，其中，R仅是Sm或者是含有Sm的2种以上的稀土元素；M元素为Zr、Ti、Hf元素中的至少一种；
且0.11≤x≤0.12,0.15≤y≤0.35,0.04≤p≤0.075，0.01≤q≤0.035，并满足0.05≤p+q≤0.11,7.5≤(1-x)/x≤8.0,1.5≤p/q≤4.5。
在上述方案的基础上，进一步地，0.185≤y≤0.285，0.045≤p≤0.065，0.0125≤q≤0.025，0.06≤p+q≤0.075，7.55≤(1-x)/x≤7.79，2.0≤p/q≤4.0。
在上述方案的基础上，进一步地，还包括将所述熔炼熔化得到的合金液依次经过铸造、制粉、压制成型、烧结和时效处理。
在上述方案的基础上，进一步地，所述铸造为在1450℃～1600℃下将合金液通过甩带铸造或离心铸造得到合金锭。具体为旋转冷却辊或旋转冷却环壁，根据冷却端的旋转速度不同，可将熔融的合金液浇铸为不同厚度的合金片或者合金块。
在上述方案的基础上，进一步地，所述制粉为将经过均一化处理后的合金锭依次进行粗破碎和气流磨制得合金粉。
在上述方案的基础上，进一步地，所述粗磨碎在惰性气体的保护下进行，其得到粉末的粒度小于或等于40目。
在上述方案的基础上，进一步地，所述粗破碎为普通颚式破碎、气流冲击或球磨破碎方式中的一种。
在上述方案的基础上，进一步地，所述合金粉的平均粒度为4um～6um。
在上述方案的基础上，进一步地，所述压制成型为将合金粉经过磁场取向压制和冷等静压压制得到生坯。通过双重压制可以使生坯进一步致密化。
在上述方案的基础上，进一步地，所述烧结处理包括第一烧结阶段、第二烧结阶段和第三烧结阶段；
所述第一烧结阶段的气氛压力小于或等于0.1Pa，物料温度为小于或等于1190℃，所述第一烧结阶段时间为1～10h；
所述第二烧结阶段先将物料温度升至1190℃～1220℃，烧结0.5h～2h后向烧结室中充入惰性气体，在气氛压力为0.15Mpa～0.6Mpa的条件下继续烧结0.5h～2h；
所述第三烧结阶段先排出部分惰性气体，保持气氛压力在0.08Mpa～0.15Mpa之间，继续烧结0.5h～2h，然后把物料以小于1℃/min的降温速率降温至1150℃～1190℃，保温5h～20h。
所述第三烧结阶段处理结束后的高温磁体以冷却速度大于或等于120℃/min进行冷却，以保证磁体快速冷却，避免磁体中的SmCo7亚稳态主相在冷却过程中分解，产生杂相，从而使磁体保持高的剩磁。
在上述方案的基础上，进一步地，所述时效过程可在真空或者惰性气体保护氛围下进行，时效的处理温度为800℃～850℃，保温时间为15h～30h后降温至400℃，优选的保温时间为20h～25h，再进行保温2h～20h，优选的保温时间为8h～12h，之后冷却至室温，即得钐钴稀土磁体。
通过对烧结后的钐钴磁体进行时效处理，可以使亚稳相的SmCo7相经过调幅分解，析出成共格的Sm2Co17相以及SmCo5相，并均匀形成以1:5相为胞壁相，2:17相为主相的胞状结构，从而获得高矫顽力磁体。
在上述方案的基础上，进一步地，所述降温速度小于或等于1.2℃/min，优选小于或等于0.8℃/min。
本发明还提供采用如上任意所述的钐钴稀土磁体的制备方法所制备的钐钴稀土磁体。
本发明提供的一种钐钴稀土磁体的制备方法，与现有的技术相比，具有以下的技术原理和有益效果：
通过采用分段加压的熔炼方式，在不同的熔炼升温段，根据金属钐的蒸汽压曲线，匹配相适应的熔炼炉气氛压力，以减小熔炼过程中钐的挥发量，获得成分配比准确的钐钴铸锭，显著提升钐钴磁体的磁能积及退磁曲线的方形度，从而得到高性能的钐钴磁体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合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。
实施例一
本发明实施例一还提供如下所示实施例和对比例：
其中，实施例和对比例均采用如表1所示的磁体成分：
表1
元素 Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Zr(at％)
比例 11.45 56.15 25.9 5 1.5
实施例和对比例均采用如下制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：按照表1的磁体成分进行配料；
(2)熔炼铸造：采用中频感应熔炼的方式依次经过第一熔炼阶段、第二熔炼阶段和第三熔炼阶段将金属物料熔化后采用旋转冷却辊壁的方式进行铸造得到合金锭，第一熔炼阶段使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度，使物料温度由室温连续升温至1100℃，升温速率为40℃/min，第二熔炼阶段使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度，使物料温度由1100℃连续升温至1300℃，升温速率为20℃/min，第三熔炼阶段使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度,使物料温度由1300℃连续升温至1540℃，升温速率为30℃/min，在1540℃保温精炼5min后进行浇铸,冷却后得到磁体铸锭。各熔炼阶段的气氛压力参数见表2；
(3)粗破碎：将均一化处理后的铸锭在惰性气体的保护下采用普通颚式破碎进行粗破碎，得到粒度等于80目的粉末；
(4)气流磨：粗破碎后的粉末再进行气流磨破碎研磨，得到平均粒度为5.5um的合金粉；
(5)压制成型:将合金粉置于磁场压机中进行磁场取向压制，然后对压制的生坯进行冷等静压压制；
(6)烧结：将生坯放入烧结炉中进行第一烧结阶段处理，控制烧结气氛压力为0.01Pa，，使用铂铑热电偶连续监控烧结炉中物料温度，使物料温度由室温连续升温至1180℃，进行第一阶段烧结处理，烧结时间4h；
第二烧结阶段时，将物料温度升至1210℃，升温速率为1℃/min，烧结1h后向烧结室中充入惰性气体，在气氛压力为0.3Mpa的条件下烧结1.5h；
第三烧结阶段时，先排出部分惰性气体，保持气氛压力在0.1Mpa，继续烧结1h，然后把物料温度降至1185℃，降温速率为1℃/min，保温10h。
烧结后，对高温磁体进行快速的冷却，冷却速度150℃/min。
(7)时效：所述磁体在830℃间保温20h,保温结束后对磁体以降温速度0.67℃/min进行缓慢降温至400℃后再保温10h，随炉冷却至室温，从而获得最终钐钴稀土磁体。
实施例一的各实施例和各对比例的熔炼阶段压力参数如表2：
表2
Figure BDA0003045925170000061
实施例一各实施例和对比例的铸锭的元素成分如表3示：
表3
Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Zr(at％)
实施例1.1 11.38 56.17 25.98 4.91 1.56
实施例1.2 11.39 56.19 25.93 4.94 1.55
实施例1.3 11.41 56.21 25.88 4.95 1.55
实施例1.4 11.41 56.25 25.87 4.93 1.54
实施例1.5 11.43 56.15 25.93 4.94 1.55
实施例1.6 11.43 56.2 25.91 4.93 1.53
实施例1.7 11.42 56.2 25.89 4.95 1.54
实施例1.8 11.43 56.16 25.93 4.95 1.53
实施例1.9 11.44 56.12 25.92 4.97 1.55
对比例2.1 11.15 56.74 25.94 4.62 1.55
对比例2.2 11.21 56.66 25.89 4.73 1.51
对比例2.3 11.23 56.49 25.96 4.76 1.56
对比例2.4 11.12 56.79 25.94 4.63 1.52
对比例2.5 11.27 56.49 25.95 4.74 1.55
对比例2.6 11.25 56.46 25.98 4.76 1.55
对比例2.7 11.25 56.52 25.94 4.77 1.52
对比例2.8 11.21 56.49 25.94 4.85 1.51
对比例2.9 11.21 56.56 25.92 4.75 1.56
对比例2.10 11.15 56.67 26.02 4.62 1.54
对比例2.11 11.28 56.66 25.96 4.55 1.55
对比例2.12 11.31 56.59 25.99 4.59 1.52
实施例一各实施例与对比例中铸锭实际成分与设计成分偏差量如表4所示：
表4
ΔSm(at％) ΔCo(at％) ΔFe(at％) ΔCu(at％) ΔZr(at％)
实施例1.1 0.07 -0.02 -0.08 0.09 -0.06
实施例1.2 0.06 -0.04 -0.03 0.06 -0.05
实施例1.3 0.04 -0.06 0.02 0.05 -0.05
实施例1.4 0.04 -0.1 0.03 0.07 -0.04
实施例1.5 0.03 -0.01 -0.03 0.06 -0.05
实施例1.6 0.02 -0.05 -0.01 0.07 -0.03
实施例1.7 0.03 -0.05 0.01 0.05 -0.04
实施例1.8 0.02 -0.01 -0.03 0.05 -0.03
实施例1.9 0.01 0.03 -0.02 0.03 -0.05
对比例2.1 0.3 -0.59 -0.04 0.38 -0.05
对比例2.2 0.24 -0.51 0.01 0.27 -0.01
对比例2.3 0.22 -0.34 -0.06 0.24 -0.06
对比例2.4 0.33 -0.64 -0.04 0.37 -0.02
对比例2.5 0.18 -0.34 -0.05 0.26 -0.05
对比例2.6 0.2 -0.31 -0.08 0.24 -0.05
对比例2.7 0.2 -0.37 -0.04 0.23 -0.02
对比例2.8 0.24 -0.34 -0.04 0.15 -0.01
对比例2.9 0.24 -0.41 -0.02 0.25 -0.06
对比例2.10 0.3 -0.52 -0.12 0.38 -0.04
对比例2.11 0.17 -0.51 -0.06 0.45 -0.05
对比例2.12 0.14 -0.44 -0.09 0.41 -0.02
实施例一各实施例和对比例中的最终磁体元素成分如表5所示：
表5
Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Zr(at％)
实施例1.1 11.37 56.18 26.01 4.89 1.55
实施例1.2 11.38 56.22 25.95 4.91 1.54
实施例1.3 11.41 56.14 25.96 4.93 1.56
实施例1.4 11.41 56.22 25.91 4.91 1.55
实施例1.5 11.42 56.13 25.99 4.92 1.54
实施例1.6 11.42 56.16 25.96 4.92 1.54
实施例1.7 11.41 56.25 25.91 4.91 1.52
实施例1.8 11.43 56.2 25.94 4.92 1.51
实施例1.9 11.43 56.12 25.96 4.95 1.54
对比例2.1 11.13 56.86 25.91 4.58 1.52
对比例2.2 11.18 56.69 25.95 4.66 1.52
对比例2.3 11.21 56.62 25.93 4.71 1.53
对比例2.4 11.21 56.62 25.95 4.71 1.51
对比例2.5 11.24 56.52 25.99 4.72 1.53
对比例2.6 11.21 56.53 26.03 4.71 1.52
对比例2.7 11.21 56.57 25.97 4.73 1.52
对比例2.8 11.19 56.51 26.04 4.75 1.51
对比例2.9 11.16 56.63 25.96 4.72 1.53
对比例2.10 11.13 56.73 26.05 4.58 1.51
对比例2.11 11.11 56.84 26.04 4.49 1.52
对比例2.12 11.15 56.87 25.94 4.51 1.53
实施例一各实施例与对比例中最终磁体实际成分与设计成分偏差量如表6所示：
表6
ΔSm(at％) ΔCo(at％) ΔFe(at％) ΔCu(at％) ΔZr(at％)
实施例1.1 0.08 -0.03 -0.11 0.11 -0.05
实施例1.2 0.07 -0.07 -0.05 0.09 -0.04
实施例1.3 0.04 0.01 -0.06 0.07 -0.06
实施例1.4 0.04 -0.07 -0.01 0.09 -0.05
实施例1.5 0.02 0.03 -0.09 0.08 -0.04
实施例1.6 0.03 -0.01 -0.06 0.08 -0.04
实施例1.7 0.04 -0.1 -0.01 0.09 -0.02
实施例1.8 0.02 -0.05 -0.04 0.08 -0.01
实施例1.9 0.02 0.03 -0.06 0.05 -0.04
对比例2.1 0.32 -0.71 -0.01 0.42 -0.02
对比例2.2 0.27 -0.54 -0.05 0.34 -0.02
对比例2.3 0.24 -0.47 -0.03 0.29 -0.03
对比例2.4 0.24 -0.47 -0.05 0.29 -0.01
对比例2.5 0.21 -0.37 -0.09 0.28 -0.03
对比例2.6 0.24 -0.38 -0.13 0.29 -0.02
对比例2.7 0.24 -0.42 -0.07 0.27 -0.02
对比例2.8 0.26 -0.36 -0.14 0.25 -0.01
对比例2.9 0.29 -0.48 -0.06 0.28 -0.03
对比例2.10 0.32 -0.58 -0.15 0.42 -0.01
对比例2.11 0.34 -0.69 -0.14 0.51 -0.02
对比例2.12 0.3 -0.72 -0.04 0.49 -0.03
对实施例和对比例得到的钐钴稀土磁体进行取样测试，样品尺寸D10mm*10mm(轴向充磁)，磁性能测试设备为ATM-4A，在20℃的环境温度下测试剩磁Br、内禀矫顽力Hcj、磁感矫顽力Hcb、最大磁能积(BH)max，临界磁场Hk等相关磁性能数据，如表7所示：
表7
Br(kGs) Hcj(kOe) Hcb(kOe) BHmax(MGOe) Hk(kOe) SQ
实施例1.1 12.04 25.43 11.13 33.50 19.17 75.4％
实施例1.2 12.01 25.45 11.12 33.39 19.02 74.7％
实施例1.3 12.05 25.33 11.08 33.38 19.98 78.9％
实施例1.4 12.05 25.98 11.15 33.59 20.25 77.9％
实施例1.5 12.07 26.12 11.23 33.89 20.32 77.8％
实施例1.6 12.11 25.91 11.18 33.85 20.15 77.8％
实施例1.7 12.09 25.64 11.21 33.88 20.59 80.3％
实施例1.8 12.11 25.77 11.19 33.88 20.96 81.3％
实施例1.9 12.12 26.34 11.25 34.09 21.12 80.2％
对比例2.1 11.78 11.53 9.63 28.36 8.38 72.7％
对比例2.2 11.82 12.22 9.87 29.17 7.58 62.0％
对比例2.3 11.83 15.32 10.15 30.02 9.11 59.5％
对比例2.4 11.78 12.45 9.22 27.15 7.63 61.3％
对比例2.5 11.82 13.45 10.23 30.23 8.87 65.9％
对比例2.6 11.85 14.36 10.21 30.25 9.25 64.4％
对比例2.7 11.84 14.58 10.25 30.34 9.32 63.9％
对比例2.8 11.87 14.85 10.19 30.24 9.55 64.3％
对比例2.9 11.81 14.32 10.31 30.44 8.36 58.4％
对比例2.10 11.73 10.98 10.21 29.94 7.35 66.9％
对比例2.11 11.84 15.14 10.41 30.81 9.98 65.9％
对比例2.12 11.86 15.23 10.58 31.37 10.12 66.4％
根据上表可知，使用本方法所制备的钐钴磁体磁能积高，磁体退磁曲线方形度好，力学性能优良，具有稳定可靠的工作性能。
实施例二
本发明实施例二还提供如下所示实施例和对比例：
其中，实施例和对比例均采用如表8所示的磁体成分：
表8
元素 Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Zr(at％)
比例 11.6 53.5 28 5.5 1.4
实施例和对比例均采用如下制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：按照表8设计的磁体成分进行配料；
(2)熔炼铸造：采用中频感应熔炼的方式依次经过第一熔炼阶段、第二熔炼阶段和第三熔炼阶段将金属物料熔化后采用旋转冷却辊的方式进行铸造得到合金锭，第一熔炼阶段，充入Ar气保持熔炼室真空度为12kPa，使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度，后使物料温度由室温连续升温至1050℃，升温速率为30℃/min；第二熔炼阶段，充入Ar气保持熔炼室真空度为45kPa，使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度，使物料温度由1050℃连续升温至1250℃，升温速率为15℃/min；第三熔炼阶段，充入Ar气保持熔炼室真空度为85kPa，使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度,使物料温度由1250℃连续升温至1550℃，升温速率为25℃/min，在1550℃保温精炼5min后进行浇铸,冷却后得到磁体铸锭。
实施例二熔炼后的铸锭成分见下表9所示：
表9
元素 Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Zr(at％)
铸锭成分比例 11.58 53.45 28.07 5.48 1.42
(3)粗破碎：将均一化处理后的铸锭在惰性气体的保护下采用球磨破碎进行粗破碎，得到粒度等于80目的粉末；
(4)气流磨：粗破碎后的粉末再进行气流磨破碎研磨，得到平均粒度为4.5um的合金粉；
(5)压制成型:将合金粉置于磁场压机中进行磁场取向压制，然后对压制的生坯进行冷等静压压制；
(6)烧结：将生坯放入烧结炉中进行第一烧结阶段处理，控制烧结气氛压力,使各实施例的第一烧结阶段气氛压力分别如表10所示，使用铂铑热电偶连续监控烧结炉中物料温度，使物料温度由室温连续升温至1170℃，进行第一阶段烧结处理，烧结时间4h；
第二烧结阶段时，将物料温度升至1215℃，升温速率为1℃/min，烧结0.8h后向烧结室中充入惰性气体，使各实施例的第二烧结阶段气氛压力分别如表10所示，在对应气氛压力条件下烧结1h；
第三烧结阶段时，先排出部分惰性气体，使各实施例的第三烧结阶段气氛压力分别如表10所示，继续烧结1.5h，然后把物料温度降至1185℃，降温速率为1℃/min，保温14h。
烧结后，对高温磁体进行快速的冷却，冷却速度140℃/min。
(7)时效：所述磁体在真空氛围下830℃保温20h,保温结束后对磁体以降温速度0.6℃/min进行缓慢降温至400℃后再保温10h，随炉冷却至室温，从而获得最终钐钴稀土磁体。
实施例二各实施例和各对比例的各烧结阶段的气氛压力参数见表10所示：
表10
Figure BDA0003045925170000131
各实施例和对比例的烧结后磁体的元素成分如表11所示：
表11
Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Zr(at％)
实施例3.1 11.55 53.48 28.12 5.43 1.42
实施例3.2 11.54 53.53 28.05 5.45 1.43
实施例3.3 11.55 53.49 28.12 5.43 1.41
实施例3.4 11.54 53.44 28.13 5.46 1.43
实施例3.5 11.56 53.49 28.07 5.46 1.42
实施例3.6 11.56 53.57 28.05 5.43 1.39
实施例3.7 11.53 53.51 28.08 5.45 1.43
实施例3.8 11.56 53.53 28.03 5.47 1.41
实施例3.9 11.54 53.45 28.06 5.51 1.44
实施例3.10 11.57 53.41 28.07 5.53 1.42
对比例4.1 11.34 53.62 28.23 5.43 1.38
对比例4.2 11.23 53.95 28.25 5.22 1.35
对比例4.3 11.36 53.74 28.04 5.48 1.38
对比例4.4 11.25 53.92 28.18 5.31 1.34
对比例4.5 11.31 53.81 28.04 5.42 1.42
对比例4.6 11.35 53.73 28.06 5.43 1.43
对比例4.7 11.46 53.54 28.11 5.46 1.43
各实施例与对比例中烧结后磁体的元素成分偏差量如表12所示：
表12
ΔSm(at％) ΔCo(at％) ΔFe(at％) ΔCu(at％) ΔZr(at％)
实施例3.1 0.05 0.02 -0.12 0.07 -0.02
实施例3.2 0.06 -0.03 -0.05 0.05 -0.03
实施例3.3 0.05 0.01 -0.12 0.07 -0.01
实施例3.4 0.06 0.06 -0.13 0.04 -0.03
实施例3.5 0.04 0.01 -0.07 0.04 -0.02
实施例3.6 0.04 -0.07 -0.05 0.07 0.01
实施例3.7 0.07 -0.01 -0.08 0.05 -0.03
实施例3.8 0.04 -0.03 -0.03 0.03 -0.01
实施例3.9 0.06 0.05 -0.06 -0.01 -0.04
实施例3.10 0.03 0.09 -0.07 -0.03 -0.02
对比例4.1 0.26 -0.12 -0.23 0.07 0.02
对比例4.2 0.37 -0.45 -0.25 0.28 0.05
对比例4.3 0.24 -0.24 -0.04 0.02 0.02
对比例4.4 0.35 -0.42 -0.18 0.19 0.06
对比例4.5 0.29 -0.31 -0.04 0.08 -0.02
对比例4.6 0.25 -0.23 -0.06 0.07 -0.03
对比例4.7 0.14 -0.04 -0.11 0.04 -0.03
对实施例和对比例得到的钐钴稀土磁体进行取样测试，样品尺寸D10*10mm(轴向充磁)，磁性能测试设备为ATM-4A，在20℃的环境温度下测试剩磁Br、内禀矫顽力Hcj、磁感矫顽力Hcb、最大磁能积(BH)max，临界磁场Hk等相关磁性能数据，如表13所示：
表13
Br(kGs) Hc(kOe) Hcb(kOe) BHmax(MGOe) Hk(kOe) SQ
实施例3.1 12.18 26.32 11.23 34.20 19.21 73.0％
实施例3.2 12.23 26.12 11.28 34.49 19.25 73.7％
实施例3.3 12.21 26.68 11.25 34.34 19.36 72.6％
实施例3.4 12.25 26.85 11.26 34.48 19.85 73.9％
实施例3.5 12.25 26.54 11.32 34.67 19.84 74.8％
实施例3.6 12.24 26.65 11.28 34.52 19.35 72.6％
实施例3.7 12.19 26.36 11.27 34.35 19.56 74.2％
实施例3.8 12.25 26.45 11.31 34.64 20.11 76.0％
实施例3.9 12.26 26.38 11.32 34.70 20.01 75.9％
实施例3.10 12.25 26.81 11.33 34.70 20.23 75.5％
对比例4.1 12.03 14.23 10.12 30.44 9.21 64.7％
对比例4.2 11.95 12.33 9.68 28.92 7.85 63.7％
对比例4.3 12.05 12.74 10.11 30.46 7.66 60.1％
对比例4.4 11.96 11.89 10.05 30.05 7.36 61.9％
对比例4.5 12.01 12.21 10.22 30.69 7.34 60.1％
对比例4.6 11.97 13.42 10.34 30.94 8.25 61.5％
对比例4.7 12.04 14.35 10.46 31.48 9.13 63.6％
根据上表可知，使用本方法所制备的钐钴磁体磁能积高，磁体退磁曲线方形度好，力学性能优良，具有稳定可靠的工作性能。
实施例三
本发明实施例三还提供如下所示实施例和对比例：
其中，实施例和对比例均采用如表14所示的磁体成分：
表14
元素 Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Ti(at％)
比例 11.65 58.25 23.5 4.5 2.1
采用如下制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：按照表14的磁体成分进行配料；
(2)熔炼铸造：采用中频感应熔炼的方式依次经过第一熔炼阶段、第二熔炼阶段和第三熔炼阶段将金属物料熔化后采用旋转冷却环壁的方式进行铸造得到合金锭，第一熔炼阶段，充入Ar气保持熔炼室真空度为12kPa，使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度，后使物料温度由室温连续升温至1050℃，升温速率为30℃/min；第二熔炼阶段，充入Ar气保持熔炼室真空度为45kPa，使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度，后使物料温度由1050℃连续升温至1350℃，升温速率为15℃/min；第三熔炼阶段，充入Ar气保持熔炼室真空度为85kPa，使用红外测温仪连续监控坩埚内物料温度,使物料温度由1347℃连续升温至1550℃，升温速率为25℃/min，在1550℃保温精炼5min后进行浇铸,冷却后得到磁体铸锭。第三熔炼阶段充入Ar过程没有提高熔炼室的热量供应，物料温度下降至1347℃。
实施例三的实施例铸锭的元素成分如表15示：
表15
Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Ti(at％)
实施例5 11.60 58.39 23.42 4.46 2.13
实施例三的实施例铸锭实际成分与设计成分偏差量如表16所示：
表16
ΔSm(at％) ΔCo(at％) ΔFe(at％) ΔCu(at％) ΔTi(at％)
实施例5 0.05 -0.14 0.08 0.04 -0.03
(3)粗破碎：将均一化处理后的铸锭在惰性气体的保护下采用气流冲击破碎进行粗破碎，得到粒度等于80目的粉末；
(4)气流磨：粗破碎后的粉末再进行气流磨破碎研磨，得到平均粒度为5.5um的合金粉；
(5)压制成型:将合金粉置于磁场压机中进行磁场取向压制，然后对压制的生坯进行冷等静压压制；
(6)烧结：将生坯放入烧结炉中进行第一烧结阶段处理，控制烧结气氛压力为0.01Pa，使用铂铑热电偶连续监控烧结炉中物料温度，使物料温度由室温连续升温至1180℃，进行第一阶段烧结处理，烧结时间4h；
第二烧结阶段时，将物料温度升至1210℃，升温速率为1℃/min，烧结1h后向烧结室中充入惰性气体，在气氛压力为0.3Mpa的条件下烧结1.5h；
第三烧结阶段时，先排出部分惰性气体，保持气氛压力在0.1Mpa，继续烧结1h，然后把物料温度降至1185℃，降温速率为1℃/min，保温8h。
烧结后，对高温磁体进行快速的冷却，冷却速度150℃/min。
(7)时效：所述磁体在830℃间保温20h,保温结束后对磁体以降温速度0.67℃/min进行缓慢降温至400℃后再保温10h，随炉冷却至室温，从而获得最终钐钴稀土磁体。
实施例三的实施例最终磁体元素成分如表17所示：
表17
Sm(at％) Co(at％) Fe(at％) Cu(at％) Ti(at％)
实施例5 11.58 58.5 23.41 4.43 2.08
实施例三的实施例中最终磁体实际成分与设计成分偏差量如表18所示：
表18
ΔSm(at％) ΔCo(at％) ΔFe(at％) ΔCu(at％) ΔTi(at％)
实施例5 0.07 -0.25 0.09 0.07 0.02
对实施例得到的钐钴稀土磁体进行取样测试，样品尺寸D10mm*10mm(轴向充磁)，磁性能测试设备为ATM-4A，在20℃的环境温度下测试剩磁Br、内禀矫顽力Hcj、磁感矫顽力Hcb、最大磁能积(BH)max，临界磁场Hk等相关磁性能数据，如表19所示：
表19
Br(kGs) Hcj(kOe) Hcb(kOe) BHmax(MGOe) Hk(kOe) SQ
实施例5 11.86 25.69 11.15 33.06 19.25 74.9％
根据上表可知，使用本方法所制备的钐钴磁体磁能积高，磁体退磁曲线方形度好，力学性能优良，具有稳定可靠的工作性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种钐钴稀土磁体的制备方法，其特征在于，所述钐钴稀土磁体的熔炼过程包括第一熔炼阶段、第二熔炼阶段和第三熔炼阶段，
所述第一熔炼阶段的真空度为10kPa～15kPa，所述第一熔炼阶段的熔炼温度从室温升温至T1，所述T1为1050℃～1100℃；
所述第二熔炼阶段的真空度为40kPa～50kPa，所述第二熔炼阶段的熔炼温度从T2升温至T3，所述T2为1050℃～1100℃,所述T3为1250℃～1350℃；
所述第三熔炼阶段的真空度为70kPa～90kPa，所述第三熔炼阶段的熔炼温度从T4升温至T5，所述T4为1250℃～1350℃，所述T5为1500℃～1600℃；
所述钐钴稀土磁体按照RxFeyCo1-x-y-p-qCupMq进行配料，其中，R仅是Sm或者是含有Sm的2种以上的稀土元素；M元素为Zr、Ti、Hf元素中的至少一种；
且原子百分比为0.11≤x≤0.12,0.15≤y≤0.35,0.04≤p≤0.075，0.01≤q≤0.035，并满足0.05≤p+q≤0.11,7.5≤(1-x)/x≤8.0,1.5≤p/q≤4.5。
2.根据权利要求1所述的钐钴稀土磁体的制备方法，其特征在于：所述熔炼的压力气氛为惰性气体气氛。
3.根据权利要求1所述的钐钴稀土磁体的制备方法，其特征在于：还包括将所述熔炼熔化得到的合金液依次经过铸造、制粉、压制成型、烧结和时效处理。
4.根据权利要求3所述的钐钴稀土磁体的制备方法，其特征在于，所述铸造为在1450℃～1600℃下将合金液通过甩带铸造或离心铸造得到合金锭。
5.根据权利要求3所述的钐钴稀土磁体的制备方法，其特征在于，所述制粉为将经过均一化处理后的合金锭依次进行粗破碎和气流磨制得合金粉，所述合金粉的平均粒度为4um～6um。
6.根据权利要求3所述的钐钴稀土磁体的制备方法，其特征在于：所述压制成型为将合金粉经过磁场取向压制和冷等静压压制得到生坯。
7.根据权利要求3所述的钐钴稀土磁体的制备方法，其特征在于，所述烧结处理包括:第一烧结阶段、第二烧结阶段和第三烧结阶段；
所述第一烧结阶段的气氛压力小于或等于0.1Pa，烧结温度为小于或等于1190℃，所述第一烧结阶段时间为1～10h；
所述第二烧结阶段先将烧结温度升至1190℃～1220℃，烧结0.5h～2h后向烧结室中充入惰性气体，在气氛压力为0.15Mpa～0.6Mpa的条件下烧结0.5h～2h；
所述第三烧结阶段先排出部分惰性气体，保持气氛压力在0.08Mpa～0.15Mpa之间，继续烧结0.5h～2h，然后把烧结温度降至1150℃～1190℃，保温5h～20h。
8.根据权利要求3所述的钐钴稀土磁体的制备方法，其特征在于，所述的时效处理在真空环境或者惰性气体氛围下进行，所述时效处理的温度为800℃～850℃，保温15h～30h后降温至360℃～400℃，降温速度小于或等于1.2℃/min，再进行保温2h～20h，之后冷却至室温，即得所述的钐钴稀土磁体。
9.一种钐钴稀土磁体，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述钐钴稀土磁体的制备方法制得。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101882494A (zh) * 2010-05-17 2010-11-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种钐钴系烧结磁体材料及其制备方法
CN103310932A (zh) * 2013-05-31 2013-09-18 太原天和高新技术有限公司 2:17型钐钴系烧结永磁材料及其制备方法
CN105047342A (zh) * 2015-08-28 2015-11-11 湖南航天磁电有限责任公司 一种提高钐钴磁加工质量及合格率的方法
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
CN109411225A (zh) * 2018-09-07 2019-03-01 杭州永磁集团有限公司 一种钐钴磁体的制备工艺
CN109859945A (zh) * 2019-03-01 2019-06-07 杭州科德磁业有限公司 一种高温钐钴永磁材料的制备方法
CN110923484A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 成都建极微波技术有限公司 一种含高熔点合金元素的钛合金铸锭的熔炼方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101882494A (zh) * 2010-05-17 2010-11-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种钐钴系烧结磁体材料及其制备方法
CN103310932A (zh) * 2013-05-31 2013-09-18 太原天和高新技术有限公司 2:17型钐钴系烧结永磁材料及其制备方法
CN105047342A (zh) * 2015-08-28 2015-11-11 湖南航天磁电有限责任公司 一种提高钐钴磁加工质量及合格率的方法
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
CN109411225A (zh) * 2018-09-07 2019-03-01 杭州永磁集团有限公司 一种钐钴磁体的制备工艺
CN110923484A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 成都建极微波技术有限公司 一种含高熔点合金元素的钛合金铸锭的熔炼方法
CN109859945A (zh) * 2019-03-01 2019-06-07 杭州科德磁业有限公司 一种高温钐钴永磁材料的制备方法

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