WO2013107274A1 - 纳米Cu粉掺杂制备高矫顽力SmCoFeCuZr高温永磁体的方法 - Google Patents

纳米Cu粉掺杂制备高矫顽力SmCoFeCuZr高温永磁体的方法 Download PDF

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WO2013107274A1
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刘卫强
左建华
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Definitions

  • 2:17 type SmCo permanent magnet material is the material of choice for high temperature permanent magnet applications due to its excellent magnetic properties, high Curie temperature and strong corrosion resistance.
  • coercivity is the most important indicator of the magnetic properties of high temperature magnets.
  • the coercivity of the commercially available 2:17 rare earth permanent magnet materials decreases significantly with increasing temperature, ie, has a higher negative temperature coefficient ( ⁇ about -0, 3% / ⁇ ), the highest use At a temperature of 300 ° C, it is difficult to meet the current requirements for high temperature magnets.
  • High-temperature permanent magnet materials require low coercivity temperature coefficient and high coercivity to meet this requirement.
  • Second, the composition and process are adjusted to greatly increase the coercive force. To ensure sufficient coercivity at high temperatures. 2:17 type SmCo permanent magnets are also called SmCoFeCuZr permanent magnets, that is, alloys mainly composed of these five elements.
  • the invention adopts a method different from the prior art, firstly smelting by conventional powder metallurgy method
  • the SmCoFeCuZr alloy ingot is then prepared into a micron-sized alloy powder, and the commercial nano-C powder is additionally mixed with the SmCoFeCuZr alloy powder in a ratio, and then sintered and aged to obtain a 2:17 type SmCo sintered magnet. Due to the uniform distribution of the doped nano-Cu powder in the sintered magnet, the room temperature and high-temperature coercive force of the magnet can be greatly improved.
  • the magnet preparation method comprises the following steps:
  • Alloy melting The metal ruthenium, cobalt, copper, iron and zirconium each having a purity of 99% are used as raw materials, and the raw materials are smelted into an alloy liquid in a medium frequency induction furnace, and then poured into a water-cooled copper mold to be cooled to obtain an alloy ingot.
  • the composition of the alloy ingot is: Sm: 25.4 to 26.4 wt.%; Co: 57.0 to 58.0 wt.%; Fe: 5.5 wt.%: Cu: 7.8 wt%; Zr: 3, 3 wt.%.
  • SmCoFeCuZr powder Includes two processes of coarse crushing and milling. The ingot is crushed by a jaw crusher-disc mill and passed through a 40-mesh sieve to obtain a coarse powder of less than 380 ⁇ m. Then the powder is placed in a rolling tank of No. 120 aviation gasoline as a medium for rolling ball milling for 6 hours. 3, 6 and lOram, respectively, the ball to material ratio is 6:1. The ball milled powder was taken out and dried in the air to obtain a SmCoFeCuZr powder having a particle size of 3 to 8 ⁇ m.
  • the Cu powder having a particle size of 20 to 100 nm and the SmCoFeCuZr powder are mixed and placed in a rolling ball mill, and mixed for 2 hours to obtain a mixed powder, wherein the nano-Cu powder accounts for 0.25 to L0 wt% of the mixed powder. Then, the mixed powder was placed in a mold and molded under a vertical orientation magnetic field of a magnetic field of 2T, and then pressed under isostatic pressing at a pressure of 200 MPa to obtain a compact.
  • the magnets doped with nano-Cu powder with the increase of the doping amount of the nano-Cu powder, the coercive force of the sintered magnets with different compositions are greatly increased, the room-temperature coercive force is increased by 2 to 2.5 times, and the coercive force at high temperature And the magnetic energy product has also been significantly improved.
  • the coercivity and magnetic energy product of doped nano-Cu powder magnets at 500 °C are significantly higher than those of undoped magnets. Therefore, the prepared nano-Cu powder doped magnet is very advantageous for use in a high temperature environment.
  • the alloy is smelted.
  • the metal lanthanum, cobalt, copper, iron and zirconium with a purity of 99% are used as raw materials, and the raw materials are smelted into an alloy liquid in a medium frequency induction furnace, and then poured into a water-cooled copper mold to obtain three different compositions of SmCoCuFeZr alloy ingots.
  • Alloy ingot A Sm: 26.4 wt.%; Co: 57.0 wt.%; Fe: 5.5 wt.%; C: 7.8 wt%; Zr: 3.3 wt.%; Alloy ingot B: Sm: 25.9 wt.% Co: 57.5.0 wt.%; Fe: 5.5 wt.%; C: 7.8 wt%; Zr: 3.3 wt.%; Alloy ingot C: Sm: 25.4 wt.%; Co: 58.0 wt.%; Fe: 5.5 wt.%; Cu: 7.8 wt%; Zr: 3, 3 wt.%.
  • SmCoFeCuZr powder was prepared by coarse crushing and milling.
  • the alloy ingots A, B, and C are crushed by a jaw crusher-disc mill and passed through a 40-mesh sieve to obtain a coarse powder of less than 380 ⁇ m.
  • the coarse powder is placed in a rolling tank of No. 120 aviation gasoline as a medium for rolling ball milling.
  • the grinding balls were made of 3, 6 and iOmm mixed steel balls with a ball-to-batch ratio of 6: i.
  • the ball mill powder was taken out and dried in the air to obtain SmCoFeCuZr powders A, B, and C having a particle size of 3 to 8 ⁇ m.
  • the Cu powder having a particle size of 20-100 nm was mixed in a weight ratio of 0.25 to 1.0 wt.% and SmCoFeCuZr powder in a rolling ball mill, and mixed for 2 hours to obtain a mixed powder.
  • the mixed powder was placed in a mold and molded under a vertical orientation magnetic field having a magnetic field of 2 T, and then pressed under a pressure of 200 MPa to obtain a green compact.
  • the compact is at 1180. C ⁇ 1190.
  • a nano-Cu powder (average particle size of 20 nm) having a weight ratio of 0.25 wt.% was uniformly mixed with SmCoFeCuZr powder A, and sintered after 2T magnetic field orientation molding.
  • nano-Cu powder 0.5 wt.% of the nano-Cu powder (average particle size of 50 nm) was uniformly mixed with SmCoFeCuZr powder A, and the magnetic field was oriented and sintered.
  • nano-Cu powder (average particle size of 100 nm) was uniformly mixed with SmCoFeCuZr powder A, and formed by magnetic field orientation and sintered.
  • Aging heat treatment process incubated at 840 ° C for 12 hours, then cooled to 420 ° C at a cooling rate of 0.5 ° C / mjjti, and kept for 10 hours, then naturally cooled to room temperature.
  • the magnetic properties of the obtained magnet are shown in Table 4.
  • SmCoFeCuZr powder A which was not doped with nano Cu powder was sintered after being oriented in a magnetic field of 2T. Sintering process: pre-burning at 180 ⁇ for 0.5 hours, then argon gas protection at 1230 ° C for 1.5 '. At the same time, it was treated with a solution of 1 90 Torr for 3, 5 hours, and then air-cooled to room temperature and then discharged.
  • the % nano-Cu powder (average particle size of 50 nm) is uniformly mixed with SmCoFeCuZr powder B, and is sintered after 2T magnetic field orientation molding.
  • 0.5 wt.% of the nano-Cu powder (average particle size of 100 nm) was uniformly mixed with the SmCoFeCuZr powder B, and the magnetic field was oriented and sintered. Sintering process: pre-fired at 190 Torr for 0.5 hour, then argon-protected at 1225 Torr for 1.5 hours, then treated with solution at 180 °C for 3, 5 hours, then air-cooled to room temperature and then discharged.
  • the undoped nano-Cu powder is oriented in the magnetic field and sintered. Sintering process: pre-fired at 190 Torr for 0.5 hour, then argon-protected and sintered at 1230 ° C for 1.5 hours, and then solution treated at 180 ° C for 3, 5 hours, then air-cooled to room temperature and then discharged.
  • the % nano-Cu powder (average particle size of 50 nm) is uniformly mixed with SmCoFeCuZr powder C, and is sintered after 2T magnetic field orientation molding.
  • SmCoFeCuZr powder C which was not doped with nano-Cu powder was sintered after being oriented in a magnetic field of 2T. Sintering process: pre-fired at 1190 Torr for 0.5 hour, then argon-protected at 1230 ° C for 1.5 hours, then treated with 1180 ⁇ for 3.5 hours, then air cooled to room temperature and then discharged.
  • Aging heat treatment process incubated at 840 ° C for 12 hours, then cooled to 420 ° C at a cooling rate of 0.4 ° C / mjjti, and kept for 10 hours, then naturally cooled to room temperature.
  • the magnetic properties of the obtained magnet are shown in Table 12.
  • the nano-Cu powder prepared by the method of the present invention is prepared by the method of preparing a 2:17 type samarium-cobalt-based sintered magnet with an increase of the doping amount of the nano-Cu powder compared with the undoped magnet.
  • Sintered magnet The coercive force is greatly increased, the room temperature coercive force is increased by 2 to 2.5 times, and the coercive force and magnetic energy product are also significantly improved at high temperatures.
  • the magnet doped with lwl.% Cu nanopowder has a coercive force at room temperature of 32 kOe or more, 5 (K).
  • the maximum magnetic energy product of the magnet at C is 7,66 MGOe. Therefore, the prepared nano-Cu powder doped magnet is very advantageous for use in a high temperature environment.

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Abstract

一种纳米Cu粉掺杂制备高矫顽力SmCoFeCuZr高温永磁体的方法，属于稀土永磁材料制备技术领域。首先采用传统的粉末冶金法熔炼出SmCoFeCuZr合金铸锭，然后将其制备成微米级的合金粉末，再另外将商业纳米Cu粉末按比例与SmCoFeCuZr合金粉末混合均匀，然后经过烧结和时效处理得到2:17型SmCo烧结磁体。由于掺杂的纳米Cu粉在烧结磁体中均匀分布，能够大幅度提高磁体的室温和高温矫顽力。烧结磁体的矫顽力均大幅度增加，室温矫顽力提高2～2.5倍，500°C时掺杂纳米Cu粉磁体的矫顽力和磁能积均明显高于未掺杂磁体的。因此制备的纳米Cu粉掺杂磁体十分有利于在高温环境下使用。

Description

纳米 粉掺杂制备高矫顽力 S CoFeC Zr高温永磁体的方法 技术领域
一种提高 2:17型钐钴永磁体矫顽力的制备方法， 属于稀土永磁材料制备技 背景技术
目前，航空航天和国防军工的快速发展对高温永磁体提出了更高的要求，要 求磁体经常工作在 400T 500。C甚至更高的温度环境。这就要求永磁材料不但要 有高的磁性能， 还要求具有优异的高温磁特性， 因此， 高温永磁重新成为科研人 员的研究热点。
2:17型 SmCo永磁材料由于具有优异的磁性能、高的居里温度和强的耐腐蚀 性等优点而成为高温永磁应用的首选材料。对高温永磁体而言，矫顽力是衡量高 温磁体磁性能的最重要指标。 然而， 已经商业化的 2:17型稀土永磁材料的矫顽 力均随温度的升高而显著下降, 即具有较高的负温度系数 (β 约- 0,3%/Ό), 最高 使用温度为 300°C , 很难满足现在对高温磁体的要求。
高温永磁材料要求具有低矫顽力温度系数和高矫顽力 要达到这一要求，一 是通过添加一些重稀土金属元素 (如 Ho, Er, Dy, Gd等)作温度补偿可改善材料 的高温稳定性， 但是， 这些合金元素的添加使材料的饱和磁化强度降低， 从而降 低了材料的最大磁能积， 并且成本也增加的较多； 二是调整成分和工艺， 大幅度 地增加矫顽力，从而保证在高温时还有足够的矫顽力。 2:17型 SmCo永磁也称为 SmCoFeCuZr永磁, 即主要由这五种元素組成的合金。 其中， Cu元素对矫顽力 的影响很大， 合理调整 Cu的含量以及在磁体中的分布能大幅度提高矫顽力 , 同 时还能不提高成本。 目前， 现有技术都是采用传统的粉末冶金法制备 SraCoFeQiZr磁体， 通过熔炼合金祷锭时改变 Cu含量来改善其矫顽力， 已经将 磁体提高到 500°C时还具有 6k()e以上的矫顽力。 然而经过长期的研究， 采用这 种方法改善磁体矫顽力的提升空间已经不大。 为此， 急需开发出提高 2:17 型 SmCo永磁矫顽力的新方法。 发明内容
本发明采用与现有技术不一样的方法， 首先采用传统的粉末冶金法熔炼出 SmCoFeCuZr合金铸锭， 然后将其制备成微米级的合金粉末， 再另外将商业纳米 C 粉末按比例与 SmCoFeCuZr合金粉末混合均匀 , 然后经过烧结和时效处理得 到 2: 17型 SmCo烧结磁体。 由于掺杂纳米 Cu粉在烧结磁体中的均匀分布 , 能够 大幅度提高磁体的室温和高温矫顽力。 磁体制备方法包括以下步骤：
1. 合金熔炼。 选用纯度均为 99%的金属钐、 钴、 铜、 铁、 锆为原料， 将原料在 中频感应炉中熔炼成合金液体， 然后浇入水冷铜模中冷却得到合金铸锭。 合 金铸锭成分为， Sm:25.4~26.4wt.%； Co:57.0~58.0wt.%； Fe:5.5wt.%： Cu:7.8wt%; Zr:3,3wt.%。
2. 制备 SmCoFeCuZr粉末。 包括粗破碎和磨粉两个过程。 铸锭块经鄂式破碎机 -圓盘粉碎机破碎后过 40目的筛子得到小于 380微米的粗粉末， 然后将粉末 放入 120号航空汽油为介质的滚动罐中进行滚动球磨 6小时 钢球直径分别 为 3、 6和 lOram, 球料比为 6: 1。 球磨粉末取出后在空气中干燥得到粒度为 3-8微米的 SmCoFeCuZr粉末。
3. 混粉和成型 将粒度为 20〜100纳米的 Cu粉和 SmCoFeCuZr粉末混合放入滚 动球磨机中， 混粉 2 小时 得到混合粉末， 其中纳米 Cu粉占混合粉末的 0。25〜L0wt,%。然后将混合粉末放入模具中在磁场为 2T的垂直取向磁场下成 型， 再经 200MPa的压力等静压压制 , 获得压坯。
4. 烧结。先将压坯在 1180。C〜1190。C真空预烧 0,5小时， 然后在 1220。C~1230。C 氩气保护烧结 1.5小时,再经 1】80°C~119(TC固溶处理 3,5小时， 然后风冷至 室温后出炉。
5. 固溶时效处理。先在 840Ό下保温 10-12小时， 然后以 0.4~0.6°C/mi 的冷却 速度冷至 400°C~420°C , 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温， 得到纳米
Cu粉掺杂的高矫顽力烧结磁体。 本发明的优点：
提供的纳米 Cu粉掺杂的磁体， 随纳米 Cu粉掺杂量的增加， 不同成分的烧 结磁体的矫顽力均大幅度增加， 室温矫顽力提高 2〜2.5倍， 且高温下矫顽力和磁 能积也有明显提高。 500°C时掺杂纳米 Cu粉磁体的矫顽力和磁能积均明显高于 未摻杂磁体的。 因此制备的纳米 Cu粉掺杂磁体十分有利于在高温环境下使用。 f 图说明 图 1： 纳米 Cu粉掺杂 SmCoFeCuZr烧结磁体的工艺流程图。 具体实施方式
首先， 合金熔炼。 选用纯度 99%的金属钐、 钴、 铜、 铁、 锆为原料， 将原料 在中频感应炉中熔炼成合金液体 ,然后浇入水冷铜模中冷却得到三种不同成分的 SmCoCuFeZr合金铸锭。 合金铸锭 A: Sm:26.4wt.%; Co:57.0wt.%; Fe:5.5wt.%; C :7.8wt%; Zr:3.3wt.%;合金铸锭 B: Sm:25.9wt.%; Co:57.5.0wt.%; Fe:5.5wt.%; C :7.8wt%; Zr:3.3wt.%; 合金铸锭 C: Sm:25.4wt.%; Co:58.0wt.%; Fe:5.5wt.%; Cu:7.8wt%; Zr:3,3wt.%。
然后， 经粗破碎和磨粉制备 SmCoFeCuZr粉末。 合金铸锭 A、 B , C经鄂式 破碎机-圆盘粉碎机破碎后过 40目的筛子得到小于 380微米的粗粉末，将粗粉末 放入 120号航空汽油为介质的滚动罐中进行滚动球磨 6小时,磨球选用直径分别 为 3、 6和 iOmm混合钢球， 球料比为 6: i。球磨粉末取出后在空气中千燥得到粒 度为 3〜8微米的 SmCoFeCuZr粉末 A、 B、 C。
将粒度为 20-100纳米 Cu粉按 0.25〜1.0wt.%的重量比例和 SmCoFeCuZr粉 末混合放入滚动球磨机中， 混粉 2小时， 得到混合粉末。 将混合粉末放入模具中 在磁场为 2T的垂直取向磁场下成型, 再经 200MPa的压力等静压压制, 获得压 坯。 将压坯在 1180。C~1190。C真空预烧 0,5小时, 然后在 122(TC〜1230°C氩气保 护烧结 1.5小时， 再经〗180°C~1190°C固溶处理 3,5小时、 然后风冷至室温后出 炉。之后进行固溶时效处理，先在 84CTC下保温 10-12小时，然后以 0,4~0.6TJ/min 的冷却速度冷至 400°C〜420°C、 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温， 得到纳 米 Cu粉掺杂的高矫顽力烧结磁体。
下面， 根据混粉成型时掺入纳米 Cu的 度和重量比例的不同、 烧结工艺参 数和固溶时效热处理工艺参数的不同， 设计了以下几个具体实施例。 实施例 ί
将重量比为 0.25wt.%的纳米 Cu粉 (平均粒度为 20纳米)与 SmCoFeCuZr 粉末 A混合均匀, 在 2T的磁场取向成型后烧结。
烧结工艺： 在 118CTC真空预烧 0.5小时， 然后在 122CTC氩气保护烧结 1.5小 时， 再经 118CTC固溶处理 3.5小时, 然后风冷至室温后出炉。 时效热处理工艺： 在 840Ό下保温 10小时， 然后以 0,4°C/min的冷却速度冷 至 400°C , 并保温 10小时、 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 ί。 表 1 Α成分中掺杂 0.25wt.%纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性能
Figure imgf000006_0001
9,36 27.90 21.19
100 8,89 25.57 19.04
Figure imgf000006_0002
300 7.98 17,47 14,73
400 12,94 12,03
500 6.58 7.61 7.63 实施例 2
将 0.5wt.%的纳米 Cu粉 (平均粒度为 50纳米 )与 SmCoFeCuZr粉末 A混合 均匀， 磁场取向成型后烧结。
烧结工艺： 在 1180Ό真空预烧 0.5小时, 然后在 1230Ό氩气保护烧结 1.5小 时， 再经 1185 Ό固溶处理 3,5小时， 然后风冷至室温后出炉。
时效热处理工艺: 在 840°C下保温 12小时， 然后以 0.5°C/mjjti的冷却速度冷 至 420°C , 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能 o见表 2。
A成分中掺杂 0,5wt.%纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性能 磁性能
测试温度 ( I； )
Br(kGs) Hcj(kOe) (BH)max (MGOe) 8,95 29.15 18.11
100 8,89 25.85 15.56 200 7.98 21.77 13.17 300 7.37 17.61 11.13 400 6.77 12,74 9.16 500 6.11 7.53 7.15 实施例 3
将 0,75 wt,%的纳米 Cu粉 (平均粒度为 100纳米 )与 SmCoFeCuZr粉末 A 混合均匀， 磁场取向成型后烧结。
烧结工艺: 在 1190Ό真空预烧 0,5小时， 然后在 1230Ό氩气保护烧结 1.5 小时， 再经 1180 C固溶处理 3,5小时， 然后风冷至室温后出炉。
时效热处理工艺: 在 840°C下保温 10小时, 然后以 0,6。C/min的冷却速度 冷至 420°C ,并保温 10小时，随后自然冷却至室温。得到的磁体的磁性能见表 3。 表 3 A成分中掺杂 0.75wt,%纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁雜
磁性能
测试温度 ( I； )
Figure imgf000007_0001
8,86 30.57 17.84
100 8,33 24.40 15.63
200 7.95 19.88 13.63
300 7.44 15,98 11 ,72
400 6.75 11 ,61 9.37
500 6.12 7.19 7.12 实施例 4
将 1.0wi.%的纳米 Cu粉 (平均粒度为 50纳米 )与 SmCoFeCuZr粉末 A混合 均匀， 磁场取向成型后烧结。
烧结工艺: 在〗 185 °C真空预烧 0.5小时、 然后在 1230°C氩气保护烧结 1.5小 时, 再经 1190Ό固溶处理 3.5小时, 然后风冷至室温后出炉。 o
时效热处理工艺: 在 840°C下保温 12小时， 然后以 0.5°C/mjjti的冷却速度冷 至 420°C , 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 4。
A成分中掺杂 1.0wt.%纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性能
Br(kGs) (kOe) (BH)max (MGOe)
25 8,81 17.26
100 8,66 27.65 16.85
200 8,24 21.55 15.80
300 7.58 16,51
400 7.03 10,03
500 6.46 7.24 7.66 对比例 1
将未摻杂纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr粉末 A在 2T的磁场取向成型后烧结。 烧结工艺: 在】180Ό真空预烧 0.5小时、 然后在 1230°C氩气保护烧结 1.5 '. 时， 再经 1 90Ό固溶处理 3,5小时， 然后风冷至室温后出炉。
时效热处理工艺： 在 840Ό下保温 12小时， 然后以 0,4°C/min的冷却速度冷 至 410°C , 并保温 10小时、 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 5。
A成分的 SmCoFeQiZr烧结磁体的磁性能
Figure imgf000008_0001
9,71 12.86 21 ,9
100 9,48 11.55 20.92
200 8.75 10.76
300 8.15 10,41 15,24
400 7.26 10,21 11.9
500 5.88 6.43 6.78 实施例 5
将 0.25wt。％的纳米 Cu粉（平均粒度为 50纳米） 与 SmCoFeCuZr粉末 B混 合均匀， 在 2T的磁场取向成型后烧结。
烧结工艺: 在 1180TTC真空预烧 0.5小时， 然后在 1230Ό氩气保护烧结 1.5
Γ二、
小时, 再经 1185 °C固溶处理 3.5小时, 然后风冷至室温后出炉。 ： !、
时效热处理工艺: 在 840°C下保温 10小时， 然后以 0.6°C/min的冷 o却速度冷 至 400°C , 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 6。
B成分中掺杂 0.25wt.%纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性能
Br(kGs) (kOe) (BH)max (MGOe)
Figure imgf000008_0002
100 8,98 25.46 19.14
200 8,76 21.66 17.55
300 8.08 17.33 14.77
400 /.4.) 12,88 12.11
500 6.61 7.57 7.65 实施例 6
将 0.5wt.%的纳米 Cu粉 (平均粒度为 100纳米） 与 SmCoFeCuZr粉末 B混 合均匀， 磁场取向成型后烧结。 烧结工艺: 在】190Ό真空预烧 0.5小时、 然后在 1225Ό氩气保护烧结 1.5小 时， 再经 1 80Ό固溶处理 3,5小时， 然后风冷至室温后出炉。
时效热处理工艺: 在 84(TC下保温〗〗小时, 然后以 0,4°C/min的冷却速度冷 至 410°C , 并保温 10小时、 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 7 表 7 B成分中掺杂 0.5wt%纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性能
U-、 又 I } 1
Figure imgf000009_0001
8,98 29.11 18.06
100 8,95 25.81 15.44
200 7.99 21.72 13.12
300 7.47 17,55 11 ,09
400 6.82 12,65 9.12
500 6.15 7.48 7.23 实施例 7
将 1.0wi.%的纳米 Cu粉 (平均粒度为 20纳米）与 SmCoFeCuZr粉末 B混合 均匀， 磁场取向成型后烧结。
烧结工艺: 在 1】80Ό真空预烧 0.5小时， 然后在 1230°C氩气保护烧结 1 .5小 时， 再经 1185 Ό固溶处理 3.5小时, 然后风冷至室温后出炉。 〇
时效热处理工艺: 在 840°C下保温 10小时， 然后以 0.6°C/mjjti的冷却速度冷 至 420°C , 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 8
B成分中掺杂 l,0wt.%纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性能 测试温度 ( V ) 1
Br(kGs) (kOe) (BH)max (MGOe)
25 8,85 32.01 17.21
Figure imgf000009_0002
200 8,27 '·> 1 «;■·>
J 15.67
300 7.59 16.41 12.11
400 7.09 11 ,33 10, 12
500 6.48 6.81 7.57 对比例 2
将未摻杂纳米 Cu粉 磁场取向成型后烧结.. 烧结工艺: 在】190Ό真空预烧 0.5小时、 然后在 1230°C氩气保护烧结 1 .5小 时， 再经 1 80Ό固溶处理 3,5小时， 然后风冷至室温后出炉。
时效热处理工艺： 在 840Ό下保温 12小时， 然后以 0,4°C/min的冷却速度冷 至 420°C , 并保温 10小时、 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 9。 表 9 B成分的 SmCoFeQiZr烧结磁体的磁性
磁性能
测试温度 ( I； )
Figure imgf000010_0001
9,78 12.81 223
100 9.55 11.45 20.96
200 8.76 10.63
300 8.17 10,33
400 7.36 10, 17 12,22
500 5.95 6.41 6.91 实施例 8
将 0.25wt。％的纳米 Cu粉（平均粒度为 50纳米） 与 SmCoFeCuZr粉末 C混 合均匀， 在 2T的磁场取向成型后烧结。
Γ二、
烧结工艺： 在 1 180TTC真空预烧 0.5小时， 然后在 1230Ό氩气保护烧结】,5 小时， 再经 1185 °C固溶处理 3.5小时, 然后风冷至室温后出炉。
时效热处理工艺： 在 840'Ό下保温 1 0小时， 然后以 0.6°C/min的冷却速度冷 至 400°C , 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 10。
C成分中掺杂 0,25wt.'½纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性肯
Br(kGs) (kOe) (BH)max (MGOe)
25 9,42 27,45 21 ,27
100 8,95 75 ?7 19.08
200 8,78 21.23 17.62
300 8.11 17.11 14.65
400 7.39 12,59 12,08
500 6.63 7.67 7.59 实施例 9
将 1 ,0wL%的纳米 Cu粉 (平均粒度为 20纳米）与 SmCoFeCuZr粉末 C混合 均匀， 磁场取向成型后烧结。
烧结工艺: 在】180Ό真空预烧 0.5小时、 然后在 1230°C氩气保护烧结 1.5小 时， 再经 1185 Ό固溶处理 3,5小时， 然后风冷至室温后出炉。
时效热处理工艺： 在 840Ό下保温 10小时， 然后以 0,6°C/min的冷却速度冷 至 420°C , 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 11。 表 11 C成分中掺杂 1.0wt.%纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性能
U-、 又 I }
Br(kGs) (kOe)
8,88 '3 ·-? T"i 17.27
100 8,68 27.88 16.93
200 8.32 21.62 15.59
300 7.54 16,50 12,35
400 7.12 11 ,34 10,27
500 6.50 6.92 7.59 对比例 3
将未摻杂纳米 Cu粉的 SmCoFeCuZr粉末 C在 2T的磁场取向成型后烧结。 烧结工艺: 在 1190Ό真空预烧 0.5小时， 然后在 1230°C氩气保护烧结 1 .5小 时, 再经 1180Ό固溶处理 3.5小时, 然后风冷至室温后出炉。
CP
时效热处理工艺: 在 840°C下保温 12小时， 然后以 0.4°C/mjjti的冷却速度冷 至 420°C , 并保温 10小时, 随后自然冷却至室温。 得到的磁体的磁性能见表 12。
C成分的 SmCoFeCuZr烧结磁体的磁性能
Br(kGs) (kOe) (BH)max (MGOe)
25 9,81 12.88 22.41
100 9,57 11.52 20.99
200 8,81 10.43 17.92
300 8.17 15.89
400 7.34 10,23 12,35
500 5.99 6.53 6.87 以上结果说明，采用本发明方法制备的纳米 Cu粉掺杂制备 2:17型钐钴基烧 结磁体与未掺杂磁体相比， 随纳米 Cu粉掺杂量的增加, 不同成分的烧结磁体的 矫顽力均大幅度增加， 室温矫顽力提高 2~2.5倍， 且高温下矫顽力和磁能积也有 明显提高。掺杂 lwl.%Cu纳米粉的磁体在室温下的矫顽力达到 32kOe以上，5(K)。C 时磁体的最大磁能积为 7,66MGOe。 因此制备的纳米 Cu粉掺杂磁体十分有利于 在高温环境下使用。

Claims

权利要求书 】> ·—种纳米 Cu粉掺杂制备高矫顽力 SnCoFeCuZr高温磁体的方法， 其特 征在于包括以下步骤：
( 1 )合金熔炼： 选用纯度均为 99%的金属钐、 钴> 铜、 铁> 锆为原料， 在 中频感应炉中熔炼成合金液体、 然后浇入氷冷铜模中冷却得到合金铸锭，合金铸 锭成分为， Sm:25.4'-26.4wt,% , Co:57. -. 8.0wt.% , Fe:5.5wt.% , Cu:7.8wt% , Zr:3.3wt.%;
( 2 )制备 SmCoFeCu¾粉末： 包括粗破碎和磨粉两个过程， 合金祷锭块经 鄂式破碎机-圓盘粉碎机破碎后过 40目的篩子得到小于 380微米的粗粉末，然后 将粗粉末放入 120号航空汽油为介质的滚动罐中进行滚动球磨 6小时，磨球选用 直径分別为 3、 6和 10mm混合钢球， 球料比为 6:1 ,球磨粉末取出后在空气中千 燥得到 3-8微米的 SmCoFeCuZr粉末;
( 3 )混粉和成型： 将粒度为 2C I00纳米的 Cu粉和 SmCoFeCuZr粉末混合 放入滚动球磨机中， 混粉 2小时， 得到混合粉末， 其中纳米 Cu粉占混合粉末的 0.25-1.0w1,%, 将混合粉末放入模具中在磁场为 2T 的垂直取向磁场下成型， 再 经 200MPa的压力等静压压制， 获得压坯；
( 4 ) 烧结： 先将压坯在 1180°C〜il9(rC真空预烧 0.5 小时， 然后在 】22(rC〜l23(TC氩气保护烧结 1.5小时, 再经 I l 80°C〜l 190°C固溶处理 3.5小时、 然后风冷至室温后出炉；
( 5 ) if]溶时效处理： 先在 840Ό下保温 10〜】2小时、 然后以（).4〜0.6°C/min 的冷 速度冷至 40()°C〜420 C , 并保温 10小时， 随后自然冷却至室温， 得到纳 米 Cu粉掺杂的高矫顽力烧结磁体。
2、 很据权利要求 1 所述的一种纳米 Cu粉掺杂制备高矫顽力 SmCoFeCuZr 高温磁体的方法， 其特征在于， 制得的纳米 Cu粉掺杂的高矫顽力烧结磁体， 在 室温下的矫顽力达到 32kOe以上， 500 °C时磁体的最大.磁能积为 7.66MG0e。
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