[发明专利]稀土永磁材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及钐钴系永磁材料技术领域，具体涉及一种具有超低温度系数2:17型钐钴系的稀土永磁材料及其制备方法。

背景技术：

Sm₂Co₁₇永磁体是20世纪70年代在第一代稀土永磁SmCo₅磁体的基础上发展起来的第二代稀土永磁。它是由稀土金属钐(Sm)与3d过渡族金属钴(Co)等形成的金属间化合物为基体的永磁材料。其具有居里温度高(高于820℃)、较高的内禀矫顽力及低的温度系数的特性，已广泛应用于微波通讯、电机工程、仪表技术、计算机技术、自动化技术等领域。Sm₂Co₁₇永磁材料尽管具有优异的磁性能，但由于其主要成分是储量稀少的Sm和稀缺、昂贵的战略金属Co，因此它的发展受到了很大的限制，特别在80年代NdFeB永磁的发现和快速发展给其发展造成巨大的冲击。但到90年代未，随着现代工业的发展，特别航天、航空、航海以及现代军事技术发展的需求，对稀土永磁材料的使用环境应用条件提出了更高的要求，特别是在1994年美国国防部和美国科学研究学会空军研究处委托Electron Energy Corporation研制军用车辆以及飞机电力设备上使用的高温永磁体开始，Sm₂Co₁₇永磁材料重新得到重视，并使其迅速发展，现该永磁材料在国际上已成为一个新的研究热点，其主要应用于军事装备和国防工业中。

但是，应用于军事装备和国防工业中的钐钴永磁体，不仅要求具有高温磁性能，同时还要求磁体具有较高的温度稳定性，即要求永磁体要具有足够小的剩磁温度系数，以保证永磁体制备的器件在-30℃～300℃环境温度下仍能够稳定工作。

目前具有高温度稳定性的永磁材料主要有AlNiCo合金、1:5型钐钴合金及2:17型钐钴合金，其开路磁感温度系数小于-0.04％/℃。但前两种合金的最大磁能积较低，很难提供足够大的磁感应强度，因此2:17型钐钴合金成为具有低温度系数永磁体的最佳选择。

一般具有较高磁能积的2:17型钐钴合金的温度系数在-0.03％/℃左右，通过添加重稀土元素的方法可以使2:17型钐钴合金的剩磁温度系数达到-0.02％/℃，而降低剩磁温度系数主要通过添加重稀土元素镝(Gd)来完成。但，同时镝的加入又会造成永磁体磁性能较大程度的下降。而且，镝元素的价格昂贵，目前其价格达到4400元/Kg，这样在批量生产过程中，就会大大提高制作成本。而且，现有的2:17型钐钴合金的制备工艺复杂，增加了生产周期，不利于产品的迅速问世。

因此，具有低剩磁温度系数与高磁能积且成本低、工艺简单的钐钴永磁体材料一直是钐钴的研究热点。

发明内容：

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种既具有较低的剩磁温度系数又具有高磁能积，且制作成本低的稀土永磁体材料。

为了解决上述技术问题，本发明的采用的技术方案为：一种稀土永磁体材料，该材料由以下重量百分比的各组分制备：钐14％～20％，钴45％～50％，铁12％～16％，铜3％～7％，锆1％～3％，重稀土元素5％～15％。

本发明上述的重稀土元素为镝、钆和铒，三种组分的各自用量分别为镝1％～4％、钆2％～6％、铒2％～5％。

本发明要解决的另一个技术问题是：提供一种工艺简单、生产周期短的上述稀土永磁体材料的制备方法，具体制备步骤为：

(1)按照配方比例称取原料：将钐、钴、铁、铜、锆及三种重稀土元素按照以下重量百分比配料，钐14％～20％，钴45％～50％，铁12％～16％，铜3％～7％，锆1％～3％，重稀土元素5％～15％；

(2)制速凝铸片：通过速凝薄片技术来制备合金铸片，获得晶粒细小、成分均匀的合金铸片；

(3)制粉：将步骤(2)中得到的合金铸片进行氢破碎和棒磨，得到平均粒径3.0～5.0微米的磁粉；

(4)取向压制成型：将步骤(3)中得到的磁粉在2～2.5T的取向磁场、4～5MPa压力下压制成型，然后再在200～300MPa的压力下冷等静压，得到钐钴毛坯；