[发明专利]高剩磁低矫顽力钐钴永磁材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种高剩磁低矫顽力温度系数钐钴永磁材料及制备方法。

背景技术

在诸多高新技术领域，永磁材料都是非常重要的功能器件，有着不可替代的作用。与钕铁硼、铝镍钴等其它种类的永磁材料相比，作为第二代稀土永磁材料的2:17型钐钴永磁材料，凭其高温稳定性、强的耐蚀性和高能量供给等优异的综合性能被广泛的应用于汽车、交通运输、计算机技术、雷达、卫星通信和航空航天技术中。钐钴永磁材料中含有大量的稀土元素钐（Sm）和重要的战略元素钴（Co）。科研工作者通过添加合金元素的方法，制备了以钐、钴、铁（Fe）、铜（Cu）、锆（Zr）为主要成分的钐(钴、铁、铜、锆)z永磁材料，商业上应用的钐钴永磁材料的分子式为：Sm(Co_balFe_0.1-0.2Cu_0.08-0.1Zr_0.01-0.04)_6.8-7.5，其磁性能为：(BH)_max=25~29MGOe，B_r=10~11kGs,H_cj>20kOe。商业钐钴磁体的矫顽力较高，一般都在20kOe以上，而对于一些特殊应用的磁体，如耐高温钐钴磁体和低温度系数钐钴磁体的矫顽力更高，通常在30kOe以上。基于目前充磁设备和充磁场大小的限制，这些磁体一旦做成特种形状，如大块或永磁环，很难充磁到饱和，这制约钐钴磁体的应用领域。通常来讲，材料的矫顽力越高，表明它的抗退磁能力越强，稳定性越好，使用温度也可以较高，但我国部分稀土永磁材料和电机生产厂家，常将高室温矫顽力和高使用温度混为一谈，实际上高室温矫顽力并不意味着磁体一定能在高温下使用，高使用温度意味着高的居里温度和高的温度稳定性。因此，有必要研究一种高剩磁、低矫顽力温度系数钐钴基永磁材料及其制备方法。矫顽力和剩磁是相互制约的一对因素，只有高剩磁才能获得更大磁能积的钐钴永磁材料，高剩磁又可以获得较大的表面磁场。

现有的钐钴永磁制备工艺多采用单合金法、双合金法和液相添加烧结法，也有把双合金法称作液相添加法的，通常双合金法是熔炼一个主相合金和一个辅相合金（或称液相合金，也就是富稀土合金），其中，辅相合金的主要作用是调整主相成分偏析、磁矩调控改善温度系数或实现液相烧结。本发明采用不同于上述的双主相合金法，可以实现结构调控，最终在磁体中形成1:5型(Sm,Ce,Pr)-Co结构和2:17型Sm-(Co,Fe,Cu,Zr)双相结构（见图2）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高剩磁低矫顽力的钐钴永磁材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高剩磁低矫顽力钐钴永磁材料，其使用状态的化学成分按质量百分比为：[Sm_1-x-y(Pr_x,Ce_y)]23～26.5%、Fe17～20%、Cu3～6%、Zr1～3%、余量为Co，0≤x≤0.1，0≤y≤0.1。

所述的钐钴永磁材料，其结构特征在于：Ce、Pr主要进入1：5胞壁相。

该材料通过双主相法配制的A、B两种不同成分的合金制备，经熔炼、速凝和破碎制成A、B粉末，A粉为微米级，B粉为纳米级；然后混合A、B粉末，其中A粉85~99%，其余为B粉；然后经过磁场成形、冷等静压和热处理。

所述A、B两种不同成分的合金成分为：第一合金A为Sm_aCo_100-a-b-c-dFe_bCu_cZr_d，其中，23%≤a≤26%、17%≤b≤20%、3%≤c≤6%、1%≤d≤3%；第二合金B的组成为(Sm_1-z-wCe_zPr_w)_eCo_100-e-f-gFe_fCu_g，其中，31%≤e≤35%、5.5%≤f≤10%、4%≤g≤13%、0≤z≤0.6、0≤w≤0.4。

一种所述钐钴永磁材料的制备方法，它包括如下步骤：