[发明专利]一种提高钐钴磁加工质量及合格率的方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种提高钐钴磁加工质量及合格率的方法。

背景技术

烧结Sm₂Co₁₇ 型永磁材料因其优良的磁性能、良好的耐腐蚀性和温度稳定性在许多领域得到广泛应用。但是，由于Sm₂Co₁₇型永磁材料的室温脆性很大，给其机械加工带来困难，在加工过程中容易出现掉边缺角的现象，对永磁器件的稳定性造成不利影响，因而，限制了Sm₂Co₁₇型永磁材料在精密仪表或抗冲击、抗振动要求严格的场合中的应用。

回火后的Sm₂Co₁₇永磁材料主要由 2:17 主相、1:5 胞壁相以及富 Zr 相组成。2:17 主相中的Co-Co 哑铃对替代稀土Sm，原子密集程度发生改变，在外力作用下，晶格原子沿密集面发生相对滑动，滑移面即为剪切面。从晶体结构分析，由于 2:17 主相为菱方晶型，1:5 胞壁相是六方晶型，能够开动的滑移系少，在加工过程中容易沿易滑移面产生穿晶解理断裂，并且富 Zr 相呈片状，容易在尖端产生应力集中，加工过程中造成Sm₂Co₁₇永磁开裂。因此，回火后的Sm₂Co₁₇永磁材料在线切割或切片等加工过程中，即使将加工速率放慢，还是可能出现掉边缺角的现象。CN102071339A、CN102651263B、CN103320665A等，主要是从原料配方或者优化工艺参数提高钐钴永磁材料的性能，没有涉及到如何提高钐钴永磁材料的可加工性及合格率，在回火或时效处理后再进行加工，均会出现掉边缺角的现象，影响正常的使用或增加加工难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种钐钴磁不容易掉边缺角、合格率和生产效率高的提高钐钴磁加工质量及合格率的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种提高钐钴磁加工质量及合格率的方法，其工艺步骤依次为：将钐、钴、铜、铁和锆进行熔炼；制粉；磁场成型；烧结和固溶；机加工；回火，即成。

进一步，所述机加工是指：在钐钴磁烧结和固溶之后，将钐钴磁方块机加工成圆柱体、方片或瓦磁等形状。

发明人研究发现，钐钴磁在烧结和固溶后，加工过程中不容易产生掉边缺角，这是由于钐钴磁在烧结和固溶后形成单相固溶体，没有2:17 主相、1:5 胞壁相以及富 Zr 相，这种单相结构韧性和加工性较好，因此，本发明方法创造性的将机加工的步骤设置在烧结和固溶后，回火之前，与传统的回火后再进行加工比较，可以大幅的提高钐钴磁的加工质量和合格率。

进一步，其工艺步骤具体为：

（1）熔炼：将钐、钴、铜、铁和锆装入真空感应熔炼炉内，抽至真空度为≤0.1Pa，然后在600～700℃下，预热0.3～0.8h，待真空度下降至≤0.05Pa后，充惰性气体至真空度为-0.04MPa，待原料全部熔化为液态后，在1400～1500℃下，精炼4～6min，将合金液搅拌均匀，最后浇注冷却，得钐钴铸锭；

（2）制粉：在汽油为保护介质下，先将步骤（1）所得钐钴铸锭粗破碎过80目筛，然后再球磨至粒径为4～6μm，干燥，得钐钴磁粉；

（3）磁场成型：将步骤（2）所得钐钴磁粉在取向磁场强度1.5～2.0T，压力4～5Mpa下，压制成型，然后在180～200Mpa压力下，冷等静压5～10min，得钐钴毛坯；

（4）烧结和固溶：将步骤（3）所得钐钴毛坯在真空下，于1190～1210℃，烧结1～3h，再在1100～1200℃下，固溶2～3h，冷却至室温，得烧结毛坯；

（5）机加工：将步骤（4）所得烧结毛坯采用线切割或切片的方式机加工成圆柱体、方片或

瓦磁形状；

（6）回火：将步骤（5）所得机加工后的产品在800～850℃下，保温10～20h，然后以0.5～1.5℃/min的速率降温至400℃，再保温5～10h后，冷却至室温，即成。

步骤（1）中，将熔炼炉抽至高真空，再进行预热的目的是消除原料吸附的水汽，以减少熔炼过程的氧化作用；充惰性气体至真空度为-0.04MPa的目的是防止稀土挥发；精炼的目的是使合金熔液成分更加均匀；所述浇注是将合金液完全附到坩埚壁上，进行浇注。

本发明所用惰性气体为高纯氩气、高纯氮气等常用惰性气体，其纯度≥99.99%。