[发明专利]氢化钐纳米粉改性制备高磁能积钐－钴基永磁体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钐-钴基永磁体的制备方法，尤其涉及氢化钐纳米粉改性制备高磁能积钐-钴基永磁体的方法，属于永磁材料技术领域。

背景技术

钐-钴基永磁材料不仅具有优异的永磁特性，而且温度稳定性好，因此广泛的应用于对磁性能要求较高的室温和高温环境下。特别是今年来，随着电动汽车、航空航天、核能工业等民用和军用高技术产业的快速发展，使得对于钐-钴基永磁材料的需要得到快速发展。

目前，钐-钴基永磁材料的主流产品是2:17型SmCoFeCuZr合金。与目前常用的钕铁硼永磁材料相比，SmCoFeCuZr合金的温度稳定性具有显著的优势。常规的钕铁硼永磁材料一般应用于100℃以下，经过成分调整后可达200℃左右，而SmCoFeCuZr合金的工作温度最高可达350℃。另一方面，SmCoFeCuZr合金的磁性能则与钕铁硼永磁材料存在着较大的差距，突出体现在磁体的剩磁和磁能积仅为后者的2/3左右。因此，进一步提高SmCoFeCuZr合金的剩磁和磁能积成为当前永磁材料研发和产业部门关注的热点。

一种提高SmCoFeCuZr合金剩磁和矫顽力的常用方法是提高合金中Fe、Co的含量，但是这种方法会同时造成磁体矫顽力的显著下降。而且经过长期研究，采用这种方法改善磁体剩磁和磁能积的提升空间已经不大。为此，急需开发出提高SmCoFeCuZr合金剩磁和磁能积的新方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出采用氢化钐纳米粉掺杂改性的方法制备高磁能积钐-钴基永磁体。将一定量的氢化钐纳米粉与钐钴微米颗粒混合，使得氢化钐纳米颗粒均匀分布分散于SmCoFeCuZr合金颗粒表面。混合后的粉末经过烧结和固溶时效处理，制备成SmCoFeCuZr合金。与未添加氢化钐纳米粉的合金相比，采用本发明方法制备的SmCoFeCuZr合金具有更高的剩磁和高磁能积，因此具有更广的应用范围。

本发明提供的一种制备高磁能积钐-钴基永磁体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)熔炼制备合金成分为Sm：25.4～26.4wt.％、Co：57.0～58.0wt.％、Fe：5.5wt.％、Cu：7.8wt％、Zr：3.3wt.％的SmCoCuFeZr合金铸锭；

(2)将步骤(1)制备的SmCoCuFeZr合金铸锭粉碎、球磨并干燥得到平均粒径3-5微米的SmCoCuFeZr微米粉末；

(3)将平均粒径20-100纳米的氢化钐纳米粉加入步骤(2)中制备好的SmCoCuFeZr微米粉末中，氢化钐纳米粉掺杂的比例为SmCoCuFeZr微米粉末重量的1-3％，按比例混合后的粉末放入滚动球磨机中，将两种粉末充分混合并得到混合均匀的粉末；

(4)将步骤(3)混合均匀后的粉末放入模具中在磁场为2T的磁场中压制成型，再经200MPa的压力等静压压制，获得压坯；

(5)将步骤(4)得到的压坯置入真空烧结炉内，先将样品在1190℃真空预烧30分钟，然后在1220℃～1230℃氩气保护下烧结90分钟，再经1180℃～1190℃固溶处理210分钟，然后风冷至室温；最后进行固溶时效处理，先在840℃下保温12h，然后以0.4℃/min的冷却速度冷至420℃，并保温10h，随后自然冷却至室温，得到氢化钐纳米粉掺杂的高性能烧结磁体。

上述步骤(1)和(2)的方法为本领域常规技术方法。

采用本发明方法制备的氢化钐改性烧结钐-钴基磁体与相同成分的未掺杂磁体相比，其剩磁提高1.3％-13.5％，同时，表征磁体磁性强弱的最重要的指标磁能积也大幅提高3.9％-21％，从而在很大程度上拓宽了钐钴永磁的使用范围。因此，采用本方法制备的磁体具有更加广泛的应用范围。

具体实施方式

以下实施例中所述SmCoCuFeZr微米粉末的制备方法如下：

(1)熔炼合金成分为Sm：25.4～26.4wt.％，Co：57.0～58.0wt.％，Fe：5.5wt.％，Cu：7.8wt％，Zr：3.3wt.％的合金；熔炼时Sm的烧损补偿量为10wt.％，Cu的烧损补偿量为5wt.％；将原料在中频感应炉中熔炼，然后浇入水冷铜模中冷却得到SmCoCuFeZr合金铸锭；

(2)将步上述制备的铸锭块经鄂式破碎机-圆盘粉碎机破碎后过40目的筛子得到小于380微米的微米粉末，然后将粉末放入航空汽油为介质的滚动罐中进行滚动球磨5小时，球料比为5∶1，取出后在空气中干燥得到平均粒径3-5微米的SmCoCuFeZr微米粉末。

实施例1