[发明专利]一种制备烧结钐钴磁体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备钐钴磁体的方法，尤其是涉及一种制备烧结钐钴磁体的方法。

背景技术

钕铁硼永磁材料作为第三代稀土永磁材料，具有高剩磁B_r，高矫顽力H_cj和高最大磁能积(BH)_max等特点，被广泛应用于核磁共振、计算机、混合动力汽车、各种电动机和风力发电机等领域。但是近年来，政府加强了对稀土资源的监管，导致生产钕铁硼磁体的稀土镨钕、镝和铽等原材料的价格大幅度上涨，同时钕铁硼永磁材料的居里温度低，耐蚀性差，限制了第三代稀土永磁材料的应用。

2:17型钐钴永磁材料作为第二代稀土永磁材料，一方面具有高的居里温度(大于820℃)、高的内禀矫顽力、高的饱和磁化强度和低的矫顽力温度系数，另一方面制备2:17型烧结钐钴磁体不需要使用镝和铽等重稀土元素，并且市场上稀土钐的价格稳定。因此，热稳定性和磁性能俱佳的2:17型钐钴永磁材料因其更高的性价比，在部分应用领域取代了钕铁硼永磁材料。

目前，制备烧结钐钴磁体时，钐钴合金熔炼时的反应温度是通过调整真空感应电炉的交变电流的强度和频率来控制的，反应温度难以准确控制，同时，由于铁(熔点1538℃)与锆(熔点1852℃)元素的熔点与钐元素的挥发点(1670℃)接近，极易造成钐元素的过量挥发。熔炼温度的差异和稀土钐元素的过量挥发，将导致熔炼合金的实际成分与设计成分偏离较大；不同炉次的产品成分一致性更加难以保证。

按烧结钐钴磁体的矫顽力H_cj、最大磁能积(BH)_max和工作温度三个性能进行分类，烧结钐钴磁体的种类有近二十种之多。为了保证产品的一致性，在制备烧结钐钴磁体采用“一一对应”的生产模式，即一个种类的烧结钐钴磁体对应一种钐钴合金和一套制备工艺。由于各个种类的烧结钐钴磁体的制备方法无法兼容，大大地增加了企业的生产成本，而真空感应熔炼炉的产能通常在20～30kg每炉，对于需求量远大于单炉产量的烧结钐钴磁体，企业无法按照“一一对应”的模式进行生产，必然导致烧结钐钴磁体的一致性很差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本制备烧结钐钴磁体的方法，采用本发明的方法不但可以保证烧结钐钴磁体的具有高的一致性，而且还适用于多种牌号的烧结钐钴磁体的制备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种制备烧结钐钴磁体的方法，包括以下步骤：

①制备第一钐钴合金和第二钐钴合金；第一钐钴合金由以下组分组成：重量百分比为x的Sm和R的混合物、重量百分比为a的Co、重量百分比为b的Fe、重量百分比为c的Cu和重量百分比为d的Zr；第二钐钴合金以下组分组成：重量百分比为y的Sm和R的混合物、重量百分比为e的Co、重量百分比为f的Fe、重量百分比为g的Cu和重量百分比为h的Zr；其中R为Pr、Nd、Gd、Ho、Er、Dy和Tb中的一种或几种，x为20%～30%；当20%≤x<25%时,41.5%≤a≤60%，16%≤b≤25%，3%≤c＜6%，1%≤d≤2.5%，25%≤y≤30%，40%≤e≤61.5%，5%≤f＜16%，6%≤g≤10%，2.5%＜h≤4%；当25%≤x≤30%，36.5%≤a≤55%，16%≤b≤25%，3%≤c＜6%，1%≤d≤2.5%，20%≤y＜25%，45%≤e＜66.5%，5%≤f＜16%，6%≤g≤10%，2.5%＜h≤4%；在第一钐钴合金和第二钐钴合金中，R占Sm和R的混合物的0~40%（重量百分比）；

②将第一钐钴合金和第二钐钴合金分别进行初破碎，得到第一钐钴合金初破碎磁粉和第二钐钴合金初破碎磁粉；

③将第一钐钴合金初破碎磁粉和第二钐钴合金初破碎磁粉混合后进行细破碎，得到钐钴磁粉；

④将钐钴磁粉进行磁场取向成型，得到钐钴磁体生坯；

⑤将钐钴磁体生坯进行烧结和固溶处理，得到烧结钐钴磁体毛坯；

⑥将烧结钐钴磁体毛坯进行时效处理，得到烧结钐钴磁体。

步骤①中制备第一钐钴合金和第二钐钴合金的具体过程为：