[发明专利]一种稀土钴永磁材料的烧结和回火方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土钴系永磁材料技术领域，具体涉及一种稀土钴系永磁材料的烧结和回火方法。

背景技术

稀土钴永磁材料自上世纪六十年代被发明以来，作为当时磁性能最好的永磁材料而获得了大量应用，随着上世纪八十年代稀土铁硼永磁材料出现后，稀土钴永磁材料的应用受到很大的冲击，市场占有率大大萎缩。但稀土钴永磁材料具有耐高温、耐腐蚀和较高磁能积的优势，在军用领域的应用难以替代，特别是要求工作温度在300℃～500℃的范围时；而且稀土钴永磁材料具有极低的温度系数，甚至出现正温度系数的产品。尽管稀土钴永磁材料所需的钴含量较多，价格较昂贵，但随着稀土铁硼永磁材料所需的重稀土元素镝、铽的价格上涨，即使是工作温度在200℃下，稀土钕铁硼永磁材料的价格已比稀土钴永磁材料的价格高，所以稀土钴永磁材料的市场呈上升趋势，市场容量快速增长。

由于稀土钴永磁材料中所使用的主要稀土元素为钐，且钐的饱和蒸汽压较大，在烧结和回火等高温条件下很容易挥发，特别是产品表面的钐挥发后，表面钐含量降低，使材料内外产生一定的浓度梯度，导致产品性能不一致，材料性能下降，加工成磁钢时需要将性能偏低的外层去除，造成较大的浪费，降低成品率，提高生产成本。目前防止钐挥发的措施主要是在烧结和回火过程中往炉膛内充氩气保护，氩气可以起到防止氧化和均匀温度的作用，但对抑制钐的挥发没有特别明显的效果，因为氩气无法在炉膛内提高钐的蒸汽分压。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种稀土钴永磁材料的烧结和回火方法，以降低稀土钴永磁材料产品在烧结和回火过程中的钐挥发量，提高产品合格率，降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述稀土钴永磁材料的烧结和回火方法包括如下步骤：

（1）在烧结炉承烧盒内的底部放置石墨板，将稀土钴永磁材料样品放置于石墨板上；或者将稀土钴永磁材料样品直接置于承烧盒内，然后在承烧盒顶部盖上石墨板；

（2）在承烧盒内放置若干块氧化钐和镧混合粉末压制而成的块状物；或者在承烧盒内底部的石墨板上铺洒一层氧化钐和镧混合粉末，使稀土钴永磁材料样品处于铺洒有一层氧化钐和镧的混合粉末的石墨板上；

（3）在烧结炉内依次进行稀土钴永磁材料样品的烧结和回火。

其中，步骤（2）中所述氧化钐和镧混合粉末中氧化钐和镧的质量比为（0.8～1.5）:1。

步骤（3）中所述烧结包括如下步骤：

（1）关闭炉门，抽真空，控制烧结时炉内真空低于0.08Pa后以2℃/min～6℃/min的升温速率使炉内温度升至200℃～400℃，保温10 min～60min；

（2）升温至700℃～900℃，保温10 min～60min；

（3）升温至1050℃～1190℃，保温10 min～60min，保温完成后充入氩气至炉内压力为-0.06 MPa～-0.01MPa；

（4）升温至1170℃～1250℃，保温30 min～90min；

（5）冷却至1150℃～1190℃，保温30 min～90min；

（6）采用风冷或空冷等方式使炉内温度快速冷却到室温，完成烧结。

步骤（3）中所述回火包括如下步骤：

（1）在烧结之后，抽真空并向炉内充氩气至炉内压力为-0.06 MPa～-0.01MPa，然后使炉内温度升至400℃～500℃，保温30min；

（2）升温至780℃～900℃，保温8h～24h；

（3）以0.3℃/min～0.7℃/min的速度冷却到400℃～500℃，控制保温时间≤10h，然后采用风冷或空冷等方式快速冷却至炉内温度低于80℃，完成回火。

经检测，经上述处理后的稀土钴永磁材料样品表面的钐无挥发，含量与中心一致。

本发明所用烧结炉为本领域常用烧结炉。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：