[发明专利]一种各向异性稀土永磁合金材料及其磁粉制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于稀土铁基永磁材料技术领域，特别是涉及一种各向异性稀土永磁合金磁粉及制备方法。

技术背景：

1990年，爱尔兰研究员Coey发現了Sm₂Fe₁₇N_z间隙型金属间化合物^[1]，与Nd₂Fe₁₄B金属间化合物相比较，有较高的居里温度Tc＝470℃，高的各向异性场H_A＝15.6T，磁能积(BH)m＝407KJ/m³，热稳定性和耐触性都优于Nd₂Fe₁₄B，立即引起世界磁学工作者们极大的关注，认为这种材料有希望成为新一代稀土永磁材料的潜在可能性。

Sm-Fe-N化合物在高于550℃温度以上容易产生不可逆的分解反应。目前被研制和应用的方法主要有：粉末冶金法(PM)、机械合金化法(MA)、氢化法(HDDR)和熔体快淬法(RQ&RS)。用加工变形工艺制取各向异性Sm-Fe-N磁粉的方法有：(1)热挤压工艺。在中国专利授权公告号CN1147882C和CN1230839C中，热挤压工艺制取各向异性Sm-Fe-N磁粉，该种工艺需要昂貴和复杂的挤压机械、模具和加热设备，成本高；Sm-Fe或Sm-Fe-N合金材料的挤压必需用金属套管在真空或保护气氛Ar、N₂中被密封，工艺繁杂；挤压过后套管破裂，材料易被氧化；挤压过后材料缺陷多、材料收得率低；材料的加工热变形要求温度高，而且加工形变均匀性差，不易获得取向性好的、加工织构均匀的磁粉，磁性能虽有提高，但尚不显著等缺点。(2)热锻或热镦工艺。在中国专利授权公告号CN1142562C中，该种工艺同样存在与热挤压工艺相同的缺点，更不如挤压变形工艺，不易获得形变均匀、方向性好和加工织构均匀的高性能的各向异性磁粉。(3)热轧工艺。美国曾报道用快淬Nd-Fe-B磁粉，采取钢包套轧制工艺获得能积(BH)m＝42MGOe以上的各向异性磁体，然后破碎成各向异性Nd-Fe-B磁粉，同样存在与热挤压、热锻或热镦工艺相同的缺点。中国专利授权公告号CN10117449913“纳米晶各向异性稀土永磁磁粉的制备方法”和授权公告号CN201186350Y“各向异性纳米晶稀土永磁磁粉的制备装置”中，主要是侧重各向异性纳米级稀土NdFeB磁粉的制备，热轧工艺对制取Sm-Fe-N，Nd-Fe-N合金永磁粉不适用，高于600℃的温度下，氮化物要分解。其次，该设备和工艺只适用做试验和研究，不能连续作业。

依据上述技术缺陷，提出一种各向异性Sm-Fe-N稀土永磁合金磁粉新工艺，在真空和充Ar气氛保护下，把成份为：Sm_2+X(Fe_1-yM_y)₁₇原始配料合金，于真空感应熔炼、水冷铜轮速凝工艺与中温(热)轧制工艺三者联接在一起的装置中，制备出具有显著加工织构和各向异性软磁的Sm_2+X(Fe_1-yM_y)₁₇合金微晶组织速凝薄片，然后，粉碎成细粉热扩渗N，最终得到高性能的各向异性Sm_2+X(Fe_1-yM_y)N_z磁粉，其中：x＝0.7-0.9，y＝0-0.4，z＝2.5-3.0。

发明内容：

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种以微晶为主的Sm-Fe-N各向异性磁粉及制备方法，解决现有技术中存在的工艺复杂、设备昂贵、磁性能不高和均匀性不好、以及成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的分子式为：Sm_2+X(Fe_1-yM_y)₁₇，其中M为替代Fe的合金元素，M＝Cu、A1、Zn、Sn、Ga、Ni、Zr、Cr、Ti或Nb元素中的至少一种元素；x＝0.4-0.9，y＝0-4。