[发明专利]一种钐钴永磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种具有高矫顽力低温度系数、工作温度在400℃～450℃的钐钴永磁材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，在国防和军工领域提出了要求工作温度在400℃～500℃的高温磁体以及低温度系数的磁体，如在新一代飞行器的发动机系统，需要工作温度大于400℃的高温磁体,以及替代原有液压传动系统的电子元器件,以提高飞行器的可靠性和降低飞行器的维护难度。现有永磁材料的磁性能和温度特点中,AlNiCo永磁材料的使用温度可达520℃，但在该温度下磁体的矫顽力很低(高矫顽力牌号磁体的内禀矫顽力H_cj仅为120kA/m左右),最大磁能积仅为80kJ/m³左右,因此,不能用于制造小而轻的元、器件,难于满足实际的应用要求；具有最高磁能积的NdFeB系烧结永磁材料，由于居里温度低,最高使用温度仅为100℃,通过成分的调整和制造工艺的改进,其最高使用温度也不超过250℃，也不能满足使用要求；而Sm₂Co_l7永磁体由于磁性能高、居里温度达到820℃以上、剩磁温度系数低，因此Sm₂Co_l7永磁体成为高温磁体的首选。Sm₂Co_l7的高耐热性能极大地改善了永磁材料适应工作环境的能力，在高温领域及要求低温度系数领域有着广泛的应用，尤其在航空、航天及国防领域的应用越来越广。但是,普通的Sm₂Co_l7永磁体的最高使用温度仅为300℃左右,超过330℃的退磁曲线不再呈直线，而在高温下，发电机和电动机中永磁体退磁曲线的工作点以上都应该是呈直线的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服当前普通Sm₂Co_l7温度系数高、最高使用温度仅为300℃左右的缺点，提供一种高矫顽力低温度系数、工作温度在400～450℃左右的钐钴永磁材料。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述钐钴永磁材料由如下质量百分比的组分组成：钐24.5%～26%、钴52%～56%、铁7.5%～12%、铜6.5%～8%、锆2%～4%。

优选地，所述永磁材料由如下质量百分比的组分组成：钐24.5%～25.5%、钴52%～54%、铁10%～11%、铜7.5%～8%、锆3.5%～4%。

优选地，所述永磁材料由如下质量百分比的组分组成：钐24.5%～25.5%、钴54%～55%、铁11%～12%、铜6.5%～7%、锆2%～3%。

优选地，所述永磁材料由如下质量百分比的组分组成：钐25%～26%、钴55%～56%、铁7.5%～8.5%、铜7%～8%、锆3%～4%。

上述述永磁材料具有较高矫顽力且具有低温度系数，其具体性能参数如下：400℃～450℃温度下磁性能为：剩磁Br＝0.783T～0.907T，内禀矫顽力Hcj＝704kA/m～1092.5kA/m，最大磁能级(BH)max＝108.5kJ/m³～164kJ/m³，剩磁温度系数α=-0.0368～-0.054%/℃，内禀矫顽力温度系数β=-0.132～-0.198%/℃。

本发明还提供了上述钐钴永磁材料的制备方法，用该方法制备的钐钴永磁材料具有较高矫顽力和低温度系数，而且在400℃～450℃的工作温度下，永磁体退磁曲线在工作点以上均为直线。

所述方法包括如下步骤：

（1）配制原料：将钐、钴、铁、铜和锆按所述质量百分比配制；

（2）将配制好的原料在中频感应炉中进行熔炼，再在1400℃～1500℃温度下保温精炼10min～15min，然后将熔融状态的钐钴合金液浇入水冷铜模中急冷，得到钐钴合金铸锭；

（3）磁粉制备：将钐钴合金铸锭用振磨机粗破碎成100μm～150μm的粗颗粒，再用行星式球磨机将粗颗粒粉碎成3μm～5μm的磁粉；

（4）取向成型：将磁粉在1.5T～2.0T的磁场下取向并压制成型，然后在200Mpa～300Mpa压强下进行冷等静压，得到钐钴成型毛坯；

（5）烧结和固溶：将钐钴成型毛坯在管式炉中，于1000℃～1190℃真空预烧30min,再充氩气于1200℃～1220℃烧结90min～120min，然后降温至1160℃～1180℃固溶90min～120min，最后风冷至室温25℃～30℃，得到烧结毛坯；