[发明专利]一种钆掺杂半硬磁材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉一种钆掺杂半硬磁材料的制备方法。

背景技术

半硬磁材料是磁性介于软磁和硬磁之间的磁性材料，矫顽力一般为1～20千安/米(kA/m)，具有较高的磁滞回线方形度和矩形比。与永磁体不同，它是靠外加磁场改变其磁化状态进行工作的。

常用的半硬磁材料有FeCr、FeNiAlTi、FeCrCoMoNi等合金，FeCr矫顽力Hc为Hc1.6-4.4kA/m，FeNiAlTi矫顽力Hc为1.5-2.6kA/m，而FeCrCoMoNi矫顽力Hc为4-10kA/m，因此在剩余磁感应强度Br相差不大的前提下FeCrCoMoNi具有更好的半硬磁性能。FeCrCoMoNi相比FeNiAlTi、FeCr轧制态强度高，因此变形能力较差，最薄轧到0.045mm，其它两者可以轧到0.020mm；FeCrCoMoNi相比FeNiAlTi使用状态下微观组织沿轧制方向呈有序排列，因此磁性能显示各向异性特征，但是FeNiAlTi由于缺乏Cr元素导致其在潮湿的环境中易生锈；而FeCr由于晶粒易长大，所以通常无各向异性特征。

发明内容

本发明提供一种钆掺杂半硬磁材料的制备方法，该方法制备的磁性材料具有较高的矫顽力和耐腐蚀能力。

为了实现上述目的，本发明提供一种钆掺杂半硬磁材料的制备方法，其中该半硬磁材料具备如下原子配比：Fe_{(100-a-b-c-d-e)}Co_aCr_bSi_cGd_dNi_e，其中：a=15-25，b=1-2，c=0.5-1，d=1.5-2，e=3-4，该方法包括如下步骤：

（1）合金熔炼

准备纯度大于99.8%的原料Fe、Co、Cr、Si、Gd、Ni，按Fe_{(100-a-b-c-d-e)}Co_aCr_bSi_cGd_dNi_e合金成分以原子百分比称量并配料，将称得的目标成分原料放入真空感应炉中熔炼，原料加入顺序为第一步先加入Fe、Cr、Gd，第二步加入Co、Ni，最后加入Si，抽真空至10^-3Pa以上，充入高纯氮气至炉内气压为3-5×10⁵Pa，利用电磁场和涡流的作用使合金加热并熔化，将合金反复熔炼3-5次以获得成分均匀的Fe_{(100-a-b-c-d-e)}Co_aCr_bSi_cGd_dNi_e母合金熔液；

（2）制备合金带

将熔炼好母合金铸锭后，浇铸好的钢锭切除冒口后利用锻压设备锻造为板材，厚度在10-15mm，采用的锻造温度为1000-1050℃，将板材在900-950℃退火后采用冷轧的方式选择不同道次将其变形为厚度为20-30μm的合金带；

（3）破碎制粉

将合金带球磨机进行球磨扁平化处理，得到扁平粉末，球料比为5-10∶1，球磨速度300-350r/min，球磨时间设定为4-6h，最后将样品烘干，得到合金粉末材料；

（4）混炼、模制、热处理

将扁平粉末与环氧树脂混炼，后在模具中加压加工成2-5mm的薄片状可挠性软磁材料，压力为30-50kN，保压10-15min，放入热处理炉中加热180-200℃，保温1-2h，自然冷却至室温，得到产品。

本发明制备的半硬磁材料，采用适当的材料配比，并添加稀土元素Gd对材料进行改性，使得该软磁材料具有良好的矫顽力和耐腐蚀能力。

具体实施方式

实施例一

本实施例的半硬磁材料具备如下原子配比：Fe₇₉Co₁₅Cr₁Si_0.5Gd_1.5Ni₃。