[发明专利]一种钐铁合金提高2:17型相含量的热处理方法

说明书

本发明提供了一种钐铁合金提高2:17型相含量的热处理方法，包括以下步骤：将钐、铁金属原料按照2:17配料，熔炼后得到钐铁合金铸锭；将所述铸锭进行热处理；所述热处理为不同温度下不同目的的五个阶段的热处理。本申请提供的热处理方法有效消除了钐铁合金中α‑Fe相，提升了钐铁合金中Sm₂Fe₁₇的含量。

技术领域

本发明涉及材料热处理技术领域，尤其涉及一种钐铁合金提高2:17型相含量的热处理方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，特别是在汽车、航空航天等领域中，在各种极端环境条件下，对于各种材料有着更严格的要求。永磁体作为最重要功能的材料，在国民经济和科技领域应用越来越广。1990年，Coey等人利用气相-固相反应制备出金属间化物R₂Fe₁₇N_x，其中Sm₂Fe₁₇N_x的优异磁性能引起广泛关注。

磁性能上Sm₂Fe₁₇N_x的饱和磁化强度可达到1.54T，Sm₂Fe₁₇N_x的居里温度为470℃，Sm₂Fe₁₇N_x的各向异性场达到了14T；物理化学性质方面，Sm₂Fe₁₇N_x耐腐蚀性、抗氧化性能以及耐高温等关键性能优良；价格上，钐、铁原料资源多，价格便宜，其中钐原料在我国是产能过剩，这样原料成本低，所以发展Sm₂Fe₁₇N_x磁体拥有广阔的市场前景和较高的市场价值，但是目前钐铁氮永磁体的生产量较低，原因在于渗氮工艺难以控制，其中重要原因在于：一、熔炼完成后未经处理的钐铁合金杂相较多，其中包括Sm、α-Fe、SmFe₂、SmFe₃等，特别是α-Fe含量可高达20-35％；二、渗氮处理时，钐铁合金中的α-Fe会优先与氮气形成氮化铁并阻碍氮原子进入钐铁合金形成钐铁氮金属间化物；三、α-Fe作为软磁相在无交换耦合作用下会严重影响钐铁氮磁性能，特别是会降低矫顽力，所以去除钐铁合金中的α-Fe相是必要的。

目前，消除钐铁合金中α-Fe的主要方法有：一、由添加如Cu、Zr等其他元素抑制α-Fe相形成，这虽然能在一定程度上抑制α-Fe相的形成，但是Cu会和Sm形成新的SmCu合金等杂相，对后续渗氮处理造成二次影响；二，采用熔融旋淬技术，此时能有效抑制α-Fe相形成，但是由于过快的冷却速率导致大量Sm无法和Fe及时反应，造成原料的浪费。此外SmFe合金在开放式环境中长时间存放，其中的α-Fe会与空气中的氧气发生反应导致氧化，影响后续处理。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种钐铁合金提高2:17型相含量的热处理方法，该热处理方法可提高2:17型SmFe合金相的含量。

有鉴于此，本申请提供了一种钐铁合金提高2:17型相含量的热处理方法，包括以下步骤：

将钐、铁金属原料按照2:17配料，熔炼后得到钐铁合金铸锭；

将所述铸锭进行热处理；

所述热处理具体为：

将炉温升至1050℃，进行预热处理；

将炉温降至950～1050℃，进行提升处理；

将炉温降至850～950℃，进行固相处理；

将炉温降至790～810℃，进行自然冷却处理；

将炉温将至500℃，进行风冷处理。