[发明专利]一种高剩磁钐钴永磁材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高剩磁钐钴永磁材料及其制备方法，包括双合金速凝熔炼、氢破碎、气流磨磨粉、压制取向成型、烧结、固溶和时效处理步骤，并创造性地在钐钴永磁体中引入了辅合金以改变磁体胞壁相成分分布，弥补Fe含量增加时，使磁体胞内相快速长大，体积分数大幅增加，导致胞壁相存在部分缺失的缺陷，改善晶界贫铜的现象，实现晶界调控，改善磁体微观结构，提高磁体剩磁，进而提升产品综合磁性能，制备过程易于控制，方法简单，制备的磁材剩磁大于11.8kGs，矫顽力大于25kOe。

技术领域

本发明属于磁材制备技术领域，涉及一种磁钐钴永磁材料及其制备方法，具体涉及一种高剩磁钐钴永磁材料及其制备方法。

背景技术

永磁材料在当今社会各领域扮演着重要角色，是推动社会发展的重要功能材料，具有不可替代的作用。在钕铁硼化合物出现以前，钐钴合金是主要的稀土永磁材料。与钕铁硼相比，钐钴磁体价格相对较高，在常温环境下，其剩磁、矫顽力和磁能积都要低于烧结钕铁硼磁体，且方形度较差，这大大限制了钐钴烧结永磁材料的使用范围。但是其高温(200℃以上)性能是钕铁硼永磁无法比拟的。

自2021年以来，钕铁硼原材料价格一直居高不下，与钕铁硼等其它种类的永磁材料相比，作为第二代稀土永磁材料的钐钴永磁材料，凭其高温稳定性、强的耐蚀性和高能量供给等优异的综合性能被广泛的应用于汽车、交通运输、计算机技术、雷达、卫星通信和航空航天技术中，高剩磁钐钴磁体的开发，在一定使用范围内可替代钕铁硼磁体，并可拓展钐钴磁材在5G智能化及混合动力等新的高科技领域的应用。因此，深入研究开发高剩磁、高磁能积钐钴磁体是非常必要的。

目前，对于钐钴磁材提升其剩磁研究主要集中在磁材成分及制备工艺的研究上，通常来讲，磁体材料的矫顽力越高，表明它的抗退磁能力越强，稳定性越好，使用温度也可以较高，然而矫顽力和剩磁是相互制约的一对因素，只有高剩磁才能获得更大磁能积的钐钴永磁材料，高剩磁又可以获得较大的表面磁场，因此在提升矫顽力的前提下如何获得高剩磁钐钴磁体成为一项需要研究的课题。在钐钴磁材配方设计中，通过提升Fe含量可提升其剩磁性能，但是Fe含量提高使得钐钴磁体生产条件变的极为敏感，成品率下降，与此同时，提升Fe含量会使磁体胞内相快速长大，体积分数大幅增加，导致胞壁相存在部分缺失的缺陷，进而导致剩磁提升效果不明显，另外，Fe量的提升会降低磁体的矫顽力。然而，为了提升磁体的矫顽力，需要引入其他的非磁性相，但任何非磁性相(元素)的引入，在提高矫顽力的同时，都会或多或少地降低磁体的剩磁，这将导致高剩磁、高矫顽力磁体的制备不易实现。

因此，制备如何制备高剩磁、高矫顽力磁体对钐钴行业的发展具有极其重大的意义。

发明内容

本发明旨在提供一种高剩磁钐钴永磁材料及其制备方法，包括主辅合金速凝熔炼、氢破碎、气流磨磨粉、压制取向成型、烧结、固溶和时效处理步骤，并创造性地在钐钴永磁体中引入了辅合金以改变磁体胞壁相成分分布，弥补Fe含量增加时，使磁体胞内相快速长大，体积分数大幅增加，导致胞壁相存在部分缺失的缺陷，改善晶界贫铜的现象，实现晶界调控，改善磁体微观结构，提高磁体剩磁，进而提升产品综合磁性能，制备的磁材剩磁大于11.8kGs，矫顽力大于25kOe。

本发明的技术方案如下：

一种高剩磁钐钴永磁材料，成分按重量百分比表示为Sm_u(Pr₂₀Nd₈₀)_wCo_aCu_bZr_cTi_dFe_f，其中：u＝24～27wt％，w＝3～7.5wt％，a＝31.5～48wt％，b＝3.28～8.2wt％，c＝1.92～4.5wt％，d＝0.6～1.5wt％，f＝余量。

本发明还提供了一种高剩磁钐钴永磁材料的制备方法，按照如下的步骤顺序依次进行：

S1、第一铸片和第二铸片制备