[发明专利]一种高温钴基永磁材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种高温钴基永磁材料的制备方法，该永磁材料包括基材和基层表面上的ZrO2镀层，该基材的化学式为：Sm2（Co1-a-b-cCuaZnbYbc）8.5，其中a=0.15-0.25，b=0.08-0.13，c=0.05-0.07，该方法包括如下步骤：（1）熔炼合金；（2）合金处理；（3）制作永磁基材；（4）表面镀覆氧化锆层。本发明制备的钐钴基永磁材料，采用均衡合金配比，以保证材料的磁性能，在制备过程中对合金进行了处理，以提高材料的各向异性，最后在表面镀覆了氧化锆，进一步提高了材料的高温抗氧化性能。

主权项

一种高温钴基永磁材料的制备方法，该永磁材料包括基材和基层表面上的ZrO2镀层，该基材的化学式为：Sm2（Co1‑a‑b‑cCuaZnbYbc）8.5，其中a=0.15‑0.25，b=0.08‑0.13，c=0.05‑0.07，该方法包括如下步骤：（1）熔炼合金按照化学式的配比将Co、Cu、Zn及Yb混合，置于电弧炉升温坩埚中，抽真空到10‑4Pa或以上，然后通入0.2‑0.5大气压的高纯氦气，通电加热，待坩埚中的物料全部熔化后，按上述化学式配比将Sm以及质量分数为合金原料总重0.1%‑0.5%的金属镁加入坩埚中，反复熔炼2‑3次以得到成分均匀的合金液体，然后浇注到水冷铜模中得到合金铸锭； （2）合金处理将上述合金铸锭，先通过机械破碎为2‑5mm大小的颗粒，然后放置于氢分压为0.01‑0.1MPa的氢环境中，并在100‑200℃保持1‑2h，从而完成低温氢化的步骤； 在低温氢化的步骤完成后，对氢环境中的稀土母合金加热升温，升温期间将氢分压调整并维持在15‑20kPa，当稀土母合金的温度达到800‑850℃时，以每分钟1.5‑1.8kPa的速率使氢分压持续增压2‑3h，当稀土母合金吸氢饱和后，维持氢分压1‑2h； 将稀土母合金的温度控制在800‑850℃的范围内，并迅速将氢环境中的稀土母合金所受到的氢分压调整到不超过0.5Pa，然后以10‑15℃/min的降温速度迅速冷却至室温，得得到处理后的合金； （3）制作永磁基材将上述合金粉末在1350‑1400kA/m磁场中垂直取向、压制成型，冷等静压制成毛坯后烧结得到永磁基材； （4）表面镀覆氧化锆层用砂纸将打磨基材，在乙二醇中超声清洗后吹干后，将基材放入多弧磁控溅射仪设备真空镀膜室的样品台上，抽真空，待真空抽至0.005Pa以下时，通入氦气，采用脉冲负偏压800V，电弧电流50‑60A的He+轰击基材表面4‑5min，加热基材至200‑250℃，以金属Zr靶为阴极靶，采用如下工艺参数沉积ZrO2层：体积比1:1的氩气和氧气的混合气压0.2‑0.5Pa，电弧电流60‑70A，直流脉冲负偏压400‑500V，阴极靶‑基材间距为10cm，沉积时间15‑20min，得到表面镀覆有氧化锆镀层的永磁材料。