[发明专利]高磁能积材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种高磁能积材料及制备方法。

背景技术

CN03150162.1号申请提供一种用机械合金法制备SmFeN永磁材料的方法，解决了SmFeN制备中工艺复杂、氮的渗入与保持困难以及成本高等问题。

制备该SmFeN永磁材料的工艺是：将纯Sm粉、Fe粉按Sm2Fe17成分并在Sm2Fe17基础上多加1～30质量％的Sm粉配比，即最终质量百分比为25～30％Sm、70～75％Fe。为了提高氮的渗入量，还可以加入具有促进渗氮作用的元素(如Cr、Ni、Co中的至少一种等)，质量百分比为SmFe总量的0.1～2％。将原料粉末初步混合后，在高能球磨机中球磨1～20小时，球磨介质为含氮物质(例如氮气、氨水、液氨或液氮中的至少一种)。球磨中每球磨5～30分钟停机5～20分钟，以免罐内温度过高。在球磨过程中Sm-Fe元素可实现合金化，即钐溶解于铁之中，形成过饱和固熔体，增大粉末的活性。同时可实现氮的渗入。再对球磨后的合金粉末在含氮气氛(例如氮气、分解氨等)中400～600℃烧结，在此过程中，溶解于铁之中的过饱和钐Sm会析出而形成SmFe化合物，同时增加N的渗入，可制得了SmFeN永磁粉末。还可以在球磨后烧结前的Sm-Fe粉末总量中加入1～8质量％的低熔点金属(例如锡、铅或其合金等)，利用这些低熔点金属熔化后所形成的液相对铁的润湿性，将烧结后形成的SmFeN永磁粉末粘结成块体材料。

该方案能够制备N含量1.2～3.9质量％、粒度为3～10μm。由于高能球磨渗氮工艺促进了氮的渗入，同时增大了粉末活性，所以能够制备出具有高含氮量、致密组织、良好磁性能的SmFeN永磁材料。但是该方法制备的材料磁能积还不够高，不能满足目前市场的需要。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种高磁能积材料，该材料具有较高的磁能积。

本发明的另一目的是提供上述高磁能积材料制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高磁能积材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

1）按照如下质量百分比配料：Nd 24-28%，Ce 5.2-5.8%，Eu 1.6-1.9%，Sn 0.6-0.9%，B 3-7%，P 0.08-0.12%，Au 0.005-0.007%，Ni 0.7-0.9%，In 0.045-0.060%，其余为Fe，其中Nd、Ce、Eu 、Sn 、Au 、Ni 、In 以纯单质物质方式加入，B以含有B质量百分比为25%的铁硼合金方式加入，P以含磷量质量分数25%的磷铁合金的形式加入，余量Fe以纯金属方式加入；

2）将配好的原料加入到真空感应炉内的坩埚中，加热至1500-1530℃，保温20分钟后浇入锭模中，自然冷却得到含稀土材料合金锭；

3）将上述制得的稀土材料合金锭经制带、预处理、渗氮制粉、压制成型与烧结工艺即得到高磁能积材料；其中预处理时，将带材浸入Na₂S₂O₃与KHSO₃的混合溶液中，浸泡时间为1-3小时，混合溶液中Na2S₂O₃的浓度为0.10-0.13mol/L，KHSO₃的浓度为0.006-0.01mol/L。

本发明进一步设计在于：

步骤3）中制带时，先将步骤2）得到的含稀土合金锭放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1410-1440℃，重熔管式坩埚的底部置于真空感应快淬炉转轮轮缘之上2-4mm处，熔融的合金液在氩气作用下从坩埚底部的孔中喷出并与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为520-620μm、宽度为14-18 mm的合金条带，转轮轮缘的旋转线速度为17-20m/s。

步骤3）中渗氮制粉时，将预处理合金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为8-12 L /min，升温至400-450℃，保温10-15 min，随炉冷却后取出；对合金条带进行翻动后，再放入渗氮炉中，升温至420-460℃，保温15-18 min，渗氮炉的氨流量为8-12 L /min，处理后冷却至室温；然后从渗氮炉中取出置于-180至-190 ℃液氮氛围中，保持10-20min，取出后将渗氮合金条带粗碎至2-4mm，然后将其放入充有氮气的球磨机研磨16-20小时，得到平均粒度在8-10μm的粉末。