[发明专利]一种抑制高铁浓度钐钴合金高温有序化的方法

说明书

本发明涉及一种抑制高铁浓度钐钴合金高温有序化的方法，该方法主要包括：母合金制备及母合金后处理两个步骤，采用熔体快淬及高温稳定处理，在高铁浓度钐钴母合金主相获得1:7H结构，成功抑制了2:17有序相产生。本发明可以应用在高铁浓度钐钴磁体的制备工艺中，对于常规工艺改进耗费少，利于大规模应用。

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料制备技术领域，尤其涉及一种高铁浓度2:17型钐钴永磁材料的制备方法。

背景技术

2:17型钐钴永磁材料以其出色的温度特性，已经被广泛使用在电子行波管、磁轴承、发动机、发电机及离子推进器等具有复杂热、磁环境的设备中。有关高铁浓度2:17型钐钴永磁材料的研究在最近的期刊文献中有所涉及，以成分为Sm(Co_1-u-v-wFe_uCu_vZr_w)_z的磁体为例，普遍认为铁浓度超过25at％(或者下标u＞0.32)时，磁体的胞状组织受到破坏，不能形成完整的胞状结构，现有的改进方法主要是：调整工艺抑制第二相析出或者调整成分获得最优单相成分，从而制备高铁浓度磁体。以东芝公司的研究结果为例，制备高铁浓度(Fe含量下标u＝0.35或原子浓度比31at％)钐钴永磁材料用的工艺为传统粉末冶金工艺，其中其合金制备为感应熔炼，结果表明，即使采用热处理工艺的精确控制，其磁体主相中仍难以获得单相1:7H结构，总是存在2:17R有序相，影响磁体性能。中科院宁波新材料研究所调整磁体成分，可以在较低Fe浓度(下标u＝0.28，原子浓度比25％)抑制2:17R有序相存在，但是不利于推广制备更高Fe浓度磁体。

本发明通过分析发现高铁浓度成分的母合金铸锭中已经存在2:17R的有序相，为了抑制高铁浓度永磁材料中2:17有序相的产生，对母合金铸锭熔体快淬获得2:17型钐钴永磁快淬片，成功抑制了2:17R有序相产生，并且通过后续高温稳定处理，使合金转变为单相1:7H结构，可用于后续破碎制粉制备高性能磁体。

发明内容

要解决的技术问题：

针对现有技术存在的不足，本发明通过提出一种抑制高铁浓度2:17型钐钴磁体高温相有序化的方法，从而获得高温单相1:7H结构。具体的，就是提供一种对粉末冶金工艺中合金铸锭的后处理工艺，工艺中包括通过溶体快淬法使合金铸锭通过极快冷却速度凝固抑制合金铸锭中有序化合金的出现，后续再通过高温稳定化处理，使亚稳凝固相稳定化形成为高温相1:7H。通过此方法处理的合金抑制了有序化2:17相产生，可以为磁体制备提供所需的高温1:7H固溶相。

一种抑制高铁浓度钐钴合金高温有序化的方法，具体步骤如下：

1)母合金制备

将Sm、Co、Cu、Fe和Zr按照化学式比例混合，其化学式组成表示为Sm(Co_1-u-v-wFe_uCu_vZr_w)_z，其中u＝0.32～0.40，v＝0.05～0.08，w＝0.01～0.03，z＝7.4～8.0，然后置于真空熔炼炉的水冷铜坩埚中，易烧损的Sm置于坩埚底部，抽真空至2×10^-3～5×10^-3Pa，向炉体内充入高纯氩气，炉内真空度上升至0.8×10⁵Pa以后停止充气，在工作电压30V～45V，工作电流600A～800A的条件下重复熔炼3～4次，冷却得到合金铸锭。

上述Sm(Co_1-u-v-wFe_uCu_vZr_w)_z合金制备中，Sm含量实际量要比理论添加量多3％～5％。

所述真空熔炼炉为电弧熔炼炉或者感应熔炼炉。

2)母合金后处理