專利名稱：：全致密塊狀各向異性納米晶SmCo₅磁體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于磁性材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種全致密塊體各向異性納米晶SmCoJ茲體的制備方法。
背景技術(shù)：
：SmCo5永》茲合金是上世紀60年代開發(fā)出的第一代稀土永磁合金，不僅具有優(yōu)異的內(nèi)稟磁性，而且具有良好的高溫特性，即合金在高溫環(huán)境下仍然可以保持較高的磁性能。因此，這類永磁材料至今仍然具有較好的實用價值，對溫度要求較高的環(huán)境下得到廣泛應(yīng)用。目前，在工業(yè)上被普遍采用傳統(tǒng)的粉末冶金方法制備SmCos永J茲合金，基本包括如下過程合金熔煉—破碎制粉—磁場取向壓制—燒結(jié)-熱處理—加工成型。采用該方法制備的SmCo5永磁合金具有較高的磁性能，但是存在如下不足首先，所制備的合金的晶粒尺寸為微米尺度，因此合金的力學(xué)性能和抗腐蝕性相對較差，在一定程度上限制了合金的應(yīng)用范圍；其次，傳統(tǒng)粉末冶金工藝存在工序復(fù)雜、生產(chǎn)周期長和產(chǎn)品一致性較差等問題，因而使合金的制造成本居高不下。因此，探索制備高性能SmC05永磁合金的新方法具有重要意義。為了使SmCos永磁合金獲得高的磁性能，必須采用有效的方法使合金獲得磁各向異性。在上述的傳統(tǒng)粉末冶金方法中，SmCos永磁合金是利用磁晶各向異性的磁場取向方法來獲得磁各向異性的。實際上，將合金塑性變形也是一種獲得磁各向異性的有效途徑，而且已經(jīng)在另一種稀土永》茲合金Nd-Fe-B中獲得了成功。但是目前還沒有通過合金塑性變形得到致密的》茲各向異性SmCo5》茲體的先例。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提供一種全致密塊體各向異性納米晶SmCos磁體的制備方法。本發(fā)明通過將Sm和Co熔煉母合金后、球磨，快速熱壓和熱變形處理，制得全致密塊狀SmC05納米晶永J茲合金，具體包括以下步驟1)將純度大于99.9%的Sm和純度大于99.9%的Co金屬按照SmCo5的成分配比在純度為99.999%的氬氣保護條件下，在懸浮爐中熔煉母合金后，將母合金在純度為99.999%的氬氣保護條件下球磨5小時，獲得非晶態(tài)合金粉末(見圖1);2)將非晶態(tài)合金粉末裝入碳化鴒硬質(zhì)合金模具中后，進行快速熱壓處理獲得全致密各向同性納米晶SmCoJ茲體，快速熱壓工藝參數(shù)為于100-1000Mpa的壓力下，以50-200°C/min的升溫速率，從室溫升溫至600-700°C,并4呆溫0-10min;3)對全致密各向同性SmC05磁體進行快速熱壓變形處理，得到全致密各向異性納米晶SmC05磁體，快速熱壓變形工藝參數(shù)為于20-60Mpa的壓力下，以50-150°C/min的升溫速率升溫至750-900°C，并保溫Q-10min。本發(fā)明具有以下有益效果1)本發(fā)明所制備的SmCoJ茲體具有明顯的SmCo5相C軸晶體織構(gòu)(見圖2)和對應(yīng)的顯著磁各向異性(圖5);磁體密度達到同成分材料理論密度的98%以上(見表1);磁體的平均晶粒尺寸為納米級(見圖3和圖4);具有良好的磁性能(見表1)。2)本發(fā)明制備工藝簡單，生產(chǎn)周期短，成本低。圖1、本發(fā)明所制備的非晶態(tài)粉末的XRD圖譜(26為衍射角度)。圖2、實施例1制備的全致密塊狀各向異性納米晶SmCos磁體的平行于變形方向的晶體結(jié)構(gòu)XRD圖譜。圖3、實施例1制備的全致密塊狀各向異性納米晶SmCos磁體的平行于變形方向的晶粒顯微組織圖(透射電子顯微鏡照片)。圖4、實施例1制備的全致密塊狀各向異性納米晶SmCos磁體的垂直于變形方向的晶粒顯微組織圖(透射電子顯微鏡照片)。圖5、實施例1制備的全致密塊狀各向異性納米晶SmCoJ茲體的平行和垂直于變形方向的磁化曲線和磁滯回線(H為磁場強度，M為磁化強度)。以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。具體實施方式實施例11)將純度大于99.9%的Sm和純度大于99.9%的Co金屬按照SmCo5的成分配比釆用真空懸浮爐熔煉后，進行破碎和球磨5小時，獲得非晶態(tài)合金粉末；2)將非晶態(tài)合金粉末裝入碳化鎢硬質(zhì)合金磨具中進行快速熱壓于100Mpa的壓力下，以50°C/min的升溫速率，從室溫升溫至700°C，并保溫Omin,得到全致密各向同性納米晶SmCoJ茲體；3)將全致密各向同性納米晶SmCo5磁體進行快速熱壓變形處理于20Mpa的壓力下，以50°C/min的升溫速率升溫至900°C，并保溫Omin,形變率90%，得到全致密各向異性納米晶SmCoJ茲體^茲性能和密度見表)。實施例21)將純度大于99.9%的Sm和純度大于99.9%的Co金屬按照SmCos的成分配比采用真空懸浮爐熔煉后，進行石皮碎和J求磨5小時，獲得非晶態(tài)合金粉末；2)將非晶態(tài)合金粉末裝入碳化鎢硬質(zhì)合金磨具中進行快速熱壓于1000Mpa的壓力下，以200°C/min的升溫速率，/人室溫升溫至600。C，并保溫10min,得到全致密各向同性納米晶SmCoJ茲體；3)將全致密各向同性納米晶SmCoJ茲體進行快速熱壓變形處理于60Mpa的壓力下，以15(TC/mm的升溫速率升溫至75(TC,并保溫10min，形變率70%，得到全致密各向異性納米晶SmCos磁體(磁性能和密度見表)。實施例31)將純度大于99.9%的Sm和純度大于99.9%的Co金屬按照SmC05的成分配比釆用真空懸浮爐熔煉后，進行-皮碎和J求磨5小時，獲得非晶態(tài)合金粉末；2)將非晶態(tài)合金粉末裝入碳化鎢硬質(zhì)合金磨具中進行快速熱壓于500Mpa的壓力下，以100°C/min的升溫速率，/人室溫升溫至650°C,并保溫5min,得到全致密各向同性納米晶SmCoJ茲體；3)將全致密各向同性納米晶SmCos磁體進行快速熱壓變形處理于30Mpa的壓力下，以100°C/min的升溫速率升溫至850°C，并保溫5min，形變率80%，得到全致密各向異性納米晶SmCos磁體(磁性能和密度見表)。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表l、實施例1-3中制備的全致密塊狀各向異性納米晶SmCos磁體的磁性能和密度權(quán)利要求1、一種全致密塊狀各向異性納米晶SmCo5磁體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將純度大于99.9％的Sm和純度大于99.9％的Co金屬按照SmCo5的成分配比在純度為99.999％的氬氣保護條件下，在懸浮爐中熔煉母合金后，將母合金在純度為99.999％的氬氣保護條件下球磨5小時，獲得非晶態(tài)合金粉末；2)將非晶態(tài)合金粉末裝入碳化鎢硬質(zhì)合金模具中后，進行快速熱壓處理獲得全致密各向同性納米晶SmCo5磁體，快速熱壓工藝參數(shù)為于100-1000Mpa的壓力下，以50-200℃/min的升溫速率，從室溫升溫至600-700℃，并保溫0-10min；3)對全致密各向同性SmCo5磁體進行快速熱壓變形處理，得到全致密各向異性納米晶SmCo5磁體，快速熱壓變形工藝參數(shù)為于20-60Mpa的壓力下，以50-150℃/min的升溫速率升溫至750-900℃，并保溫0-10min。全文摘要一種全致密塊體各向異性納米晶SmCo₅磁體的制備方法屬于磁性材料制備領(lǐng)域。采用傳統(tǒng)的粉末冶金方法制備SmCo₅永磁合金存在工藝復(fù)雜，合金力學(xué)性能和抗腐蝕性能差等問題。本發(fā)明通過將Sm和Co按照SmCo₅的成分配比熔煉母合金后，球磨得到非晶態(tài)合金粉末，再將非晶態(tài)合金粉末依次進行快速熱壓和熱變形處理，制得全致密塊狀各向異性SmCo₅納米晶永磁合金。本發(fā)明方法工藝簡單，生產(chǎn)周期短，成本低，所制得的磁體致密度高、晶粒細小，且具有SmCo₅相C軸晶體織構(gòu)，磁性能高。文檔編號C22C1/04GK101476055SQ200910077009公開日2009年7月8日申請日期2009年1月16日優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日發(fā)明者劉衛(wèi)強,呂文春,明岳,張東濤,張久興申請人:北京工業(yè)大學(xué)