一種低矯頑力的釤鈷磁體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及稀土永磁材料領(lǐng)域，尤其是一種低矯頑力釤鈷磁體，同時(shí)本發(fā)明還涉 及到所述釤鈷磁體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高矯頑力釤鈷磁體的批量生產(chǎn)工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)已經(jīng)比較成熟。因?yàn)殡S著高溫時(shí)效時(shí) 間延長(zhǎng)，Hcj (內(nèi)稟矯頑力）總是單調(diào)地增加，通過(guò)把時(shí)效時(shí)間設(shè)置長(zhǎng)一點(diǎn)，Hcj終歸可以上 去。但是內(nèi)稟矯頑力越高，使用雖然越穩(wěn)定，但是充磁磁場(chǎng)就必須越大。一部分釤鈷磁體往 往在裝配之后充磁，受限于裝配廠商的設(shè)備條件或者產(chǎn)品空間的限制，充磁磁場(chǎng)比較小，內(nèi) 稟矯頑力高了難以保證充磁飽和，導(dǎo)致不能達(dá)到設(shè)計(jì)需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁性能不穩(wěn)定。為 此需要把產(chǎn)品的內(nèi)稟矯頑力降下來(lái)，滿足低充磁磁場(chǎng)飽和充磁的要求。
[0003] 但是如果材料的內(nèi)稟矯頑力太低，雖然充磁容易，但是抗退磁的能力差，使用過(guò)程 中極易退磁導(dǎo)致磁體失效。所以低矯頑力釤鈷磁體要求其內(nèi)稟矯頑力低到足夠低，較小的 充磁磁場(chǎng)也能夠充磁飽和。但是又必須足夠高，保證使用時(shí)不被退磁，保持磁性能的穩(wěn)定。 這類磁體可應(yīng)用于自動(dòng)裝配的產(chǎn)品，裝配后再充磁。它既能實(shí)現(xiàn)飽和充磁，又具備NdFeB磁 體（釹鐵硼磁體）不具備的溫度系數(shù)低，溫度升高時(shí)磁性能穩(wěn)定和很好的抗氧化能力的優(yōu) 點(diǎn)。低矯頑力釤鈷磁體的Hcj被限制在比較小的區(qū)間，而Hcj是對(duì)工藝很敏感的參數(shù)，控制 十分困難。而且在沒(méi)有充磁的情況下，磁性能不能檢測(cè)，要想檢測(cè)磁性能必須充磁。因此質(zhì) 量控制時(shí)只能抽樣很少數(shù)量的產(chǎn)品進(jìn)行充磁檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)量很少不合格品極易出廠，導(dǎo) 致電機(jī)報(bào)廢。所以為了保證出廠產(chǎn)品都是合格的，必須提高生產(chǎn)控制水平。對(duì)一個(gè)控制難 度極高的參數(shù)進(jìn)行控制，而且該參數(shù)幾乎不能檢測(cè)，難度確實(shí)很高。
[0004] 為了控制低矯頑力釤鈷磁體的Hcj，滿足生產(chǎn)和裝配要求，需要對(duì)釤鈷磁體的成分 配方進(jìn)行調(diào)整，現(xiàn)有研究中多通過(guò)添加鈰（Ce)來(lái)降低釤鈷磁體的矯頑力。
[0005] 如中國(guó)專利CN102047536A，通過(guò)添加 Ce來(lái)降低釤鈷磁體的矯頑力，但磁性能較為 低下，材料的抗氧化性能變差，不能滿足客戶對(duì)于磁體磁性能穩(wěn)定性的要求。
[0006] 或者通過(guò)雙主相合金法來(lái)改善其矯頑力使之滿足生產(chǎn)要求。如中國(guó)專利 CN102760545A采用雙主相合金法添加含Ce合金來(lái)達(dá)到實(shí)現(xiàn)高剩磁、低矯頑力的目的，但是 這種方法需要混料，如果混料不均會(huì)導(dǎo)致磁體成分不均勻，磁性能不均勻，不利于生產(chǎn)的穩(wěn) 定。而且添加了鈰元素，直接導(dǎo)致磁體性能衰減、抗氧化性能變差等問(wèn)題。因此需要一些其 它降低釤鈷磁體內(nèi)稟矯頑力的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中高矯頑力釤鈷磁體不適用于先裝配后充磁的 情況、而添加鈰又會(huì)劣化釤鈷磁體性能的問(wèn)題，提供一種低矯頑力釤鈷磁體，以及降低釤鈷 磁體矯頑力的方法，或者制備上述低矯頑力釤鈷磁體的方法。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
[0009] 一種釤鈷磁體，其化學(xué)成分如下：
[0010] (Sm1 zREz)a Co(1 a b c d) CubZrcFed
[0011] 其中RE為Nd、Gd和麗中至少一種。
[0012] a = 25% -29%，b = 6% -9%，c = 2%~3%，d = 13% -17%。
[0013] Z = 0-0· 4,不包括Z = 0的情況，Z乒0。
[0014] 所述麗是混合稀土材料，主要含有Nd、Pr、La等成分。優(yōu)選的，所述麗混合稀土 是符合GB/T4153-2008規(guī)定的混合稀土金屬牌號(hào)中的一種，如194025A、194025B、194025C、 194020A、194020B、194020C 中的一種。
[0015] 本發(fā)明的釤鈷磁體的Hcj較低，可以適用于各種先裝配再充磁的使用環(huán)境，即便 不是采用磁體生產(chǎn)廠商的強(qiáng)磁場(chǎng)充磁設(shè)備進(jìn)行充磁也能夠輕松的完成飽和充磁工作。對(duì)于 要求使用高性能釤鈷磁體但又必須先裝配再充磁的情況，可以很好的滿足客戶要求。
[0016] 作為本發(fā)明的優(yōu)選情況，還可以向釤鈷磁體中添加 Gd成分。當(dāng)向釤鈷磁體中添加 了以上成分后，Gd成分不僅降低了內(nèi)稟矯頑力，還因?yàn)樵趦?nèi)部形成兩套晶格，這兩套晶格的 磁矩方向相反，當(dāng)溫度升高時(shí)兩套格子的磁矩都降低，互相抵消了溫度升高的影響，降低了 剩磁隨溫度變化產(chǎn)生的變化。
[0017] 作為本發(fā)明的優(yōu)選情況，還可以向釤鈷磁體中添加 Nd成分。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)釤鈷磁 體中加入Nd成分時(shí)，對(duì)于降低釤鈷磁體的內(nèi)稟矯頑力具有一定效果。
[0018] 本發(fā)明同時(shí)還提供了一種制備上述釤鈷磁體的方法，把Gd和Nd共同添加降低磁 體內(nèi)稟矯頑力效果更好。
[0019] 具體的來(lái)說(shuō)，制備上述釤鈷磁體的方法，包括以下步驟：
[0020] (1)配料：根據(jù)設(shè)計(jì)好的釤鈷磁體成分按比例進(jìn)行配料。例如，按Sm20. 5%，Nd 5%，Gd 2. 5%，F(xiàn)e 13. 5%，Zr 2. 5%，Cu 7%，余量Co進(jìn)行配料得到用于釤鈷磁體加工的 原材料，即為本發(fā)明的一個(gè)較優(yōu)選的原料配比情況。
[0021] (2)熔煉：把配制好的原料在真空或保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，制備合金鑄錠或鑄片。 優(yōu)選的，將原料熔煉鑄片，鑄片的厚度為〇. 2~0. 5mm。
[0022] (3)破碎制粉：
[0023] 301、將鑄錠或鑄片，在密閉腔室內(nèi)破碎成尺寸小于Imm的顆粒，便于后續(xù)磨細(xì)加 工且破碎速度快耗能少。
[0024] 302、將上述顆粒料用磨細(xì)，得到4~7 μπι的粉末料，采用氣流磨或球磨進(jìn)一步磨 細(xì)處理。優(yōu)選的，氣流磨或球磨干燥過(guò)程中采用保護(hù)氣氛或保護(hù)液體進(jìn)行處理，防止原料磨 至極細(xì)的情況下發(fā)生氧化變質(zhì)。所述保護(hù)氣氛可以是惰性氣體氛圍，如氮?dú)狻?br>[0025] (4)壓制成型：
[0026] 401、在大于I. 5Τ的磁場(chǎng)中，把粉末料壓制成0. 5~1公斤的生還。生還指燒結(jié)前 的還體，燒結(jié)后就叫毛還。
[0027] 402、將401壓制的生坯在250~300MPa壓力下，等靜壓3~5分鐘，得到待燒結(jié) 的坯體。
[0028] (5)燒結(jié)：
[0029] 501、將402制備的坯體放入燒結(jié)爐中，抽真空，加熱至1180~1230°C，然后充入保 護(hù)氣體，燒結(jié)1~3小時(shí)，優(yōu)選為1. 5~2小時(shí)。優(yōu)選的，抽真空過(guò)程中控制真空度為優(yōu)于 0. 06Pa，以確保燒結(jié)爐內(nèi)殘余的氧含量氣體濃度足夠低，減少燒結(jié)過(guò)程中坯體氧含量，盡可 能保證磁體燒結(jié)后的氧含量在3000ppm以下，利于坯體燒結(jié)過(guò)程中有害氣體的逸出，減少 氣孔的產(chǎn)生。所述真空度是指絕對(duì)真空度，抽真空后內(nèi)部氣壓小于0. 〇6Pa。
[0030] 502、降低30~50°C進(jìn)行固熔處理，時(shí)間2~3小時(shí)。然后，淬火至800°C以下溫 度。燒結(jié)的溫度比較高，燒結(jié)后的磁體均勻性比較差。溫度降低后磁體不再是半熔融狀態(tài)， 在這種溫度恒溫?zé)崽幚?，通過(guò)原子的擴(kuò)散，有利于磁體內(nèi)部成為均勻一致的結(jié)構(gòu)。
[0031] (6)時(shí)效：燒結(jié)后的坯體放入時(shí)效爐，抽真空，加熱400~850°C之間進(jìn)行時(shí)效處 理，首先加熱至770~780°C，熱處理2~5小時(shí)。然后，降溫冷卻至400~450°C，保溫 0. 5~2小時(shí)，最后，冷卻至室溫，得到釤鈷磁體毛坯。經(jīng)過(guò)770~780°C的時(shí)效處理，效果 最佳且處理時(shí)間最合適，在磁體內(nèi)部形成1:5和2:17相互包裹的菱形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，無(wú)磁性的 1:5相產(chǎn)生極大的釘扎力，將磁疇壁釘扎在該處形成矯頑力，形成永磁性。通過(guò)時(shí)效處理，工 件內(nèi)部應(yīng)力自然釋放，釤鈷磁體的各方面性能大幅度改善。
[0032] 本發(fā)明的時(shí)效方法采用分階段處理的方式效果更佳，即在700~400°C之間某些 溫度適當(dāng)恒溫一定時(shí)間，對(duì)磁體磁性能有改善。
[0033] 進(jìn)一步，在本發(fā)明的制備方法步驟（2)中，熔化后提高鑄錠（片）的冷卻速度對(duì)磁 性能改善有所幫助。
[0034] 進(jìn)一步，在本發(fā)明的制備方法步驟（302)中，優(yōu)選采用球磨破碎粗顆粒料，球磨時(shí) 原料用乙醚、汽油或甲苯作為介質(zhì)。優(yōu)選的，還具有保護(hù)氣氛，在保護(hù)氣氛中熔化鑄錠/鑄 片熔煉時(shí)稀土揮發(fā)少，有利于降低成本和減少污染物的產(chǎn)生。所述保護(hù)氣氛是惰性氣體氛 圍，如氮?dú)狻?br>[0035] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0036] 1.本發(fā)明的釤鈷磁體的Hcj較低，可以適用于各種先裝配再充磁的使用環(huán)境，即 便不是采用磁體生產(chǎn)廠商的強(qiáng)磁場(chǎng)充磁設(shè)備進(jìn)行充磁也能夠輕松的完成飽和充磁工作。
[0037] 2.本發(fā)明的釤鈷磁體添加了一定量的其它稀土金屬成分，使得釤鈷磁體的整體性 能得到改善。添加的稀土金屬元素對(duì)于矯頑力的控制上具有突出的作用，能夠?qū)⑨熲挻朋w 的內(nèi)稟矯頑力控制在低而穩(wěn)定的范圍內(nèi)，以適用于各種要求使用高性能磁體但又必須先裝 配再充磁的情況，可以很好的滿足客戶要求。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解 為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本 發(fā)明的范圍。本發(fā)明中未特別說(shuō)明的百分比均為重量百分比。
[0039] 實(shí)施例1
[0040] 1)按照質(zhì)量百分比為：（Sm1 ZRE丄 Cou a b。d)CubFedZr。，a 取值為：25%和 28%，Z 取值為〇,銅含量為8 %，鋯含量為：3 %，鐵含