本发明涉及磁性材料,尤其涉及一种各向异性smco/ndfeb复合磁体的制备方法。
背景技术:
1、 作为一种重要的功能材料,磁性材料在现代社会里扮演着极为重要的角色。特别是永磁材料的生产和开发应用程度是现代国家经济发展的标志之一。nd-fe-b永磁材料具有较高的室温各向异性场( ha=7t) 和高的饱和磁极化强度( js=1.6 t),最大磁能积的理论值高达512 kj/m3,被称为“磁王”,受到人们的普遍重视。另外,sm-co合金具有最高的磁晶各向异性常熟(k1≈15~19×103kj/m3),饱和磁化强度 ms:0.59 t,居里温度 tc:740 ℃,其理论磁能积达到224.9 kj/m3。
2、为此,本发明通过先制备低熔点nd40cu60合金并将其破碎,随后将金属sm、金属co、fe2b合金粉末及低熔点nd40cu60合金按比例混合并在低温液氮和氢气正压下高能球磨获得混合粉末;并在放电等离子烧结和磁场辅助激光加热处理下,使sm与co发生化学反应及硬磁ndfeb相的组装结合形成,制备工艺实现了简单化,去除了熔炼过程,避免了sm的挥发;同时有效实现纳米晶磁体晶界润滑和扩散的均匀化,最终获得高各向异性smco/ndfeb双硬磁相复合磁体。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题,本发明目的在于提供一种各向异性smco/ndfeb复合磁体的制备方法。
2、本发明的各向异性smco/ndfeb复合磁体的制备方法,包括如下步骤:
3、(1)采用真空感应熔炼技术制备按原子百分比的低熔点nd40cu60合金铸锭,随后采用行星式球磨工艺将低熔点nd40cu60合金铸锭破碎至粒度为50~100 μm的nd40cu60合金粉末,球磨时间为0.5~1.5 h;
4、(2)将破碎后粒度为50~100 μm的金属sm、金属co、fe2b合金粉末和步骤(1)获得的低熔点nd40cu60合金粉末按照1:2~4:1~2: 1~2的重量比进行混合均匀后在低温液氮和氢气正压强度为0.1~2 mpa的气氛下高能球磨1~10 h,获得颗粒尺寸小于300 nm的混合合金粉末;
5、(3)将步骤(2)获得的混合合金粉末放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结制得全致密的smco/ndfeb双硬磁相纳米晶复合磁体;
6、(4)将步骤(3)获得的双硬磁相纳米晶磁体进行磁场辅助激光加热处理,实现纳米晶磁体晶界润滑和扩散的均匀化,获得高各向异性smco/ndfeb双硬磁相复合磁体。
7、 进一步的,步骤(3)中所述的放电等离子烧结的具体工艺参数为:烧结温度450~750 ℃,压力1~5 gpa,升温速率10~30 ℃/min,烧结保温时间10~20 min。
8、 进一步的,步骤(4)中所述的磁场辅助激光加热处理的磁场强度为1~3 t,升温速率为50~150 ℃/s,热处理温度为600~900 ℃,保温时间为10~40 min。
9、与现有的技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:本发明通过先制备低熔点nd40cu60合金并将其破碎,随后将金属sm、金属co、fe2b合金粉末及低熔点nd40cu60合金按比例混合并在低温液氮和氢气正压下高能球磨获得混合粉末;并在放电等离子烧结和磁场辅助激光加热处理下,使sm与co发生化学反应及硬磁ndfeb相的组装结合形成,制备工艺实现了简单化,去除了熔炼过程,避免了sm的挥发;同时有效实现纳米晶磁体晶界润滑和扩散的均匀化,最终获得高各向异性smco/ndfeb双硬磁相复合磁体。
10、实施方式
11、 下面将结合实施例对本发明做进一步的详细说明,但本发明并不仅仅局限于以下实施例。
12、实施例1
13、(1)采用真空感应熔炼技术制备按原子百分比的低熔点nd40cu60合金铸锭,随后采用行星式球磨工艺将低熔点nd40cu60合金铸锭破碎至粒度为100 μm的nd40cu60合金粉末,球磨时间为0.5 h;
14、(2)将破碎后粒度为100 μm的金属sm、金属co、fe2b合金粉末和步骤(1)获得的低熔点nd40cu60合金粉末按照1:2:1:1的重量比进行混合均匀后在低温液氮和氢气正压强度为0.1 mpa的气氛下高能球磨1 h,获得颗粒尺寸小于300 nm的混合合金粉末;
15、(3)将步骤(2)获得的混合合金粉末放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结,烧结温度450 ℃,压力5 gpa,升温速率10 ℃/min,烧结保温时间20 min,制得全致密的smco/ndfeb双硬磁相纳米晶复合磁体;
16、(4)将步骤(3)获得的双硬磁相纳米晶磁体进行磁场辅助激光加热处理,磁场强度为1 t,升温速率为50 ℃/s,热处理温度为900 ℃,保温时间为10 min,实现纳米晶磁体晶界润滑和扩散的均匀化,获得高各向异性smco/ndfeb双硬磁相复合磁体。
17、 采用本发明制备的高各向异性smco/ndfeb复合磁体经磁性能测量,矫顽力为25.8 koe,磁能积为31.5 mgoe。
18、实施例2
19、(1)采用真空感应熔炼技术制备按原子百分比的低熔点nd40cu60合金铸锭,随后采用行星式球磨工艺将低熔点nd40cu60合金铸锭破碎至粒度为75 μm的nd40cu60合金粉末,球磨时间为1 h;
20、(2)将破碎后粒度为75 μm的金属sm、金属co、fe2b合金粉末和步骤(1)获得的低熔点nd40cu60合金粉末按照1:3:1.5:1.5的重量比进行混合均匀后在低温液氮和氢气正压强度为1 mpa的气氛下高能球磨6 h,获得颗粒尺寸小于300 nm的混合合金粉末;
21、(3)将步骤(2)获得的混合合金粉末放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结,烧结温度600 ℃,压力3 gpa,升温速率20 ℃/min,烧结保温时间15 min,制得全致密的smco/ndfeb双硬磁相纳米晶复合磁体;
22、(4)将步骤(3)获得的双硬磁相纳米晶磁体进行磁场辅助激光加热处理,磁场强度为2 t,升温速率为100 ℃/s,热处理温度为750 ℃,保温时间为25 min,实现纳米晶磁体晶界润滑和扩散的均匀化,获得高各向异性smco/ndfeb双硬磁相复合磁体。
23、 采用本发明制备的高各向异性smco/ndfeb复合磁体经磁性能测量,矫顽力为27.6 koe,磁能积为33.8 mgoe。
24、实施例3
25、(1)采用真空感应熔炼技术制备按原子百分比的低熔点nd40cu60合金铸锭,随后采用行星式球磨工艺将低熔点nd40cu60合金铸锭破碎至粒度为50 μm的nd40cu60合金粉末,球磨时间为1.5 h;
26、(2)将破碎后粒度为50 μm的金属sm、金属co、fe2b合金粉末和步骤(1)获得的低熔点nd40cu60合金粉末按照1:4:2:2的重量比进行混合均匀后在低温液氮和氢气正压强度为2mpa的气氛下高能球磨10 h,获得颗粒尺寸小于300 nm的混合合金粉末;
27、(3)将步骤(2)获得的混合合金粉末放入硬质合金模具中进行放电等离子烧结,烧结温度750 ℃,压力1 gpa,升温速率30 ℃/min,烧结保温时间10 min,制得全致密的smco/ndfeb双硬磁相纳米晶复合磁体;
28、(4)将步骤(3)获得的双硬磁相纳米晶磁体进行磁场辅助激光加热处理,磁场强度为3 t,升温速率为150 ℃/s,热处理温度为650 ℃,保温时间为40 min,实现纳米晶磁体晶界润滑和扩散的均匀化,获得高各向异性smco/ndfeb双硬磁相复合磁体。
29、 采用本发明制备的高各向异性smco/ndfeb复合磁体经磁性能测量,矫顽力为28.9 koe,磁能积为36.1 mgoe。