一种低矫顽力的钐钴磁体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及稀土永磁材料领域，尤其是一种低矫顽力钐钴磁体，同时本发明还涉 及到所述钐钴磁体的制备方法。
【背景技术】
[0002] 高矫顽力钐钴磁体的批量生产工艺相对来说已经比较成熟。因为随着高温时效时 间延长，Hcj (内禀矫顽力）总是单调地增加，通过把时效时间设置长一点，Hcj终归可以上 去。但是内禀矫顽力越高，使用虽然越稳定，但是充磁磁场就必须越大。一部分钐钴磁体往 往在装配之后充磁，受限于装配厂商的设备条件或者产品空间的限制，充磁磁场比较小，内 禀矫顽力高了难以保证充磁饱和，导致不能达到设计需要的磁场强度和磁性能不稳定。为 此需要把产品的内禀矫顽力降下来，满足低充磁磁场饱和充磁的要求。
[0003] 但是如果材料的内禀矫顽力太低，虽然充磁容易，但是抗退磁的能力差，使用过程 中极易退磁导致磁体失效。所以低矫顽力钐钴磁体要求其内禀矫顽力低到足够低，较小的 充磁磁场也能够充磁饱和。但是又必须足够高，保证使用时不被退磁，保持磁性能的稳定。 这类磁体可应用于自动装配的产品，装配后再充磁。它既能实现饱和充磁，又具备NdFeB磁 体（钕铁硼磁体）不具备的温度系数低，温度升高时磁性能稳定和很好的抗氧化能力的优 点。低矫顽力钐钴磁体的Hcj被限制在比较小的区间，而Hcj是对工艺很敏感的参数，控制 十分困难。而且在没有充磁的情况下，磁性能不能检测，要想检测磁性能必须充磁。因此质 量控制时只能抽样很少数量的产品进行充磁检测，检测的数量很少不合格品极易出厂，导 致电机报废。所以为了保证出厂产品都是合格的，必须提高生产控制水平。对一个控制难 度极高的参数进行控制，而且该参数几乎不能检测，难度确实很高。
[0004] 为了控制低矫顽力钐钴磁体的Hcj，满足生产和装配要求，需要对钐钴磁体的成分 配方进行调整，现有研究中多通过添加铈（Ce)来降低钐钴磁体的矫顽力。
[0005] 如中国专利CN102047536A，通过添加 Ce来降低钐钴磁体的矫顽力，但磁性能较为 低下，材料的抗氧化性能变差，不能满足客户对于磁体磁性能稳定性的要求。
[0006] 或者通过双主相合金法来改善其矫顽力使之满足生产要求。如中国专利 CN102760545A采用双主相合金法添加含Ce合金来达到实现高剩磁、低矫顽力的目的，但是 这种方法需要混料，如果混料不均会导致磁体成分不均匀，磁性能不均匀，不利于生产的稳 定。而且添加了铈元素，直接导致磁体性能衰减、抗氧化性能变差等问题。因此需要一些其 它降低钐钴磁体内禀矫顽力的方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术中高矫顽力钐钴磁体不适用于先装配后充磁的 情况、而添加铈又会劣化钐钴磁体性能的问题，提供一种低矫顽力钐钴磁体，以及降低钐钴 磁体矫顽力的方法，或者制备上述低矫顽力钐钴磁体的方法。
[0008] 为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
[0009] 一种钐钴磁体，其化学成分如下：
[0010] (Sm1 zREz)a Co(1 a b c d) CubZrcFed
[0011] 其中RE为Nd、Gd和丽中至少一种。
[0012] a = 25% -29%，b = 6% -9%，c = 2%~3%，d = 13% -17%。
[0013] Z = 0-0· 4,不包括Z = 0的情况，Z乒0。
[0014] 所述丽是混合稀土材料，主要含有Nd、Pr、La等成分。优选的，所述丽混合稀土 是符合GB/T4153-2008规定的混合稀土金属牌号中的一种，如194025A、194025B、194025C、 194020A、194020B、194020C 中的一种。
[0015] 本发明的钐钴磁体的Hcj较低，可以适用于各种先装配再充磁的使用环境，即便 不是采用磁体生产厂商的强磁场充磁设备进行充磁也能够轻松的完成饱和充磁工作。对于 要求使用高性能钐钴磁体但又必须先装配再充磁的情况，可以很好的满足客户要求。
[0016] 作为本发明的优选情况，还可以向钐钴磁体中添加 Gd成分。当向钐钴磁体中添加 了以上成分后，Gd成分不仅降低了内禀矫顽力，还因为在内部形成两套晶格，这两套晶格的 磁矩方向相反，当温度升高时两套格子的磁矩都降低，互相抵消了温度升高的影响，降低了 剩磁随温度变化产生的变化。
[0017] 作为本发明的优选情况，还可以向钐钴磁体中添加 Nd成分。发明人发现当钐钴磁 体中加入Nd成分时，对于降低钐钴磁体的内禀矫顽力具有一定效果。
[0018] 本发明同时还提供了一种制备上述钐钴磁体的方法，把Gd和Nd共同添加降低磁 体内禀矫顽力效果更好。
[0019] 具体的来说，制备上述钐钴磁体的方法，包括以下步骤：
[0020] (1)配料：根据设计好的钐钴磁体成分按比例进行配料。例如，按Sm20. 5%，Nd 5%，Gd 2. 5%，Fe 13. 5%，Zr 2. 5%，Cu 7%，余量Co进行配料得到用于钐钴磁体加工的 原材料，即为本发明的一个较优选的原料配比情况。
[0021] (2)熔炼：把配制好的原料在真空或保护气氛下进行熔炼，制备合金铸锭或铸片。 优选的，将原料熔炼铸片，铸片的厚度为〇. 2~0. 5mm。
[0022] (3)破碎制粉：
[0023] 301、将铸锭或铸片，在密闭腔室内破碎成尺寸小于Imm的颗粒，便于后续磨细加 工且破碎速度快耗能少。
[0024] 302、将上述颗粒料用磨细，得到4~7 μπι的粉末料，采用气流磨或球磨进一步磨 细处理。优选的，气流磨或球磨干燥过程中采用保护气氛或保护液体进行处理，防止原料磨 至极细的情况下发生氧化变质。所述保护气氛可以是惰性气体氛围，如氮气。
[0025] (4)压制成型：
[0026] 401、在大于I. 5Τ的磁场中，把粉末料压制成0. 5~1公斤的生还。生还指烧结前 的还体，烧结后就叫毛还。
[0027] 402、将401压制的生坯在250~300MPa压力下，等静压3~5分钟，得到待烧结 的坯体。
[0028] (5)烧结：
[0029] 501、将402制备的坯体放入烧结炉中，抽真空，加热至1180~1230°C，然后充入保 护气体，烧结1~3小时，优选为1. 5~2小时。优选的，抽真空过程中控制真空度为优于 0. 06Pa，以确保烧结炉内残余的氧含量气体浓度足够低，减少烧结过程中坯体氧含量，尽可 能保证磁体烧结后的氧含量在3000ppm以下，利于坯体烧结过程中有害气体的逸出，减少 气孔的产生。所述真空度是指绝对真空度，抽真空后内部气压小于0. 〇6Pa。
[0030] 502、降低30~50°C进行固熔处理，时间2~3小时。然后，淬火至800°C以下温 度。烧结的温度比较高，烧结后的磁体均匀性比较差。温度降低后磁体不再是半熔融状态， 在这种温度恒温热处理，通过原子的扩散，有利于磁体内部成为均匀一致的结构。
[0031] (6)时效：烧结后的坯体放入时效炉，抽真空，加热400~850°C之间进行时效处 理，首先加热至770~780°C，热处理2~5小时。然后，降温冷却至400~450°C，保温 0. 5~2小时，最后，冷却至室温，得到钐钴磁体毛坯。经过770~780°C的时效处理，效果 最佳且处理时间最合适，在磁体内部形成1:5和2:17相互包裹的菱形网状结构，无磁性的 1:5相产生极大的钉扎力，将磁畴壁钉扎在该处形成矫顽力，形成永磁性。通过时效处理，工 件内部应力自然释放，钐钴磁体的各方面性能大幅度改善。
[0032] 本发明的时效方法采用分阶段处理的方式效果更佳，即在700~400°C之间某些 温度适当恒温一定时间，对磁体磁性能有改善。
[0033] 进一步，在本发明的制备方法步骤（2)中，熔化后提高铸锭（片）的冷却速度对磁 性能改善有所帮助。
[0034] 进一步，在本发明的制备方法步骤（302)中，优选采用球磨破碎粗颗粒料，球磨时 原料用乙醚、汽油或甲苯作为介质。优选的，还具有保护气氛，在保护气氛中熔化铸锭/铸 片熔炼时稀土挥发少，有利于降低成本和减少污染物的产生。所述保护气氛是惰性气体氛 围，如氮气。
[0035] 与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0036] 1.本发明的钐钴磁体的Hcj较低，可以适用于各种先装配再充磁的使用环境，即 便不是采用磁体生产厂商的强磁场充磁设备进行充磁也能够轻松的完成饱和充磁工作。
[0037] 2.本发明的钐钴磁体添加了一定量的其它稀土金属成分，使得钐钴磁体的整体性 能得到改善。添加的稀土金属元素对于矫顽力的控制上具有突出的作用，能够将钐钴磁体 的内禀矫顽力控制在低而稳定的范围内，以适用于各种要求使用高性能磁体但又必须先装 配再充磁的情况，可以很好的满足客户要求。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合试验例及【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解 为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
【发明内容】
所实现的技术均属于本 发明的范围。本发明中未特别说明的百分比均为重量百分比。
[0039] 实施例1
[0040] 1)按照质量百分比为：（Sm1 ZRE丄 Cou a b。d)CubFedZr。，a 取值为：25%和 28%，Z 取值为〇,铜含量为8 %，锆含量为：3 %，铁含