专利名称：一种制备各向异性RCo的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁性材料制备领域。
自1967以来，第一代稀土永磁材料SmCo5由于具有高的各向异性场、高的居里温度、宽的应用温度范围一直受到广大科学技术工作者的极大关注。为了提高其磁能积，我们可以用一定的工艺使合金中晶粒的易磁化轴沿某一方向一致排列，得到剩磁比在0.95以上的各向异性磁体。至今为止，实现易磁化轴取向排列的工艺有定向凝固工艺(文献1，刘新才，定向凝固稀土钴永磁材料的研究，西北工业大学博士论文，1989.6)、磁场凝固工艺(文献2，B.A.Legrandet al.，Orientation by solidification in a magnetic fieldA new process totexture SmCo compounds used as permanent magnets，J.Magn.Magn.Mater.，173(1997)20-28)、粉末冶金工艺(文献3，周寿增，稀土永磁材料及其应用，冶金工业出版社，1995)和单辊快淬工艺(文献4，阎阿儒，沈保根，用快淬的方法制备各向异性Sm-Co系列永磁材料，中国专利申请号99107266.9，1999)。四种工艺比较而言，单辊快淬法具有其它工艺不可比拟的优点，它生产过程简单，成本费低，操作方便安全，有利于实现生产的自动化和连续化。目前，它已被用于制备SmCo系列合金。然而，在精密仪器仪表、微波器件等对磁感温度系数要求很高的领域，SmCo系列合金并不适用。另外，该工艺还存在以下不足(1)较长时间(3-46小时)的真空热处理使快淬薄带表面Sm挥发，不利于薄带性能的重复性和一致性；(2)快淬薄带的择优取向度不高，低于烧结磁体，剩磁比仅为0.80-0.90。
本发明的目的在于克服已有技术的缺点和不足，通过在SmCo5合金中加入重稀土元素Gd、Dy或Er，达到简化工艺、增强合金择优取向度的目的。其中主要工艺环节仅包括母合金熔炼和制带，省略了真空热处理过程，简化了快淬工艺，降低了生产成本，有助于提高薄带性能的重复性和一致性。快淬所采用的辊速较低，操作方便安全，有利于永磁薄带的批量生产。所获得的快淬薄带取向度好，剩磁比与烧结磁体相当，磁感温度系数低于同成分的烧结磁体。
本发明的目的是通过以下步骤实现的1.配料将纯度大于99％的金属按Sm1-xRxCo5(R＝Gd、Dy或Er)(0＜x≤0.5)的配比配制好后放于电弧炉内，抽真空至10-2Pa以上，然后通入0.1×105～1.0×105Pa的氩气，在氩气保护下反复熔炼3-4次以得到成分均匀的合金铸锭；2.制带将尺寸小于石英管1内径的粗破碎的合金铸锭放入底部带有小孔的石英管内，置于甩带机内，将甩带机腔体抽真空至10-2Pa，然后通入0.5×105～1.0×105Pa的氩气保护，感应加热熔化石英管内合金，在喷射压力作用下，熔溶合金喷至旋转的Cu辊4上，即可得到Sm1-xRxCo5永磁薄带3，Cu辊的线速度控制在5～8m/s范围内，石英管下端与Cu辊面距离为1cm(见
图1)，石英管下端喷口直径为0.5～1.0mm，喷射气压差为0.06×105～1.0×105Pa，高频感应线圈2的加热电压为3.0～4.0kV。
用本发明获得的薄带通过粘结法和热压法即可制成低温度系数的永磁体a.粘结法利用环氧树脂或塑料或软金属作粘结剂，将薄带碎片或粉粘结在一起，在磁场中固化数小时，可制成低温度系数的各向异性磁体。
b.热压法在500～800℃范围内，将快淬薄带的碎片或粉加压成型为相对密度高的各向异性或各向同性的大块低温度系数磁体。
本发明通过在SmCo5中加入重稀土元素Gd、Dy或Er，其主要工艺环节仅包括母合金熔炼和制带，省略了真空热处理过程，简化了快淬工艺，降低了生产成本，有助于提高薄带性能的重复性和一致性。快淬所采用的辊速较低，操作方便安全，有利于永磁薄带的批量生产。所获得的快淬薄带取向度好，剩磁比与烧结磁体相当，磁感温度系数低于同成分的烧结磁体。
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明图1为本发明的单辊快淬法甩带示意图，图2为Vs＝5m/s Sm1-xGdxCo5(x＝0，0.2，0.5)薄带的退磁曲线，图3为Vs＝6m/s SmCo5，Sm0.6R0.4Co5(R＝Gd，Er，Dy)薄带表面的X-射线衍射谱，图4为Vs＝8m/s Sm1-xDyxCo5(x＝0，0.3，0.5)薄带剩磁随温度变化规律。
实施例1制作Sm0.8Gd0.2Co5将纯度为99％的稀土元素Sm，Gd和Co按1.15∶5(Sm和Gd按4∶1)配制好后放入电弧炉内熔炼制成母合金，将母合金放入石英管置于甩带机内，按以下条件制成薄带辊速为5m/s；石英管喷口直径为0.6mm；喷射气压差为0.6×105Pa；高频线圈加热电压为3.2kV。用最大外场为50kOe的超导量子磁强计(SQUID)测量薄带的退磁曲线，磁场平行于薄带的长度方向。测试结果见图2，显示出重稀土Gd部分取代Sm有利于样品晶粒易磁化方向(C轴)沿带长方向择优取向，导致薄带的剩磁比和退磁曲线的方型度随重稀土含量的增加而增加。
实施例2制作Sm0.6Er0.4Co5将纯度为99％的稀土元素Sm，Er和Co按1.15∶5(Sm和Er按3∶2)配制好后放入电弧炉内熔炼制成母合金，将母合金放入石英管置于甩带机内，按以下条件制成薄带辊速为6m/s；石英管喷口直径为0.6mm；喷射气压差为0.6×105Pa；高频线圈加热电压为3.2kV。用最大外场为50kOe的超导量子磁强计(SQUID)测量薄带的退磁曲线，磁场平行于薄带的长度方向；用X-射线衍射仪测定薄带晶体的取向。测试结果见图3，显示出重稀土Er部分取代Sm有利于样品晶粒易磁化方向(C轴)沿带长方向择优取向。
实施例3制作Sm0.5Dy0.5Co5将纯度为99％的稀土元素Sm，Dy和Co按1.15∶5(Sm和Dy按1∶1)的比例配制好后放入电弧炉内熔炼制成母合金，把破碎的母合金放入石英管，后置于甩带机内，按以下条件制成薄带辊速8m/s；石英管喷口直径1mm；喷射气压差1个大气压；高频线圈加热电压为3.5kV。用最大外场为8kOe的VSM测量薄带不同温度下的退磁曲线，磁场平行于薄带的长度方向，用20kOe的外场沿薄带长度方向对薄带预磁化；用X-射线衍射仪测定薄带晶体的取向。测试结果见图4，显示Dy的加入增强了薄带晶粒C轴沿长度方向的择优取向度，同时SmCo5的剩磁温度系数随Dy含量增加而降低。
权利要求
1.一种制备各向异性RCo5系列永磁薄带的方法，其特征在于包括以下步骤1)配料将纯度大于99％的金属按Sm1-xRxCo5的配比配制好后放于电弧炉内，其中0＜x≤0.5，R＝Gd、Dy或Er；抽真空至10-2Pa以上，然后通入0.1×105～1.0×105Pa的氩气，在氩气保护下反复熔炼3-4次以得到成分均匀的合金铸锭；2)制带将尺寸小于石英管(1)内径的粗破碎的合金铸锭放入底部带有小孔的石英管内，置于甩带机内，将甩带机腔体抽真空至10-2Pa，然后通入0.5×105～1.0×105Pa的氩气保护，感应加热熔化石英管内合金，在喷射压力作用下，熔溶合金喷至旋转的Cu辊(4)上，即可得到Sm1-xRxCo5永磁薄带(3)；Cu辊的线速度控制在5～8m/s范围内，石英管下端与Cu辊面距离为1cm，石英管下端喷口直径为0.5～1.0mm，喷射气压差为0.06×105～1.0×105Pa，高频感应线圈(2)的加热电压为3.0～4.0kV。
全文摘要
本发明涉及磁性材料制备领域。本发明采取在SmCo
文档编号C22C38/00GK1403606SQ0113085
公开日2003年3月19日 申请日期2001年8月28日 优先权日2001年8月28日
发明者张文勇, 沈保根, 阎阿儒, 张绍英 申请人:中国科学院物理研究所