一种高性能复合磁体的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明设及一种高性能复合磁体的制备方法，具体设及一种SmCo/NdFeB复合磁体 的制备方法，属于磁性材料制备技术领域。
【背景技术】
[0002] 钦铁棚磁体是当今世界上综合磁性能最强的永磁材料，具有高剩磁、高矫顽力和 高磁能积等特点。作为新一代稀±永磁材料，钦铁棚磁体在计算机技术、汽车工业、航天军 工、自动化技术、仪表技术、微波通信技术、风力发电等领域均有广泛的应用。随着我国节能 减排倡导政策的提出与推进，用于电动汽车、风电等节能环保领域的高性能、耐高溫磁体的 需求不断增长，钦铁棚磁体的磁能积已得到很大的发展，最大磁能积已高达474kJ/m3 (59.5MG0e)，然而，其溫度稳定性方面的发展却一直比较缓慢，运严重限制了其进一步应 用。
[0003] 钦铁棚永磁体的溫度稳定性主要取决于Nd2Fel4B硬磁相的内秉磁性能和磁体的 微观组织结构；目前主要通过合金化方法提高钦铁棚磁体的溫度稳定性，如重稀±元素Dy、 化等的加入，能够有效提高Nd2Fel4B的各向异性场，实现磁矩的溫度补偿，进而提高矫顽 力，降低溫度系数，改善其溫度稳定性;而(：〇、化、6曰、51等元素的加入，能够提高磁体居里溫 度，进而提高溫度稳定性;合金元素的加入虽然能够有效提高磁体的溫度稳定性，但往往伴 随着磁体性能的降低。无论是合金化还是工艺优化对于磁体溫度稳定性的改善都是有限 的，仍然无法满足不断扩大的应用需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种可W制得同时兼具高矫顽 力和较好的溫度稳定性的高性能复合磁体的制备方法。
[0005]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种高性能复合磁体的制备方法，所 述的制备方法包括如下步骤：
[0006]S1、分别按照SmCo合金和NdFeB合金的组成成分称量各元素原料，经真空烙炼、快 泽分别制成SmCo薄带和N加'eB薄带；
[0007]S2、将SmCo薄带和NdFeB薄带依次进行均匀化热处理、粗破碎、氨爆、球磨，分别得 粒度为3.0皿-5.0皿的SmCo微米晶磁粉和5.0皿-10.0皿的NdFeB微米晶磁粉；
[000引S3、分别对SmCo微米晶磁粉和NdFeB微米晶磁粉进行分散预处理、改性处理，然后 通过溶液揽拌将高烙点金属化合物分别包覆在SmCo微米晶磁粉和NcFeB微米晶磁粉外；
[0009]S4、将经过包覆处理的NdFeB微米晶磁粉与SmCo微米晶磁粉按比例混合成复合微 米晶磁粉，将复合微米晶磁粉先压制成型，再经等静压处理，然后进行烧结固溶、时效处理， 制得本发明的高性能复合磁体成品。
[0010]Sm-Co基的磁体具有很好的溫度稳定性，同时拥有高矫顽力，但其磁化强度和磁能 积较低，而Nd-Fe基的磁体具有高的磁化强度和磁能积，但溫度稳定性差。由于Nd-Fe基的磁 体居里溫度只有580K左右，使得它并不能在高溫环境下得到很好的应用。本发明将SmCo和NdFeB合理地复配制成复合磁体，通过先将SmCo合金和NdFeB合金制成微米晶磁粉，然后对 微米晶磁粉进行改性，晶界改性技术能够有效调控界面相组织结构与成分，避免弱磁中间 相的形成，有利于实现高溫下高矫顽力、高性能复合磁体的制备;再将高烙点金属化合物分 别包覆在SmCo微米晶磁粉和NdFeB微米晶磁粉外，阻止Sm-Co硬磁相与Nd-Fe-B硬磁相两相 相互扩散，优化复合磁体微观结构，实现NdFeB-SmCo复合磁体高烙点下各向磁性能的良好 状态，尤其是进一步提高高溫下复合磁体的矫顽力；接着将包覆处理后的SmCo微米晶磁粉 和NdFeB微米晶磁粉经压制成型、等静压处理，再进行烧结固溶、时效处理，通过运一系列特 定的工艺处理进一步有效控制复合硬磁相间的界面反应，抑制弱磁中间相的形成，而且能 够抑制纳米晶粒长大，取向完整。因此，本发明可W制备现有工艺难W获得的晶界相可控、 晶粒细小均匀与晶粒取向完整的高性能复合磁体，运不仅保证了较高的磁性能，而且显著 提高了磁体的溫度稳定性，能够实现高性能和高溫度稳定性的良好匹配，且此工艺过程简 单，适合于大规模批量化生产。
[0011 ] 在上述高性能复合磁体的制备方法中，所述的SmCo合金为SmC〇5、Sm2Coi7或SmC〇7型 磁体。
[0012]在上述高性能复合磁体的制备方法中，所述NdFeB合金的组成成分及质量百分比 为Nd:26.00%-30.00%、B:1.00%-2.50%、Si:0.80%-1.50%、Ga:0.10%-0.20%、Dy: 0.10%-0.50%、V:0.10%-0.30%、余量为化。
[OOU] 本发明NdFeB合金在NcUFe和B的基础上，添加了能够提高磁体各向异性和矫顽力 的Si和Ga,还添加了能部分取代Nd并有效提高磁体矫顽力的DyW及能和Dy复配使用W大大 提高磁体矫顽力的V。本发明中通过各元素的合理配伍和协同作用，有效提高钦铁棚磁体的 矫顽力等综合磁性能。
[0014] 其中，复配添加的Si和Ga可W同时提高磁体的矫顽力、各向异性等，并能减少磁体 剩磁的降低。尽管重稀±元素如Dy、Gd、化等在NdFeB磁体中具有高的各向异性场，并具有溫 度补偿作用，它们的加入可W得到具有高矫顽力和高溫度稳定性的NcFe郎兹体。但是重稀± 的价格也比较昂贵，考虑到生产成本，本发明中间层NdFeB磁体中只添加了0.10 %-O. 50 % 的稀±元素DynDy作为提高磁体矫顽力最有效的元素之一，一方面Dy可W部分取代Nd,显著 提高合金的各向异场性，并能改善磁体的微结构W有效提高磁体的矫顽力，另一方面Dy和V 产生协同作用，不仅可W提高磁体的耐腐蚀性能而不使其矫顽力下降，还可W有效改善晶 界富钦相的组织成分，从而提高NdFeB磁体的耐氨能力；而V的加入所引起的矫顽力的提高 与Dy所引起的矫顽力的提高二者可叠加W大大提高磁体的矫顽力，并且V在晶界处形成弥 散的V2化化相W代替其中的富B相，因此在提高磁体矫顽力的同时又不会降低磁体的剩磁。
[0015] 进一步优选，NdFeB合金的组成成分及质量百分比为：Nd: 26.50 %-29 .OO %、B: 1.20%-2.20%、Si:1.00%-1.30%、Ga:0.15%-0.18%、Dy:0.15%-0.35%、V:0.15%- 0.25%、余量为化。
[0016] 在上述高性能复合磁体的制备方法中，步骤S2中所述均匀化热处理的溫度为950-980°C，均匀化热处理的时间为1 -化。
[0017]在上述高性能复合磁体的制备方法中，步骤S3中所述的高烙点金属化合物包括高 烙点金属面化物、高烙点金属氨化物、高烙点金属氧化物。
[001引在SmCo微米晶磁粉和NdFeB微米晶磁粉外都包覆高烙点金属化合物，阻止Sm-Co硬 磁相与Nd-Fe-B硬磁相两相相互扩散，优化复合磁体微观结构，实现NcFeB-SmCo复合磁体高 烙点下各向磁性能的良好状态，尤其是进一步提高高溫下复合磁体的矫顽力。
[0019] 进一步地，所述高烙点金属为Pr Xu、Mn、化、Ni、Mo中的W-种或多种。
[0020] 高烙点金属化合物在SmCo微米晶磁粉外形成的包覆层的厚度为10-20皿，在NcFeB 微米晶磁粉形成的包覆层的厚度为30-50nm。
[0021] 在上述高性能复合磁体的制备方法中，复合微米晶磁粉中NdFeB微米晶磁粉与 SmCo微米晶磁粉的质量百分比分别为60-90%和10-40%。即NdFeB微米晶磁粉与SmCo微米 晶磁粉按质量比6-9:1 -4混合成复合微米晶磁粉。
[0022] 在上述高性能复合磁体的制备方法中，步骤S4中等静压处理的压力为250-350MPa〇
[0023] 在上述高性能复合磁体的制备方法中，步骤S4中所述的烧结固溶为将等静压处理 后的生巧先在500-600°C下预烧2.0-3.Oh，然后W15-20°C/min的速度升溫至1180-1220°C 烧结0.5-化，然后于1150°C-1180°C固溶2-3小时，并快速风冷到室溫，得到烧结巧。
[0024] 在上述高性能复合磁体的制备方法中，步骤S4中所述的时效处理为将烧结固溶得 到的烧结巧由室溫升溫到820-840°C保溫时效5-6小时，随后Wl-3°C/min的冷却速率慢冷 至化20°C-600°C，并保溫2-4小时。
[00巧]进一步地，时效处理时的升溫速度为10-3