一种添加防氧化剂的钐钴永磁材料制备方法

本发明属于稀土永磁材料，涉及一种添加防氧化剂的钐钴永磁材料制备方法。

背景技术：

1、钐钴(smco)永磁材料作为高性能磁性材料的代表，具有高矫顽力、高磁能积、优异的温度稳定性等优点，被广泛应用于航空航天、精密仪表、雷达通讯、武器装备等领域。粉末冶金作为钐钴永磁材料的主要制备工艺，其核心在于将钐、钴以及其他可能的合金元素通过精细的粉体制备、成型和烧结过程，转化为具有高度一致微观结构和优异磁性的固体磁体。然而，这一过程中的一大挑战在于如何有效控制粉体的氧化程度，氧化不仅会显著增加磁体中的非磁性相含量，影响磁性能，还会导致磁体的微观结构变得不均匀，从而影响其机械稳定性和使用寿命。因此，粉体的氧化是限制钐钴磁体磁性能提升的重要原因，提高磁粉的抗氧化性能，降低粉体中的氧含量，对于提高钐钴磁体磁性能十分重要。

2、为了降低粉体中的氧含量，研究者们进行了大量工作。现有技术中，公开号为cn117650005a的中国专利通过在粗粉中添加防氧化剂的方式，制备出了氧含量较低的稀土磁粉。这种方式确实能够降低磁体中的氧含量，但是采用传统的粉末冶金工艺制备磁体的过程中，在热处理阶段，压坯中的防氧化剂会受热挥发，导致磁体密度降低，磁性能恶化。

3、因此，如何制备氧含量低、致密度高的钐钴磁体仍旧是一个亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种添加防氧化剂的钐钴永磁材料制备方法，先制得抗氧化性强的磁粉，然后经过取向成型、低温脱气处理和冷等静压，最后结合热处理工艺得到钐钴永磁材料，工艺简单且易于产业化生产。

2、本发明的一个目的通过以下技术方案来实现：

3、一种添加防氧化剂的钐钴永磁材料制备方法，包括以下步骤：

4、钐钴合金原料经熔炼、浇铸后得到合金铸锭；合金铸锭经机械破碎后得到粗粉；在粗粉中加入防氧化剂溶液，然后经气流磨得到细粉；细粉在磁场中进行取向成型获得钐钴磁体毛坯；将毛坯进行低温脱气处理，然后冷却至室温；对低温脱气处理之后的毛坯进行冷等静压，获得压坯；压坯依次经过高温烧结、固溶、时效处理得到钐钴永磁材料；

5、所述低温脱气处理的保温温度为200～550℃，保温时间为5～800min。

6、所述钐钴合金原料包括sm：20～30wt％、co：45～55wt％、m：15～35wt％，其中m为fe、mn、ni、cu、zr、ti、v、cr、zn、nb、mo、hf、w和sn中的一种或几种的混合物。以上钐钴合金原料的成分和重量百分比仅作示例性，不能用于限制本发明的保护范围。

7、优选地，所述钐钴合金原料包括sm：20～30wt％、co：45～55wt％、fe：12～25％、zr：2～5wt％、cu：2～5wt％。

8、进一步优选，所述钐钴合金原料包括sm：25wt％、co：50wt％、fe：18wt％、zr：4.5wt％、cu：2.5wt％。

9、优选地，所述熔炼在真空度≤5×10-2pa、惰性气氛下进行；熔炼温度为1350～1550℃，熔炼时间为2～10min。

10、本文所述的惰性气氛优选为氩气。

11、优选地，在进行熔炼前，所述钐钴合金原料先在真空度≤5×10-2pa、100～150℃的条件下将表面吸附的水和/或气体蒸发并通过真空泵排出。

12、钐钴合金原料经熔炼后形成混合液，浇注入水冷铜模中冷却，形成合金铸锭。

13、优选地，机械破碎包括粗碎和中碎。

14、优选地，粗粉的平均粒径为50～600μm。

15、中碎和气流磨在保护性气体下进行，所述保护性气体优选为氮气。

16、优选地，所述防氧化剂溶液由防氧化剂和溶剂混合形成，所述防氧化剂包括芳香胺类防氧化剂、酚类防氧化剂、硫代酯类抗氧化剂中的一种或多种。胺类抗氧剂可列举为n,n-二仲丁基对苯二胺、n-苯基-n`-环己基对苯二胺、n-苯基-n`-异丙基-对苯二胺中的一种或多种；酚类氧化剂可列举为二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、2-6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种；硫代酯类抗氧化剂可列举为硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双十八醇酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)中的一种或多种。

17、进一步优选，所述防氧化剂为芳香胺类防氧化剂。

18、最优选，所述防氧化剂为n,n-二仲丁基对苯二胺。

19、优选地，所述溶剂为环己烷、正庚烷、甲苯、矿物油中的一种或多种。

20、进一步优选，所述溶剂为环己烷。

21、优选地，防氧化剂占粗粉重量的0.1～1wt％，溶剂占粗粉重量的0.1～1wt％。

22、优选地，细粉的平均粒径为1～5μm。

23、优选地，取向成型的磁场强度为0.5～5t。

24、优选地，所述低温脱气处理的保温温度为300～500℃，保温时间为10～600min(进一步优选为30～500min)。进一步优选，升温至低温脱气处理的保温温度的时间为10～600mim。

25、优选地，冷等静压的压力为80～300mpa，冷等静压的时间为5～30s。

26、优选地，压坯分别于300～450℃、700～900℃进行低温处理30～300min，然后升温至温度为1180～1250℃进行高温烧结，烧结时间为30～300min。

27、优选地，固溶的温度为1130～1200℃，固溶的时间为60～600min。

28、优选地，时效处理包括：800～850℃等温时效600～1200min，之后以0.5～2℃/min的速度冷却至350～450℃保温100～300min，风冷至室温。

29、本发明的另一个目的通过以下技术方案来实现：

30、一种钐钴永磁材料，其由上述制备方法制备而得，所述钐钴永磁材料包括菱方结构的2:17r相、六方结构的1:5h相和片状的1:3r富锆相中的一种或多种。

31、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

32、1、本发明通过在粗粉中添加防氧化剂，先制备出粉末粒度小、抗氧化性强的磁粉，然后经过磁粉取向成型、低温脱气和冷等静压，消除毛坯中的防氧化剂，并恢复到毛坯的密度，再搭配合适的热处理工艺即可得到低氧含量、高致密度的钐钴永磁材料。

33、2、本发明的制备方法操作简便、成本较低，适合工业化生产。

1.一种添加防氧化剂的钐钴永磁材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低温脱气处理的保温温度为300～500℃，保温时间为10～600min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述防氧化剂溶液由防氧化剂和溶剂混合形成，所述防氧化剂包括芳香胺类防氧化剂、酚类防氧化剂、硫代酯类抗氧化剂中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述防氧化剂为n,n-二仲丁基对苯二胺。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为环己烷、正庚烷、甲苯、矿物油中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，防氧化剂占粗粉重量的0.1～1wt％，溶剂占粗粉重量的0.1～1wt％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，粗粉的平均粒径为50～600μm；

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，压坯分别于300～450℃、700～900℃进行低温处理30～300min，然后升温至温度为1180～1250℃进行高温烧结，烧结时间为30～300min；

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，时效处理包括：800～850℃等温时效600～1200min，之后以0.5～2℃/min的速度冷却至350～450℃保温100～300min，风冷至室温。

10.一种钐钴永磁材料，其特征在于，其由权利要求1所述的制备方法制备而得，所述钐钴永磁材料包括菱方结构的2:17r相、六方结构的1:5h相和片状的1:3r富锆相中的一种或多种。