【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及稀土永磁材料，尤其涉及一種高性能低力學各向異性稀土永磁體及其制備方法。
技術介紹
1、具有高磁能積，高矯頑力，良好的耐腐蝕性，優異的熱穩定性等特點的稀土鈷永磁材料是導彈、火箭、衛星、飛機等控制系統的核心材料，也是現代雷達、微波通信、電子戰系統等的關鍵材料，大量配套應用于航空電子、電磁空間戰等軍事電子裝備，稀土永磁在現代武器裝備中具有關鍵作用和不可替代性。但因其解理穿晶斷裂方式，稀土鈷永磁材料具有本征脆性，這極大地限制了稀土永磁更廣泛的應用。
2、李衛等人研究了sm2co17各向異性磁體的斷裂模式。根據斷面形貌分析判斷，磁體的斷裂方式為解理穿晶斷裂，斷口中可以明顯觀察到河流花樣以及解理臺階。sm2co17磁體是一種各向異性材料，其斷裂行為也表現出各向異性，力學性能測試通常參照國標gb/t31967.2-2015?稀土永磁材料物理性能測試方法第2部分：抗彎強度和斷裂韌性的測定進行測試。抗彎強度及斷裂韌性試樣尺寸分別為（ h× b× l）5×6×20和（ b× w× l）5×10×45。因此，當取向方向與力學測試試樣之間方向不同時，其力學性能具有方向差異。結果顯示，當試樣取向 c與跨距方向 l平行時力學性能一般較差。力學測試統計結果表明 c//
3、中國專利cn102568738a公開了通過微合金化(添加ti，co元素)，在合金中形成晶內分散的第二相（tib2，ndfecoti），增大合金的力學性能，最終得到抗彎強度不低于500mpa的釹鐵硼磁體；中國專利cn113936880a公開了通過在釹鐵硼磁體中添加zr元素，通過一定的工藝，zr以纖維狀化合物的形式在晶界富r相中析出，提高富r相的強度，得以提高磁體的抗彎強度；然而上述兩種提高釹鐵硼磁體力學強度的方法不適用于稀土鈷永磁材料。
4、中國專利cn113517104a公開了通過在稀土鈷永磁材料中添加輔相合金re1-u-v-wfeucuvtmw，其中re選自sm、nd、pr、dy、tb、gd和ho中的一種或多種，磁體中的sm和cu元素由晶界相向合金主相晶粒內部進行擴散，改善合金的胞狀組織結構，優化合金磁性能，低熔點輔助相也在晶粒間形成粘結層，提升磁體力學性能，所制得的釤鈷永磁材料具有優異的剩磁、矯頑力和方形度以及良好的力學性能，但通過該方法制備的稀土永磁體，其力學性能各項異性特征（力學性能方向性差異大）未得到明顯改善。
技術實現思路
1、本專利技術的目的之一，就在于提供一種高性能低力學各向異性稀土永磁體，以解決上述問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是這樣的：一種高性能低力學各向異性稀土永磁體，所用原料由主合金和第二相合金組成，其中，所述主合金的化學組成為sm(cobalfexcuyzrk)z，其中z=6.90～8.0，x=0.10～0.34，y=0.05～0.1，k=0.01～0.03，bal+x+y+k=1，所述第二相合金為sm2o3或zro2。
3、作為優選的技術方案，選擇與主相化學相容性較好的第二相顆粒。第二相顆粒不與主相產生化學反應，因此對磁性能的影響較小，同時第二相顆粒在燒結過程中可抑制晶粒長大，提升磁體的力學性能。優選的，第二相顆粒為sm2o3或zro2，所述sm2o3的添加量為主合金的1.0%～2.0wt%，所述zro2的添加量為主合金的1.0～3.0wt%。
4、本專利技術通過添加適當比例的特定第二相顆粒，第二相顆粒主要分布于合金晶界處，在燒結和熱處理過程中通過zener效應抑制合金晶粒粗化，根據?， fp為釘扎力， f為第二相顆粒的體積分數，γgb為單位面積晶界能，r為第二相顆粒半徑，第二相顆粒的粒徑越小，體積分數越大，分布越彌散，釘扎效應越強，對合金晶粒粗化的抑制效應越好，如圖1和圖2的合金磁體金相組織圖所示，圖中，析出相1主要為富zr的2：7相，是釤鈷合金中一種常見的析出相，不易腐蝕，金相為白色，第二相顆粒2為氧化釤或氧化鋯顆粒，易腐蝕，金相為黑色，圖1為未添加第二相顆粒2的磁體合金組織圖，平均晶粒尺寸約40mm；圖2為添加第二相顆粒2的磁體合金組織，圖中黑色顆粒為合金中添加的第二相顆粒2，主要分布于合金晶界處，平均晶粒尺寸約10mm，由圖1和圖2對比可知，在合金中添加化學相容性較好的第二相顆粒，使得合金組織得到顯著的細化。細小的合金晶粒，在合金斷裂過程中可以抑制裂紋擴展，對能量的吸收效果更明顯，合金因此表現出更高的抗彎強度。
5、本專利技術通過減小磁體晶粒尺寸，提高磁體的抗彎強度。由于磁體的力學特性具有明顯的各向異性特征，當取向方向 c平行于跨距方向 l時，材料抗彎強度一般最低， c// b和 c// h方向較高，因為磁體沿取向方向受拉應力后最易解理。本專利技術通過減小晶粒尺寸，提高磁體的同時，降低取向方向基面受拉應力易解理的影響，達到降低三個方向的各向異性差異的目的。
6、本專利技術的目的之二，在于提供一種上述的高性能低力學各向異性稀土永磁體的制備方法，采用的技術方案為，其步驟依次包括主合金配料、主合金熔煉為合金鑄錠、主合金破碎、主合金磨料、添加第二相合金、混料、成型、燒結、熱處理。
7、作為優選的技術方案，所采用的原料為純度99.9wt%的金屬釤，金屬鈷，純鐵棒，電解銅，金屬鋯。
8、作為優選的技術方案，所述主合金磨料采用氣流磨，所述氣流磨的參數為：工分選輪轉速為2000～6000r/min，工質壓力為0.4～0.8mpa，磨室壓力為0.02～0.06mpa氣體采用高純氮氣，最終制得2～5mm的合金粉末。
9、作為優選的技術方案，所加入的第二相合金粒徑為0.1～0.9mm。
10、作為優選的技術方案，所述混料在惰性氣體保護下，進行均勻混合，在混合料罐中加入球半徑8～15mm的鋼球，所述鋼球加入量為鋼球質量/料粉質量=1/2～1/3，混料時間不少于8h。
11、作為優選的技術方案，所述成型為磁場成型，采用半自動磁場成型壓機，將混合均勻的合金粉末進行磁場成型為方塊或圓柱，并進行冷等靜壓得到生坯；所采用的充磁電本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高性能低力學各向異性稀土永磁體，其特征在于，所用原料由主合金和第二相合金組成，其中，所述主合金的化學組成為Sm(CobalFex?Cuy?Zrk)z，其中z=6.90～8.0，x=0.10～0.34，y=0.05～0.1，k=0.01～0.03，bal+x+y+k=1，所述第二相合金為Sm2O3或ZrO2。
2.根據權利要求1所述的高性能低力學各向異性稀土永磁體，其特征在于，所述Sm2O3的添加量為主合金的1.0～2.0wt%，所述ZrO2的添加量為主合金的1.0～3.0wt%。
3.根據權利要求1所述的高性能低力學各向異性稀土永磁體，其特征在于，所述Sm2O3或ZrO2的粒徑為100~300?nm。
4.權利要求1或2所述的高性能低力學各向異性稀土永磁體的制備方法，其特征在于，其步驟依次包括主合金配料、主合金熔煉為合金鑄錠、主合金破碎、主合金磨料、添加第二相合金、混料、成型、燒結、熱處理。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所采用的原料為純度99.9wt%的金屬釤，金屬鈷，純鐵棒，電解銅，金屬鋯。
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7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述混料在惰性氣體保護下，進行均勻混合，在混合料罐中加入球半徑8～15mm的鋼球，所述鋼球加入量為鋼球質量/料粉質量=1/2～1/3，混料時間不小于8h。
8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述成型為磁場成型，采用半自動磁場成型壓機，將混合均勻的合金粉末進行磁場成型為方塊或圓柱，并進行冷等靜壓得到生坯；所采用的充磁電流為60～80A，退磁電流為20～30A，成型壓力為5～12MPa，等靜壓力為200～250MPa。
9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述燒結過程中真空度優于5×10-3Pa，在燒結溫度1090～1220℃保溫0.5～2h，降溫至1000～1198℃進行固溶處理，保溫0.5～2h，快速冷卻至室溫，最后獲得固溶態磁體。
10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述熱處理過程中的真空度優于5×10-3Pa，在熱處理溫度790～810℃保溫20～30h，降溫至380～420℃，保溫10～20小時，冷卻至室溫，得到最終磁體樣品。
...【技術特征摘要】
1.一種高性能低力學各向異性稀土永磁體，其特征在于，所用原料由主合金和第二相合金組成，其中，所述主合金的化學組成為sm(cobalfex?cuy?zrk)z，其中z=6.90～8.0，x=0.10～0.34，y=0.05～0.1，k=0.01～0.03，bal+x+y+k=1，所述第二相合金為sm2o3或zro2。
2.根據權利要求1所述的高性能低力學各向異性稀土永磁體，其特征在于，所述sm2o3的添加量為主合金的1.0～2.0wt%，所述zro2的添加量為主合金的1.0～3.0wt%。
3.根據權利要求1所述的高性能低力學各向異性稀土永磁體，其特征在于，所述sm2o3或zro2的粒徑為100~300?nm。
4.權利要求1或2所述的高性能低力學各向異性稀土永磁體的制備方法，其特征在于，其步驟依次包括主合金配料、主合金熔煉為合金鑄錠、主合金破碎、主合金磨料、添加第二相合金、混料、成型、燒結、熱處理。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所采用的原料為純度99.9wt%的金屬釤，金屬鈷，純鐵棒，電解銅，金屬鋯。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述主合金磨料采用氣流磨，所述氣流磨的參數為：工分選輪轉速為200...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉青山，徐成，李雙峰，岳琪玻，馬云國，袁濤，王敬東，張明，
申請(專利權)人：西南應用磁學研究所中國電子科技集團公司第九研究所，
類型：發明
國別省市：
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