專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制備各向異性RCo的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性材料制備領(lǐng)域。
自1967以來(lái)，第一代稀土永磁材料SmCo5由于具有高的各向異性場(chǎng)、高的居里溫度、寬的應(yīng)用溫度范圍一直受到廣大科學(xué)技術(shù)工作者的極大關(guān)注。為了提高其磁能積，我們可以用一定的工藝使合金中晶粒的易磁化軸沿某一方向一致排列，得到剩磁比在0.95以上的各向異性磁體。至今為止，實(shí)現(xiàn)易磁化軸取向排列的工藝有定向凝固工藝(文獻(xiàn)1，劉新才，定向凝固稀土鈷永磁材料的研究，西北工業(yè)大學(xué)博士論文，1989.6)、磁場(chǎng)凝固工藝(文獻(xiàn)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)、粉末冶金工藝(文獻(xiàn)3，周壽增，稀土永磁材料及其應(yīng)用，冶金工業(yè)出版社，1995)和單輥快淬工藝(文獻(xiàn)4，閻阿儒，沈保根，用快淬的方法制備各向異性Sm-Co系列永磁材料，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?9107266.9，1999)。四種工藝比較而言，單輥快淬法具有其它工藝不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，它生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，成本費(fèi)低，操作方便安全，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和連續(xù)化。目前，它已被用于制備SmCo系列合金。然而，在精密儀器儀表、微波器件等對(duì)磁感溫度系數(shù)要求很高的領(lǐng)域，SmCo系列合金并不適用。另外，該工藝還存在以下不足(1)較長(zhǎng)時(shí)間(3-46小時(shí))的真空熱處理使快淬薄帶表面Sm揮發(fā)，不利于薄帶性能的重復(fù)性和一致性；(2)快淬薄帶的擇優(yōu)取向度不高，低于燒結(jié)磁體，剩磁比僅為0.80-0.90。
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，通過(guò)在SmCo5合金中加入重稀土元素Gd、Dy或Er，達(dá)到簡(jiǎn)化工藝、增強(qiáng)合金擇優(yōu)取向度的目的。其中主要工藝環(huán)節(jié)僅包括母合金熔煉和制帶，省略了真空熱處理過(guò)程，簡(jiǎn)化了快淬工藝，降低了生產(chǎn)成本，有助于提高薄帶性能的重復(fù)性和一致性?？齑闼捎玫妮佀佥^低，操作方便安全，有利于永磁薄帶的批量生產(chǎn)。所獲得的快淬薄帶取向度好，剩磁比與燒結(jié)磁體相當(dāng)，磁感溫度系數(shù)低于同成分的燒結(jié)磁體。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的1.配料將純度大于99％的金屬按Sm1-xRxCo5(R＝Gd、Dy或Er)(0＜x≤0.5)的配比配制好后放于電弧爐內(nèi)，抽真空至10-2Pa以上，然后通入0.1×105～1.0×105Pa的氬氣，在氬氣保護(hù)下反復(fù)熔煉3-4次以得到成分均勻的合金鑄錠；2.制帶將尺寸小于石英管1內(nèi)徑的粗破碎的合金鑄錠放入底部帶有小孔的石英管內(nèi)，置于甩帶機(jī)內(nèi)，將甩帶機(jī)腔體抽真空至10-2Pa，然后通入0.5×105～1.0×105Pa的氬氣保護(hù)，感應(yīng)加熱熔化石英管內(nèi)合金，在噴射壓力作用下，熔溶合金噴至旋轉(zhuǎn)的Cu輥4上，即可得到Sm1-xRxCo5永磁薄帶3，Cu輥的線(xiàn)速度控制在5～8m/s范圍內(nèi)，石英管下端與Cu輥面距離為1cm(見(jiàn)

圖1)，石英管下端噴口直徑為0.5～1.0mm，噴射氣壓差為0.06×105～1.0×105Pa，高頻感應(yīng)線(xiàn)圈2的加熱電壓為3.0～4.0kV。
用本發(fā)明獲得的薄帶通過(guò)粘結(jié)法和熱壓法即可制成低溫度系數(shù)的永磁體a.粘結(jié)法利用環(huán)氧樹(shù)脂或塑料或軟金屬作粘結(jié)劑，將薄帶碎片或粉粘結(jié)在一起，在磁場(chǎng)中固化數(shù)小時(shí)，可制成低溫度系數(shù)的各向異性磁體。
b.熱壓法在500～800℃范圍內(nèi)，將快淬薄帶的碎片或粉加壓成型為相對(duì)密度高的各向異性或各向同性的大塊低溫度系數(shù)磁體。
本發(fā)明通過(guò)在SmCo5中加入重稀土元素Gd、Dy或Er，其主要工藝環(huán)節(jié)僅包括母合金熔煉和制帶，省略了真空熱處理過(guò)程，簡(jiǎn)化了快淬工藝，降低了生產(chǎn)成本，有助于提高薄帶性能的重復(fù)性和一致性?？齑闼捎玫妮佀佥^低，操作方便安全，有利于永磁薄帶的批量生產(chǎn)。所獲得的快淬薄帶取向度好，剩磁比與燒結(jié)磁體相當(dāng)，磁感溫度系數(shù)低于同成分的燒結(jié)磁體。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明圖1為本發(fā)明的單輥快淬法甩帶示意圖，圖2為Vs＝5m/s Sm1-xGdxCo5(x＝0，0.2，0.5)薄帶的退磁曲線(xiàn)，圖3為Vs＝6m/s SmCo5，Sm0.6R0.4Co5(R＝Gd，Er，Dy)薄帶表面的X-射線(xiàn)衍射譜，圖4為Vs＝8m/s Sm1-xDyxCo5(x＝0，0.3，0.5)薄帶剩磁隨溫度變化規(guī)律。
實(shí)施例1制作Sm0.8Gd0.2Co5將純度為99％的稀土元素Sm，Gd和Co按1.15∶5(Sm和Gd按4∶1)配制好后放入電弧爐內(nèi)熔煉制成母合金，將母合金放入石英管置于甩帶機(jī)內(nèi)，按以下條件制成薄帶輥速為5m/s；石英管?chē)娍谥睆綖?.6mm；噴射氣壓差為0.6×105Pa；高頻線(xiàn)圈加熱電壓為3.2kV。用最大外場(chǎng)為50kOe的超導(dǎo)量子磁強(qiáng)計(jì)(SQUID)測(cè)量薄帶的退磁曲線(xiàn)，磁場(chǎng)平行于薄帶的長(zhǎng)度方向。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2，顯示出重稀土Gd部分取代Sm有利于樣品晶粒易磁化方向(C軸)沿帶長(zhǎng)方向擇優(yōu)取向，導(dǎo)致薄帶的剩磁比和退磁曲線(xiàn)的方型度隨重稀土含量的增加而增加。
實(shí)施例2制作Sm0.6Er0.4Co5將純度為99％的稀土元素Sm，Er和Co按1.15∶5(Sm和Er按3∶2)配制好后放入電弧爐內(nèi)熔煉制成母合金，將母合金放入石英管置于甩帶機(jī)內(nèi)，按以下條件制成薄帶輥速為6m/s；石英管?chē)娍谥睆綖?.6mm；噴射氣壓差為0.6×105Pa；高頻線(xiàn)圈加熱電壓為3.2kV。用最大外場(chǎng)為50kOe的超導(dǎo)量子磁強(qiáng)計(jì)(SQUID)測(cè)量薄帶的退磁曲線(xiàn)，磁場(chǎng)平行于薄帶的長(zhǎng)度方向；用X-射線(xiàn)衍射儀測(cè)定薄帶晶體的取向。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖3，顯示出重稀土Er部分取代Sm有利于樣品晶粒易磁化方向(C軸)沿帶長(zhǎng)方向擇優(yōu)取向。
實(shí)施例3制作Sm0.5Dy0.5Co5將純度為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電弧爐內(nèi)熔煉制成母合金，把破碎的母合金放入石英管，后置于甩帶機(jī)內(nèi)，按以下條件制成薄帶輥速8m/s；石英管?chē)娍谥睆?mm；噴射氣壓差1個(gè)大氣壓；高頻線(xiàn)圈加熱電壓為3.5kV。用最大外場(chǎng)為8kOe的VSM測(cè)量薄帶不同溫度下的退磁曲線(xiàn)，磁場(chǎng)平行于薄帶的長(zhǎng)度方向，用20kOe的外場(chǎng)沿薄帶長(zhǎng)度方向?qū)ΡьA(yù)磁化；用X-射線(xiàn)衍射儀測(cè)定薄帶晶體的取向。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖4，顯示Dy的加入增強(qiáng)了薄帶晶粒C軸沿長(zhǎng)度方向的擇優(yōu)取向度，同時(shí)SmCo5的剩磁溫度系數(shù)隨Dy含量增加而降低。
權(quán)利要求
1.一種制備各向異性RCo5系列永磁薄帶的方法，其特征在于包括以下步驟1)配料將純度大于99％的金屬按Sm1-xRxCo5的配比配制好后放于電弧爐內(nèi)，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的氬氣，在氬氣保護(hù)下反復(fù)熔煉3-4次以得到成分均勻的合金鑄錠；2)制帶將尺寸小于石英管(1)內(nèi)徑的粗破碎的合金鑄錠放入底部帶有小孔的石英管內(nèi)，置于甩帶機(jī)內(nèi)，將甩帶機(jī)腔體抽真空至10-2Pa，然后通入0.5×105～1.0×105Pa的氬氣保護(hù)，感應(yīng)加熱熔化石英管內(nèi)合金，在噴射壓力作用下，熔溶合金噴至旋轉(zhuǎn)的Cu輥(4)上，即可得到Sm1-xRxCo5永磁薄帶(3)；Cu輥的線(xiàn)速度控制在5～8m/s范圍內(nèi)，石英管下端與Cu輥面距離為1cm，石英管下端噴口直徑為0.5～1.0mm，噴射氣壓差為0.06×105～1.0×105Pa，高頻感應(yīng)線(xiàn)圈(2)的加熱電壓為3.0～4.0kV。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁性材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明采取在SmCo
文檔編號(hào)C22C38/00GK1403606SQ0113085
公開(kāi)日2003年3月19日 申請(qǐng)日期2001年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月28日
發(fā)明者張文勇, 沈保根, 閻阿儒, 張紹英 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院物理研究所