CN105063517A - Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法，涉及含稀土金属和磁性过渡金属的磁性材料，是一种Sm-Co-Fe-Al-B五元系列快淬合金薄带的制备方法，步骤是：按照元素组成式SmxCoyFezAluBv，其中元素组成成分的原子百分数为x=10～20，y=50～60，z=10～15，u=10～20，v=5～10，且x+y+z+u+v=100的成分配比，称取需要数量的原料进行配制，采用真空熔炼和熔体快淬技术制得具有特殊的胞状组织的Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金，获得高的矫顽力，克服了现有技术中的Sm-Co-Al型非晶合金不显示硬磁性或矫顽力很小的缺陷。
Description
技术领域
本发明的技术方案涉及含稀土金属和磁性过渡金属的磁性材料，具体地说是Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法。
背景技术
非晶态是指物质内部结构中原子呈长程无序排列的一种状态。20世纪80年代末以来，以Inoue(InoueA.,ZhangT.,ZhangW.,TakeuchiA.BulkNd-Fe-Alamorphousalloyswithhardmagneticproperties[J].MaterialsTransactions,JIM,1996,37(2):99-108)和Johnson(JohnsonW.L.,Physicsandmetallurgyofbulkglassformingalloys,in:TheScienceOfAlloysForThe21stCentury:AHume-RotherySymposiumCelebration,October18,2000-October20,2000,Minerals,MetalsandMaterialsSociety,St.Louis,MO,Unitedstates,2000,pp.183-199)为代表的日本和美国科研工作者分别通过控制合金成分大大降低了获得非晶结构的临界冷却速率，以传统的缓冷凝固技术研制出一系列具有很强非晶形成能力的合金体系，如Inoue等人(InoueA.,ZhangT.,ZhangW.,TakeuchiA.BulkNd-Fe-Alamorphousalloyswithhardmagneticproperties[J].MaterialsTransactions,JIM,1996,37(2):99-108；InoueA.,ZhangT.Thermalstabilityandglass-formingabilityofamorphousNd-Al-TM(TM＝Fe,Co,NiorCu)alloys[J].MatSciEngA-Struct,1997,226-228:393-396)用铜模铸造法在室温下制备了直径为4mm的Nd60Fe30Al10圆柱非晶，其剩磁为0.122T，矫顽力达到277kA/m(3.5kOe)。文献(FanG.J.,W.,RothS.,etal.Glass-formingabilityofRE-Al-TMalloys(RE＝Sm,Y；TM＝Fe,Co,Cu)[J].ActaMater,2000,48(15):3823-3831)报道用铜模铸造法得到了铸态Sm60Co10Fe20Al10、Sm60Co5Fe20Al10Cu5和Sm60Co15Fe10Al10Cu5非晶基合金，但其中只有Sm60Co15Fe10Al10Cu5非晶基合金表现出铁磁性行为，其矫顽力为28kA/m，剩磁0.048T，最大磁化强度0.103T；而Sm60Co15Fe10Al10Cu5薄带非晶合金在室温下也没有磁性。CN1869274A公开了一种Sm-Al-Co系Sm基三元块体非晶合金的成分范围，其成分范围为Smx(Al50-yCo50+y)100-x(x＝50～58at％，y＝-10～+7at％)，最佳非晶形成成分为Sm50Al25Co25，其利用铜模吸铸可获得直径为3mm的块体非晶。但是，Sm54Al23Co23、Sm52Al24Co24、Sm50Al25Co25块体非晶在室温表现为顺磁性(C.L.Lu,H.M.Liu,K.F.Wang,etal.MagneticpropertiesofSm-basedbulkmetallicglasses[J].JournalofMagnetismandMagneticMaterials,2010,322(19):2845-2850)。
总之，现有技术中的Sm-Co-Al型非晶合金，包括Sm-Co-Al、Sm-Co-Fe-Al、Sm-Co-Fe-Al-Cu块体非晶均不显示硬磁性或矫顽力很小，有必要研发新型的具有高矫顽力的Sm-Co-Al型非晶基硬磁合金。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法，是一种Sm-Co-Fe-Al-B五元系列快淬合金薄带的制备方法，由此制得的Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金具有特殊的胞状组织的非晶基结构，且获得高的矫顽力，克服了现有技术中的Sm-Co-Al型非晶合金不显示硬磁性或矫顽力很小的缺陷。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法，是一种Sm-Co-Fe-Al-B五元系列快淬合金薄带的制备方法，具体步骤如下：
第一步，原料配制：
按照元素组成式SmxCoyFezAluBv，其中元素组成成分的原子百分数为x＝10～20，y＝50～60，z＝10～15，u＝10～20，v＝5～10，且x+y+z+u+v＝100的成分配比，称取需要数量的纯度均为质量百分数≥99.9％的Sm、Co、Fe、Al和B进行配制，或Sm、Co、Fe、Al和含19wt％B-81wt％Fe的B-Fe合金进行配制，并且多添加按上述成分配比所称取纯Sm的5wt％～10wt％的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿，由此完成原料配制；
第二步，制备母合金铸锭：
将第一步配制好的原料用真空电弧熔炼炉或真空感应熔炼炉熔炼母合金，炉内真空度低于5×10-2Pa，使全部金属原料完全熔化，并充分混合，制得母合金铸锭；
第三步，Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备：
将第二步制备的母合金铸锭装入熔体快淬炉中，炉内抽真空度到低于5×10-2Pa，重新将母合金铸锭熔化，并以15m/s～50m/s的辊轮转速，将合金甩成薄带，制得具有特殊的胞状组织的Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金。
上述Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法，所制得的具有特殊的胞状组织的Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金在20kOe的外磁场下，其磁化强度为26.1emu/g～86.6emu/g，剩磁为12.4emu/g～40.6emu/g，矫顽力为1034.6Oe～19613.0Oe。
上述Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法，所用到的原料和设备均由公知的途径获得，操作工艺是本领域的技术人员所能掌握的。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的突出的实质性特点在于：有关研究表明，高Sm含量的Sm-Co-Al、Sm-Co-Fe-Al和Sm-Co-Fe-Al-Cu的合金成分虽然可以获得全非晶的块体合金，但其室温表现为顺磁性。本发明的突出的实质性特点之一是：用Fe原子取代Sm-Co相中的部分Co原子，提高了薄带的磁化强度；利用Al元素的低熔点以及与其它组元之间的负混合热，加入了Al来提高快淬薄带的非晶形成能力；B原子的原子半径很小，可以进入晶格间隙，增加原子堆积密度，使原子移动困难，快速冷却后，促进液相的原子无序组态被部分保留下来，从而在薄带中形成高含量的非晶相。本发明的又一个突出的实质性特点是：该系列合金具有胞状组织结构，而且胞状组织内部为非晶纳米晶复合结构，其中，Sm-(Co,M)主晶态相以纳米团簇形式存在于胞内非晶基体中，胞壁为多个硬磁、软磁和非磁纳米晶态相混合，通过胞内和胞壁不同磁性相之间的耦合作用和胞壁钉扎的共同作用，使非晶基硬磁合金薄带磁体获得了优良的硬磁性能。
与现有技术相比，本发明的显著进步在于：在Sm-Co-Al合金中复合添加了相对廉价的Fe和B或B-Fe合金，采用真空熔炼和熔体快淬技术，获得了胞状结构的非晶基薄带，无须进行晶化退火及固溶时效等后续热处理，因而本发明方法简化了工艺，降低了成本，有利于大批量生产。本发明方法制得的Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金具有特殊的胞状组织的非晶基结构，且获得了高的矫顽力，克服了现有技术中的Sm-Co-Al型非晶合金不显示硬磁性或矫顽力很小的缺陷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为实施例1之Sm15Co55Fe10Al15B5合金薄带磁体的X射线衍射图谱。
图2为实施例1之Sm15Co55Fe10Al15B5合金薄带磁体的扫描电子显微图像。
图3为实施例1之Sm15Co55Fe10Al15B5合金薄带磁体的透射电子显微图像。
图4为实施例1之Sm15Co55Fe10Al15B5合金薄带磁体的磁滞回线。
图5为实施例2之Sm15Co50Fe10Al20B5合金薄带磁体的X射线衍射图谱。
图6为实施例2之Sm15Co50Fe10Al20B5合金薄带磁体的扫描电子显微图像。
图7为实施例2之Sm15Co50Fe10Al20B5合金薄带磁体的透射电子显微图像。
图8为实施例2之Sm15Co50Fe10Al20B5合金薄带磁体的磁滞回线。
图9为实施例3之Sm20Co50Fe10Al13B7合金薄带磁体的X射线衍射图谱。
图10为实施例3之Sm20Co50Fe10Al13B7合金薄带磁体的扫描电子显微图像。
图11为实施例3之Sm20Co50Fe10Al13B7合金薄带磁体的磁滞回线。
图12为实施例4之Sm10Co60Fe15Al10B5合金薄带磁体的X射线衍射图谱。
图13为实施例4之Sm10Co60Fe15Al10B5合金薄带磁体的扫描电子显微图像。
图14为实施例4之Sm10Co60Fe15Al10B5合金薄带磁体的磁滞回线。
图15为实施例5之Sm20Co50Fe15Al10B5合金薄带磁体的X射线衍射图谱。
图16为实施例5之Sm20Co50Fe15Al10B5合金薄带磁体的磁滞回线。
图17为实施例6之Sm15Co50Fe10Al15B10合金薄带磁体的X射线衍射图谱。
图18为实施例6之Sm15Co50Fe10Al15B10合金薄带磁体的磁滞回线。
具体实施方式
实施例1
Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金之Sm15Co55Fe10Al15B5磁体的制备方法。
第一步，原料配制：
按照元素组成式Sm15Co55Fe10Al15B5的原子百分比成分配比，称取需要数量的纯度均为质量百分数≥99.9％的Sm、Co、Fe、Al和含19wt％B-81wt％Fe的B-Fe合金进行配制，并且多添加按上述成分配比所称取纯Sm的8wt％的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿，由此完成原料配制；
第二步，制备母合金铸锭：
将第一步配制好的原料用真空电弧熔炼炉熔炼母合金，炉内真空度低于5×10-2Pa，使全部金属原料完全熔化，并充分混合，制得Sm15Co55Fe10Al15B5母合金铸锭；
第三步，Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备：
将第二步制备的Sm15Co55Fe10Al15B5母合金铸锭装入熔体快淬炉中，炉内抽真空度到低于5×10-2Pa，重新将该母合金铸锭熔化，并以40m/s的辊轮转速，将合金甩成薄带，制得Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金，是具有特殊的胞状组织的Sm15Co55Fe10Al15B5非晶基硬磁合金。
此胞状Sm15Co55Fe10Al15B5非晶基硬磁合金薄带的厚度为35μm，其X射线衍射图谱如图1所示，该图谱中可见到明显的漫散射峰，表明该合金中形成了较多的非晶相，并肯定有Sm(Co,M)7相、Sm2(Co,M)7相、Sm2Co7B3相、Al192.40Fe42.66相和Sm2Fe15Al2相的衍射峰，说明该合金薄带磁体物相组成是非晶态基体与晶态相共存，其主晶相Sm(Co,M)7的平均晶粒尺寸为20nm。图2为Sm15Co55Fe10Al15B5薄带磁体的扫描电子显微图像，其显示该合金的微观组织为由很多核桃仁形的结构形成的花瓣状，晶粒大小不一，说明该合金的微观形貌是多相共同作用的结果。图3为Sm15Co55Fe10Al15B5薄带磁体的透射电子显微图像，其显示该合金薄带内部形成了椭圆形的胞状组织，胞状组织的尺寸为100nm～0.1μm，其中胞壁宽为20-50nm，包含多种晶态相；胞内组织为非晶和纳米晶态相的复合结构。本实施例所制得的Sm15Co55Fe10Al15B5非晶基硬磁合金薄带磁体在室温下，在60kOe外磁场中充磁后，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为19613.0Oe，剩磁为32.7emu/g，最大磁化强度为37.0emu/g，其磁滞回线示于图4。
实施例2
Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金之Sm15Co50Fe10Al20B5磁体的制备方法。
第一步，原料配制：
按照元素组成式Sm15Co50Fe10Al20B5的原子百分比成分配比，称取需要数量的纯度均为质量百分数≥99.9％的Sm、Co、Fe、Al和含19wt％B-81wt％Fe的B-Fe合金进行配制，并且多添加按上述成分配比所称取纯Sm的7wt％的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿，由此完成原料配制；
第二步，制备母合金铸锭：
将第一步配制好的原料用真空感应熔炼炉熔炼母合金，炉内真空度低于5×10-2Pa，使全部金属原料完全熔化，并充分混合，制得Sm15Co50Fe10Al20B5母合金铸锭；
第三步，Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备：
将第二步制备的母合金铸锭装入熔体快淬炉中，炉内抽真空度到低于5×10-2Pa，重新将母合金铸锭熔化，并以35m/s的辊轮转速，将合金甩成薄带，制得Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金，是具有特殊的胞状组织的Sm15Co50Fe10Al20B5非晶基硬磁合金。
此胞状Sm15Co55Fe10Al15B5非晶基硬磁合金薄带的厚度为40μm，其X射线衍射图谱如图5所示，该图谱显示出衍射峰的强度相比实施例1中的图1下降了一半，说明本实施例制得的胞状Sm15Co50Fe10Al20B5非晶基硬磁合金中的晶态相更少，但仍存在Sm(Co,M)7相、Sm2(Co,M)7相、Sm2Co7B3相、Al192.40Fe42.66相和Sm2Fe15Al2相的衍射峰，主晶相Sm(Co,M)7的晶粒尺寸为17.0nm。图6为Sm15Co50Fe10Al20B5非晶基硬磁合金薄带的扫描电子显微图像，其显示该合金的微观形貌呈无规网状结构。图7为Sm15Co50Fe10Al20B5合金薄带磁体的透射电子显微图像，其显示该合金薄带的多边形状的胞状组织结构，胞状组织尺寸为100～200nm，胞壁宽度小于20nm。本实施例所制得的Sm15Co50Fe10Al20B5非晶基硬磁合金薄带磁体在60kOe外磁场中充磁后，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为12820.0Oe，剩磁为27.9emu/g，最大磁化强度为35.8emu/g，其磁滞回线示于图8。
实施例3
Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金之Sm20Co50Fe10Al13B7磁体的制备方法。
第一步，原料配制：
按照元素组成式Sm20Co50Fe10Al13B7的原子百分比成分配比，称取需要数量的纯度均为质量百分数≥99.9％的Sm、Co、Fe、Al和B进行配制，并且多添加按上述成分配比所称取纯Sm的5wt％的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿，由此完成原料配制；
第二步，制备母合金铸锭：
将第一步配制好的原料用真空电弧熔炼炉熔炼母合金，炉内真空度低于5×10-2Pa，使全部金属原料完全熔化，并充分混合，制得Sm20Co50Fe10Al13B7母合金铸锭；
第三步，Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备：
将第二步制备的母合金铸锭装入熔体快淬炉中，炉内抽真空度到低于5×10-2Pa，重新将母合金铸锭熔化，并以40m/s的辊轮转速，将合金甩成薄带，制得Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金，是具有特殊的胞状组织的Sm20Co50Fe10Al13B7非晶基硬磁合金。
此胞状Sm20Co50Fe10Al13B7非晶基硬磁合金薄带的厚度为30μm，其X射线衍射图谱如图9所示，该图谱显示出衍射峰的强度较低且发生了明显的宽化，说明其中含有大量的非晶，主要晶态相为SmCo7、Sm2Co7、SmCo2和AlFe。图10为Sm20Co50Fe10Al13B7合金薄带磁体的扫描电子显微图像，从中看到在Sm20Co50Fe10Al13B7非晶基硬磁合金的非晶基体上分布着被腐蚀掉的晶态相的坑。本实施例所制得的Sm20Co50Fe10Al13B7非晶基硬磁合金薄带磁体在60kOe外磁场中充磁后，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为10898.0Oe，剩磁为24.1emu/g，最大磁化强度为26.1emu/g，其磁滞回线示于图11。
实施例4
Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金之Sm10Co60Fe15Al10B5磁体的制备方法。
第一步，原料配制：
按照元素组成式Sm10Co60Fe15Al10B5的原子百分比成分配比，称取需要数量的纯度均为质量百分数≥99.9％的Sm、Co、Fe、Al和含19wt％B-81wt％Fe的B-Fe合金进行配制，并且多添加按上述成分配比所称取纯Sm的10wt％的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿，由此完成原料配制；
第二步，制备母合金铸锭：
将第一步配制好的原料用真空感应熔炼炉熔炼母合金，炉内真空度低于5×10-2Pa，使全部金属原料完全熔化，并充分混合，制得Sm10Co60Fe15Al10B5母合金铸锭；
第三步，Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备：
将第二步制备的母合金铸锭装入熔体快淬炉中，炉内抽真空度到低于5×10-2Pa，重新将母合金铸锭熔化，并以50m/s的辊轮转速，将合金甩成薄带，制得Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金，是具有特殊的胞状组织的Sm10Co60Fe15Al10B5非晶基硬磁合金。
此胞状Sm10Co60Fe15Al10B5非晶基硬磁合金薄带的厚度为25μm，其X射线衍射图谱如图12所示，该图谱显示出胞状Sm10Co60Fe15Al10B5非晶基硬磁合金的主要晶态相为Sm2Co17、CoFe、SmCo3B2和FeB。图13为Sm10Co60Fe15Al10B5合金薄带磁体的扫描电子显微图像，该图显示该合金薄带中含有大量的晶态相。本实施例所制得的Sm10Co60Fe15Al10B5非晶基硬磁合金薄带磁体在60kOe外磁场中充磁后，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为1034.6Oe，剩磁为12.4emu/g，最大磁化强度为86.6emu/g，其磁滞回线示于图14。
实施例5
Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金之Sm20Co50Fe15Al10B5磁体的制备方法。
第一步，原料配制：
按照元素组成式Sm20Co50Fe15Al10B5的原子百分比成分配比，称取需要数量的纯度均为质量百分数≥99.9％的Sm、Co、Fe、Al和含19wt％B-81wt％Fe的B-Fe合金进行配制，并且多添加按上述成分配比所称取纯Sm的5wt％的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿，由此完成原料配制；
第二步，制备母合金铸锭：
将第一步配制好的原料用真空电弧熔炼炉熔炼母合金，炉内真空度低于5×10-2Pa，使全部金属原料完全熔化，并充分混合，制得Sm20Co50Fe15Al10B5母合金铸锭；
第三步，Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备：
将第二步制备的母合金铸锭装入熔体快淬炉中，炉内抽真空度到低于5×10-2Pa，重新将母合金铸锭熔化，并以15m/s的辊轮转速，将合金甩成薄带，制得Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金，是具有特殊的胞状组织的Sm20Co50Fe15Al10B5非晶基硬磁合金。
此胞状Sm20Co50Fe15Al10B5非晶基硬磁合金薄带的厚度为50μm，其X射线衍射图谱如图15所示，该图谱显示出胞状Sm20Co50Fe15Al10B5非晶基硬磁合金薄带中含有一定量的非晶，主要晶态相为SmCo7、Sm2Co7、SmCo2和Al13Co4。本实施例所制得的Sm20Co50Fe15Al10B5非晶基硬磁合金薄带磁体在60kOe外磁场中充磁后，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为6800.9Oe，剩磁为40.6emu/g，最大磁化强度为48.9emu/g，其磁滞回线示于图16。
实施例6
Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金之Sm15Co50Fe10Al15B10磁体的制备方法。
第一步，原料配制：
按照元素组成式Sm15Co50Fe10Al15B10的原子百分比成分配比，称取需要数量的纯度均为质量百分数≥99.9％的Sm、Co、Fe、Al和B进行配制，并且多添加按上述成分配比所称取纯Sm的9wt％的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿，由此完成原料配制；
第二步，制备母合金铸锭：
将第一步配制好的原料用真空感应熔炼炉熔炼母合金，炉内真空度低于5×10-2Pa，使全部金属原料完全熔化，并充分混合，制得Sm15Co50Fe10Al15B10母合金铸锭；
第三步，Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备：
将第二步制备的母合金铸锭装入熔体快淬炉中，炉内抽真空度到低于5×10-2Pa，重新将母合金铸锭熔化，并以30m/s的辊轮转速，将合金甩成薄带，制得Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金，是具有特殊的胞状组织的Sm15Co50Fe10Al15B10非晶基硬磁合金。
此胞状Sm15Co50Fe10Al15B10非晶基硬磁合金薄带的厚度为42μm，其X射线衍射图谱如图17所示，胞状Sm15Co50Fe10Al15B10非晶基硬磁合金薄带中含有一定量的非晶，主要晶态相为SmCo7、Sm2Co7、Sm2Co7B3、AlFe和SmFe2。本实施例制得的Sm15Co50Fe10Al15B10非晶基硬磁合金薄带磁体在60kOe外磁场中充磁后，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为17186.0Oe，剩磁为25.4emu/g，最大磁化强度为30.4emu/g，其磁滞回线示于图18。
上述实施例中，由于Sm的沸点较低，故分别多添加按元素组成式的成分配比所称取纯Sm的5wt％～10wt％的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿。
上述实施例中所用原料均是市售的商品，Sm、Co、Fe、B和B-Fe合金的纯度均为质量百分数≥99.9％；所用的设备和工艺均是本技术领域公知的普通设备和工艺。
Claims (2)
1.Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法，其特征在于：是一种Sm-Co-Fe-Al-B五元系列快淬合金薄带的制备方法，具体步骤如下：
第一步，原料配制：
按照元素组成式SmxCoyFezAluBv，其中元素组成成分的原子百分数为x=10～20，y=50～60，z=10～15，u=10～20，v=5～10，且x+y+z+u+v=100的成分配比，称取需要数量的纯度均为质量百分数≥99.9%的Sm、Co、Fe、Al和B进行配制，或Sm、Co、Fe、Al和含19wt%B-81wt%Fe的B-Fe合金进行配制，并且多添加按上述成分配比所称取纯Sm的5wt%～10wt%的Sm作为熔炼和甩带过程中挥发量的补偿，由此完成原料配制；
第二步，制备母合金铸锭：
将第一步配制好的原料用真空电弧熔炼炉或真空感应熔炼炉熔炼母合金，炉内真空度低于5×10-2Pa，使全部金属原料完全熔化，并充分混合，制得母合金铸锭；
第三步，Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备：
将第二步制备的母合金铸锭装入熔体快淬炉中，炉内抽真空度到低于5×10-2Pa，重新将母合金铸锭熔化，并以15m/s～50m/s的辊轮转速，将合金甩成薄带，制得具有特殊的胞状组织的Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金。
2.根据权利要求1所述Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金的制备方法，其特征在于：所制得的具有特殊的胞状组织的Sm-Co-Fe-Al-B非晶基硬磁合金在20kOe的外磁场下，其磁化强度为26.1emu/g～86.6emu/g，剩磁为12.4emu/g～40.6emu/g，矫顽力为1034.6Oe～19613.0Oe。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11310807A (ja) * | 1998-04-30 | 1999-11-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 希土類遷移金属合金粉末の製造方法 |
| US20050098238A1 (en) * | 2001-03-30 | 2005-05-12 | Hitoshi Morimoto | Rare earth alloy sintered compact and method of making the same |
| CN101620928A (zh) * | 2009-06-15 | 2010-01-06 | 河北工业大学 | Sm(Co,Cu,Fe,Zr)z型合金薄带磁体的制备方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11310807A (ja) * | 1998-04-30 | 1999-11-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 希土類遷移金属合金粉末の製造方法 |
| US20050098238A1 (en) * | 2001-03-30 | 2005-05-12 | Hitoshi Morimoto | Rare earth alloy sintered compact and method of making the same |
| CN101620928A (zh) * | 2009-06-15 | 2010-01-06 | 河北工业大学 | Sm(Co,Cu,Fe,Zr)z型合金薄带磁体的制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105529124A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-27 | 兆晶股份有限公司 | 一种铁基非晶磁粉芯的制备方法 |
| CN106847453A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-06-13 | 河北工业大学 | 一种SmCo4B基永磁薄带及其制备方法 |
| CN106847453B (zh) * | 2017-03-27 | 2018-08-17 | 河北工业大学 | 一种SmCo4B基永磁薄带及其制备方法 |
| CN112342475A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-02-09 | 东南大学 | 一种微合金化重稀土基非晶合金及其制备方法和应用 |
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