【摘 要】
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Sm2Co17永磁材料具有高的居里温度、优越的综合磁性能和良好的环境稳定性,被广泛应用于国防军工、航空航天、高铁等领域。本论文分别通过熔体快淬和放电等离子烧结技术（SPS）制备了Sm2Co17基合金条带和磁体,研究了元素添加、烧结工艺、热处理工艺及热变形工艺对Sm2Co17基合金的微观结构、永磁性能、高温性能及热稳定性的影响。首先,利用熔体快淬技术制备了Sm24.6Co50Fe17.4Cu5.7Z
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Sm2Co17永磁材料具有高的居里温度、优越的综合磁性能和良好的环境稳定性,被广泛应用于国防军工、航空航天、高铁等领域。本论文分别通过熔体快淬和放电等离子烧结技术（SPS）制备了Sm2Co17基合金条带和磁体,研究了元素添加、烧结工艺、热处理工艺及热变形工艺对Sm2Co17基合金的微观结构、永磁性能、高温性能及热稳定性的影响。首先,利用熔体快淬技术制备了Sm24.6Co50Fe17.4Cu5.7Zr2.3-xHfx（x=0-2.0）合金条带,系统地探索了Hf添加对合金条带磁特性及显微结构的影响。结果表明,合金条带在40m/s下均获得了Sm（Co,M）7单相。合金条带平均晶粒尺寸由x=0时的3.28μm减小到x=1.0的1.73μm。Sm24.6Co50Fe17.4Cu5.7Zr1.3Hf1.0合金条带具有最佳磁性能:Jr=0.61 T,Hcj=371 k A/m,（BH）max=31 k J/m3。其次,通过Sm24.6Co50Fe17.4Cu5.7Zr2.3-xHfx（x=0-1.5）粉末制备出放电等离子烧结磁体。在950℃/50 MPa/5 min烧结条件下,可以获得全致密磁体。磁体内部存在孪晶结构的2:17R相,且高熔点的Zr、Hf元素主要在晶界处富集。通过正交实验法优化了Sm24.6Co50Fe17.4Cu5.7Zr1.3Hf1.0磁体的热处理工艺并取得了最优磁性能为:Jr=0.55 T,Hcj=887 k A/m,（BH）max=45 k J/m3。在热处理的过程中,磁体内部晶粒逐渐长大,且磁体内部Cu元素分布更加均匀。研究了Hf含量对热处理磁体磁性能微观结构的影响,胞壁相的厚度由x=0时9.52 nm减小到x=1.0时的6.22 nm,片状相的密度由x=0时0.03nm-1减小到降低至x=1.0时的0.027 nm-1。此外,热处理磁体在胞壁处表现出富Cu贫Co、Fe的特点,而胞内与之相反。当x=0.5时,磁体在400℃的高温下矫顽力仍有336k A/m,剩磁为0.41 T,在300～673 K温度范围内矫顽力温度系数β为-0.17%/K。最后,以放电等离子烧结Sm24.6Co50Fe17.4Cu5.7Zr2.3各向同性磁体为前驱体进行热变形。在变形温度800℃、压力350 MPa、保温时间5 min及保压时间1 min的条件下,磁体变形量达到70%,磁体的剩磁由0.39 T提升至0.55 T。通过一定过量的Sm添加可以优化合金的成分,10 wt.%Sm过量的热变形后磁体相较于放电等离子烧结磁体剩磁提升了59%,剩磁达到0.59 T。
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