抗氧化剂在钐钴永磁体中的运用

抗氧化剂在钐钴永磁体中的运用

作者：吴承祖

来源：《中国科技博览》2016年第10期

[摘要]本文介绍了一种为防止钐钴永磁体在制粉、压型和烧结工序中，钐元素易与氧、水等发生化学反应从而对钐钴永磁体的成分，取向及最终性能产生影响，而采取合理加入适量的抗氧化剂的实验方法。有效地减少钐钴永磁体中的稀土元素和空气中氧气和水分的反应，从而提高，保持产品的性能，对产品的稳定生产有着很大的提高作用。

[关键词]

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0015-01

引言：钐钴磁铁是第二代稀土永磁铁，其主要特点是磁性能高，温度性能好。最高工作温度可达250-350摄氏度。与第三代稀土永磁体钕铁硼磁铁相比，钐钴磁铁虽然在性能上落后，价格上比钕铁硼磁铁昂贵，但其更适合工作在高温环境中。很适合用来制造各种高性能的永磁电机及工作环境十分复杂的应用产品。另外，钐钴磁铁的抗锈蚀能力极强，其表面一般不需要电镀处理。所以在绿色环保等方面有很大的优势。

钐钴磁铁一般生产流程：配料→熔炼制锭→制粉→压型→烧结回火→磁性检测→磨加工→销切加工→成品。经过多年实践证明，钐钴永磁粉末粒度为3-5um，氧含量低于1500x10-6时可获得较高性能，同时磁体密度达到最高值。但是钐钴永磁体中钐及其容易和空气中的氧气，水产生化学反应，例如生成Sm2O3等杂质，从而使钐钴永磁体合金成分产生偏差和影响磁体的取向。所以在制粉和压型、烧结过程中一定要减少钐钴粉末的氧化过程，而添加抗氧化剂是一种很有效的保护钐钴磁粉，减少氧化反应的方法。本文就实验添加抗氧化剂能否有效较少氧化反应，从而使产品得到更好的保护。

实验方法如下：

1.添加抗氧化剂的数量：经试样研究发现，抗氧化剂的添加数量不得超过2ml/kg，即每公斤的钐钴合金粉末加入抗氧化剂的数量不能超过2ml。超出后，合金粉末将很难研磨，使用很长时间也不能将合金粉末研磨到标准使用粒度，使合金粉末无法生产。加入抗氧化剂数量在1.5-2ml之间时，研磨时间比标准研磨时间延长，但可以使合金粉末研磨到使用粒度，但是生产出来的产品性能有很大的下降，在加入抗氧化剂在2ml时，产品磁性能下降10%，然后随着抗氧化剂加入数量的减少性能逐渐恢复，在加入抗氧化剂1.5ml以下时产品性能不受到任何影响。

2.实验前准备：首先将用真空中频感应电炉熔炼好的YXG-32性能合金锭经过粗破碎至粒度为246-175um的中等合金粉末，然后平均分成两份，其中一份按0.5-1.5ml/kg的比例加入

YSH-01抗氧化剂，然后放入混料机中混合1-3小时（具体混料时间视按照合金锭重量具体设定），使抗氧化剂和合金粉末充分混合均匀。另外一份不添加抗氧化剂，按正常生产工艺生产。将混合好的两种合金粉末分别用流化床对喷式气流磨研磨成平均粒度为4-5um的合金粉末。然后使用平行与垂直两用压力机将两种试样合金粉末制成若干试样毛坯方块。

3.实验过程：然后将试样方块分为4组，每组两种合金粉末各两块。其中一组在外界环境中存放1天，编号A组。一组存放7天，编号B组。一组存放15天，编号C组。一组存放20天，编号D组。（外界环境为室内。温度在10-22℃，湿度为40%-65%。其中A、B、C组存放时间完成后就放入塑料袋中抽真空暂时保存），存放时间完成后，将4组试样方块放入真空烧结炉中，以1200-1210℃的烧结温度完成烧结。烧结完成后，将试样方块以800-900℃的温度回火后快速冷却至室温出炉。将出炉的试样方块用电直流永磁参量自动测试仪测试出试验样品的各项永磁参数，具体参数见下表1。

从试样测试结果对比可以看出，在外界环境存放一天的情况下（即一般生产存放），添加抗氧化剂和正常生产的产品性能差别不大，抗氧化剂也不会影响到产品的正常性能。存放7天以后，可以看出，正常生产的产品性能有了很大的下降，特别是影响到产品性能的弯曲点磁场Hk下降了20%，而添加抗氧化剂的产品性能只下降了10%，然后随着在外界环境中存放时间的延长，到20天以后，正常生产不添加抗氧化剂的产品性能已经完全达不到生产的合格性能要求，证明其稀土元素很大一部分已经氧化，从而影响到了产品性能。而添加抗氧化剂的产品还勉强达到合格要求，证明抗氧化剂很大程度上保护了产品中的稀土元素，不和或者少和空气中的氧气和水份反应。

结论

经过对比实验可以看出，添加抗氧化剂可以有效的保护产品，特别是高性能的，对产品中元素比率有很高要求的产品，可以减少钐钴永磁体中的稀土元素和空气中氧气和水分的反应，从而提高，保持产品的性能，对产品的稳定生产有着很大的提高作用。