CN108922713A

CN108922713A - 一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁及其制备方法

Info

Publication number: CN108922713A
Application number: CN201810968845.8A
Authority: CN
Inventors: 陈艺炜
Original assignee: Hangzhou Shuangcheng Magnetism Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Shuangcheng Magnetism Co Ltd
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2018-11-30
Anticipated expiration: 2038-08-23
Also published as: CN108922713B

Abstract

本发明涉及一种磁铁的制备方法，尤其是涉及一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁及其制备方法。其主要是解决现有技术所存在的钕铁硼磁铁在烧结时各成分分布地不均匀，烧结时坯料的受热也不均匀，因此生产出来的钕铁硼磁铁的磁力分布不均，磁性能较低等的技术问题。本发明将各组分粉料投入到真空速凝炉中进行铸片，再将铸片送入氢碎炉进行氢碎处理，然后将氢破粉送入到自动磁场压机中在磁场强度为1.4‑2.0T的取向磁场下压制成型、等静压处理，将成型后的坯料放入到真空烧结炉中进行三段烧结，最后将烧结后的坯料放入到磨床进行双面磨，经光坯检验后进行线切割，然后经过成型磨成型，经黑片检验、成品检验后即出高磁性能钕铁硼磁铁。

Description

一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种磁铁的制备方法，尤其是涉及一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁及其制备方法。

背景技术

为了适应市场或终端应用所需，钕铁硼磁石通常是采取片铸原料，经过氢破碎及气流粉碎步骤、磁场成型配向以及烧结及热处理等步骤制得方形（矩形）烧结毛胚之后，再经由加工、研磨方式制得所需要的磁石形状，如瓦片形、圆环形或扇形等等。中国专利公开了一种利用含钕铁硼废料再生制备钕铁硼的方法（公开号：CN103866127B），其包括以下步骤：1)废料预处理：取含钕铁硼的废料放到添加了去污剂水溶液的超声波清洗仪中进行超声波清洗，取出废料用清水冲淋至表面无粘附物后，放进温度设定为100-300℃的烘箱中烘烤1-2小时，然后再将废料放进抛光机中抛光 3-7分钟；2)废料成分修正：抛光处理好的废料在惰性气体保护下，在破碎机中破碎成5-10mm大小颗粒，然后混合均匀，取样并准确分析其化学成分，然后对废料进行成份设计，通过添加稀土或钕铁硼合金进行成份补偿，调配出新合金；3)氢破碎：将调配好的新合金装到氢碎炉中，抽真空至10Pa以下，然后加热至350-500℃活化1.5-3小时，当真空度再次下降到10Pa以下，停止加热并充入氢气至0.1-0.2MPa让新合金充分吸氢，吸氢饱和后，停止充入氢气，抽真空并加热到450-570℃保温2-5小时进行脱氢反应，结束后冷却至常温；4)制粉：使用气流磨设备在高纯氮气气氛中将新合金研磨成平均粒度为 3-5微米的粉末，向粉末中添加质量百分比为2‰-4‰的防氧化剂并在混料机中混合30-60分钟；5)磁场成型：将步骤4)中混好的粉末放进成型压机的模具中，在磁场强度为1.4-2.0T的取向磁场下取向并压制成型，得压坯；6)真空烧结：将压坯置于温度设定为1000-1100℃的真空烧结炉中烧结 3-5小时，用惰性气体淬冷至室温，然后加热到880-950℃并保温2-3小时后用惰性气体淬冷至室温，重新加热到450-650℃并保温2-3小时后用惰性气体淬冷至室温，得到钕铁硼磁体。但是这种方法制备的钕铁硼磁铁在烧结时各成分分布地不均匀，烧结时坯料的受热也不均匀，因此生产出来的钕铁硼磁铁的磁力分布不均，磁性能较低。

发明内容

本发明是提供一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁及其制备方法，其主要是解决现有技术所存在的钕铁硼磁铁在烧结时各成分分布地不均匀，烧结时坯料的受热也不均匀，因此生产出来的钕铁硼磁铁的磁力分布不均，磁性能较低等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，其特征在于所述的钕铁硼磁铁的组成以及质量百分比为：25-35%的N52HT，60-70%的SH旧料，2-5%的Pr-Nd，所述的钕铁硼磁铁包括有弧形的磁铁本体，磁铁本体的两端分别开有一个缺口，磁铁本体的中部设有凸块，凸块的两端根部开有弧形凹槽。本发明采用较大含量的60-70%的SH旧料，然后将钕铁硼磁铁设计成弧形的机构，并且在其两端开设缺口，使得其磁力分布较为均匀，叠加安装较为简单。

作为优选，所述的钕铁硼磁铁的组成以及质量百分比为：31.91%的N52HT，64.80%的SH旧料，3.29%的Pr-Nd。采用这种配比，钕铁硼磁铁的磁性能最佳。

作为优选，所述的磁铁本体的中部开有安装杯孔，安装杯孔位于凸块的上方。在安装杯孔的下方设置凸块，可以保证整个弧形的磁铁本体的强度，并且可以利用安装杯孔方便将磁铁本体进行安装。

一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁的制备方法，其特征在于所述的方法包括：

a.将权利要求1所述的各组分粉料按照配比投入到真空速凝炉中进行铸片，使得铸片厚度0.16-0.45mm，合格率≥90%，稀土含量RE减少量≤1%，铸片氧含量≤500ppm；

b. 将铸片送入氢碎炉进行氢碎处理，吸氢压力为0.68-0.92Mpa，脱氢温度为540-560℃，氢破粉的氢含量为800-1200ppm，然后将氢破粉送入到自动磁场压机中在磁场强度为1.4-2.0T的取向磁场下压制成型，然后在等静压机中进行等静压处理，压力为160-200Mpa；

c.将成型后的坯料放入到真空烧结炉中进行烧结，烧结前真空烧结炉中的真空度≤0.5(Pa)，第一段烧结温度为1060-1070 ℃，烧结时间为280-320min，第二段烧结温度为890-910 ℃，烧结时间为120-180min，第三段烧结温度为490-510℃，烧结时间为220-260min；

d.将烧结后的坯料放入到磨床进行双面磨，经光坯检验后进行线切割，然后经过成型磨成型，经黑片检验、成品检验后即出高磁性能钕铁硼磁铁。

本发明先将各材料迅速冷凝成铸片，再进行氢碎处理，这样能够保证材料在进行压制时各成分能够更加均匀，并且后续烧结时产品的质量也较为均衡。本发明的三段烧结温度，第一段温度较高，第三段温度维持在较低的490-510℃，使得烧结时坯料不会因温度过高产生中间裂缝。

作为优选，所述的真空速凝炉包括有速凝炉炉体，速凝炉炉体内设有内炉体，内炉体通过管路连接有真空泵，真空泵位于速凝炉炉体外，内炉体下部的速凝炉炉体上设有冷却水箱，冷却水箱通过进水管、出水管连通速凝炉炉体外部，内炉体的外部设有冷却盘管，冷却盘管通过管路连通冷却水箱，内炉体上部设有进料管，进料管通入内炉体的部分连接进料支管，内炉体的内壁上设有多根分叉的搅拌杆，出水管通过水泵连接氢碎炉。进料支管可以将通入的物料进行均匀分布，将物料放入到内炉体后，分叉的搅拌杆可以将物料打散均匀，利用真空泵可以先将内炉体进行抽真空，然后在冷却盘管内通入冷却水，因为冷却水直接作用在内炉体上，并且温度始终锁定在速凝炉炉体内，因此冷凝效果较好，物料可以进行速凝。出水管里被热交换带有余热的水可以直接通入到氢碎炉的加热箱中进行回用，这样可以节约能源。

作为优选，所述的氢碎炉包括有机架，机架上设有氢碎炉炉体，氢碎炉炉体的两端分别设有进料口与出料口，氢碎炉炉体的内部通过连接杆连接有锯齿片，氢碎炉炉体的外部设有若干倾斜设置的换热片，机架上设有加热箱，加热箱连接有可通入加热介质的加热管，加热管上设有加热翅片插入到相邻两个换热片之间，加热翅片与换热片互相穿插设置。利用锯齿片可以在氢碎时加快氢碎效率，氢碎炉炉体在进行氢碎时，由于换热片和加热翅片互相间隔设置，使得加热的效果较好，还能避免氢碎炉炉体直接加热导致炉体开裂的现象。换热片倾斜设置可以加大换热面积。

作为优选，所述的真空烧结炉包括有热处理炉体，炉体下部设有热处理输送带，热处理输送带包括有平行设置的若干支撑杆，支撑杆上穿接有推送板，相邻推送板之间通过咬合块以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆连接传动杆，传动杆连接传动气缸。推送板可以随着传动杆、支撑杆进行摆动，这样推送板向上翘起后，能够将坯料向上顶起，使其两面都悬空，使其与热空气接触的面积保持一致性，从而保证了热处理的均匀性。

作为优选，所述的热处理炉体内部设有隔板将热处理炉体分隔成三段，热处理炉体上部设有呈S型分布的加热块，加热块的上部设有风机。利用三段式的加温以及S型分布的加热块，使得坯料加温时是逐渐加温，坯料内部的组织变化较为温和，防止产生裂缝。

因此，本发明的钕铁硼磁铁在烧结时各成分分布地较为均匀，烧结时坯料的受热也为均匀，因此生产出来的钕铁硼磁铁的磁力分布比较均匀，磁性能较高，各制造设备结构合理、合理。

附图说明

附图1是本发明钕铁硼磁铁的一种结构示意图；

附图2是本发明真空速凝炉的一种结构示意图；

附图3是本发明氢碎炉的一种结构示意图；

附图4是本发明真空烧结炉的一种结构示意图；

附图5是本发明热处理输送带的一种结构示意图。

图中零部件、部位及编号：磁铁本体1、缺口2、凸块3、弧形凹槽4、安装杯孔5、速凝炉炉体6、内炉体7、真空泵8、冷却水箱9、进水管10、出水管11、冷却盘管12、进料管13、进料支管14、搅拌杆15、机架16、氢碎炉炉体17、进料口18、出料口19、连接杆20、锯齿片21、换热片22、加热箱23、加热管24、加热翅片25、热处理炉体26、热处理输送带27、支撑杆28、推送板29、咬合块30、摆杆31、传动杆32、传动气缸33、隔板34、加热块35、风机36。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，钕铁硼磁铁的组成为：127.66kg的N52HT，259.19kg的SH旧料，13.15kg的Pr-Nd，如图1，钕铁硼磁铁包括有弧形的磁铁本体1，磁铁本体的两端分别开有一个缺口2，磁铁本体的中部设有凸块3，凸块的两端根部开有弧形凹槽4。磁铁本体的中部开有安装杯孔5，安装杯孔位于凸块3的上方。

一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁的制备方法，其步骤为：

c.将成型后的坯料放入到真空烧结炉中进行烧结，烧结前真空烧结炉中的真空度≤0.5(Pa)，第一段烧结温度为1065 ℃，烧结时间为300min，第二段烧结温度为900 ℃，烧结时间为150min，第三段烧结温度为500℃，烧结时间为240min；

其中，真空速凝炉如图2，包括有速凝炉炉体6，速凝炉炉体内设有内炉体7，内炉体通过管路连接有真空泵8，真空泵位于速凝炉炉体外，内炉体下部的速凝炉炉体上设有冷却水箱9，冷却水箱通过进水管10、出水管11连通速凝炉炉体外部，内炉体的外部设有冷却盘管12，冷却盘管通过管路连通冷却水箱，内炉体上部设有进料管13，进料管通入内炉体的部分连接进料支管14，内炉体的内壁上设有多根分叉的搅拌杆15，出水管通过水泵连接氢碎炉。

氢碎炉如图3，包括有机架16，机架上设有氢碎炉炉体17，氢碎炉炉体的两端分别设有进料口18与出料口19，氢碎炉炉体的内部通过连接杆20连接有锯齿片21，氢碎炉炉体的外部设有若干倾斜设置的换热片22，机架上设有加热箱23，加热箱连接有可通入加热介质的加热管24，加热管上设有加热翅片25插入到相邻两个换热片之间，加热翅片与换热片互相穿插设置。

真空烧结炉如图4、图5，包括有热处理炉体26，炉体下部设有热处理输送带27，热处理输送带包括有平行设置的若干支撑杆28，支撑杆上穿接有推送板29，相邻推送板之间通过咬合块30以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆31连接传动杆32，传动杆连接传动气缸33。热处理炉体内部设有隔板34将热处理炉体分隔成三段，热处理炉体上部设有呈S型分布的加热块35，加热管的上部设有风机36。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims

1.一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，其特征在于所述的钕铁硼磁铁的组成以及质量百分比为：25-35%的N52HT，60-70%的SH旧料，2-5%的Pr-Nd，所述的钕铁硼磁铁包括有弧形的磁铁本体（1），磁铁本体的两端分别开有一个缺口（2），磁铁本体的中部设有凸块（3），凸块的两端根部开有弧形凹槽（4）。

2.根据权利要求1所述的一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，其特征在于所述的钕铁硼磁铁的组成以及质量百分比为：31.91%的N52HT，64.80%的SH旧料，3.29%的Pr-Nd。

3.根据权利要求1或2所述的一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，其特征在于所述的磁铁本体（1）的中部开有安装杯孔（5），安装杯孔位于凸块（3）的上方。

4.一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁的制备方法，其特征在于所述的方法包括：

5.根据权利要求4所述的一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，其特征在于所述的真空速凝炉包括有速凝炉炉体（6），速凝炉炉体内设有内炉体（7），内炉体通过管路连接有真空泵（8），真空泵位于速凝炉炉体外，内炉体下部的速凝炉炉体上设有冷却水箱（9），冷却水箱通过进水管（10）、出水管（11）连通速凝炉炉体外部，内炉体的外部设有冷却盘管（12），冷却盘管通过管路连通冷却水箱，内炉体上部设有进料管（13），进料管通入内炉体的部分连接进料支管（14），内炉体的内壁上设有多根分叉的搅拌杆（15），出水管通过水泵连接氢碎炉。

6.根据权利要求4所述的一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，其特征在于所述的氢碎炉包括有机架（16），机架上设有氢碎炉炉体（17），氢碎炉炉体的两端分别设有进料口（18）与出料口（19），氢碎炉炉体的内部通过连接杆（20）连接有锯齿片（21），氢碎炉炉体的外部设有若干倾斜设置的换热片（22），机架上设有加热箱（23），加热箱连接有可通入加热介质的加热管（24），加热管上设有加热翅片（25）插入到相邻两个换热片之间，加热翅片与换热片互相穿插设置。

7.根据权利要求4所述的一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，其特征在于所述的真空烧结炉包括有热处理炉体（26），炉体下部设有热处理输送带（27），热处理输送带包括有平行设置的若干支撑杆（28），支撑杆上穿接有推送板（29），相邻推送板之间通过咬合块（30）以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆（31）连接传动杆（32），传动杆连接传动气缸（33）。

8.根据权利要求7所述的一种废料循环利用的高磁性能钕铁硼磁铁，其特征在于所述的热处理炉体（26）内部设有隔板（34）将热处理炉体分隔成三段，热处理炉体上部设有呈S型分布的加热块（35），加热块的上部设有风机（36）。