CN1173051C - 一种稀土永磁材料的再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稀土永磁材料的再生方法，所用原材料为稀土永磁合金下角料、残料和废料等再生料。首先将稀土永磁合金的下角料、残料和废料等再生料去除杂物，清洗、干燥；然后进行氢气处理破碎，再进行细磨；在经氢气处理后的细粉中加入富R合金粉；将细粉末在磁场中压制成型并在保护气氛或真空下烧结，烧结后的磁体经热处理后即制得本发明的稀土永磁再生材料。用本发明的技术可将再生料直接制备成磁粉或磁体、不需要重新冶炼、工艺简单，且很容易将再生料破碎成粗粉和细粉、效率高，同时富R合金粉添加量少，在保证具有较高磁性能的基础上，有效地降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用稀土永磁材料的再生方法，属磁性材料技术领域。
背景技术
稀土钴型永磁(RCo5，R2Co17及R2Fe14B型)的出现，极大地提高了永磁材料的性能和应用范围。同时，稀土永磁在烧结、加工、装配等过程中，会产生约10％的废品和下角料，影响了稀土金属的利用率，降低了企业的经济效益。为了降低磁体成本，已有人发明了一些将稀土永磁废料和下脚料再生的技术，主要有湿法冶金工艺(参见CN1174104A)，干法冶金工艺(参见CN1127797A)，Ca还原工艺(参见CN1272946A)。湿法冶金工艺的主要缺点是工艺复杂、回收率低、成本高、易污染环境。干法冶金工艺的主要缺点是能耗大、熔炼过程中产生大量的溶渣，产品一致性差，稀土元素收得率低，成本降低有限。而Ca还原工艺和湿法冶金工艺一样，工艺复杂、回收率低、成本高、易污染环境、且要消耗大量的Ca。
中国专利公开CN1269587A中也提出了一种稀土过渡族永磁体生产中废料再生方法，其方法是将废料清洗后直接在N2气体中用机械方法制粉，再添加一定比例的新粉，经成型、烧结，制备成稀土过渡族永磁体。这种方法的主要缺点是：由于这些下角料和废料为烧结体，硬度很高，很难破碎，清洗后直接在N2气体中用机械方法制粉，效率低、能耗大、富R相损失多；另外，未对废料进行分类，任何下角料和废料中都必须经过试验添加新粉，试验工作量大，新粉添加量大，增加了成本。
发明内容
本发明的目的在于提出一种稀土永磁材料的再生方法，在保证具有较高磁性能的基础上，有效地降低生产成本。
为实现上述目的，本发明提出的稀土永磁材料的再生方法按以下步骤进行：
(1)首先将稀土永磁合金的下角料、残料和废料等再生料去除杂物，清洗、去油、干燥；
(2)将上述干燥好的再生料置于氢气处理装置中，抽真空至10Pa以下，然后通氢气至0.1～1.0Mpa范围内，并保持20～40分钟，再生料经氢气处理后成粗磁粉；
(3)将氢气处理后的粗磁粉，细粉碎至2～12μm；
(4)将细粉料在压力为5～300Mpa、磁场强度12.0～20.0千奥斯特条件下进行成型为成型坯体；
(5)将上述成型坯体在保护气氛或真空下烧结成磁体，烧结温度1080～1125℃，保温2-4小时；
(6)烧结后的磁体经热处理后得稀土永磁材料。
为减少富稀土合金的消耗，降低成本，将再生料分为非氧化再生料和含氧化料的再生料，分别进行氢气处理。在氢气处理后的非氧化再生料细粉中加入小于5％(质量百分比)的富R合金粉，在含氧化料的再生料细粉中加入5～40％(质量百分比)的富R合金粉。
用本发明的技术可将再生料直接制备磁粉或磁体、不需要重新冶炼、工艺简单，且很容易将再生料破碎成粗粉和细粉、效率高，同时富R合金粉添加量少，所以大大降低了生产成本。
具体实施方式
本发明所用的原材料为稀土永磁的下角料、残料和废料等，通称为再生料。将再生料分为非氧化再生料和含氧化料再生料两大类，非氧化再生料与合格产品有基本相同的化学成分和磁性能，含氧化料再生料则含有很高的氧含量，磁能积很低。首先对两大类再生料去除杂物，清洗、去油、干燥；采用氢气处理方法，将干燥好的非氧化再生料与含氧化料的再生料分别置于氢气处理装置中，抽真空至10Pa以下，然后通氢气至0.1～1.0MPa范围内，并保持20～40分钟。再生料经氢气处理后成粗磁粉。由于氢气处理方法是利用稀土永磁材料合金在吸氢过程中合金本身所产生的晶界断裂和穿晶断裂的特性导致合金粉化，得到一定粒度的合金粗粉末。由氢气处理方法制得的稀土永磁粗合金粉，其脆性很大，将会很容易进行细粉碎而制备出微细粉，粉末制备时间短，合金在制粉过程中的氧化低，且氢化物的抗氧化性很强，从而可制备出较高性能的磁体；利用气流磨、球磨等将氢气处理后的粗磁粉细粉碎成2～12μm细粉；成型前，在含氧化料的再生料细粉中加入5～40％(质量百分比)的富R合金粉料，以补足最终烧结磁体所需的足够的富R相，在非氧化再生料细粉中加入小于5％(质量百分比)的富R合金粉，这样可有效降低富稀土合金的消耗；将以上细粉末在压力为50～300Mpa、磁场强度≥12.0千奥斯特条件下进行压力成型。为了获得质量更好的稀土永磁再生料坯体，可在2～4吨cm2条件下进行冷等静压；将成型物体在保护气氛或真空下烧结，烧结温度1080～1125℃，保温2～4小时；烧结后的磁体降温至900～950℃，保温1～2小时，以60～100℃/min的速度冷至室温。然后再加热至500～650℃，保温3小时后，以60～100℃/min的速度冷至室温。冷却后即为本发明的稀土永磁材料。
实施例1
取SmCo5非氧化再生料去除杂物，清洗、去油，干燥。将上述干燥好的原料置于氢气处理的装置中，抽真空至1Pa以下，然后通氢气至0.1Mpa，保持30分钟后，得到平均粒度小于2毫米的粗粉。将此粗粉用气流磨磨成约5微米的细粉，再在压力为200 Mpa、磁场强度15千奥斯特条件下进行压力成型，制成毛坯。将毛坯在氩气下烧结，烧结温度1125℃，保温2小时，以0.7℃/min的速度降温至900℃，保温1小时，以60℃/min的速度冷至室温。测量得Br＝9.6kGs，iHe＝26.7Koe，(BH)max＝21.8MGOe。
实施例2
将Nd15Fe76.5Al0.5B8的非氧化下角料和废料去除杂物，清洗、去油，干燥。将上述干燥好的原料置于氢气处理的装置中，抽真空至10Pa以下，然后通氢气至0.1Mpa，并保持20分钟，得到平均粒度小于2毫米的粗粉。将此粗粉用气流磨磨成约5微米的细粉，再将此细粉与3％名义成分为Nd：44wt％，Fe：55wt％，B：1wt％的富Nd合金粉混和。将此混和细粉在压力为200Mpa、磁场强度20千奥斯特条件下进行压力成型，再在2吨/cm2条件进行冷等静压，制成毛坯。将毛坯在真空状态下烧结，烧结温度1080℃，保温3小时，以10℃/min的速度降温900℃，保温2小时，以60℃/min的速度冷至室温。然后加热至600℃，保温3小时后，以60℃/min的速度冷至室温。测量得Br＝12.3kGs，iHe＝17.8Koe，(BH)max＝35.5MGOe。
实施例3
将Nd15Fe76.5Al0.5B8的含氧化料的下角料和废料去除杂物，清洗、去油，干燥。将上述干燥好的原料置于氢气处理的装置中，抽真空至1Pa以下，然后通氢气至1.0Mpa，并保持40分钟，得到平均粒度小于2毫米的粗粉。将此粗粉用气流磨磨成约5微米的细粉，再将此细粉与20％名义成分为Nd：44wt％，Fe：55wt％，B：1wt％的富Nd合金粉混和。将此混和粉末在压力为200Mpa、磁场强度20千奥斯特条件下进行压力成型，再在2吨/cm2条件进行冷等静压，制成毛坯。将毛坯在真空下烧结，烧结温度1110℃，保温3小时，以10℃/min的速度降温900℃，保温2小时，以60℃/min的速度冷至室温。然后加热至600℃，保温3小时后，以60℃/min的速度冷至室温。测量得Br＝12.0kGs，iHe＝16.5Koe，(BH)max＝33.5MGOe。
实施例4
将Nd15Fe76.5Al0.5B8的含氧化料的再生料去除杂物，清洗、去油，干燥。将上述干燥好的原料置于氢气处理的装置中，抽真空至5Pa以下，然后通氢气至0.5Mpa，并保持40分钟，得到平均粒度小于2毫米的粗粉。将此粗粉用气流磨磨成约5微米的细粉，再将此细粉与40％名义成分为Nd：44wt％，Fe：55wt％，B：1wt％的富Nd合金粉混和。将此混和粉末在压力为200Mpa、磁场强度20千奥斯特条件下进行初压成型，再在2吨/cm2条件进行冷等静压，制成毛坯。将毛坯在真空下烧结，烧结温度1125℃，保温3小时，以10℃/min的速度降温900℃，保温2小时，以60℃/min的速度冷至室温。然后加热至600℃，保温3小时后，以60℃/min的速度冷至室温。测量得Br＝10.5kGs，iHe＝17.5Koe，(BH)max＝25MGOe。
Claims (4)
1.一种稀土永磁材料的再生方法，依次包括如下步骤：
(1)首先将稀土永磁合金的下角料、残料和废料等再生料去除杂物，清洗、去油、干燥；
(2)将上述干燥好的再生料置于氢气处理装置中，抽真空至10Pa以下，然后通氢气至0.1～1.0Mpa范围内，并保持20～40分钟，再生料经氢气处理后成粗磁粉；
(3)将氢气处理后的粗磁粉，细粉碎至2～12μm；
(4)将细粉料在压力为5～300Mpa、磁场强度12.0～20.0千奥斯特条件下进行成型为成型坯体；
(5)将上述成型坯体在保护气氛或真空下烧结成磁体，烧结温度1080～1125℃，保温2-4小时；
(6)烧结后的磁体经热处理后得稀土永磁材料。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于将再生料分为非氧化再生料和含氧化料的再生料两种，并分别进行氢气处理。
3.按照权利要求1、2所述的方法，其特征在于非氧化再生料氢气处理后加入质量百分比小于5％的富R合金粉。
4.按照权利要求1、2所述的方法，其特征在于含氧化料经氢气处理后的细粉加入质量百分比5％-40％的富R合金粉。
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