CN1223182A

CN1223182A - 用边废料制作钕铁硼系永磁体的方法

Info

Publication number: CN1223182A
Application number: CN 99101105
Authority: CN
Inventors: 赵红良; 王育平; 周建军
Original assignee: NINGBO YUNSHENG STRONG MAGNETIC MATERIAL CO Ltd
Current assignee: NINGBO YUNSHENG STRONG MAGNETIC MATERIAL CO Ltd
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 1999-01-06
Publication date: 1999-07-21
Anticipated expiration: 2019-01-06
Also published as: CN1076853C

Abstract

一种用边废料制作钕铁硼系永磁体的方法,钕铁硼边废料经清洗和去氧化皮处理后经真空、升温焙烧出炉。把适量的金属、非金素、稀土元素经真空感应熔炼炉熔炼成富铁、富稀土合金锭。再将上述各物分别经充满氮气的破碎机破碎成粉末状,并使边废料粉、富铁、富稀土合金粉按一定的重量配比混料,再按常规的生产工艺(制粉、压制成型、烧结)制成不同牌号的钕铁硼系永磁体,其工艺简单、充分利用回收边废料、节约资源、提高资源的综合利用率、降低成本,回收率高达95%,具有很高的经济效益。

Description

用边废料制作钕铁硼系永磁体的方法

本发明涉及一种稀土永磁材料的制造方法，特别是一种利用回收的钕铁硼边废料，根据用户的不同要求，再生产出合格的不同牌号钕铁硼系永磁体的用边废料制作钕铁硼系永磁体的方法。

钕铁硼在生产过程中难免会产生一些废料，而在后加工过程中又会产生很多边角料，钕铁硼永磁体是一种性能很好的磁性材料，其发展前景广阔，因此利用这些废品及边角料，节约资源一直是国内外科研、生产单位十分有价值的研究课题。如美国专利5437709是采用液体金属萃取(置换)法。从熔融的钕铁硼边废料中置换出稀土金属再分离，最终产品为钕，但其要求有好的设备，而能耗大、效益低、投资成本高。

专利申请号95101204.5“钕铁硼稀土永磁废料二次真空熔炼再生永磁体的方法”，虽其最终产品为钕铁硼稀土永磁体，但其工艺复杂，需经两次熔炼，生产成本高，而效率很低。

本发明的目的在于提供一种用边废料制作钕铁硼系永磁体的方法，其工艺简单、成本低、而回收率高，还可按需要制成不同牌号的钕铁硼系永磁体。

本发明是这样实现的：用边废料制作钕铁硼系永磁体的方法，步骤为：

一、钕铁硼边废料粉的制备：

1．选料：a．钕铁硼生产过程中产生的废料；b．后加工过程中产生的边角料；c．电镀过程中的废料及废旧钕铁硼系永磁体。

2．原料处理：用有机溶剂，金属水基清洗剂对原料进行清洗，用硝酸、盐酸、硫酸等洗去表面氧化皮，放入真空升温至200～900℃，焙烧0～5小时出炉；

3．粉料制作：将已处理的原料放入充满氮气的破碎机中破碎成3～5微米的边废料粉待用。

二、富稀土，富铁合金锭的制备：

1．各原料按重量配比称重，稀土中钕占50～100％

2．富稀土合金锭配料按稀土35～92.3％，铁7.2～64.5％，镓0～1.5％，锆、铜0～2％，铝、钛、钼0～3％，铌0～2.5％，钴0～15％，硼0.5～3％，

3．富铁合金锭配料按稀土18～35％，铁55～81.5％，硼0.5～3％，铝、钛、钼0～3％，镓0.～1.5％，锆、铜0～2％，铌0～2.5％，钴0～15％，

4．各配料分别混合，并在真空感应熔炼炉中熔炼成合金锭

三、富铁、富稀土合金粉的制备：

将已制备成的富铁、富稀土合金锭分别在充满氮气的破碎机中破碎成3～5微米的合金粉。

四、成型：

按边废料粉10～95％，富铁、富稀土合金粉分别按0～20％(低牌号)或20％～40％(高牌号)或40％～80％(超高牌号)配料比称重，并使各粉料在充满氮气的混料机中混料，在18000高斯磁场中压制成型，等静压制成4～5.5g/cm³密度的坯体。

五、烧结：将坯料放入真空烧结炉内，在10～10^-6Pa(帕)的真空条件下或氩气保护下经烧结、一次时效或二次时效后制成钕铁硼系永磁体。

下面对本发明的实施例作进一步描述：

一、钕铁硼废料粉的制备：

2．原料处理：

a．先用有机溶剂汽油、煤油、四氯化碳等对所选原料清洗；

b．再用金属水基清洗剂NI型除油王，PB-5水基清洗剂等进一步清洗；

c．然后用PH值小于2的硝酸或硫酸或盐酸、醋酸清洗表面的氧化皮；

d．放在真空中升温至200～900℃，焙烧0～5小时出炉，(生产低牌号的钕铁硼不需要焙烧)。

3．粉料制作：a．将处理过的原料分别放在充满氮气的破碎机中破碎成3～5微米的粉状边废料粉原料待用。

b．若要制作、生产牌号高的钕铁硼永磁体，还需对边废料采用传统的钙热还原扩散法进行除氧处理，(1)．按重量比在废料粉中加入1～5％的Ca或CaH₂先在充满氮气的搅拌机中混匀，再装入扩散炉内在氩气保护下在1050℃经2小时，升温到1150℃经3小时钙热还原获得纯稀土合金、氧化钙、钙的反应产物，(2)．冷却后破碎成5～9毫米的颗粒状，(3)．用市售含有氢氧化钠、乙酸铵、乙二铵四乙酸二钠、水的化学漂洗液浸泡15分钟，再用干净的漂洗液漂洗2～3次，然后用汽油漂洗2～3次，放入装有汽油的球磨机中研磨成3～5微米的粉状料。

二、富铁合金、富稀土合金锭的制备

1．各原料按重量比称重，稀土元素(RE)其中钕(Nd)占90％、镝(Dy)占10％

2．富稀土合金锭配料

a组按：稀土(RE)76.8％，铁(Fe)21.2％，硼(B)2％；

b组按：稀土(RE)50.8％，铁(Fe)42.84％，硼(B)2％，铝(Al)1％，钛(Ti)0.36％，镓(Ga)0.5％，铜(Cu)1.5％，铌(Nb)1％

3．富铁合金锭配料

a组按：稀土(RE)35％，铁(Fe)55％，硼(B)1％，铌(Nb)2.5％，铝(Al)2％，镓(Ga)1％，铜(Cu)1.5％，锆(Zr)1.5％，钼(Mo)0.5％；

b组按：稀土(RE)18％，铁(Fe)64.5％，硼(B)1％，铌(Nb)2.5％，铝(Al)2％，钴(Co)12％；

4．使各配料分别混合，并在真空感应熔炼炉中在10～10^-3Pa(帕)的真空条件下或氩气保护下，经1500±60℃熔炼5～20分钟再浇铸成合金锭。

三、富铁合金、富稀土合金粉的制备：将制备成的富铁合金、富稀土合金锭分别在充满氮气的破碎机中破碎成3～5微米的合金粉。

四、成型：

1．实施例1：制作N30牌号钕铁硼永磁体，以生产过程中产生的磁能积在10～15MGsOe的废料为原料制作的边废料粉为原料，并选用a组富铁合金粉及富稀土合金粉作原料，并按富稀土合金粉15％，富铁合金粉10％，边废料粉75％的配料比称重。

实施例2：制作33SH牌号，以后加工过程中产生的边角料为原料制作的边废料粉为原料，选用a组富铁合金、b组富稀土合金粉作原料，并按富稀土合金粉10％，富铁合金粉30％，边废料粉60％的配料比称重。

实施例3：制作N35牌号，选用经除氧处理的边废料粉为原料，选用a组富稀土合金粉，b组富铁合金粉，并按富稀土合金粉10％，富铁合金粉30％，边废料粉60％的配料比称重。

实施例4：制作N27牌号，以磁能积在10～15MGsOe的废料制作的边废料粉为原料，选用a组富稀土合金粉作原料，并按富稀土合金粉15％，边废料粉85％的配料比称重。

2．使各粉料在充满氮气的混料机中混料，并在18000高斯的磁场中压制成型，再经200MPa等静压制成4～5.5g/cm³密度的坯体。

五．烧结：

将制成的各坯体，分别放入真空烧结炉内，在10～10^-6Pa的真空条件下，烧结温度控制在1120℃保温2小时，再经860℃保温2小时及640℃保温2小时的时效后得到牌号为N30、33SH、N35、N27的钕铁硼永磁体。

N30、矫顽力=bHc=10KOe，剩磁Br=11.2KGs(千高斯)，内禀矫顽力iHc=12.5KOe(千奥斯特)

33SH、矫顽力=bHc=10.7KOe剩磁Br=11.7KGs内禀矫顽力iHc=22.5KOe

N35、矫顽力=bHc=11.2KOe剩磁Br=12KGs内禀矫顽力iHc=12.3KOe

N27、矫顽力=bHc=10.8KOe剩磁Br=11.2KGs，内禀矫顽力iHc=13KOe

本发明与现有技术相比：现有技术是将边废料加稀土金属经两次熔炼制得的钢锭作原料制成粉，再按正常生产工艺制得钕铁硼系永磁体，因此工艺复杂，成本高而回收率低。本方法是直接用经处理的钕铁硼边废料制成粉，再根据产生各类边废料的特点添加其所缺的金属和非金属，再按正常NdFeB生产工艺、设备生产。因此工艺简单，充分利用边废料，节约资源、降低成本，而回收率高达95％。又可通过不同的配比生产不同能级牌号的钕铁硼系永磁材料，提高资源的综合利用率，生产灵活、适应性强。

Claims

1．一种用边废料制作的钕铁硼系永磁体，其特征在于按边废料粉10～95％，富铁、富稀土合金粉分别按0～20％(低牌号)，20～50％(高牌号)，40～80％(超高牌号)配料比称重，并使各粉料在充满氮气的混料机中混料，再压制成坯体，放入真空烧结炉内烧结，时效后制成钕铁硼系永磁体。

2．用于制作权利要求1所述用边废料制作钕铁硼系永磁体的方法，其特征在于：一、钕铁硼边废料粉的制备：(1)．选料：a．钕铁硼生产过程中产生的废料，b．后加工过程中产生的边角料，c．电镀过程中的废料及废旧钕铁硼系永磁体，(2)．原料处理：用有机溶剂，金属水基清洗剂对原料进行清洗，用硝酸、盐酸、硫酸等洗去表面氧化皮，放入真空升温至200～900℃，焙烧0～5小时出炉；(3)．粉料制作：将已处理的原料放入充满氮气的破碎机中破碎成3～5微米的边废料粉待用；

二、富稀土，富铁合金锭的制备：(1)．各原料按重量配比称重，稀土中钕占50～100％；(2)．富稀土合金锭配料按稀土25～92.3％，铁7.2～64.5％，镓0～1.5％，锆、铜0～2％，铝、钛、钼0～3％，铌0～2.5％，钴0～15％，硼0.5～3％；(3)．富铁合金锭配料按稀土18～35％，铁55～81.5％，硼0.5～3％，铝、钛、钼0～3％，镓0～1.5％，锆、铜0～2％，铌0～2.5％，钴0～15％；(4)．各配料分别混合，并在真空感应熔炼炉中熔炼成合金锭；

三、富铁、富稀土合金粉的制备：将已制备成的富铁、富稀土合金锭分别在充满氮气的破碎机中破碎成3～5微米的合金粉；

四、成型：按边废料粉10～95％，富铁、富稀土合金粉分别按0～20％(低牌号)、20％～40％(高牌号)、40％～80％(超高牌号)配料比称重，并使各粉料在充满氮气的混料机中混料，在18000高斯磁场中压制成型，等静压制成4～5.5g/cm³密度的坯体；

五、烧结：将坯料放入真空烧结炉内，在10～10-6Pa(帕)的真空条件下或氩气保护下经烧结、一次时效或二次时效后制成钕铁硼系永磁体。

3．根据权利要求2所述的方法，其特征在于若要制作、生产牌号高的钕铁硼永磁体，还需对边废料采用传统的钙热还原扩散法进行除氧处理。

4．根据权利要求2所述的方法，其特征在于富铁合金、富稀土合金锭的制备(1)．各原料按重量比称重，稀土元素(RE)其中钕(Nd)占90％、镝(Dy)占10％(2)．富稀土合金锭配料重量比a组按：稀土(RE)76.8％，铁(Fe)21.2％，硼(B)2％；b组按：稀土(RE)50.8％，铁(Fe)42.84％，硼(B)2％，铝(Al)1％，钛(Ti)0.36％，镓(Ga)0.5％，铜(Cu)1.5％，铌(Nb)1％；(3)．富铁合金锭配料a组按：稀土(RE)35％，铁(Fe)55％，硼(B)1％，铌(Nb)2.5％，铝(Al)2％，镓(Ga)1％，铜(Cu)1.5％，锆(Zr)1.5％，钼(Mo)0.5％；b组按：稀土(RE)18％，铁(Fe)64.5％，硼(B)1％，铌(Nb)2.5％，铝(Al)2％，钴(Co)12％，使各配料分别混合，并在真空感应熔炼炉中在10～10^-3Pa(帕)的真空条件下或氩气保护下，经1500±60℃熔炼5～20分钟再浇铸成合金锭。

5．根据权利要求2所述的方法，其特征在于制作N30牌号钕铁硼永磁体，以生产过程中产生的磁能积在10～15MGsOe的废料为原料制作的边废料粉为原料，并选用a组富铁合金粉及富稀土合金粉作原料，并按富稀土合金粉15％，富铁合金粉10％，边废料粉75％的配料比称重。

6．根据权利要求2所述的方法，其特征在于制作33SH牌号，以后加工过程中产生的边角料为原料制作的边废料粉为原料，选用a组富铁合金、b组富稀土合金粉作原料，并按富稀土合金粉10％，富铁合金粉30％，边废料粉60％的配料比称重。

7．根据权利要求2所述的方法，其特征在于制作N35牌号，选用经除氧处理的边废料粉为原料，选用a组富稀土合金粉，b组富铁合金粉，并按富稀土合金粉10％，富铁合金粉30％，边废料粉60％的配料比称重。

8．根据权利要求2所述的方法，其特征在于制作N27牌号，以磁能积在10～15MGsOe的废料制作的边废料粉为原料，选用a组富稀土合金粉作原料，并按富稀土合金粉15％，边废料粉85％的配料比称重。