WO2018041776A1 - Recycling method for producing magnetic isotropic powders - Google Patents

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WO2018041776A1
WO2018041776A1 PCT/EP2017/071547 EP2017071547W WO2018041776A1 WO 2018041776 A1 WO2018041776 A1 WO 2018041776A1 EP 2017071547 W EP2017071547 W EP 2017071547W WO 2018041776 A1 WO2018041776 A1 WO 2018041776A1
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Oliver Diehl
Almut Dirks
Konrad Güth
Eva Brouwer
Hartmut Hibst
Alexandru Lixandru
Alexander Buckow
Roland Gauss
Oliver Gutfleisch
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Definitions

  • the present invention relates to recycling processes for producing isotropic, magnetic powder from old magnetic material. Furthermore, the isotropic, magnetic powders prepared therefrom and their use in
  • Permanent magnets in particular in the fields of motors, generators and electrical and electronic applications claimed.
  • old magnets are hardly recycled industrially. On a larger scale, recycling usually takes place only from production residues.
  • the energy and material intensive material recycling is operated, i. Old magnets are added to the hydrometallurgical rare earth metal recovery process. The inherent value of the magnetic alloy is lost as a functional value.
  • This process is also called HD process (Hydrogen Decrepitation).
  • WO 2012/101398 A1 relates to a method for removing one or more rare earth magnets from an arrangement comprising a plurality of rare earth magnets. At this time, the rare earth magnet (s) are exposed to hydrogen gas to cause hydrogen embrittlement of the magnet, thereby producing a particulate rare earth material which is separated from the remainder of the device.
  • WO 2012/072989 A1 describes a process for the recovery of particulate rare earth materials from a multi-part construction comprising a rare earth magnet.
  • the method comprises the steps of treating the multi-part structure with hydrogen gas to cause hydrogen embrittlement of the rare earth magnet and to obtain a particulate rare earth material and separating the particulate rare earth material from the remainder of the multi-part structure.
  • WO 2000/017894 A1 relates to methods for the reuse of permanent magnets comprising the steps of: separating the magnetic material from a composite body under the action of a gaseous material which embrittles the magnetic material by its action, where appropriate before and / or during and / or after the action of the gaseous material Material is a mechanical effect on the composite body, which supports the process of separation and reuse of the recovered magnetic material for the production of brand new permanent magnets.
  • DE 102 55 604 A1 relates to processes for producing an anisotropic magnetic powder, in which a magnet material with anisotropic orientation based on a SE-TM-B alloy with SE as rare earth element including yttrium and TM as transition metal is used as starting material.
  • Hydrogen is generated by a first hydrogenation process under heating under hydrogen pressure.
  • a second hydrogenation process produces a phase transformation which proceeds under hydrogen pressure and an elevated temperature inducing the phase transformation.
  • a mixture with a TM X B phase, in particular Fe 2 B phase is produced and a dehydrogenation process with a reverse phase transformation (HDDR)
  • WO 2012/002774 A2 A relates to a process for the preparation of
  • R-Fe-B based rare earth magnetic powders with special magnetic properties comprises the following steps: coarse grinding of sintered rare earth magnets as a raw material, placing the coarse material in a tube furnace, filling the tube furnace with hydrogen and raising the temperature, performing disproportionation in the same hydrogen atmosphere while further raising the temperature, allowing the material to flow out Hydrogen from the interior of the tube furnace and then removing the remaining hydrogen from the tube by vacuum, with recombination taking place
  • the hitherto known HDDR processes are aimed at the production of anisotropic neodymium-iron-boron powder particles for plastic-bonded magnets.
  • the process conditions for the production of anisotropic particles vary greatly with respect to the proportions of other elements contained in neodymium-iron-boron magnets, such as cobalt and dysprosium.
  • This requires finding suitable process parameters, such as pressure, temperature and time, for each specific alloy composition and dynamic control of these parameters during the process.
  • An anisotropic material having a homogeneous quality can therefore be obtained only from a pure alloy as a starting material.
  • the known methods are less suitable, in particular for economic reasons.
  • a recycling process for producing isotropic magnetic powders comprising the steps of: a) providing a magnetic alloy comprising al) at least one rare earth metal, a2) at least one transition metal and a3) boron; b) hydrogenation of the alloy from step a) in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures of 0 to 600 ° C and a hydrogen partial pressure of 10,000 to 15,000,000 Pa, with formation of monocrystalline particles; c) disproportionation of the particles from step b) in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures in the range from greater than 600 to
  • step a) desorption of the hydrogen and subsequent recombination to form isotropic powder particles; wherein the alloy provided in step a) is partially or completely recovered magnetic material.
  • the method according to the invention makes it possible, surprisingly, to prepare isotropic powders which are suitable for the direct production of new permanent magnets, wherein neither a matching of the process conditions to the selected starting material nor a dynamic regulation of the process parameters is necessary.
  • the present invention relates to uses of a powder prepared by the process according to the invention, these uses are given in claims 12 to 15.
  • an "isotropic" magnetic powder is a powder without a preferred magnetic direction Since the orientation of the dissimilar domains within the magnetic material is randomly distributed, it can be magnetized in any direction , On the other hand, powders with a preferred magnetic direction are understood.
  • monocrystalline particles are understood to be particles which have a continuous uniform, homogeneous crystal form lattice.
  • microcrystalline powders have a particle diameter of from 100 to 999 ⁇ m, and “nanocrystalline” powders have a diameter of from 1 to 100 nm. These diameters are preferably determined by scanning electron microscopy.
  • a "precursor” in the sense of the present invention is understood to mean the precursor of a permanent magnet, that is to say a material which already has magnetic properties but has not yet fully unfolded them.
  • a "static control” is understood to mean that the process parameters are set at the beginning of a process step and remain constant within the usual fluctuations, but no regulation is made depending on the degree of conversion or the composition of the material to be reacted. which would be the case with a “dynamic regulation”.
  • the alloy provided in step a) absorbs hydrogen and at least partially hydrides are formed under the "disproportionation” after step c) of the process according to the invention further treatment with hydrogen induces a phase transformation.
  • the “desorption” according to step d) according to the method of the invention is meant the removal of the hydrogen, followed by the "recombination", i.
  • the starting material for the process according to the invention is in principle any magnetic alloy which is at least partially derived from used magnetic material and which contains at least one rare earth element (component al), at least one transition metal (component a2) and boron (component a3).
  • the reaction mixture provided in step a) contains presented alloy as components al), a2) and a3) neodymium, iron and boron.
  • the alloy provided in step a) contains the following components:
  • a rare earth metal selected from the group consisting of
  • a transition metal selected from the group consisting of iron, copper, titanium, cobalt and nickel and mixtures thereof, wherein the proportion of the transition metals in total from 62.8 to 71.2 wt .-%, preferably 65.4 to 69, 8 wt .-%, based on the total weight of the alloy and wherein the proportion of the transition metal cobalt in the total weight of the alloy is below 3 wt.%, Preferably below 2 wt.%, Particularly preferably below 1.5 wt .-%; and / or boron, the boron content being from 0.8 to 1.2% by weight, preferably from 0.9 to 1.1% by weight, based on the total weight of the alloy; and or
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention provides that the used magnetic material is selected from the group consisting of production committees, magnets from waste products, waste material from the processing of magnets and mixtures thereof.
  • the hydrogenation according to step b) at temperatures of 20 to 400 ° C and preferably from 20 to 200 ° C and a hydrogen partial pressure of 100,000 to 5,000,000 Pa and preferably 100,000 to 1,000,000 Pa carried out.
  • the disproportionation according to step c) is carried out at temperatures in the range of greater than 600 to 1000 ° C. and a hydrogen partial pressure of 30 000 to 500 000 Pa.
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention provides for static regulation of the temperature and of the hydrogen partial pressure in step c).
  • the desorption of the hydrogen in step d) is carried out by applying a vacuum and / or displacing the hydrogen with an inert gas, the temperature being adjusted to the range from 600 to 1000 ° C. and simultaneously the desorption is carried out for 1 to 3,000 minutes and preferably for 2 to 300 minutes.
  • Suitable inert gases are the noble gases, in particular argon.
  • the powders which can be prepared by the process according to the invention are preferably submicrocrystalline.
  • the powders according to the invention can be used directly for the production of permanent magnets, in particular polymer-bonded permanent magnets.
  • a preferred method of making such permanent magnets involves the following steps: i. Providing at least one powder prepared by a process according to the present invention; ii. Heating the at least one powder from step i) to a temperature of 600 to 750 ° C and compressing the powder at pressures of 90 to 500 MPa to form a precursor; iii. Forming the precursor from step ii. at a temperature of 700 to 850 ° C to a permanent magnet.
  • step ii. at a temperature of 700 to 750 ° C and pressures of 90 to 200 MPa performed.
  • Preferred permanent magnets according to the present invention additionally contain at least one polymer and the permanent magnet is in polymer bound form.
  • polymer-bonded permanent magnets can be produced by a process with the following steps:
  • the polymer for the polymer-bonded permanent magnet is selected from the group consisting of thermosets, preferably epoxy resins or thermoplastics, preferably polyamides such as e.g. PA 6 or PA 12 or polyphenylene sulfides and mixtures thereof, with epoxy resins being preferred.
  • the proportion of the magnetic powder is 75 to 95 wt .-%, preferably 80 to 90 wt .-% of the permanent magnet and the proportion of the polymer 5 to 25 wt.%, Preferably 10 to 20 wt .-% of Permanent magnets, provided that the weight proportions of the powder and of the polymer supplement to 100 wt .-%.
  • the permanent magnets containing a powder producible by a method according to the present invention are preferably used for motors, generators, electrical and electronic applications.
  • Table 1 Composition of the starting material. From the old magnetic material of the composition mentioned in Table 1, 50 g were hydrogenated. For this purpose, the material was exposed for one hour at 50 bar pressure and room temperature to a hydrogen atmosphere. The previously compact and still slightly magnetized metal cuboid was then disintegrated to a no longer magnetized, brittle powder. The hydrogen content of the powder and thus the increase in comparison to the starting material could be measured by comparative hot-extraction techniques on comparable samples.
  • the powder stored after the hydrogenation under argon was again brought into a hydrogen atmosphere, in this case a hydrogen pressure of 1500 mbar was used.
  • the material was heated under this hydrogen atmosphere to a temperature of 780 ° C and this temperature for 30 min. held, then the temperature was increased to 900 ° C and held there for 1 hour.
  • the hydrogen was pumped off to 10 mbar and the temperature was kept at 900 ° C. for a further 90 minutes before the hydrogen was completely pumped off and kept at 900 ° C. for a further 30 minutes.
  • the material was cooled under vacuum and returned to an argon atmosphere.
  • Figure 1 shows the in two directions (in the direction of the previously applied external Magnetic field and perpendicular thereto) measured hysteresis loop (polarization ⁇ 0 ⁇ in dependence on the applied magnetic field ⁇ 0 ⁇ ). Since the measurement in the two directions shows no difference in contrast to anisotropic magnets, this is an isotropic material.

Abstract

The invention relates to a recycling method for producing magnetic isotropic powders, having the following steps: a) providing a magnetic alloy which comprises a1) at least one rare-earth metal, a2) at least one transition metal, and a3) boron; b) hydrogenating the alloy from step a) in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures ranging from 0 to 600 °C and at a hydrogen partial pressure ranging from 10,000 to 15,000,000 Pa, thereby forming monocrystalline particles; c) disproportioning the particles from step b) in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures ranging from more than 600 to 1,000 °C at a hydrogen partial pressure ranging from 30,000 to 1,000,000 Pa; and d) desorbing and subsequently recombining the hydrogen, thereby forming isotropic powder particles; wherein the alloy provided in step a) is partly or completely scrap magnetic material. The invention additionally relates to the powders which can be produced using said method and to the use thereof.

Description

Recvclingverfahren zur Herstellung isotroper, magnetischer Pulver  Recirculation process for the production of isotropic, magnetic powders
Die vorliegende Erfindung betrifft Recyclingverfahren zur Herstellung isotroper, magnetischer Pulver aus Altmagnetmaterial. Weiterhin werden die darü- ber hergestellten isotropen, magnetischen Pulver sowie ihre Verwendung inThe present invention relates to recycling processes for producing isotropic, magnetic powder from old magnetic material. Furthermore, the isotropic, magnetic powders prepared therefrom and their use in
Permanentmagneten, insbesondere in den Bereichen Motoren, Generatoren und Elektro- und Elektronikanwendungen, beansprucht. Permanent magnets, in particular in the fields of motors, generators and electrical and electronic applications claimed.
Industriell werden Altmagnete derzeit kaum recycelt, in größerem Maßstab findet Recycling meist nur von Produktionsresten statt. Hier wird vor allem das energie- und materialintensive stoffliche Recycling betrieben, d.h. Altmagnete werden den hydrometallurgischen Verfahren zur Seltenerdmetallgewinnung zugegeben. Dabei geht der inhärente Wert der Magnetlegierung als Funktionswertstoff verloren. Currently, old magnets are hardly recycled industrially. On a larger scale, recycling usually takes place only from production residues. Here, above all, the energy and material intensive material recycling is operated, i. Old magnets are added to the hydrometallurgical rare earth metal recovery process. The inherent value of the magnetic alloy is lost as a functional value.
Zum funktionellen Recycling von Magnetlegierungen, z.B. Neodym-Eisen-Bor- Legierungen ist unter anderem der Prozess der Wasserstoffversprödung be- For the functional recycling of magnetic alloys, eg neodymium-iron-boron alloys, the process of hydrogen embrittlement
kannt. Dieser Prozess wird auch HD-Prozess (Hydrogen Decrepitation) genannt. known. This process is also called HD process (Hydrogen Decrepitation).
WO 2012/101398 AI betrifft ein Verfahren zur Entfernung von einem oder mehreren Seltenerdmagneten aus einer Anordnung umfassend mehrere Seltenerdmagneten. Dabei werden der oder die Seltenerdmagnet(e) Wasserstoffgas ausgesetzt, um eine Wasserstoff-Versprödung des Magneten zu bewirken, wobei ein partikuläres Seltenerdmaterial erzeugt wird welches vom Rest der Anordnung abgetrennt wird. WO 2012/101398 A1 relates to a method for removing one or more rare earth magnets from an arrangement comprising a plurality of rare earth magnets. At this time, the rare earth magnet (s) are exposed to hydrogen gas to cause hydrogen embrittlement of the magnet, thereby producing a particulate rare earth material which is separated from the remainder of the device.
WO 2012/072989 AI beschreibt ein Verfahren zur Rückgewinnung von partikulären Seltenerdmaterialien aus einem mehrteiligen Aufbau umfassend einen Seltenerdmagneten. Das Verfahren umfasst die Schritte: Behandeln des mehrteiligen Aufbaus mit Wasserstoff gas um Wasserstoff-Versprödung des Seltenerdmagneten zu bewirken und ein partikuläres Seltenerdmaterial zu erhalten und Abtrennen des partikulären Seltenerdmaterials vom Rest des mehrteiligen Aufbaus. WO 2012/072989 A1 describes a process for the recovery of particulate rare earth materials from a multi-part construction comprising a rare earth magnet. The method comprises the steps of treating the multi-part structure with hydrogen gas to cause hydrogen embrittlement of the rare earth magnet and to obtain a particulate rare earth material and separating the particulate rare earth material from the remainder of the multi-part structure.
WO 2000/017894 AI betriff Verfahren zur Wiederverwendung von Dauermagneten umfassend die Schritte : Abtrennung des Magnetmaterials von einem Verbundkörper unter Einwirkung eines gasförmigen Materials, welches das Magnetmaterial durch dessen Einwirkung versprödet wobei ggf. vor und/oder während und/oder nach der Einwirkung des gasförmigen Materials eine mechanische Einwirkung auf den Verbundkörper erfolgt, welche den Vorgang der Abtrennung unterstützt und Wiederverwendung des gewonnen Magnetmaterials zur Herstellung von fabrikneuen Dauermagneten. WO 2000/017894 A1 relates to methods for the reuse of permanent magnets comprising the steps of: separating the magnetic material from a composite body under the action of a gaseous material which embrittles the magnetic material by its action, where appropriate before and / or during and / or after the action of the gaseous material Material is a mechanical effect on the composite body, which supports the process of separation and reuse of the recovered magnetic material for the production of brand new permanent magnets.
Durch die Versprödung mit Wasserstoff werden Ausgangspulver für das Sintern neuer Magnete erhalten, allerdings lässt sich über dieses Verfahren we- der die chemische Zusammensetzung noch die Mikrostruktur der Partikel verändern. Bereits im Altmagneten enthaltene oder während der Aufbereitung aufgegriffene Verunreinigungen, insbesondere Sauerstoff und Kohlenstoff, führen selbst unter Idealbedingungen zu Einbußen in der Koerzitivfeldstärke und der Remanenz gegenüber dem ursprünglichen Magneten. The embrittlement with hydrogen gives starting powders for the sintering of new magnets, but this procedure can neither change the chemical composition nor the microstructure of the particles. Already in the old magnet contained or taken up during the treatment impurities, especially oxygen and carbon, lead even under ideal conditions to losses in the coercive field strength and the remanence with respect to the original magnet.
Des Weiteren ist ein Verfahren bekannt bei dem sich an die Wasserstoff- versprödung die weiteren Schritte Disproportionierung, Desorption und Rekombination anschließen, dieser Prozess ist auch als HDDR-Verfahren Furthermore, a method is known in which the hydrogen embrittlement the subsequent steps of disproportionation, desorption and recombination, this process is also called HDDR process
(Hydrogenation, Disproportionation, Desorption und Recombination) bekannt. (Hydrogenation, Disproportionation, Desorption and Recombination) known.
DE 102 55 604 AI betrifft Verfahren zum Herstellen eines anisotropen Magnetpulvers, bei dem als Ausgangsmaterial ein Magnetmaterial mit anisotroper Orientierung auf Basis einer SE-TM-B-Legierung mit SE als Seltenerdelement einschließlich Yttrium und TM als Übergangsmetall verwendet wird. Durch einen ersten Hydrierungsvorgang unter Erhitzen unter Wasserstoffdruck wird ein Hydrid erzeugt. Durch einen zweiten Hydrierungsvorgang wird eine Phasenumwandlung erzeugt, welche unter Wasserstoffdruck und einer die Phasenumwandlung induzierenden erhöhten Temperatur abläuft. Es wird ein Gemisch mit einer TMXB-Phase, insbesondere Fe2B-Phase, erzeugt und ein Dehydrierungsvorgang mit einer Umkehrphasenumwandlung (HDDR-DE 102 55 604 A1 relates to processes for producing an anisotropic magnetic powder, in which a magnet material with anisotropic orientation based on a SE-TM-B alloy with SE as rare earth element including yttrium and TM as transition metal is used as starting material. Hydrogen is generated by a first hydrogenation process under heating under hydrogen pressure. A second hydrogenation process produces a phase transformation which proceeds under hydrogen pressure and an elevated temperature inducing the phase transformation. A mixture with a TM X B phase, in particular Fe 2 B phase, is produced and a dehydrogenation process with a reverse phase transformation (HDDR
Verfahren) wird durchgeführt. Procedure) is performed.
WO 2012/002774 A2 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung von auf WO 2012/002774 A2 A relates to a process for the preparation of
R— Fe— B-basierenden Seltenerdmagnetpulvern mit speziellen magnetischen Eigenschaften. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Grobvermahlen von gesinterten Seltenerdmagneten als Rohmaterial, Einbringen des grobver- mahlenen Materials in einen Rohrofen, Füllen des Rohrofens mit Wasserstoff und Erhöhen der Temperatur, Durchführen einer Disproportionierung in der selben Wasserstoffatmosphäre unter weiterer Erhöhung der Temperatur, Ausströmen lassen des Wasserstoffs aus dem Innern des Rohrofens und anschließende Entfernung des restlichen Wasserstoffs aus dem Rohroffen durch Vakuum, wobei die Rekombination stattfindet  R-Fe-B based rare earth magnetic powders with special magnetic properties. The process comprises the following steps: coarse grinding of sintered rare earth magnets as a raw material, placing the coarse material in a tube furnace, filling the tube furnace with hydrogen and raising the temperature, performing disproportionation in the same hydrogen atmosphere while further raising the temperature, allowing the material to flow out Hydrogen from the interior of the tube furnace and then removing the remaining hydrogen from the tube by vacuum, with recombination taking place
Die bislang bekannten HDDR-Verfahren zielen auf die Herstellung anisotroper Neodym-Eisen-Bor Pulverpartikel für kunststoffgebundene Magnete ab. Äußerst nachteilig bei diesen Verfahren ist jedoch, dass die Prozessbedingungen für die Herstellung anisotroper Partikel stark in Bezug auf die Anteile der in Neodym-Eisen-Bor Magneten sonstigen enthaltenen Elementen, wie z.B. Kobalt und Dysprosium variieren. Dies erfordert das Auffinden von geeigneten Prozessparametern, wie Druck, Temperatur und Zeit, für jede konkrete Legierungszusammensetzung und eine dynamische Regelung dieser Parameter während des Prozesses. Ein anisotropes Material welches eine homogene Qualität aufweist kann deshalb nur aus einer reinen Legierung als Ausgangsmaterial erhalten werden. Für ein industrielles Recycling von typischerweise nicht genauer bekannten und Mischungen von Altmagneten unterschiedlicher Legierungen, sind die bekannten Verfahren insbesondere aus wirtschaftlichen Aspekten weniger geeignet. The hitherto known HDDR processes are aimed at the production of anisotropic neodymium-iron-boron powder particles for plastic-bonded magnets. However, it is extremely disadvantageous in these methods that the process conditions for the production of anisotropic particles vary greatly with respect to the proportions of other elements contained in neodymium-iron-boron magnets, such as cobalt and dysprosium. This requires finding suitable process parameters, such as pressure, temperature and time, for each specific alloy composition and dynamic control of these parameters during the process. An anisotropic material having a homogeneous quality can therefore be obtained only from a pure alloy as a starting material. For an industrial recycling of typically not exactly known and mixtures of old magnets of different alloys, the known methods are less suitable, in particular for economic reasons.
Davon ausgehend war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereit zu stellen, das eine Wiederverwertung von Altmagneten auf der Legierungsebene ermöglicht und das es gestattet, die erhaltenen Pulverpartikel direkt zu neuen Magneten weiterzuverarbeiten. Weiterhin besteht eine Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bereit zu stellen, welches legierungsunabhängig einsetzbar ist, d.h. ohne aufwendige Analyse der Ausgangsmaterialien, gegebenenfalls Separation von Bestandteilen, und Anpassung sowie ohne dynamische Regelung der Prozessparameter betrieben werden kann, d.h. es war Teilaufgabe ein Verfahren bereit zu stellen, bei dem auf den Einsatz von Sensoren und Reglern zur Kontrolle der Prozessparameter verzichtet werden kann, also ein Verfahren bereitzustellen, welches sowohl robuster als auch kostengünstiger als die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist. On this basis, it was an object of the present invention to provide a method which allows a recycling of old magnets on the alloy level and which allows further processing of the resulting powder particles directly to new magnet. It is a further object of the present invention to provide a process which can be used in an alloy-independent manner, ie. can be operated without elaborate analysis of the starting materials, optionally component separation, and adaptation, and without dynamic control of the process parameters, i. It was a partial task to provide a method in which it is possible to dispense with the use of sensors and regulators for checking the process parameters, ie to provide a method which is both more robust and less expensive than the methods known from the prior art.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch die nach diesem Verfahren hergestellten Pulver gemäß dem Anspruch 9 gelöst. This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by the powder produced according to this method according to claim 9.
Erfindungsgemäß wird ein Recyclingverfahren zur Herstellung von isotropen, magnetischen Pulvern bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer magnetischen Legierung umfassend al) zumindest ein Seltenerdmetall, a2) zumindest ein Übergangsmetall und a3) Bor; b) Hydrierung der Legierung aus Schritt a) in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre bei Temperaturen von 0 bis 600°C und einem Wasser- stoffpartialdruck von 10 000 bis 15 000 000 Pa, unter Bildung von einkristallinen Partikeln; c) Disproportionierung der Partikel aus Schritt b) in einer wasserstoffhal- tigen Atmosphäre bei Temperaturen im Bereich von größer 600 bisAccording to the invention, there is provided a recycling process for producing isotropic magnetic powders comprising the steps of: a) providing a magnetic alloy comprising al) at least one rare earth metal, a2) at least one transition metal and a3) boron; b) hydrogenation of the alloy from step a) in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures of 0 to 600 ° C and a hydrogen partial pressure of 10,000 to 15,000,000 Pa, with formation of monocrystalline particles; c) disproportionation of the particles from step b) in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures in the range from greater than 600 to
1 000°C bei einem Wasserstoffpartialdruck von 30 000 bis 1 000 000 Pa; d) Desorption des Wasserstoffs und anschließende Rekombination unter Bildung isotroper Pulverpartikel; wobei es sich bei der in Schritt a) bereitgestellten Legierung teilweise oder vollständig um Altmagnetmaterial handelt. 1 000 ° C at a hydrogen partial pressure of 30,000 to 1,000,000 Pa; d) desorption of the hydrogen and subsequent recombination to form isotropic powder particles; wherein the alloy provided in step a) is partially or completely recovered magnetic material.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es überraschenderweise isotrope Pulver herzustellen, die für die direkte Herstellung neuer Permanentmagneten geeignet sind, wobei weder eine Abstimmung der Prozessbedingungen auf das gewählte Ausgangsmaterial noch eine dynamische Regelung der Prozessparameter notwendig ist. The method according to the invention makes it possible, surprisingly, to prepare isotropic powders which are suitable for the direct production of new permanent magnets, wherein neither a matching of the process conditions to the selected starting material nor a dynamic regulation of the process parameters is necessary.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben. Preferred embodiments of the method according to the invention are specified in the dependent claims 2 to 8.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 9 Pulver herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, sowie gemäß den Ansprüchen 10 und 11 Permanentmagneten, welche dieses Pulver enthalten. In addition, the present invention according to claim 9 powder according to the inventive method, and according to claims 10 and 11 relates to permanent magnets containing this powder.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Verwendungen eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pulvers, diese Verwendungen werden in den Ansprüchen 12 bis 15 angegeben. Furthermore, the present invention relates to uses of a powder prepared by the process according to the invention, these uses are given in claims 12 to 15.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei einem„isotropen", magnetischen Pulver um ein Pulver ohne magnetische Vorzugsrichtung. Da die Ausrichtung der unterschliedlichen Domänen innerhalb des magnetischen Materials statistisch verteilt ist, kann es in beliebiger Richtung magnetisiert werden. Unter„anisotropen" Pulvern, werden hingegen Pulver mit einer magnetischen Vorzugsrichtung verstanden. For the purposes of the present invention, an "isotropic" magnetic powder is a powder without a preferred magnetic direction Since the orientation of the dissimilar domains within the magnetic material is randomly distributed, it can be magnetized in any direction , On the other hand, powders with a preferred magnetic direction are understood.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter„einkristallinen" Partikeln, Partikel verstanden die ein durchgehendes einheitliches, homogenes Kristall- gitter bilden. According to the present invention, "monocrystalline" particles are understood to be particles which have a continuous uniform, homogeneous crystal form lattice.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung weisen„submikrokristalline" Pulver einen Körnerdurchmesser von 100 bis 999 μιη auf und„nanokristalline" Pulver weisen einen Durchmesser von 1 bis 100 nm auf. Diese Durchmesser werden vorzugsweise mittels Rasterelektronenmikroskopie bestimmt. For the purposes of the present invention, "submicrocrystalline" powders have a particle diameter of from 100 to 999 μm, and "nanocrystalline" powders have a diameter of from 1 to 100 nm. These diameters are preferably determined by scanning electron microscopy.
Unter einem„Precursor" im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die Vorstufe eines Permanentmagneten verstanden, also einem Material welches zwar schon magnetische Eigenschaften aufweist aber diese noch nicht voll entfaltet hat. A "precursor" in the sense of the present invention is understood to mean the precursor of a permanent magnet, that is to say a material which already has magnetic properties but has not yet fully unfolded them.
Unter einer„statischen Regelung" im Sinne der vorliegenden Erfindung wird verstanden, dass die Prozessparameter zu Beginn eines Prozessschrittes ein- gestellt werden und im Rahmen der üblichen Schwankungen konstant bleiben, es wird aber keine Regelung abhängig vom Umsetzungsgrad oder der Zusammensetzung des umzusetzenden Materials vorgenommen, was bei einer„dynamischen Regelung" der Fall wäre. Bei der„Hydrierung" gemäß Schritt b) des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt die in Schritt a) bereitgestellte Legierung Wasserstoff auf und es werden zumindest partiell Hydride gebildet. Unter der„Dispropor- tionierung" nach Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch eine weitere Behandlung mit Wasserstoff eine Phasenumwandlung induziert. Unter der„Desorption" gemäß Schritt d) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Entfernung des Wasserstoffs verstanden, worauf die„Rekombination", d.h. die Rückbildung der Legierung unter Ausbildung eines isotropen Magnetpulvers, folgt. Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren kommt prinzipiell jede magnetische Legierung in Betracht, die zumindest teilweise aus Altmagnetmaterial stammt und welche zumindest ein Seltenerdmetall (Komponente al), zumindest ein Übergangsmetall (Komponente a2) und Bor (Komponente a3) enthält. For the purposes of the present invention, a "static control" is understood to mean that the process parameters are set at the beginning of a process step and remain constant within the usual fluctuations, but no regulation is made depending on the degree of conversion or the composition of the material to be reacted. which would be the case with a "dynamic regulation". In the "hydrogenation" according to step b) of the process according to the present invention, the alloy provided in step a) absorbs hydrogen and at least partially hydrides are formed under the "disproportionation" after step c) of the process according to the invention further treatment with hydrogen induces a phase transformation. By the "desorption" according to step d) according to the method of the invention is meant the removal of the hydrogen, followed by the "recombination", i. the recovery of the alloy to form an isotropic magnetic powder follows. The starting material for the process according to the invention is in principle any magnetic alloy which is at least partially derived from used magnetic material and which contains at least one rare earth element (component al), at least one transition metal (component a2) and boron (component a3).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die in Schritt a) bereitge- stellte Legierung als Komponenten al), a2) und a3) Neodym, Eisen und Bor. According to a preferred embodiment, the reaction mixture provided in step a) contains presented alloy as components al), a2) and a3) neodymium, iron and boron.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die in Schritt a) bereitgestellte Legierung folgende Komponenten: According to another preferred embodiment, the alloy provided in step a) contains the following components:
· ein Seltenerdmetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus A rare earth metal selected from the group consisting of
Scandium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Europium, Yttrium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, und Mischungen daraus umfasst, wobei der Anteil der Seltenerdmetalle in Summe von 28 bis 34 Gew.-%, vor- zugsweise 29 bis 32 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung beträgt; und/oder Scandium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, europium, yttrium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, and mixtures thereof, wherein the proportion of rare earth metals in total from 28 to 34 wt .-%, preferably 29 to 32 wt .-%, based on the total weight of the alloy is; and or
• ein Übergangsmetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Kupfer, Titan, Kobalt und Nickel und Mischungen daraus umfasst, wobei der Anteil der Übergangsmetalle in Summe von 62,8 bis 71,2 Gew.-%, vorzugsweise 65,4 bis 69,8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung beträgt und wobei der Anteil des Übergangsmetalls Kobalt am Gesamtgewicht der Legierung unter 3 Gew.%, bevorzugt unter 2 Gew.%, besonders bevorzugt unter 1.5 Gew.-% beträgt; und/oder · Bor, wobei der Bor-Anteil von 0,8 bis 1,2 Gew. -%, bevorzugt 0,9 bis 1,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung beträgt; und/oder A transition metal selected from the group consisting of iron, copper, titanium, cobalt and nickel and mixtures thereof, wherein the proportion of the transition metals in total from 62.8 to 71.2 wt .-%, preferably 65.4 to 69, 8 wt .-%, based on the total weight of the alloy and wherein the proportion of the transition metal cobalt in the total weight of the alloy is below 3 wt.%, Preferably below 2 wt.%, Particularly preferably below 1.5 wt .-%; and / or boron, the boron content being from 0.8 to 1.2% by weight, preferably from 0.9 to 1.1% by weight, based on the total weight of the alloy; and or
• weitere Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Silicium, Zirkonium, Gallium, Niob, Hafnium, Wolf- ram, Vanadium, Molybdän, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel und Mischungen daraus, umfasst; wobei der Anteil der weiteren Elemente in Summe von 0 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung beträgt; mit der Maßgabe das sich die Gewichtsanteile des Seltenerdmetalls, des Übergangsmetalls, von Bor und den optional weiteren Elementen auf 100 Gew.-% ergänzen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Altmagnetmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Produktionsausschüssen, Magneten aus Abfallprodukten, Abfallmaterial aus der Bearbeitung von Magneten und Mischungen hiervon. • further elements selected from the group consisting of aluminum, silicon, zirconium, gallium, niobium, hafnium, tungsten, vanadium, molybdenum, carbon, oxygen, nitrogen and sulfur and mixtures thereof; wherein the proportion of the further elements in total from 0 to 2 wt .-%, preferably 0.3 to 1.5 wt .-%, based on the total weight of the alloy is; with the proviso that the proportions by weight of the rare earth metal, of the transition metal, of boron and the optionally further elements add up to 100% by weight. A further preferred embodiment of the method according to the invention provides that the used magnetic material is selected from the group consisting of production committees, magnets from waste products, waste material from the processing of magnets and mixtures thereof.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Hydrierung gemäß Schritt b) bei Temperaturen von 20 bis 400 °C und bevorzugt von 20 bis 200°C und einem Wasserstoffpartialdruck von 100 000 bis 5 000 000 Pa und bevorzugt 100 000 bis 1 000 000 Pa durchgeführt. According to another preferred embodiment of the process, the hydrogenation according to step b) at temperatures of 20 to 400 ° C and preferably from 20 to 200 ° C and a hydrogen partial pressure of 100,000 to 5,000,000 Pa and preferably 100,000 to 1,000,000 Pa carried out.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Disproportionierung gemäß Schritt c) bei Temperaturen im Bereich von größer 600 bis 1 000°C und einem Wasserstoffpartialdruck von 30 000 bis 500 000 Pa durchgeführt. According to a further preferred embodiment of the process, the disproportionation according to step c) is carried out at temperatures in the range of greater than 600 to 1000 ° C. and a hydrogen partial pressure of 30 000 to 500 000 Pa.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht eine statische Regelung der Temperatur und des Wasserstoffparti- aldrucks in Schritt c) vor. A further preferred embodiment of the method according to the invention provides for static regulation of the temperature and of the hydrogen partial pressure in step c).
Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Desorption des Wasserstoffs in Schritt d) durch Anlegen von Vakuum und/oder Verdrängen des Wasserstoffs mit einem inerten Gas durchgeführt, wobei die Temperatur dabei auf den Bereich von 600 bis 1 000°C eingestellt wird und gleichzeitig die Desorption für 1 bis 3 000 Minuten und bevorzugt für 2 bis 300 Minuten erfolgt. Als inerte Gase eignen sich die Edelgase, insbesondere Argon. According to another embodiment of the process according to the invention, the desorption of the hydrogen in step d) is carried out by applying a vacuum and / or displacing the hydrogen with an inert gas, the temperature being adjusted to the range from 600 to 1000 ° C. and simultaneously the desorption is carried out for 1 to 3,000 minutes and preferably for 2 to 300 minutes. Suitable inert gases are the noble gases, in particular argon.
Die über das erfindungsmäße Verfahren herstellbaren Pulver sind vorzugsweise submikrokristallin. The powders which can be prepared by the process according to the invention are preferably submicrocrystalline.
Die erfindungsgemäßen Pulver lassen sich direkt zur Herstellung von Permanentmagneten, insbesondere polymergebundenen Permanentmagneten, verwenden. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung solcher Permanentmagneten sieht die folgenden Schritte vor: i. Bereitstellen von mindestens einem Pulver hergestellt nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung; ii. Erhitzen des mindestens einen Pulvers aus Schritt i) auf eine Temperatur von 600 bis 750°C und Verpressen des Pulvers bei Drücken von 90 bis 500 MPa zu einem Precursor; iii. Umformen des Precursors aus Schritt ii. bei einer Temperatur von 700 bis 850°C zu einem Permanentmagneten. The powders according to the invention can be used directly for the production of permanent magnets, in particular polymer-bonded permanent magnets. A preferred method of making such permanent magnets involves the following steps: i. Providing at least one powder prepared by a process according to the present invention; ii. Heating the at least one powder from step i) to a temperature of 600 to 750 ° C and compressing the powder at pressures of 90 to 500 MPa to form a precursor; iii. Forming the precursor from step ii. at a temperature of 700 to 850 ° C to a permanent magnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Permanentmagneten wird Schritt ii. bei einer Temperatur von 700 bis 750°C und Drücken von 90 bis 200 MPa durchgeführt. Vorzugsweise wird Schritt iii. bei einer Temperatur von 725 bis 800°C durchgeführt. According to a preferred embodiment of the method for producing a permanent magnet, step ii. at a temperature of 700 to 750 ° C and pressures of 90 to 200 MPa performed. Preferably, step iii. carried out at a temperature of 725 to 800 ° C.
Bevorzugte Permanentmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten zusätzlich mindestens ein Polymer und der Permanentmagnet liegt in polymergebundener Form vor. Preferred permanent magnets according to the present invention additionally contain at least one polymer and the permanent magnet is in polymer bound form.
Diese polymergebundenden Permanentmagneten lassen sich nach einem Verfahren mit folgenden Schritten herstellen: These polymer-bonded permanent magnets can be produced by a process with the following steps:
I. Bereitstellen von mindestens einem Pulver hergestellt nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung; I. providing at least one powder prepared by a process according to the present invention;
II. Bereitstellen von mindestens einem Polymer; II. Providing at least one polymer;
III. Verpressen der in den Schritten I. und II. bereitgestellten Komponenten zu einem polymergebundenen Permanentmagneten. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Polymer für den polymergebundenen Permanentmagneten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Duroplasten, vorzugsweise Epoxidharzen oder Thermoplasten vorzugsweise Polyamiden wie z.B. PA 6 oder PA 12 oder Polyphenylensulfiden und Mischungen daraus, wobei Epoxidharze bevorzugt sind. III. Pressing the components provided in steps I. and II into a polymer-bound permanent magnet. In one embodiment of the present invention, the polymer for the polymer-bonded permanent magnet is selected from the group consisting of thermosets, preferably epoxy resins or thermoplastics, preferably polyamides such as e.g. PA 6 or PA 12 or polyphenylene sulfides and mixtures thereof, with epoxy resins being preferred.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil des magnetischen Pulvers 75 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 80 bis 90 Gew.-% des Permanentmagneten beträgt und der Anteil des Polymers 5 bis 25 Gew.%, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% des Permanentmagneten, unter der Maßgabe, dass sich die Ge- wichtsanteile des Pulvers und des Polymers auf 100 Gew.-% ergänzen. Die Permanentmagneten, welche ein Pulver herstellbar nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten, werden bevorzugt für Motoren, Generatoren Elektro- und Elektronikanwendungen verwendet. According to a further embodiment, the proportion of the magnetic powder is 75 to 95 wt .-%, preferably 80 to 90 wt .-% of the permanent magnet and the proportion of the polymer 5 to 25 wt.%, Preferably 10 to 20 wt .-% of Permanent magnets, provided that the weight proportions of the powder and of the polymer supplement to 100 wt .-%. The permanent magnets containing a powder producible by a method according to the present invention are preferably used for motors, generators, electrical and electronic applications.
Anhand der nachfolgenden Beispiele soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier gezeigten spezifischen Ausführungsformen einschränken zu wollen. The subject according to the invention is intended to be explained in more detail with reference to the following examples, without wishing to restrict it to the specific embodiments shown here.
Eine Legierung mit der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren recycelt. An alloy having the composition shown in Table 1 was recycled according to the process of the invention.
Tabelle 1: Zusammensetzung des Ausgangsmaterials.
Figure imgf000013_0001
Vom Altmagnetmaterial der in Tabelle 1 genannten Zusammensetzung wurden 50 g hydriert. Dazu wurde das Material für eine Stunde bei 50 bar Druck und Raumtemperatur einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt. Der zuvor kompakte und noch leicht aufmagnetisierte Metallquader war anschließend zu einem nicht mehr aufmagnetisierten, spröden Pulver zerfallen. Der Was- serstoffgehalt des Pulvers und damit die Zunahme im Vergleich zum Ausgangsmaterial konnte an vergleichbaren Proben messtechnisch mittels Heiß- extraktionsverfahren belegt werden.
Table 1: Composition of the starting material.
Figure imgf000013_0001
From the old magnetic material of the composition mentioned in Table 1, 50 g were hydrogenated. For this purpose, the material was exposed for one hour at 50 bar pressure and room temperature to a hydrogen atmosphere. The previously compact and still slightly magnetized metal cuboid was then disintegrated to a no longer magnetized, brittle powder. The hydrogen content of the powder and thus the increase in comparison to the starting material could be measured by comparative hot-extraction techniques on comparable samples.
Von diesem hydrierten Pulver wurden 7 g dem HDDR-Prozess unterzogen. Dazu wurde das nach der Hydrierung unter Argon gelagerte Pulver erneut in eine Wasserstoffatmosphäre gebracht, in diesem Fall wurde ein Wasserstoffdruck von 1500 mbar verwendet. Das Material wurde unter dieser Wasserstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 780°C erhitzt und diese Temperatur für 30 min. gehalten, anschließend wurde die Temperatur auf 900°C erhöht und dort für 1 Stunde gehalten. Anschließend wurde der Wasserstoff bis auf 10 mbar abgepumpt und die Temperatur für weitere 90 Minuten auf 900°C gehalten, bevor der Wasserstoff komplett abgepumpt und weitere 30 Minuten auf 900°C gehalten wurde. Abschließend wurde das Material unter Vakuum abgekühlt und wieder in eine Argon-Atmosphäre gebracht. Um die magnetischen Eigenschaften des erhaltenen Pulvers zu ermitteln, wurden 50 mg davon in einer Kapsel mit Wachs eingebettet, im flüssigen Wachs in einem externen Magnetfeld ausgerichtet und diese Kapsel an einem PPMS (Physical Properties Measurement System) magnetisch vermessen. Figur 1 zeigt die in zwei Richtungen (in Richtung des zuvor angelegten externen Magnetfeldes und senkrecht dazu) gemessene Hystereseschleife (Polarisation μ0Μ in Abhä ngigkeit vom anliegenden Magnetfeld μ0Η). Da die Messung in den beiden Richtungen im Gegensatz zu anisotropen Magneten keinen Unterschied zeigt, handelt es sich hierbei um isotropes Material. Of this hydrogenated powder, 7 g was subjected to the HDDR process. For this purpose, the powder stored after the hydrogenation under argon was again brought into a hydrogen atmosphere, in this case a hydrogen pressure of 1500 mbar was used. The material was heated under this hydrogen atmosphere to a temperature of 780 ° C and this temperature for 30 min. held, then the temperature was increased to 900 ° C and held there for 1 hour. Subsequently, the hydrogen was pumped off to 10 mbar and the temperature was kept at 900 ° C. for a further 90 minutes before the hydrogen was completely pumped off and kept at 900 ° C. for a further 30 minutes. Finally, the material was cooled under vacuum and returned to an argon atmosphere. In order to determine the magnetic properties of the obtained powder, 50 mg thereof were embedded in a capsule with wax, aligned in liquid wax in an external magnetic field and magnetically measured this capsule on a PPMS (Physical Properties Measurement System). Figure 1 shows the in two directions (in the direction of the previously applied external Magnetic field and perpendicular thereto) measured hysteresis loop (polarization μ 0 Μ in dependence on the applied magnetic field μ 0 Η). Since the measurement in the two directions shows no difference in contrast to anisotropic magnets, this is an isotropic material.
Von diesem Pulver wurden anschließend 1,8 g vermischt mit 0,2 g eines PTFE- Pulvers (Polytetrafluorethylen), also im Verhältnis 90 Gew.-% zu 10 Gew.-%, und dieses Material in einer Pressform zu einem quaderförmigen Körper ge- presst, der anschließend im Rohrofen unter Vakuum auf 360°C erhitzt wurde, um aus den beiden verpressten Pulvern einen formstabilen Magneten zu erhalten. Mittels Permagraph wurden die magnetischen Eigenschaften 1.8 g of this powder were then mixed with 0.2 g of a PTFE powder (polytetrafluoroethylene), that is to say in a ratio of 90% by weight to 10% by weight, and this material in a compression mold to form a cuboid body. which is then heated in a tube furnace under vacuum to 360 ° C in order to obtain a dimensionally stable magnet from the two compressed powders. By means of Permagraph were the magnetic properties
(Hystereseschleife, Remanenz BR, Koerzivtivfeldstärke Hc ) dieses (Hysteresis loop, remanence B R , coercive field strength H c ) this
polymergebundenen Magneten ermittelt. Sie sind in Tabelle 2 dargestellt determined polymer-bound magnet. They are shown in Table 2
Tabelle 2: Eigenschaften des polymergebundenen Magneten. Table 2: Properties of the polymer-bound magnet.
HC [kA/m] BR [T] Dy Anteil H C [kA / m] BR [T] Dy fraction
1200 0.47 3 Gew.-%  1200 0.47 3% by weight

Claims

Patentansprüche claims
1. Recyclingverfahren zur Herstellung von isotropen, magnetischen Pulvern umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer magnetischen Legierung umfassend al) zumindest ein Seltenerdmetall, a2) zumindest ein Übergangsmetall und a3) Bor; b) Hydrierung der Legierung aus Schritt a) in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre bei Temperaturen von 0 bis 600°C und einem Wasser- stoffpartialdruck von 10 000 bis 15 000 000 Pa, unter Bildung von einkristallinen Partikeln; c) Disproportionierung der Partikel aus Schritt b) in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre bei Temperaturen im Bereich von größer 600 bis 1 000°C bei einem Wasserstoffpartialdruck von 30 000 bisA recycling process for producing isotropic magnetic powders, comprising the steps of: a) providing a magnetic alloy comprising a) at least one rare earth metal, a2) at least one transition metal and a3) boron; b) hydrogenation of the alloy from step a) in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures of 0 to 600 ° C and a hydrogen partial pressure of 10,000 to 15,000,000 Pa, with formation of monocrystalline particles; c) disproportionation of the particles from step b) in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures in the range of greater than 600 to 1,000 ° C at a hydrogen partial pressure of 30,000 to
1 000 000 Pa; d) Desorption des Wasserstoffs und anschließende Rekombination unter Bildung isotroper Pulverpartikel; wobei es sich bei der in Schritt a) bereitgestellten Legierung teilweise oder vollständig um Altmagnetmaterial handelt. 1 000 000 Pa; d) desorption of the hydrogen and subsequent recombination to form isotropic powder particles; wherein the alloy provided in step a) is partially or completely recovered magnetic material.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in 2. The method according to claim 1, characterized in that in
Schritt a) bereitgestellte Legierung eine Neodym, Eisen und Bor enthaltende Legierung ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt a) bereitgestellte Legierung folgende Komponenten enthält: ein Seltenerdmetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Scandium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Europium, Yttrium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, und Mischungen daraus umfasst, wobei der Anteil der Seltenerdmetalle in Summe von 28 bis 34 Gew.-%, vorzugsweise 29 bis 32 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung beträgt; und/oder · ein Übergangsmetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Kupfer, Titan, Kobalt und Nickel und Mischungen daraus umfasst, wobei der Anteil der Übergangsmetalle in Summe von 62,8 bis 71,2 Gew.-%, vorzugsweise 65,4 bis 69,8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung beträgt und wobei der Anteil des Übergangsmetalls Kobalt am Gesamtgewicht der Legierung unter 3 Gew.%, bevorzugt unter 2 Gew.%, besonders bevorzugt unter 1.5 Gew.-% beträgt; und/oder Step a) provided alloy is a neodymium, iron and boron-containing alloy. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the alloy provided in step a) contains the following components: a rare earth metal selected from the group consisting of scandium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, europium, yttrium, gadolinium, terbium, Dysprosium, holmium, erbium, and mixtures thereof, wherein the proportion of the rare earth metals in total from 28 to 34 wt .-%, preferably 29 to 32 wt .-%, based on the total weight of the alloy is; and / or · a transition metal selected from the group consisting of iron, copper, titanium, cobalt and nickel and mixtures thereof, wherein the proportion of the transition metals in total from 62.8 to 71.2 wt .-%, preferably 65.4 to 69.8 wt .-%, based on the total weight of the alloy and wherein the proportion of the transition metal cobalt in the total weight of the alloy is less than 3 wt.%, Preferably less than 2 wt.%, Particularly preferably less than 1.5 wt .-%; and or
• Bor, wobei der Bor-Anteil von 0,8 bis 1,2 Gew.-%, bevorzugt 0,9 bis 1,1 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,95 bis 1,05 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung beträgt; Boron, wherein the boron content of 0.8 to 1.2 wt .-%, preferably 0.9 to 1.1 wt .-%, particularly preferably 0.95 to 1.05 wt .-%, based on the total weight of the alloy is;
und/oder  and or
• weitere Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Silicum, Zirkonium, Gallium, Niob, Hafnium, Wolfram, Vanadium, Molybdän, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel und Mischungen daraus, umfasst; wobei der Anteil der weiteren Elemente in Summe von 0 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung beträgt; mit der Maßgabe das sich die Gewichtsanteile des Seltenerdmetalls, des Übergangsmetalls, von Bor und den optional weiteren Elementen auf 100 Gew.-% ergänzen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Altmagnetmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Produktionsausschüssen, Magneten aus Abfallprodukten, Abfallmaterial aus der Bearbeitung von Magneten und Mischungen hiervon. • further elements selected from the group consisting of aluminum, silicon, zirconium, gallium, niobium, hafnium, tungsten, vanadium, molybdenum, carbon, oxygen, nitrogen and sulfur, and mixtures thereof; wherein the proportion of the further elements in total from 0 to 2 wt .-%, preferably 0.3 to 1.5 wt .-%, based on the total weight of the alloy is; with the proviso that the proportions by weight of the rare earth metal, of the transition metal, of boron and the optionally further elements add up to 100% by weight. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the old magnetic material is selected from the group consisting of production committees, magnets from waste products, waste material from the processing of magnets and mixtures thereof.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Temperatur und des Wasserstoff- partialdrucks in Schritt c) statisch erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the regulation of the temperature and the hydrogen partial pressure in step c) takes place statically.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrierung gemäß Schritt b) bei Temperaturen von 20 bis 400 °C und bevorzugt von 20 bis 200°C und bei einem Was- serstoffpartialdruck von 100 000 bis 5 000 000 Pa und bevorzugt 100 000 bis 1 000 000 Pa durchgeführt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hydrogenation according to step b) at temperatures of 20 to 400 ° C and preferably from 20 to 200 ° C and at a hydrogen partial pressure of 100,000 to 5,000,000 Pa and preferably 100 000 to 1 000 000 Pa is performed.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Disproportionierung gemäß Schritt c) bei Temperaturen im Bereich von größer 600 bis 1000°C und einem Wasser- stoffpartialdruck von 30 000 bis 1 000 000 Pa, bevorzugt 30 000 bis 500 000 Pa durchgeführt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the disproportionation according to step c) at temperatures ranging from greater 600 to 1000 ° C and a hydrogen partial pressure of 30 000 to 1 000 000 Pa, preferably 30 000 to 500 000 Pa performed becomes.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Desorption des Wasserstoffs in Schritt d) durch Anlegen von Vakuum und/oder Verdrängen mit einem inerten Gas und Einstellen der Temperatur auf den Bereich von 600 bis 1 000°C, für 1 bis 3 000 und bevorzugt für 2 bis 300 Minuten erfolgt, wobei die erhaltenen isotropen Pulver vorzugsweise submikrokristallin, insbesondere nanokristallin sind. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desorption of the hydrogen in step d) by applying vacuum and / or displacement with an inert gas and adjusting the temperature in the range of 600 to 1000 ° C, for 1 to 3 000 and preferably for 2 to 300 minutes, wherein the resulting isotropic powders are preferably submicrocrystalline, in particular nanocrystalline.
9. Pulver herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8. 9. Powder producible by a process according to one of claims 1 to 8.
10. Permanentmagnet enthaltend ein Pulver herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8. 11. Permanentmagnet nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens ein Polymer enthalten ist und der Permanentmagnet in polymergebundener Form vorliegt. 10. Permanent magnet containing a powder preparable by a method according to any one of claims 1 to 8. 11. Permanent magnet according to claim 10, characterized in that additionally at least one polymer is contained and the permanent magnet is present in polymer bound form.
Verwendung mindestens eines Pulvers herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung eines Permanentmagneten. Use of at least one powder preparable by a process according to one of claims 1 to 8 for the production of a permanent magnet.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen polymergebundenen Permanentmagneten handelt. Use according to claim 12, characterized in that it is a polymer-bonded permanent magnet.
Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Duroplasten, vorzugsweise Epoxidharzen oder Thermoplasten vorzugsweise Polyamiden oder Polyphenylensulfiden und Mischungen daraus, wobei Epoxidharze bevorzugt sind; und/oder der Anteil des Pulvers 75 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 80 bis 90 Gew.-% des Permanentmagneten beträgt und der Anteil des Polymers 5 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 10-20 Gew.-% des polymergebundenen Permanentmagneten beträgt, unter der Maßgabe, dass sich die Gewichtsanteile des Pulvers und des Polymers auf 100 Gew.-% ergänzen. Use according to claim 13, characterized in that the polymer is selected from the group consisting of thermosets, preferably epoxy resins or thermoplastics, preferably polyamides or polyphenylene sulfides and mixtures thereof, wherein epoxy resins are preferred; and / or the proportion of the powder is 75 to 95 wt .-%, preferably 80 to 90 wt .-% of the permanent magnet and the proportion of the polymer 5 to 25 wt .-%, preferably 10-20 wt .-% of the polymer-bonded permanent magnet with the proviso that the weight proportions of the powder and the polymer add up to 100% by weight.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 für Motoren, Generatoren, Elektro- und Elektronikanwendungen. Use according to any one of claims 12 to 14 for motors, generators, electrical and electronic applications.
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