在磁鋼廢料中添加納米金屬粉制備含鈥稀土永磁材料的方法技術

在磁鋼廢料中添加納米金屬粉制備含鈥稀土永磁材料的方法，將收集的廢舊磁鋼按照同批次同型號所含稀土元素相同的廢舊磁鋼歸為一類的分類標準進行預分類，得預處理磁體材料，再將獲得的預處理磁體材料與已配制好的納米金屬粉投入普通電解爐中進行熔煉使其形成熔融的合金液，而后將熔融的合金液澆鑄并冷卻為合金錠，再對合金錠進行氫碎、氣流磨破碎成細粉末，細粉末經靜壓、燒結、兩段熱處理后得含鈥稀土永磁材料坯體，最后根據實際需求進行機械加工切割并精磨，即得含鈥稀土永磁材料；納米金屬粉的添加有效增強了含鈥稀土永磁材料的熒光壽命，且使永磁材料具有較高的激活劑臨界濃度；而預分類可節省回收廢舊磁鋼的時間，且減少提取工藝步驟。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及稀土永磁材料
，尤其涉及一種在磁鋼廢料中添加納米金屬粉 制備含鈥稀土永磁材料的方法。
技術介紹
因釹鐵硼磁體材料脆性高，規格雜，在電鍍過程中極易出現缺角和尺寸不良等問 題；進而導致電鍍后釹鐵硼磁體的報廢量非常大，且由于客戶其他方面特殊要求也時常導 致發生不良報廢現象。目前針對廢舊磁鋼的回收與再利用的工藝方法是：將收集的所有廢 舊磁鋼混為一體，未進行預分類，而統一返回至回收容器，在回收容器將廢舊磁鋼中所含的 各種稀土元素逐一提取，而后再根據所需制備的合金永磁材料再次進行加工。這種工藝方 法雖然對廢舊磁鋼進行了再利用，但是其提取工序復雜，且需針對不同稀土元素熔點調整 回收容器的各種工藝參數，以滿足不同稀土元素的提取工藝要求，這對回收容器的設備提 出了更高的要求。 同時再次進行加工時，將回收得到單一的稀土金屬氧化物，在后道經配比冶煉等 各道工藝后得到要求制備的永磁材料，而采用該工藝制得的永磁體有著諸多的缺陷，生產 過程難以控制，人為因素較多，進而影響批量生產的質量。以釹鐵硼為例，將經過萃取分離 出的鐠、釹和鐵、硼及其他成分混合后添加至真空熔煉爐熔煉，熔煉后得到合金錠，在此過 程中因各成分的熔點不同，且受到前道混合攪拌是否均勻及人工添加的時間間隔與量的控 制等因素影響，勢必造成熔煉后的合金錠材料偏析，甚至影響合金錠材料的性能與后續工 藝效果，同時在生產過程中對操作人員的技術要求較高，人工勞動強度大；此外，現有生產 永磁材料的工藝對稀土金屬釹的消耗極大，進而導致原料成本居高不小。 伴隨著科學技術的飛速發展，越來越多的新技術被應用在制備永磁材料領域，特 別是納米材料的應用，納米材料粒子具有量子尺寸效應、表面效應及宏觀量子隧道效應，受 這些結構特性的影響，納米材料被應用在其他領域表現出奇特的物理和化學特性，光譜和 熒光性能是其中很重要的方面；目前大量的納米材料熒光性能與半導體材料有關，而半導 體材料的重要組成部分為永磁材料；因此，如何在不改變永磁材料特性的前提下，將納米材 料應用在永磁材料領域，以提高永磁材料在光譜和熒光性，同時避免后續熔煉時的合金錠 材料產生偏析，并降低釹鐠的使用量已經成為本領域技術人員亟待解決的重要問題。
技術實現思路
本專利技術所解決的技術問題在于提供一種在磁鋼廢料中添加納米金屬粉制備含鈥 稀土永磁材料的方法，以解決上述
技術介紹
中的缺點。 本專利技術所解決的技術問題采用以下技術方案來實現： ，其具體步驟如下： 1)將收集的廢舊磁鋼按照磁鋼中所含稀土元素進行預分類，預分類的標準為同批 次同型號所含稀土元素相同的廢舊磁鋼歸為一類，得預處理磁體材料，預處理磁體材料包 括釹、鐠、鈥及鋱，同時從預處理磁體材料中提取樣品，并對樣品中的稀土組分進行檢測記 錄作為比對值； 2)將步驟1)中獲得的預處理磁體材料與已配制好的納米金屬粉，按照質量百分 配比：95~97%預處理磁體材料、3~5%納米金屬粉，得混合配比料，同時將混合配比料投 入普通電解爐中進行熔煉使其形成熔融的合金液，而后將熔融的合金液澆鑄并冷卻為合金 錠； 3)將步驟2)中獲得的合金錠通過氫碎、氣流磨破碎成細粉末，且在進行氣流磨時 放入定量的空氣進行鈍化，并對前后磨出的粉進行混合攪拌； 4)將步驟3)中獲得的細粉末通過模壓加等靜壓法壓制成壓坯； 5)將步驟4)中獲得的壓坯置于真空燒結爐中燒結并進行保溫； 6)將步驟5)中燒結后的壓坯在真空燒結爐中降溫至300°C~350°C，在升溫至第 一段熱處理并進行保溫，而后繼續降溫至30(TC~350°C，最后升溫至第二段熱處理并進行 保溫，并對兩段熱處理分別進行回火，以獲得含鈥稀土永磁材料坯體； 7)將步驟6)中獲得的含鈥稀土永磁材料坯體，根據實際需求進行機械加工切割 并精磨，同時預留進行電鍍的尺寸，即得含鈥稀土永磁材料。 在本專利技術中，所述步驟2)中，熔煉溫度為1495°C~1550°C。 在本專利技術中，所述步驟2)中，納米金屬粉為銪納米微粒，通過在預處理磁體材料 中添加銪納米微粒，銪納米微粒與預處理磁體材料中的鈥元素結合生成納米Y 2〇3:Eu 3+，經 對其進行熒光測試，當鋁：銪=10:1 (摩爾比）時，具有最佳綠光增強效果，當鋁：銪=50:1 時，發光強度最強，而銪納米微粒的添加改變了稀土永磁材料中稀土元素點陣格位，有效增 強了含鈥稀土永磁材料的熒光壽命，且使含鈥稀土永磁材料具有較高的激活劑臨界濃度。 在本專利技術中，所述步驟2)中，對生產的合金錠進行檢測，并與步驟1)中的樣品稀 土組分比對值進行比對，當與比對值不符時，按照所需制備的含鈥稀土永磁材料組分再次 進行調配。 在本專利技術中，所述步驟3)中，細粉末平均粒度為2. 4~2. 8 μ m。 在本專利技術中，所述步驟4)中，等靜壓的壓力為230~280MPa。 在本專利技術中，所述步驟5)中，燒結溫度為1070°C~1095°C。 在本專利技術中，所述步驟5)中，保溫時間為180分鐘。 在本專利技術中，所述步驟6)中，第一段熱處理溫度為900°C~920°C，保溫時間為90 分鐘；第二段熱處理溫度為530°C~620°C，保溫時間為180分鐘。 在本專利技術中，通過將收集的廢舊磁鋼按照磁鋼中所含稀土元素進行預分類，即可 得到即將處理的廢舊磁鋼中各種稀土元素的含量，進而有效針對不同稀土元素熔點進行調 整，不僅節省回收廢舊磁鋼的時間，且減少提取廢舊磁鋼中不同稀土元素的工藝步驟與降 低對回收容器設備的要求，同時也為生產與廢舊磁鋼同等型號的永磁材料后道工序提供便 利。 在本專利技術中，鈥的加入有利于降低合金飽和磁化所需的外場，同時用于減少合金 液中的富釹相而增加釹鐵硼主相Nd2Fel4B的比例，從而實現使釹鐵硼磁體及最大磁能積 提高而稀土總量消耗降低，有效降低原料成本；其制備出的稀土永磁材料產品，在抗腐蝕 性、熱穩定性、加工性能等方面更加優越；鋱的添加可提高含鈥稀土永磁材料作為制備熒光 原料的激活性能，在激發狀態下熒光材料能夠更均勻發出綠色光。 一種含鈥稀土永磁材料，包括釹、鐠、鈥、硼、銅、鋁、鋱、鐵及納米金屬粉；各組分質 量百分比為：7~15 %釹，4~10 %鐠，3~15 %鈥，0· 8~1. 2 %硼，0~0· 25 %銅，0· 3~ 6%鋁，0. 1~3%鋱，55~82%鐵，3~5%納米金屬粉，且鐵為鐵及不可避免的雜質。 有益效果：本專利技術將收集的廢舊磁鋼按照磁鋼中所含稀土元素進行預分類，進而 有效針對不同稀土元素熔點進行調整，不僅節省回收廢舊磁鋼的時間，且減少提取廢舊磁 鋼中不同稀土元素的工藝步驟，同時也為生產與廢舊磁鋼同等型號的永磁材料后道工序提 供便利；而通過將預處理磁體材料與已配制好的納米金屬粉熔煉合金錠，不再需要真空還 原熔煉爐，有效降低企業的生產成本當前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
在磁鋼廢料中添加納米金屬粉制備含鈥稀土永磁材料的方法，其特征在于，具體步驟如下：1)將收集的廢舊磁鋼按照磁鋼中所含稀土元素進行預分類，預分類的標準為同批次同型號所含稀土元素相同的廢舊磁鋼歸為一類，得預處理磁體材料，預處理磁體材料包括釹、鐠、鈥及鋱，同時從預處理磁體材料中提取樣品，并對樣品中的稀土組分進行檢測記錄作為比對值；2)將步驟1)中獲得的預處理磁體材料與已配制好的納米金屬粉，按照質量百分配比：95～97％預處理磁體材料、3～5％納米金屬粉，得混合配比料，同時將混合配比料投入普通電解爐中進行熔煉使其形成熔融的合金液，而后將熔融的合金液澆鑄并冷卻為合金錠；3)將步驟2)中獲得的合金錠通過氫碎、氣流磨破碎成細粉末，且在進行氣流磨時放入定量的空氣進行鈍化，并對前后磨出的粉進行混合攪拌；4)將步驟3)中獲得的細粉末通過模壓加等靜壓法壓制成壓坯；5)將步驟4)中獲得的壓坯置于真空燒結爐中燒結并進行保溫；6)將步驟5)中燒結后的壓坯在真空燒結爐中降溫至300℃～350℃，在升溫至第一段熱處理并進行保溫，而后繼續降溫至300℃～350℃，最后升溫至第二段熱處理并進行保溫，并對兩段熱處理分別進行回火，以獲得含鈥稀土永磁材料坯體；7)將步驟6)中獲得的含鈥稀土永磁材料坯體，根據實際需求進行機械加工切割并精磨，同時預留進行電鍍的尺寸，即得含鈥稀土永磁材料。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張祝，張蘇，
申請(專利權)人：蘇州薩伯工業設計有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32