在廢舊磁鋼中添加金屬粉制備含釔稀土永磁材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及稀土永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在廢舊磁鋼中添加金屬粉制備 含釔稀土永磁材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著稀土永磁材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，對原材料的需求越來越大，但因 稀土開采的成本較高且隨著國家調(diào)控力度的加大，其材料成本也逐漸加大。而在當(dāng)前價格 漲幅過大的情況下，下游企業(yè)的價格承受能力比較有限，因此部分下游企業(yè)選擇使用較便 宜的鐵氧體或鋁鎳鈷、釤鈷等材料代替釹鐵硼磁體原材料中的稀土，這給釹鐵硼磁體市場 帶來較大的不穩(wěn)定性。同時因釹鐵硼磁體材料脆性高，規(guī)格雜，在電鍍過程中極易出現(xiàn)缺角 和尺寸不良等問題；進而導(dǎo)致電鍍后釹鐵硼磁體的報廢量非常大，僅是成品外觀與尺寸的 報廢率就在2~5%之間，且由于客戶其他方面特殊要求也時常導(dǎo)致發(fā)生不良報廢現(xiàn)象。
[0003] 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(yù)分類，而統(tǒng)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，而后根據(jù)所需制備的稀土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(fù)雜，且需針對不同稀土元素熔點調(diào)整回收容器的各種 工藝參數(shù)，以滿足不同稀土元素的提取工藝要求，這對回收容器的設(shè)備提出來了更高的要 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(jīng)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(chǎn)過程難 以控制，人為因素較多，進而影響批量生產(chǎn)的質(zhì)量。以釹鐵硼為例，將經(jīng)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，在此過程中因為 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(xù)工藝效果， 同時在生產(chǎn)過程中對操作人員的技術(shù)要求較高，人工勞動強度大；且釹、鐠的大量使用也導(dǎo) 致原料成本居高不小。
[0004] 通過稀土元素制備的稀土永磁材料，具有高催化活性、高磁性、超導(dǎo)性、光電轉(zhuǎn)化、 光磁記憶、高儲氫量、耐蝕耐磨等特性，但是將稀土永磁材料應(yīng)用在熱壓燒結(jié)金剛石工具胎 體材料、玻璃鋸片及電鍍金剛石工具領(lǐng)域，其抗彎強度、硬度及抗沖擊韌性明顯降低；因此， 如何在不改變稀土永磁材料特性的前提下提高稀土永磁材料的抗彎強度、硬度及抗沖擊韌 性，同時避免后續(xù)熔煉時的合金錠材料產(chǎn)生偏析，并降低對生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)要求已經(jīng)成為 本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種在廢舊磁鋼中添加金屬粉制備含釔稀土 永磁材料的方法，以解決上述【背景技術(shù)】中的缺點。
[0006] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0007] 在廢舊磁鋼中添加金屬粉制備含釔稀土永磁材料的方法，其具體步驟如下：
[0008] 1)將收集的廢舊磁鋼按照磁鋼中所含稀土元素進行預(yù)分類，預(yù)分類的標(biāo)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(yù)處理磁體材料，預(yù)處理磁體材料包 括釹、鐠及釔，同時從預(yù)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；
[0009] 2)將步驟1)中獲得的預(yù)處理磁體材料與已配制好的金屬粉，按照質(zhì)量百分配比： 95~97 %預(yù)處理磁體材料，3~5 %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；
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 5)將步驟4)中獲得的壓坯置于真空燒結(jié)爐中燒結(jié)并進行保溫；
[0013] 6)將步驟5)中燒結(jié)后的壓坯在真空燒結(jié)爐中降溫至300°C~360°C，在升溫至第 一段熱處理并進行保溫，而后繼續(xù)降溫至30(TC~360°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，以獲得含釔稀土永磁材料坯體；
[0014] 7)將步驟6)中獲得的含釔稀土永磁材料坯體，根據(jù)實際需求進行機械加工切割 并精磨，同時預(yù)留進行電鍍的尺寸，即得含釔稀土永磁材料。
[0015] 在本發(fā)明中，所述步驟2)中，熔煉溫度為1495°C~1550°C。
[0016] 在本發(fā)明中，所述步驟2)中，金屬粉為鐵粉，利用鐵粉代替稀土元素鈷，制備出的 稀土鐵基金剛石工具材料，經(jīng)對其實際使用性能測試，其抗彎強度、硬度、沖擊韌性均有較 大幅度提高，孔隙率則有明顯降低；在提高玻璃鋸片的切削性能方面，有效增加了刀頭胎體 材料的脆性，實現(xiàn)了金剛石與胎體的同步磨損，而金剛石的脫落度明顯減小；在電鍍金剛石 工具研制方面，有效提高了鍍層與基體的結(jié)合強度及金剛石工具的磨削比。
[0017] 在本發(fā)明中，所述步驟2)中，對生產(chǎn)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(dāng)與比對值不符時，按照所需制備的含釔稀土永磁材料組分再次 進行調(diào)配。
[0018] 在本發(fā)明中，所述步驟3)中，細粉末平均粒度為2. 4~3. 0 μ m。
[0019] 在本發(fā)明中，所述步驟4)中，等靜壓的壓力為230~280MPa。
[0020] 在本發(fā)明中，所述步驟5)中，燒結(jié)溫度為1070°C~1095°C。
[0021] 在本發(fā)明中，所述步驟5)中，保溫時間為180分鐘。
[0022] 在本發(fā)明中，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。
[0023] 在本發(fā)明中，通過將收集的廢舊磁鋼按照磁鋼中所含稀土元素進行預(yù)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(diào) 整，不僅節(jié)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(shè)備的要求，同時也為生產(chǎn)與廢舊磁鋼同等型號的稀土永磁材料后道工序提 供便利。
[0024] 在本發(fā)明中，釔的添加可替代部分釹、鐠，使得原料成本得到降低，通過將預(yù)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(yè) 的生產(chǎn)成本；而通過將預(yù)處理磁體材料與已配制好的金屬粉熔煉合金錠，不再需要真空還 原熔煉爐，有效降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，且解決了傳統(tǒng)熔煉過程中各組分的熔點不同和人為 操作因素而導(dǎo)致熔煉后得的合金錠產(chǎn)生偏析的問題。
[0025] 一種含釔稀土永磁材料，包括釹、鐠、釔、硼、銅、鋁、鐵及金屬粉；各組分質(zhì)量百分 比為：8~20 %釹，8~15 %鐠，3~15 %釔，0· 8~1. 2 %硼，0~0· 25%銅，0~0· 8%鋁， 42~78%鐵，3~5%金屬粉，且鐵為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0026] 有益效果：本發(fā)明將收集的廢舊磁鋼按照磁鋼中所含稀土元素進行預(yù)分類，進而 有效針對不同稀土元素熔點進行調(diào)整，不僅節(jié)省回收廢舊磁鋼的時間，且減少提取廢舊磁 鋼