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      退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法

      文檔序號(hào):6870594閱讀:155來源:國(guó)知局

      專利名稱::退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      :本發(fā)明涉及采用退化稀土永磁材料燒結(jié)或粘結(jié)制備再生永磁體的方法。具體是指退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法。
      背景技術(shù)
      :我國(guó)是稀土資源大國(guó),占世界儲(chǔ)量的80%。以NdFeB為代表的稀土永磁具有極高的磁能量密度。因此,任何需要高效將機(jī)械和電能互相轉(zhuǎn)換的地方,它都是首選或必備材料。諸如計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)馬達(dá),核磁共振成像儀,磁懸浮車廂,現(xiàn)代家用汽車,磁光數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器等均大量采用該種材料。盡管稀土永磁材料具有最優(yōu)越的磁性能,但它也有嚴(yán)重的弱點(diǎn),其中之一是耐蝕性很差,稀土永磁體其富Nd相的電化學(xué)腐蝕電位極低,容易氧化,吸氫水解,因而稀土永磁體在一定環(huán)境下可迅速退化,完全失去其磁性能。一般情況下腐蝕退化的稀土永磁材料所具有的磁場(chǎng)強(qiáng)度僅相當(dāng)于原有材料的5-40%,已無工業(yè)使用價(jià)值,但若將其丟棄,則會(huì)造成稀土資源的浪費(fèi)。因此,有必要開展退化稀土永磁材料再生利用的研究。中國(guó)專利公告號(hào)CN1150076C,公告日2004年5月19日,發(fā)明名稱《一種制備氫化-歧化-脫氫-重組稀土永磁粉的方法》,提出了利用稀土永磁體在燒結(jié)、加工、生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢料和下角料制備出歧化(HDDR)各向異性磁粉的方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)永磁體廢料和下角料的利用。但該工藝方法對(duì)稀土永磁廢料的磁性能和成分均勻性要求較高,所采用的下角料與通常制造稀土永磁工藝所采用的鑄造合金在成分和組織上并無實(shí)質(zhì)區(qū)別,而且所制備的磁粉性能指標(biāo)較低,對(duì)于磁性能較差的退化稀土材料難以全面恢復(fù)其磁性能。特別是有些因腐蝕和氧化而嚴(yán)重退化的稀土永磁體或其廢棄的永磁體產(chǎn)品,該類退化稀土永磁體氧化物雜質(zhì)較多,在永磁體外表面還往往留有耐蝕金屬或非金屬涂層,它使得退化稀土永磁材料的雜質(zhì)成分多樣化,導(dǎo)致其回收利用的難度增加。
      發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有的稀土永磁體再生重組技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),克服其缺陷和不足,特別是針對(duì)因腐蝕和氧化而嚴(yán)重退化的稀土永磁體,提供一種工藝簡(jiǎn)單的退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法。它生產(chǎn)成本較低,制備的再生永磁體磁性能較高。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法,包括以下步驟(1)對(duì)同一族系的退化稀土永磁材料機(jī)械粉碎,去除雜質(zhì),并置于(10-2-10-9bar)真空下去濕0.5-3小時(shí);(2)將去濕后的退化稀土永磁材料置于真空度10-2-10-9bar,溫度室溫或0-100℃的環(huán)境下,輸入純氫(H2),氫壓力0.5-30bar,進(jìn)行氫爆(HD)0.5-2小時(shí),退化稀土永磁材料變成氫爆(HD)微粉,在氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)氣氛下對(duì)其氫爆(HD)微粉進(jìn)行球磨或氣流磨,將其粒度研磨至1-20微米,或者;(3)將去濕后的退化稀土永磁材料置于真空度10-2-10-9bar,溫度700-880℃的環(huán)境下,輸入純氫(H2),氫壓力0.5-30bar,進(jìn)行歧化反應(yīng)(HDDR)0.5-2.5小時(shí),退化稀土永磁材料變成歧化(HDDR)微粉;(4)在氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)氣氛下向研磨后的氫爆(HD)微粉或歧化(HDDR)微粉混入粒徑相同且可使該系稀土永磁材料構(gòu)成硬磁相結(jié)構(gòu)的元素或合金,拌合均勻;(5)在真空或氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)環(huán)境下對(duì)混粉后的氫爆(HD)微粉磁化成型、燒結(jié)、熱處理后成為各向異性的再生永磁體,或者;(6)在真空或氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)環(huán)境下向混粉后的歧化(HDDR)微粉中加入永磁體粘合劑,采用熱逆向擠出成型,得到各向異性的再生永磁體。本發(fā)明還可以在步驟(4)中,對(duì)于R-Fe-B系退化稀土永磁材料,R=Nd或Pr,所加入的元素或合金是Dy、Sm、Co、Cu、Zr、B、Fe、Dy3Co、Dy3Co2、Dy1.5Nd1.5Co2、Nd3Co、NdxPry中的一種或兩種以上的混合物,RxFeyBz退化稀土永磁材料中x=10-18at%,y=66-88at%,z=4-12at%,其中元素Dy、Co、Cu、Zr、B、Fe加入的比例為RDyVCoXCuyZrWBZFebal,x=0-4.2at%,y=0-0.5at%,z=4-8at%,v=0.1-6at%,w=0-1.0at%,bal為所含F(xiàn)e平衡量,合金Dy3Co、Dy3Co2、Dy1.5Nd1.5Co2加入的比例為所添加Dy3Co占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Dy3Co2占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Dy1.5Nd1.5Co2占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Nd3Co占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-5wt%,所添加NdxPry占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-5wt%,對(duì)于Sm-Co系退化稀土永磁材料,SmCo5中所加入的元素是Sm、Co中的一種或兩種的混合物,其加入的比例為Sm=0.01-0.8at%,Co=0.01-2.0at%,Sm2(CobalFebCucZrd)17中所加入的元素是Co、Cu、Zr、Fe中的一種或兩種以上的混合物,其加入的比例為b=0.01-0.42at%,c=0.01-1.8at%,d=0.01-1.6at%,bal為所含Co平衡量。本發(fā)明還可以在步驟(1)中,機(jī)械粉碎退化稀土永磁材料的粒徑為2-10毫米,去除雜質(zhì)是對(duì)其粉碎后的退化稀土永磁材料進(jìn)行磁選,分離稀土永磁體和耐蝕涂鍍層、無磁性腐蝕物及氧化物。本發(fā)明還可以在步驟(5)中,將混粉后的氫爆(HD)微粉封裝于橡皮模內(nèi),采用小頻交變逆向磁振動(dòng)處理,小頻磁振動(dòng)的頻率是3-10次/分鐘,時(shí)間為2-5分鐘,磁場(chǎng)強(qiáng)度為1-6Tesla,再采用常溫等靜壓或溫壓成型。本發(fā)明還可以在在步驟(5)中,對(duì)于混粉后為RxCuyCozFeuBv,(R=Nd或Pr,x=10-18at%,y=0.01-0.48at%,Co=0-10at%,u=73-79at%,v=5-9at%)的稀土永磁材料,壓制成型后在溫度1010-1080℃下燒結(jié)1個(gè)小時(shí),然后在真空下500℃熱處理1個(gè)小時(shí)后,快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫,成為各向異性的再生永磁體;或者在溫度1010-1080℃下燒結(jié)1個(gè)小時(shí),然后在真空下630℃熱處理1個(gè)小時(shí);快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫,成為各向異性的再生永磁體。本發(fā)明還可以在步驟(6)中所加入的永磁體粘合劑是環(huán)氧樹脂或聚四氟乙烯。本發(fā)明所述退化稀土永磁材料是指被腐蝕、水解、吸氫、氧化后基本喪失磁性能的稀土永磁材料或稀土永磁產(chǎn)品,它所包括的成分范圍如下R-Fe-B系和包括其中添加其他元素或合金的R-Fe-B系退化稀土永磁材料。其中R代表稀土元素Nd或Pr,所添加元素或合金成分為Co,Dy,Cu,Tb,Zr,Al,Dy3Co,DyTe,PrDy,Dy1.5Nd1.5Co2。Sm-Co系,包括1:5,2:17型和其中添加其他元素或合金的Sm-Co系退化稀土永磁材料,所添加元素成分為Sm、Co,Zr,Cu,F(xiàn)e。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是1.所處理原材料范圍廣闊,不僅可處理稀土永磁材料產(chǎn)品被腐蝕后基本喪失磁性能的稀土永磁材料,也可用于對(duì)稀土工業(yè)生產(chǎn)的廢料和下角料的處理。2.工藝合理。氫爆(HD)及歧化(HDDR)處理,工藝條件簡(jiǎn)便,其真空燒結(jié)成型及熱逆向擠壓成型操作方便,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)成本較低,避免了原有濕法工藝因酸洗而導(dǎo)致稀土永磁材料成分和性能的進(jìn)一步退化。同時(shí),采用H2還原氣氛,這使得整個(gè)處理過程清潔、無進(jìn)一步氧化發(fā)生;同時(shí)還原了部分因退化而產(chǎn)生的氧化物。鑒于此方法,所回收和制造的稀土永磁體具有較高的磁性能。3.再生永磁體磁性能高。退化稀土永磁材料磁性能恢復(fù)較好,加入高磁晶各向異性場(chǎng)元素或合金后,其再生永磁體具有高度的織構(gòu)取向,其內(nèi)秉矯頑力明顯提高,工業(yè)利用價(jià)值好。而且,在氫爆(HD)微粉混粉后的真空燒結(jié)成型過程中,采用小頻交變逆向磁振動(dòng)和常溫等靜壓成型,可以明顯提高再生永磁體的性能。4.添加元素或合金的來源廣泛,選擇范圍較寬。其加入比例易于計(jì)算和控制,對(duì)再生永磁體的磁性能控制較簡(jiǎn)便。5.去除永磁體中的雜質(zhì),無磁性腐蝕物及氧化物。對(duì)回收的永磁體進(jìn)行粉碎、機(jī)械振動(dòng)和磁選,采用磁場(chǎng)分離破碎后退化稀土永磁體和耐蝕涂鍍層、有效去除了氧化物和非磁性雜質(zhì),使退化稀土永磁材料的回收利用過程簡(jiǎn)便,再生效果較好。為退化稀土永磁體的高效回收利用和工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)開辟了新的高效途徑。6.回收過程為完全清潔制造。從退化稀土材料的去濕到磨制超細(xì)稀土微粉再到制成永磁體,整個(gè)工藝均在氫氣及氮?dú)饣驓鍤饣蛘婵盏谋Wo(hù)環(huán)境下進(jìn)行,使稀土材料在加工過程中的氧化反應(yīng)降至最低,所制得的微粉具有較高的磁相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù),有利于制得磁能積較高的永磁體;同時(shí),采用本發(fā)明處理方法對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生任何污染,使得磁性退化廢料得以完全回收。圖1是本發(fā)明實(shí)施例2中Nd16Fe76B8+0.25at%Cu,其A、B兩種熱處理工藝與常規(guī)燒結(jié)處理所得恢復(fù)永磁體之退磁曲線圖具體實(shí)施方式以下結(jié)合和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述本發(fā)明所述的退化稀土永磁材料主要是指在自然環(huán)境中因腐蝕、氧化等原因已喪失磁性能而廢棄的稀土永磁產(chǎn)品元器件或材料。退化稀土永磁材料從原材料的成分上劃分可以分為Nd-Fe-B系、Pr-Fe-B系和Sm-Co系三大類,也可劃分為R-Fe-B系和Sm-Co系兩大類。在對(duì)其進(jìn)行再生處理時(shí),應(yīng)先對(duì)其回收的退化稀土永磁材料進(jìn)行分揀歸類,將同一族系的退化稀土永磁材料放在一起。雖然R-Fe-B系包含了Nd-Fe-B系和Pr-Fe-B系的退化稀土永磁材料,且可作為一個(gè)族系進(jìn)行回收歸類,但最好還是按Nd-Fe-B系、Pr-Fe-B系分開歸類,這樣便于控制添加元素的加入量。在回收的退化稀土永磁材料外表面上多有耐蝕金屬鍍層,如鍍鉻、鍍銅、鍍鋅、鍍鎳、鍍鋁或其多層復(fù)合鍍層或非金屬涂層等,因此應(yīng)對(duì)該類材料進(jìn)行粉碎和去除雜質(zhì)處理。對(duì)同一族系的退化稀土永磁材料機(jī)械粉碎至粒徑為為2-10毫米,機(jī)械粉碎的粒徑若小于2毫米會(huì)導(dǎo)致退化稀土永磁材料加速氧化,若大于10毫米,則不利于鍍層金屬?gòu)南⊥劣来朋w上分離。而去除雜質(zhì)可以是人工或其他方式對(duì)耐蝕涂鍍層、無磁性腐蝕物及氧化物的分揀除雜,但最好是采用對(duì)其粉碎后的退化稀土永磁材料進(jìn)行磁選的方式。磁選是將退化稀土永磁材料中的氧化物以及非磁性物質(zhì)如Cr、Ni、Cu、Al、Zn和稀土永磁在使用過程中與環(huán)境因素相互作用而產(chǎn)生的腐蝕物如Nd2O3,Nd(OH)3,F(xiàn)e(OH)2,F(xiàn)e(OH)3等分離出來。在磁選以前還可以先進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)10-60分鐘,以促進(jìn)退化稀土永磁材料與其腐蝕物、氧化物、涂層及鍍層金屬分離。本發(fā)明中的氫爆(HD)處理過程中的溫度可以是常溫,但為了提高材料粉碎的效果,其溫度可以提高至100度。氫爆(HD)處理的真空度10-2-10-9bar,溫度室溫或0-100℃的環(huán)境下,輸入純氫(H2),氫壓力0.5-30bar,進(jìn)行氫爆(HD)0.5-2小時(shí),氫爆(HD)處理后,在氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)氣氛下對(duì)其氫爆(HD)微粉進(jìn)行球磨或氣流磨,將其粒度研磨至1-20微米,然后在氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)氣氛下向研磨后的氫爆(HD)微粉加入粒徑相同且可使該系稀土永磁材料構(gòu)成硬磁相結(jié)構(gòu)的元素或合金,拌合均勻。在真空環(huán)境下對(duì)混粉后的氫爆(HD)微粉磁化成型、燒結(jié)、熱處理后成為各向異性的再生永磁體。其中對(duì)混粉后的氫爆(HD)微粉磁化成型過程,可以采取軸向磁場(chǎng)下或徑向磁場(chǎng)下將微粉按所需磁場(chǎng)方向分布?jí)褐瞥尚?;但最好是將所獲微粉封撞于橡皮柔性模內(nèi),對(duì)其微粉采用小頻交變逆向磁場(chǎng)振動(dòng)方法(AlternateMagneticPulsing)進(jìn)行處理,以達(dá)到磁粉高的磁取向排列。小頻振動(dòng)的頻率是3-10次/分鐘,時(shí)間為2-5分鐘,磁場(chǎng)強(qiáng)度為1-6Tesla。采用該小頻磁振動(dòng)處理后,其剩磁可提高5-10%。隨后采用常溫等靜壓或溫壓成型,該成型工藝可以制造規(guī)則和不規(guī)則形狀磁體,以滿足具體功能需求。其中,對(duì)于混粉后為RxCuyCozFeuBv,(R=Nd或Pr,x=10-18at%,y=0.01-0.48at%,Co=0-10at%,u=73-79at%,v=5-9at%)的稀土永磁材料,壓制成型后,在溫度1010-1080℃下燒結(jié)1個(gè)小時(shí),然后在真空下500℃熱處理1個(gè)小時(shí)后,快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫,成為各向異性的再生永磁體;或者在溫度1010-1080℃下燒結(jié)1個(gè)小時(shí),然后在真空下630℃熱處理1個(gè)小時(shí),快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫,成為各向異性的再生永磁體。經(jīng)過此處理,由此生成一系列晶界相,最顯著的是Nd3(Co,F(xiàn)e)與5%Cu混生相及富Cu相。此類相生成有助于其矯頑力的提高。本發(fā)明中的歧化(HDDR)處理的真空度10-2-10-9bar,溫度700-880℃的環(huán)境下,輸入純氫(H2),氫壓力0.5-30bar,進(jìn)行歧化反應(yīng)(HDDR)0.5-2.5小時(shí),退化稀土永磁材料變成歧化(HDDR)微粉。歧化(HDDR)微粉的細(xì)度約為500微米,這樣的粒徑可以直接制作粘合型的稀土永磁體。在真空或氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)環(huán)境下向歧化(HDDR)微粉加入粒徑相同且可使該系稀±永磁材料構(gòu)成硬磁相結(jié)構(gòu)的高磁晶各向異性場(chǎng)元素或合金,拌合均勻,并加入永磁體粘合劑如環(huán)氧樹脂或聚四氟乙烯或其組合粘合劑,采用熱逆向擠出成型,則可得到各向異性的再生永磁體。根據(jù)退化稀土永磁材料的成分不同,所加入的高磁晶各向異性場(chǎng)元素或輔助織構(gòu)形成元素及合金也有所不同。對(duì)于R-Fe-B系退化稀土永磁材料(其中R代表稀土元素Nd或Pr),,所加入的元素或合金是Dy、Sm、Co、Cu、Zr、B、Fe、Dy3Co、Dy3Co2、Dy1.5Nd1.5Co2、Nd3Co、NdxPry中的一種或兩種以上的混合物,RxFeyBz退化稀土永磁材料中x=10-18at%,y=66-88at%,z=4-12at%,其中元素Dy、Co、Cu、Zr、B、Fe加入的比例為RDyVCoXCuyZrWBZFebal,x=0-4.2at%,y=0-0.5at%,z=4-8at%,v=0.1-6at%,w=0-1.0at%,bal為所含F(xiàn)e平衡量,合金Dy3Co、Dy3Co2、Dy1.5Nd1.5Co2加入的比例為所添加Dy3Co占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Dy3Co2占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Dy1.5Nd1.5Co2占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Nd3Co占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-5wt%,所添加NdXPry占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-5wt%,對(duì)于Sm-Co系退化稀土永磁材料,SmCo5中所加入的元素是Sm、Co中的一種或兩種的混合物,其加入的比例為Sm=0.01-0.8at%,Co=0.01-2.0at%,以補(bǔ)償SmCo5材料在退化過程中有效成分的損失。Sm2(CobalFebCucZrd)17中所加入的元素是Co、Cu、Zr、Fe中的一種或兩種以上的混合物,其加入的比例為b=0.01-0.42at%,c=0.01-1.8at%,d=0.01-1.6at%,bal為所含Co平衡量。本發(fā)明方法從真空去濕步驟開始直至獲得再生永磁體的處理過程中,對(duì)其退化稀土永磁材料以及對(duì)添加元素或合金的處理步驟均需在防氧化狀態(tài)下進(jìn)行,比如真空、保護(hù)氣氛下(N2或Ar2)。以防止和避免任何氧化現(xiàn)象的發(fā)生。實(shí)施例1取退化Nd16Fe76B8系稀土永磁體1000克,機(jī)械粉碎至料徑為3毫米,采用電磁鐵磁選出退化稀土永磁材料930克,將其置于10-5-bar真空下去濕1.5小時(shí);在真空度10-6bar,溫度70℃的環(huán)境下,輸入純氫(H2),氫壓力10bar,進(jìn)行氫爆(HD)2小時(shí),退化稀土永磁材料變成氫爆(HD)微粉;在氮?dú)獗Wo(hù)的氣氛下對(duì)其氫爆(HD)微粉進(jìn)行氣流磨,將其粒度研磨至3-6微米;按計(jì)算的原子重量比均勻混入粒徑為3-6微米的Cu和Co微粉,其中Cu含量保持0.25at%不變,Co含量從3.5at%到10at%變化,見下表1表1在防氧化箱內(nèi)和氬氣保護(hù)下,將混粉后的氫爆(HD)微粉封裝于橡皮柔性模內(nèi),采用磁場(chǎng)交變逆向小頻振動(dòng)和常溫等靜壓成型,小頻振動(dòng)的頻率是7次/分鐘,時(shí)間為3分鐘,磁場(chǎng)強(qiáng)度為5Tesla。然后按通用標(biāo)準(zhǔn)熱處理步驟處理,對(duì)于混粉后為RxCuyCozFeuBv,(R=Nd或Pr,x=10-18at%,y=0.01-0.48at%,Co=0-10at%,u=73-79at%,v=5-9at%)的稀土永磁材料,在壓制成型后,在溫度1010-1080℃下燒結(jié)1個(gè)小時(shí),這時(shí),其一可以在真空下500℃熱處理1個(gè)小時(shí)后,快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫,成為各向異性的再生永磁體;其二可以在溫度1010-1080℃下燒結(jié)1個(gè)小時(shí),然后在真空下630℃熱處理1個(gè)小時(shí),快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫,成為各向異性的再生永磁體。這兩種操作都可以生成一系列晶界相,最顯著的是Nd3(Co,F(xiàn)e)與5%Cu混生相及富Cu相。此類相生成有助于其矯頑力的提高。以上所述標(biāo)準(zhǔn)熱處理步驟以外的兩種熱處理過程如下在真空下500℃熱處理1個(gè)小時(shí),急冷(真空下液氮冷卻)至室溫后。在真空下630℃熱處理1個(gè)小時(shí),快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫后。即得到各向異性燒結(jié)永磁體。使用該方法回收的稀土永磁材料,其磁性能指標(biāo)基本恢復(fù)。采用0.25at%Cu及0-10at%Co聯(lián)合混粉添加處理退化NdFeB稀土永磁體,經(jīng)過500℃熱處理1個(gè)小時(shí)+急冷后,其磁性能及其居里溫度可恢復(fù)達(dá)到參數(shù)參見表2表2<tablesid="table2"num="002"><tablewidth="763">Cobalt+0.25Cu(at%)Br±20(mT)iHc±10(kA/m)bHc±10(kA/m)(BH)max±15(kJ/m3)Square-ness%居里溫度±3℃012448548032950.883133.512777657183080.903565.012706856463020.893667.012995465243020.8938610.013075485383150.94420</table></tables>采用0.25at%Cu及0-10at%Co聯(lián)合混粉添加處理退化NdFeB稀土永磁體,經(jīng)過630℃熱處理1個(gè)小時(shí)+快冷后,其磁性能恢復(fù)達(dá)到的參數(shù)參見表3表3<tablesid="table3"num="003"><tablewidth="633">Cobalt+0.25Cu(at%)Br±20(mT)iHc±10(kA/m)bHc±10(kA/m)(BH)max±15(kJ/m3)Square-ness%012638137763030.913.512266936712810.955.013136055953200.927.012954594382680.8110.012784604542750.92</table></tables>實(shí)施例2取退化Nd16Fe76B8稀土永磁體1000克,機(jī)械粉碎至粒徑為5毫米,采用電磁鐵磁選出退化稀土永磁材料940克,將其置于10-5-bar真空下去濕2小時(shí);采用氫爆(HD)方法和添加元素Cu混粉,在徑向磁場(chǎng)下將混粉后的微粉按所需磁場(chǎng)方向分布?jí)褐瞥尚?,常?guī)的燒結(jié)、熱處理后分別采用另外兩種熱處理方式A,急冷(真空下液氮冷卻)后在真空下500℃熱處理1個(gè)小時(shí)和B,快冷(真空下風(fēng)冷)后在真空下630℃熱處理1個(gè)小時(shí),制成兩組各向異性的再生永磁體。其磁性能均可恢復(fù)到原始性能參數(shù)100%的水平,有效地回收利用了因腐蝕而退化的Nd16Fe76B8稀土永磁體。Nd16Fe76B8混粉添加Cu元素其磁性能恢復(fù)參數(shù)參見表4表4(A)500℃熱處理1個(gè)小時(shí),急冷(真空下液氮冷卻)后(B)630℃熱處理1個(gè)小時(shí),快冷(真空下風(fēng)冷)后EDX觀察含0.25at%Cu混粉Nd16Fe76B8恢復(fù)磁體相成分分布參見表5表5表4中,Nd16Fe76B8+0.25at%Cu,其A、B兩種熱處理工藝與常規(guī)燒結(jié)處理所得恢復(fù)永磁體之退磁曲線參見圖1實(shí)施例3取退化Nd16Fe76B8稀土永磁體1000克,粉碎及去濕步驟與實(shí)施例1相同,采用歧化反應(yīng)(HDDR)回收利用退化稀土永磁體,將去濕后的退化稀土永磁材料置于真空10-6bar,溫度700-880℃環(huán)境下,輸入純氫(H2),氫壓力為15bar,處理退化稀土永磁材料發(fā)生歧化反應(yīng)HydrogenationDisproportionationDesorptionRecombination(HDDR),時(shí)間2小時(shí),退化稀土永磁材料變?yōu)楦飨虍愋缘拇欧?,其磁粉的?xì)度約為500微米。進(jìn)一步添加高磁晶各向異性場(chǎng)元素Dy,Dy的加入量為2at%,或者添加合金Dy3Co,加入量為5wt%,拌勻。按常規(guī)用量添加環(huán)氧樹脂,采用熱逆向擠出成型,即得到各向異性的Nd16Fe76B8再生稀土永磁體,其磁性能恢復(fù)到原始性能參數(shù)100%的水平。本發(fā)明方法同樣可以適用于Sm-Co系退化稀土永磁材料的回收利用,其磁性能同樣可以恢復(fù)到原始性能參數(shù)100%的水平。權(quán)利要求1.退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法,其特征在于包括以下步驟(1)對(duì)同一族系的退化稀土永磁材料機(jī)械粉碎,去除雜質(zhì),去除雜質(zhì)包括磁選分離。并置于(10-2-10-9bar)真空下去濕0.5-3小時(shí);(2)將去濕后的退化稀土永磁材料置于真空度10-2-10-9bar,溫度室溫或0-100℃的環(huán)境下,輸入純氫(H2),氫壓力0.5-30bar,進(jìn)行氫爆(HD)0.5-2小時(shí),退化稀土永磁材料變成氫爆(HD)微粉,在氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)氣氛下對(duì)其氫爆(HD)微粉進(jìn)行球磨或氣流磨,將其粒度研磨至1-20微米,或者;(3)將去濕后的退化稀土永磁材料置于真空度10-2-10-9bar,溫度700-880℃的環(huán)境下,輸入純氫(H2),氫壓力0.5-30bar,進(jìn)行歧化反應(yīng)(HDDR)0.5-2.5小時(shí),退化稀土永磁材料變成歧化(HDDR)微粉;(4)在氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)氣氛下向研磨后的氫爆(HD)微粉或歧化(HDDR)微粉混入粒徑相同且可使該系稀土永磁材料構(gòu)成硬磁相結(jié)構(gòu)的高磁晶各向異性場(chǎng)元素或合金,拌合均勻;(5)在真空或氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)環(huán)境下對(duì)混粉后的氫爆(HD)微粉磁化成型、燒結(jié)、熱處理后成為各向異性的再生永磁體,或者;(6)在真空或氮?dú)饣驓鍤獾谋Wo(hù)環(huán)境下向混粉后的歧化(HDDR)微粉中加入永磁體粘合劑,采用熱逆向擠出成型,得到各向異性的再生永磁體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法,其特征在于在步驟(4)中,對(duì)于R-Fe-B系退化稀土永磁材料,R=Nd或Pr,所加入的元素或合金是Dy、Sm、Co、Cu、Zr、B、Fe、Dy3Co、Dy3Co2、Dy1.5Nd1.5Co2、Nd3Co、NdxPry中的一種或兩種以上的混合物,RxFeyBz退化稀土永磁材料中x=10-18at%,y=66-88at%,z=4-12at%,其中元素Dy、Co、Cu、Zr、B、Fe加入的比例為RDyvCoxCuyZrwBzFebal,x=0-4.2at%,y=0-0.5at%,z=4-8at%,v=0.1-6at%,w=0-1.0at%,bal為所含F(xiàn)e平衡量,合金Dy3Co、Dy3Co2、Dy1.5Nd1.5Co2加入的比例為所添加Dy3Co占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Dy3Co2占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Dy1.5Nd1.5Co2占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-15wt%,所添加Nd3Co占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-5wt%,所添加NdxPry占RxFeyBz退化稀土永磁材料0.1-5wt%,對(duì)于Sm-Co系退化稀土永磁材料,SmCo5中所加入的元素是Sm、Co中的一種或兩種的混合物,其加入的比例為Sm=0.01-0.8at%,Co=0.01-2.0at%,Sm2(CobalFebCucZrd)17中所加入的元素是Co、Cu、Zr、Fe中的一種或兩種以上的混合物,其加入的比例為b=0.01-0.42at%,c=0.01-1.8at%,d=0.01-1.6at%,bal為所含Co平衡量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法,其特征在于在步驟(1)中,機(jī)械粉碎的退化稀土永磁材料粒徑為2-10毫米,去除雜質(zhì)是對(duì)其粉碎后的退化稀土永磁材料進(jìn)行磁選,分離稀土永磁體和耐蝕涂鍍層、無磁性腐蝕物及氧化物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法,其特征在于在步驟(5)中,將混粉后的氫爆(HD)微粉封裝于橡皮模內(nèi),采用小頻交變逆向磁場(chǎng)振動(dòng)處理,小頻磁振動(dòng)的頻率是3-10次/分鐘,時(shí)間為2-5分鐘,磁場(chǎng)強(qiáng)度為1-6Tesla,再采用常溫等靜壓或溫壓成型。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法,其特征在于在步驟(5)中,對(duì)于混粉后成分為RxCuyCozFeuBv,(R=Nd或Pr,x=10-18at%,y=0.01-0.48at%,Co=0-10at%,u=73-79at%,v=5-9at%)的稀土永磁材料,壓制成型后,在溫度1010-1080℃下燒結(jié)1個(gè)小時(shí),然后在真空下500℃熱處理1個(gè)小時(shí)后,快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫,成為各向異性的再生永磁體;或者在溫度1010-1080℃下燒結(jié)1個(gè)小時(shí),然后在真空下630℃熱處理1個(gè)小時(shí),快冷(真空下風(fēng)冷)至室溫,成為各向異性的再生永磁體。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退化稀土永磁材料再生高性能永磁體的方法,其特征在于在步驟(6)中所加入的永磁體粘合劑是環(huán)氧樹脂或聚四氟乙烯。全文摘要退化稀土永磁材料再生永磁體的方法,對(duì)腐蝕退化的稀土永磁體的磁性能進(jìn)行恢復(fù)使之再生。機(jī)械粉碎,去雜質(zhì)處理,真空去濕,進(jìn)行氫爆(HD)或者歧化(HDDR)處理,加入高磁晶各向異性場(chǎng)元素及輔助織構(gòu)形成元素或合金,經(jīng)燒結(jié)或粘合成型,得到各向異性的再生永磁體。工藝合理,可有效去除退化稀土材料中氧化物和非磁性雜質(zhì),氧化反應(yīng)小,再生永磁體具有高度的織構(gòu)取向,磁性能高。退化稀土永磁材料的再生及恢復(fù)過程簡(jiǎn)便,再生效果較好,可制得磁能積較高的永磁體,為退化稀土永磁體的回收利用開辟了新的途徑。文檔編號(hào)H01F13/00GK1866417SQ200610018869公開日2006年11月22日申請(qǐng)日期2006年4月24日優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日發(fā)明者嚴(yán)高林申請(qǐng)人:嚴(yán)高林
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