在磁鋼廢料中添加納米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，尤其涉及一種在磁鋼廢料中添加納米金屬粉 制備含釔稀土永磁材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 因釹鐵硼磁體材料脆性高，規(guī)格雜，在電鍍過(guò)程中極易出現(xiàn)缺角和尺寸不良等問(wèn) 題；進(jìn)而導(dǎo)致電鍍后釹鐵硼磁體的報(bào)廢量非常大，且由于客戶其他方面特殊要求也時(shí)常導(dǎo) 致發(fā)生不良報(bào)廢現(xiàn)象。目前針對(duì)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(jìn)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，而后再根據(jù)所需制備的合金永磁材料再次進(jìn)行加工。這種工藝方 法雖然對(duì)廢舊磁鋼進(jìn)行了再利用，但是其提取工序復(fù)雜，且需針對(duì)不同稀土元素熔點(diǎn)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(duì)回收容器的設(shè)備提 出了更高的要求。
[0003] 同時(shí)再次進(jìn)行加工時(shí)，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(guò)程難以控制，人為因素較多，進(jìn)而影響批量生產(chǎn)的質(zhì)量。以釹鐵硼為例，將經(jīng)過(guò)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(guò) 程中因各成分的熔點(diǎn)不同，且受到前道混合攪拌是否均勻及人工添加的時(shí)間間隔與量的控 制等因素影響，勢(shì)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(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，釹、鐠的大量使 用也導(dǎo)致原料成本居高不小。
[0004] 伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用在制備永磁材料領(lǐng)域，特 別是納米材料的應(yīng)用，納米材料粒子具有量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)，受 這些結(jié)構(gòu)特性的影響，納米材料被應(yīng)用在其他領(lǐng)域表現(xiàn)出奇特的物理和化學(xué)特性，而光譜 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(dǎo)體材料有關(guān)，而半 導(dǎo)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(yīng)用在永磁材料領(lǐng)域，以提高永磁材料在光譜和熒光性，同時(shí)避免后續(xù)熔煉時(shí)的合金 錠材料產(chǎn)生偏析，并降低原料的使用成本已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種在磁鋼廢料中添加納米金屬粉制備含釔 稀土永磁材料的方法，以解決上述【背景技術(shù)】中的缺點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] 在磁鋼廢料中添加納米金屬粉制備含紀(jì)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(jìn)行預(yù)分類，預(yù)分類的標(biāo)準(zhǔn)為同批 次同型號(hào)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、釔及鋱，同時(shí)從預(yù)處理磁體材料中提取樣品，并對(duì)樣品中的稀土組分進(jìn)行檢測(cè)記 錄作為比對(duì)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納米金屬粉，按照質(zhì)量百分 配比：95~97%預(yù)處理磁體材料，3~5%納米金屬粉，得混合配比料，同時(shí)將混合配比料投 入普通電解爐中進(jìn)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(guò)氫碎、氣流磨破碎成細(xì)粉末，且在進(jìn)行氣流磨時(shí) 放入定量的空氣進(jìn)行鈍化，并對(duì)前后磨出的粉進(jìn)行混合攪拌；
[0011] 4)將步驟3)中獲得的細(xì)粉末通過(guò)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(jìn)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~350°C，在升溫至第 一段熱處理并進(jìn)行保溫，而后繼續(xù)降溫至30(TC~350°C，最后升溫至第二段熱處理并進(jìn)行 保溫，并對(duì)兩段熱處理分別進(jìn)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(shí)際需求進(jìn)行機(jī)械加工切割 并精磨，同時(shí)預(yù)留進(jìn)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，納米金屬粉為銪納米微粒，通過(guò)在預(yù)處理磁體材料 中添加銪納米微粒，銪納米微粒與預(yù)處理磁體材料中的釔元素結(jié)合生成納米Y2〇3:Eu3+，經(jīng) 對(duì)其進(jìn)行熒光測(cè)試，當(dāng)鋁：銪=10:1 (摩爾比）時(shí)，具有最佳綠光增強(qiáng)效果，當(dāng)鋁：銪=50:1 時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)，而銪納米微粒的添加改變了永磁材料中稀土元素點(diǎn)陣格位，有效增強(qiáng)了 含釔稀土永磁材料的熒光壽命，且使含釔稀土永磁材料具有較高的激活劑臨界濃度。
[0017] 在本發(fā)明中，所述步驟2)中，對(duì)生產(chǎn)的合金錠進(jìn)行檢測(cè)，并與步驟1)中的樣品稀 土組分比對(duì)值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)與比對(duì)值不符時(shí)，按照所需制備的含鈥稀土永磁材料組分再次 進(jìn)行調(diào)配。
[0018] 在本發(fā)明中，所述步驟3)中，細(xì)粉末平均粒度為2. 4~2. 8μm。
[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(shí)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(shí)間為90 分鐘；第二段熱處理溫度為530°C~620°C，保溫時(shí)間為180分鐘。
[0023] 在本發(fā)明中，通過(guò)將收集的廢舊磁鋼按照磁鋼中所含稀土元素進(jìn)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(jìn)而有效針對(duì)不同稀土元素熔點(diǎn)進(jìn)行調(diào) 整，不僅節(jié)省回收廢舊磁鋼的時(shí)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(duì)回收容器設(shè)備的要求，同時(shí)也為生產(chǎn)與廢舊磁鋼同等型號(hào)的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(guò)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；鋱的添加可提高含釔稀土永磁材料作為制備熒光原料的激活性能，在激發(fā)狀 態(tài)下熒光材料能夠均勻發(fā)出綠色光。
[0025] 一種含釔稀土永磁材料，包括釹、鐠、釔、硼、銅、鋁、鋱、鐵及納米金屬粉；各組分質(zhì) 量百分比為：7~15%釹，4~10%鐠，4~10%釔，0· 8~1. 2%硼，0~0· 25%銅，0· 3~ 6%鋁，0. 1~3%鋱，50~80%鐵，3~5%納米金屬粉，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(jìn)行預(yù)分類，進(jìn)而 有效針對(duì)不同稀土元素熔點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，不僅節(jié)省回收廢舊磁鋼的時(shí)間，且減少提取廢舊磁 鋼中不同稀土元素的工藝步驟，同時(shí)也為生產(chǎn)與廢舊磁鋼同等型號(hào)的永磁材料后道工序提 供便利；而通過(guò)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，且解決了傳統(tǒng)熔煉過(guò)程中各組分的熔點(diǎn)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(wèn)題，釔的加入有利于減少釹、鐠用量，鋱與 納米金屬粉的添