[发明专利]在磁钢废料中添加纳米金属粉制备含钆稀土永磁材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料技术领域，尤其涉及一种在磁钢废料中添加纳米金属粉制备含钆稀土永磁材料的方法。

背景技术

因钕铁硼磁体材料脆性高，规格杂，在电镀过程中极易出现缺角和尺寸不良等问题；进而导致电镀后钕铁硼磁体的报废量非常大，且由于客户其他方面特殊要求也时常导致发生不良报废现象。目前针对废旧磁钢的回收与再利用的工艺方法是：将收集的所有废旧磁钢混为一体，未进行预分类，而统一返回至回收容器，在回收容器将废旧磁钢中所含的各种稀土元素逐一提取，而后再根据所需制备的合金永磁材料再次进行加工。这种工艺方法虽然对废旧磁钢进行了再利用，但是其提取工序复杂，且需针对不同稀土元素熔点调整回收容器的各种工艺参数，以满足不同稀土元素的提取工艺要求，这对回收容器的设备提出了更高的要求。

同时再次进行加工时，将回收得到单一的稀土金属氧化物，在后道经配比冶炼等各道工艺后得到要求制备的永磁材料，而采用该工艺制得的永磁体有着诸多的缺陷，生产过程难以控制，人为因素较多，进而影响批量生产的质量。以钕铁硼为例，将经过萃取分离出的镨、钕和铁、硼及其他成分混合后添加至真空熔炼炉熔炼，熔炼后得到合金锭，在此过程中因各成分的熔点不同，且受到前道混合搅拌是否均匀及人工添加的时间间隔与量的控制等因素影响，势必造成熔炼后的合金锭材料偏析，甚至影响合金锭材料的性能与后续工艺效果，同时在生产过程中对操作人员的技术要求较高，人工劳动强度大；此外，现有生产工艺生产的永磁材料热稳定性差，导致在外界温度产生较大变化时，永磁材料的磁性能弱，成为限制其发展和应用的主要因素。

伴随着科学技术的飞速发展，越来越多的新技术被应用在制备永磁材料领域，特别是纳米材料的应用，纳米材料粒子具有量子尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效应，受这些结构特性的影响，纳米材料被应用在其他领域表现出奇特的物理和化学特性，光谱和荧光性能是其中很重要的方面；目前大量的纳米材料荧光性能与半导体材料有关，而半导体材料的重要组成部分为永磁材料；因此，如何在不改变永磁材料特性的前提下改善永磁材料热稳定性，将纳米材料应用在永磁材料领域，以提高永磁材料在光谱和荧光性，同时避免后续熔炼时的合金锭材料产生偏析，已经成为本领域技术人员亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种在磁钢废料中添加纳米金属粉制备含钆稀土永磁材料的方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

在磁钢废料中添加纳米金属粉制备含钆稀土永磁材料的方法，其具体步骤如下：

1)将收集的废旧磁钢按照磁钢中所含稀土元素进行预分类，预分类的标准为同批次同型号所含稀土元素相同的废旧磁钢归为一类，得预处理磁体材料，预处理磁体材料包括钕、镨、钆及铽，同时从预处理磁体材料中提取样品，并对样品中的稀土组分进行检测记录作为比对值；

2)将步骤1)中获得的预处理磁体材料与已配制好的纳米金属粉，按照质量百分配比：95～97％预处理磁体材料、3～5％纳米金属粉，得混合配比料，同时将混合配比料投入普通电解炉中进行熔炼使其形成熔融的合金液，而后将熔融的合金液浇铸并冷却为合金锭；

3)将步骤2)中获得的合金锭通过氢碎、气流磨破碎成细粉末，且在进行气流磨时放入定量的空气进行钝化，并对前后磨出的粉进行混合搅拌；

4)将步骤3)中获得的细粉末通过模压加等静压法压制成压坯；

5)将步骤4)中获得的压坯置于真空烧结炉中烧结并进行保温；

6)将步骤5)中烧结后的压坯在真空烧结炉中降温至300℃～360℃，在升温至第一段热处理并进行保温，而后继续降温至300℃～360℃，最后升温至第二段热处理并进行保温，并对两段热处理分别进行回火，以获得含钆稀土永磁材料坯体；

7)将步骤6)中获得的含钆稀土永磁材料坯体，根据实际需求进行机械加工切割并精磨，同时预留进行电镀的尺寸，即得含钆稀土永磁材料。

在本发明中，所述步骤2)中，熔炼温度为1500℃～1550℃。