[其他]制备永磁合金粉末的还原扩散工艺

说明书

本发明属于永磁合金的制备工艺，特别适用于钕铁硼永磁合金粉末的制备。

稀土永磁合金的制备方法主要有三种：熔炼法、快淬法、还原扩散法。采用还原扩散工艺制备稀土永磁合金粉末是制备永磁合金方法中最经济的一种新的工艺方法。

用还原扩散工艺制备稀土钴永磁合金粉末时，氧化钙和钙与合金粉末的分离采用水作漂洗液。而由还原扩散工艺制备钕铁硼合金粉末时，以水做漂洗液分离氧化钙和钙将导致合金粉末的严重氧化，使合金粉末的磁性能显著降低。

1984年西德高尔特施密特公司在第八届国际稀土永磁及其应用会议论文集中介绍了关于钕铁硼合金钙热还原扩散工艺，其工艺是将原料按所设计要求比例配好，装入容器、放入真空炉中，抽真空后加热至1200℃保温4小时。合金粉末与钙和氧化钙的分离是采用一种新的漂洗工艺。最终所生产的钕铁硼合金永磁体最佳性能为：Br＝11500Gs，MH_c＝8650Oe，（BH）_max＝29.8×10⁶GOe。

本发明的目的是提供一种新的制备永磁合金粉末的还原扩散工艺制度，使之能廉价的制取高性能钕铁硼永磁合金粉末。

本发明的实现是通过对还原扩散工艺制度的严格控制，并且通过采用新设计的化学分离漂洗液进行漂洗。

本发明中还原扩散工艺的具体内容如下：

1.配料：

原料包括：氧化钕，硼铁粉、铝粉、钴粉、铁粉和金属钙粒。氧化钕为商业氧化钕，纯度大于98%，过60目筛。铁粉的纯度99.9%，过180目筛。硼铁粉、钴粉、铝粉的纯度约大于99%，粒度过180目筛。金属钙的纯度98%，粒度小于4毫米。

2.还原扩散工艺：

将氧化钕、硼铁粉、钴粉、铝粉、铁粉和金属钙粒按所设计成分要求比例混合均匀后，装入不锈钢容器中，再放入不锈钢炉管中，将炉管密封抽真空至10^-2乇充氩气保护，加热升温。热处理制度是850℃保温2～3小时，之后继续升温至1000℃～1020℃保温1～2小时，接着再升温至1080～1100℃保温2～4小时，将炉管放进水中速冷到室温后出炉。

3.化学分离与漂洗：

本发明化学分离漂洗液由DE、氢氧化钠、乙酸铵和水组成，它们的重量百分比是：DE1～3%，氢氧化钠0.1～0.8%，乙酸铵1～10%，余为水。其中DE为乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠。

化学分离工艺是将还原扩散钕铁硼结块破碎至小于10毫米的颗粒状，放入化学分离溶液中浸泡，化学分离溶液的重量应多于钕铁硼结块料的5倍以上。浸泡15～20分钟后，用干净的化学分离溶液漂洗2～3次，再将化学分离后的钕铁硼粉末放入重量比约为三倍的工业乙醇中进行漂洗2-4次，然后把湿的钕铁硼粉末倒入盖有滤布的漏斗中抽气滤干，最后把钕铁硼粉末送至真空干燥箱内抽真空至10^-2乇，使其完全干燥并密封保存。采用该工艺制备的产品最终钙含量低于0.17%，氧含量低于0.2%。

本发明的化学分离漂洗液能有效的去除还原扩散产物中的钙和氧化钙，并使其生成一种能溶于化学分离漂洗液中的化合物，容易将其漂洗干净。同时，使钕铁硼合金粉末表面与氧的反应“钝化”;防止了钕铁硼合金粉末的氧化。

用本工艺制备的粉末制造成磁体后，其磁能积可达到：38.5×10⁶GO_e。

本发明与已有技术比较具有以下效果：

1.采用本发明还原扩散工艺制备的钕铁硼永磁合金粉末的性能见表1。由该合金粉末制造的磁体性能与现有技术的比较见表2。由表看出，本发明所制备的钕铁硼合金磁体的磁性能远优于现有技术水平，并接近熔炼法所制备磁体的性能。

2.采用本发明还原扩散工艺与采用一般熔炼工艺相比较，原材料成本有显著的降低。目前，国内金属钕的价格约550元/kg，氧化钕的价格约180元/kg，所以本发明工艺原材料费仅为熔炼工艺原材料费的33%。

3.采用本发明还原扩散工艺与一般熔炼工艺相比较，产品性能一致性好，直接得到合金粉末，工艺简单，适用于工业生产。

表2    用本发明工艺制备的合金粉末的烧结磁体与现有技术的比较

实施例：