多稀土相永磁材料及制备方法
多稀土相永磁材料及制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于金属材料领域，设及一种多稀±相永磁材料及制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] CN201410730163.5号申请设及一种高性能稀±永磁材料，该材料属R-T-B系合金， 该合金的通式为R<sub〉x</sub〉T<sub〉100-x-y-z</sub〉M<sub〉;y</sub〉Q<sub〉z</sub〉，式 中R为包括Y在内的所有稀±元素中的一种或几种，T为化、Co、Ni中的一种或几种，Μ为Nb、V、 Mo、W、Cr、Al、Ti、化、Cu、Ga中的一种或几种，Q为B、N、C中的一种或几种;其中x、y、z满足：10 < X。3原子％;0 < 5原子％;0.9 < Z。原子％。但是该材料的磁能积还不够高。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种多稀±相永磁材料，该材料具有 局的磁能积。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种多稀±相永磁材料制备方法，该制备方法工艺简 单，生产成本低，适于工业化生产。
[0007] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的： 一种多稀±相永磁材料，该永磁材料中各成分的质量百分比为:Nd 15-20 %，Υ 3-4%， La 4.5-6%，Ce 6.0-8.0%，Pr 3-4%，Pd 0.15-0.20%，Sm 0.3-0.4%，Β 2-5%， Co 0.45-0.60%，Mn 0.01-0.04%，M〇 0.01-0.04%，其余为Fe;该永磁材料中Pd和Co的质量比为1:3; Nd、￥、1^曰、〔6、？'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2，该永磁材料中还含有质量百分数 为0.15-0.55%的N。
[0008] -种多稀±相永磁材料的制备方法，该方法包括如下步骤： 1)废料处理： a) 取钦铁棚永磁体废料用（质量分数为10-15%)Na2〇)3溶液除去废料中的油，化2〇)3与 废料的质量比为(〇.〇1-〇.〇3):1，处理后的废料经过滤及水洗涂3次后在12〇-125°0烘炉中 烘干1-2小时，得去油废料;然后将去油废料置于(质量浓度为25-30%)浓硫酸中，去油废料 和浓硫酸的质量比为1:(1.0-1.3)，浸入2-3小时后将其过滤，并用自来水洗涂3次，滤渣丢 弃，滤液及洗液合并;把上述合并的料液置于揽拌反应器内，在150-200°C揽拌1-2小时，然 后均匀加入硫酸钢揽拌1-2小时形成复盐沉淀物，硫酸钢的加入量为去油废料质量的13-16%;将草酸制成浓度为125-180g/L的溶液放入揽拌反应器内，升到80-90°C后，均匀加入上 所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合物析出，草酸的用量为去油废料的质量的45-55%，经 过滤及洗涂2-5次后，溶液弃去，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷却后得沉淀物A 待用； b) 将抛光粉废料置于赔烧炉中于500-650°C进行预处理，保溫1-2小时，冷却后球磨至 20-80微米，得到处理后废料;接着将处理后废料加入到浓度为6-10 mol/L的硫酸中，处理 后废料与硫酸的质量比为（1-2):1，将混合物先在260-300°C保溫1-1.5小时，然后在310-340°C保溫1-1.5小时，之后再用水浸洗3-5次，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷 却后得沉淀物B，备用； C)将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:1-2混合，置于1050-1100°C的溫度下保溫1-1.5个 小时，冷却后得到沉淀稀±氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀±氧化物进行Nd、Y、La、Ce、P;r、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀±氧化物中添加相应氧化物(氧化锭粉、氧化铜粉、氧化姉粉、氧化谱粉、氧化钦 粉、氧化钮粉、氧化衫粉)进行成份调整，调整后的沉淀物稀±氧化物中Nd、Y、La、Ce、Pr、 PcUSm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1:0.2,调后混匀研磨至粒径为0.5-0.8mm得稀±氧化 物粉末； 3) 电解制备混合稀±合金:将上述稀±氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -&iF2-CaF2- KsSiFs，电解溶剂中^。^证2、〔曰。2、1(251。6的质量百分数分别为含55-60%，13-16%，14-16%，其余；电解溶剂与稀±氧化物粉末的质量比为(4-5) : 1，电解炉的电流强度为 75A、工作溫度为990-1180°C;电解20-30分钟后，得到混合稀±合金； 4)制备多稀±相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:炯15-20%，￥3-4〇/〇，La 4.5-6%，Ce 6.0-8.0%，Pr 3-4%，Pd 0.15-0.20%，Sm 0.3-0.4%，B 2-5%，Co 0.45-0.60%，]?110.01-0.04%，]\1〇0.01-0.04%，其余为化，同时控制？(1和(：〇的质量比为1:3;其中 0〇、111、1〇^纯金属方式加入，6^含8质量百分比为25%的铁棚合金方式加入，余量。6^纯 金属方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd W上步制备的混合稀±合金形式加入，其中Nd、Υ、 1曰、〔6、？'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2;配好的原料加入到真空感应炉的 相蜗中，加热达到1500-1590°C，保溫20分钟后诱入锭模中，自然冷却得到多稀±相永磁材 料合金锭。
[0009] 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结:将上述多稀±相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、 制粉、压制成型、烧结处理即得到多稀±相永磁材料。
[0010] 本发明的进一步设计在于： 步骤5)中，制带时，先将步骤4)得到的多稀±相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉 内的重烙管式相蜗中进行重烙，重烙溫度为1530-1580°C，重烙管式相蜗的底部置于真空感 应快泽炉转轮轮缘之上2-4mm处，将上述合金锭置于管式相蜗内烙化，合金烙融后在氣气作 用下从相蜗底部的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750μπι，宽度为12-15 mm的合金条带，转轮轮缘的旋转线速度为18-21m/s。
[0011]步骤5)中，渗氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为5-10 L/min，升溫至550-650°C，保溫8-12 min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮 炉中，升溫至550-650°C，保溫8-12 min,炉子的氨流量为5-lOL/min，将冷却后的渗氮合金 条带粗碎到3-6mm后，再通过气流磨制备出平均粒度为2.8-3.2WI1的粉末。
[001^ 步骤5)中，压制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在2-3T压力下 压制成型，将压制巧置于1170-1190°C的烧结炉中烧结2-4小时，烧结炉真空度要求小于 0.1 Pa，最后在400-450°C，真空度要求小于0.1 Pa的条件下热处理2-3小时;然后再磁体放置 在磁场强度为6-8T的热处理炉内，于1080-1150°C真空环境中保溫2-3 h后随炉冷却，即得 到多稀±相永磁材料。
[0013] 与现有技术相比，本发明的显著优点是： 本发明材料中由于有多种稀上元素的存在，因此在组织中形成Nd 2Fei4B、(Nd, La) 2 Fei4B、Ce 2Fei4B、Pr 2Fei4Bj2p'ei4B等多个磁性主相。当运些磁性主相按Nd、Y、La、 06、口'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2时，刷2化14 6晶粒之间会被另外一些不 同的主晶相如Ce 2Fei4B相、Y2Fei4B相等隔开，会改变了单一主相晶粒之间的直接交换作 用。在烧结过程中一个主相晶粒边界被另外一个有磁性颗粒钉扎，运种效应会使磁体矫顽 力提高，同时会阻碍主相晶粒的长大，容易实现高密度、细晶粒的烧结钦铁棚磁体形成。 氮在结构中占据特定的间隙晶位，可W灵敏地调节稀±4f电子的晶场作用和铁3d电子 的能带结构，从而使铁的原子磁矩增加，使稀±4f电子的晶场作用发生根本变化。本发明材 料中，N与Sm形成另外一个主相Sm2化i7Nx，充分发挥了B和N的互补效应。在有Mo存在的条件 下，稀±与N会形成新的主相。 磁性材料中的非磁性的富稀±相起着稀释整个磁体磁矩的作用，其在磁体中的存在实 际上降低了永磁体的单位体积的磁性能。而本发明材料中的La、Ce、Pr及Μη可使晶粒均 匀化、细化、规则化。运使得非磁性的富稀±相能够均匀分布在主相的晶界上，避免了富稀 ±相^大块状出现。
[0014] Co和Bd的加入在质量比为1:3时有利于高溫强度、结构稳定性和抗腐蚀性能均明 显提高，并可避免高溫下长期工作时易产生的脆化现象。钻本身具有高稳定性，具有高溫抗 氧化性。添加钻元素可大幅度改善合金的溫度稳定性和扩大工作溫度范围。钻和钮结合不 仅可W改善材料的耐腐蚀性，而且可W改善交换禪合钉扎场H，保证材料的稳定性能。
[0015] 与现有技术相比，本发明的永磁材料具有均匀的组织，健强的结构，既可提高材料 的耐蚀能力，而且磁性能有所改善。
[0016] 该材料W本发明方法制得，该简单有效的防氧化方法，可W使磁体表面与内部氧 含量差异较小，使获得高性能稀上永磁材料成为可能。
[0017] 本发明永磁材料具有良好的稳定性和实用性，可广泛应用于电子器件、航空航天 技术、计算机设备、磁选机、通讯设备、医疗设备、电动自行车、 电子玩具等各个领域。
[0018] 本发明的永磁材料的制备方法充分利用了废料直接生产合金所用原材料，成分配 比灵活，质量控制到位，并且可W降低成本，工艺简单、充分地利用含氧量高的粉末废料，环 保、有效改善环境，具有很高的社会价值。
[0019]
【附图说明】
[0020] 图1为本发明实施例一制备得到的多稀±相永磁材料组织。
[0021] 由图可W看出，材料组织致密均匀。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]本发明各实施例中所用原料如下： 1、所用钦铁棚永磁体废料来源于厂家生产钦铁棚永磁体产品产生的废料。
[0024] 该废料中各成份的质量分数为:钦29%-32.5%，棚2.8-3.6%，僕0.6-1.2%，钮0.05-0.08%，余量为铁。
[0025] 2、所用抛光粉废料来源于回收的抛光粉739使用后的废料。
[00%] 该抛光粉废料中的稀±成份百分数为：1^曰2化5-7%，￥2化0.2-0.6%，？'6化11-2%， 刷2〇3 5-7 %，Sm2〇3 0.2-0.4 %，其余为Ce〇2。
[0027] 实施例一： 本发明多稀±相永磁材料的制备方法，该方法包括如下步骤： 1) 废料处理： a) 取钦铁棚永磁体废料用质量分数为15%胞2〇)3溶液除去废料中的油，化2〇)3与废料 的质量比为0.03:1，处理后的废料经过滤及水洗涂3次后在125°C烘炉中烘干2小时，得去油 废料;然后将去油废料置于质量浓度为30%的浓硫酸中，去油废料和浓硫酸的质量比为1: 1.2,浸入3小时后将其过滤，并用自来水洗涂3次，滤渣丢弃，滤液及洗液合并;把上述合并 的料液置于揽拌反应器内，在200°C揽拌2小时，然后均匀加入硫酸钢揽拌2小时形成复盐沉 淀物，硫酸钢的加入量为去油废料质量的16%;将草酸制成浓度为180g/L的溶液放入揽拌反 应器内，升到90°C后，均匀加入上所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合物析出，草酸的用 量为去油废料的质量的55%，经过滤及洗涂5次后，溶液弃去，收集沉淀物于120°C的溫度下 烘干1小时，冷却后得沉淀物A待用； b) 将抛光粉废料置于赔烧炉中于650°C进行预处理，保溫2小时，冷却后球磨至20-80微 米，得到处理后废料;接着将处理后废料加入到浓度为lOmol/L的硫酸中，处理后废料与硫 酸的质量比为2:1，将混合物先在300°C保溫1.5小时，然后在340°C保溫1.5小时，之后再用 水浸洗5次，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷却后得沉淀物B，备用； C)将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:2混合，置于1100°C的溫度下保溫1.5个小时，冷却 后得到沉淀稀±氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀±氧化物进行Nd、Y、La、Ce、P;r、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀±氧化物中添加相应氧化物(氧化锭粉、氧化铜粉、氧化姉粉、氧化谱粉、氧化钦 粉、氧化钮粉、氧化衫粉)进行成份调整，调整后的沉淀物稀±氧化物中Nd、Y、La、Ce、Pr、 PcUSm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1:0.2,调后混匀研磨至粒径为0.5-0.8mm得稀±氧化 物粉末； 3) 电解制备混合稀±合金:将上述稀±氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -&iF2-CaF2- K2SiF6(电解溶剂中^。^证2、〔曰。2、1(251。6的质量百分数分别为含55-60%，13-16%，14-16%，其余）；电解溶剂与稀±氧化物粉末的质量比为5:1，电解炉的电流强度为75A、 工作溫度为1180°C;电解30分钟后，得到混合稀±合金； 4)制备多稀±相永磁材料合金锭：按照如下质量百分比进行配料:Nd 15%，Y 3%，La 4.5 %，Ce 6.0%，Pr 3%，Pd 0.15%，Sm 0.3%，B 2%，Co 0.45%，Mn 0.01%，M〇 0.01%，其余为 Fe。同时控制Pd和Co的质量比为1:3;其中仿、111、1〇^纯金属方式加入，6^含8质量百分 比为25%的铁棚合金方式加入，余量化W纯金属方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd W上步制 备的混合稀±合金形式加入，其中Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm的质量比为10 :2 :3: 4:2: ο. 1: ο. 2;配好的原料加入到真空感应炉的相蜗中，加热达到1590°C，保溫20分钟后诱入锭 模中，自然冷却得到多稀±相永磁材料合金锭。
[0028] 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结:将上述多稀±相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、 制粉、压制成型、烧结处理即得到多稀±相永磁材料。
[0029] 制带时，先将步骤4)得到的多稀±相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉内的重 烙管式相蜗中进行重烙，重烙溫度为1580°C，重烙管式相蜗的底部置于真空感应快泽炉转 轮轮缘之上2-4mm处，将上述合金锭置于管式相蜗内烙化，合金烙融后在氣气作用下从相蜗 底部的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750皿，宽度为12-15 mm的合金条 带，转轮轮缘的旋转线速度为20m/s。
[0030] 渗氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为化/min,升溫至 650°C，保溫12 min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮炉中，升溫至650°C， 保溫12 min,炉子的氨流量为化/min,将冷却后的渗氮合金条带粗碎到3-6mm后，再通过气 流磨制备出平均粒度为2.8-3.2μπι的粉末。处理后的材料中N质量百分含量为0.15%。
[0031] 压制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在3Τ压力下压制成型，将 压制巧置于1190°C的烧结炉中烧结4小时，烧结炉真空度要求小于O.lPa，最后在450°C，真 空度要求小于0.11?的条件下热处理3小时；然后再磁体放置在磁场强度为8T的热处理炉 内，于1150°C真空环境中保溫3 h后随炉冷却，即得到多稀±相永磁材料。
[0032] 实施例二： 本发明多稀±相永磁材料的制备方法，该方法包括如下步骤： 1) 废料处理： a) 取钦铁棚永磁体废料用质量分数为10%的化2〇)3溶液除去废料中的油，化2〇)3与废 料的质量比为0.02:1，处理后的废料经过滤及水洗涂3次后在120°C烘炉中烘干1小时，得去 油废料;然后将去油废料置于质量浓度为25%的浓硫酸中，去油废料和浓硫酸的质量比为1 :1.0，浸入2小时后将其过滤，并用自来水洗涂3次，滤渣丢弃，滤液及洗液合并;把上述合并 的料液置于揽拌反应器内，在150°C揽拌1小时，然后均匀加入硫酸钢揽拌1-2小时形成复盐 沉淀物，硫酸钢的加入量为去油废料质量的13%;将草酸制成浓度为125g/L的溶液放入揽拌 反应器内，升到80°C后，均匀加入上所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合物析出，草酸的 用量为去油废料的质量的50%，经过滤及洗涂2次后，溶液弃去，收集沉淀物于120°C的溫度 下烘干1小时，冷却后得沉淀物A待用； b) 将抛光粉废料置于赔烧炉中于550°C进行预处理，保溫1小时，冷却后球磨至20-80微 米，得到处理后废料;接着将处理后废料加入到浓度为8mol/L的硫酸中，处理后废料与硫酸 的质量比为1:1，将混合物先在260°C保溫1小时，然后在320°C保溫1小时，之后再用水浸洗 3次，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷却后得沉淀物B，备用； C)将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:1混合，置于1080°C的溫度下保溫1个小时，冷却后 得到沉淀稀±氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀±氧化物进行Nd、Y、La、Ce、P;r、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀±氧化物中添加相应氧化物(氧化锭粉、氧化铜粉、氧化姉粉、氧化谱粉、氧化钦 粉、氧化钮粉、氧化衫粉)进行成份调整，调整后的沉淀物稀±氧化物中Nd、Y、La、Ce、Pr、 PcUSm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1:0.2,调后混匀研磨至粒径为0.5-0.8mm得稀±氧化 物粉末； 3)电解制备混合稀±合金:将上述稀±氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -&iF2-CaF2- K2SiF6(电解溶剂中^。^证2、〔曰。2、1(251。6的质量百分数分别为含55-60%，13-16%，14-16%，其余）；电解溶剂与稀±氧化物粉末的质量比为4:1，电解炉的电流强度为75A、 工作溫度为990°C;电解20分钟后，得到混合稀±合金； 4)制备多稀±相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:Nd 20 %，Υ 4%，La 6 〇/〇，Ce 8.0%，Pr 4%，Pd 0.20%，Sm 0.4%，B 5%，Co 0.60%，Μη 0.04%，Mo 0.04%，其余为化。 同时控制Pd和Co的质量比为1:3;其中Co、Mn、M〇W纯金属方式加入，BW含B质量百分比 为25%的铁棚合金方式加入，余量FeW纯金属方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd W上步制备 的混合稀上合金形式加入，其中Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1: 0.2;配好的原料加入到真空感应炉的相蜗中，加热达到1550°C，保溫20分钟后诱入锭模中， 自然冷却得到多稀±相永磁材料合金锭。
[0033] 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结:将上述多稀±相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、 制粉、压制成型、烧结处理即得到多稀±相永磁材料。
[0034] 制带时，先将步骤4)得到的多稀±相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉内的重 烙管式相蜗中进行重烙，重烙溫度为1550°C，重烙管式相蜗的底部置于真空感应快泽炉转 轮轮缘之上2-4mm处，将上述合金锭置于管式相蜗内烙化，合金烙融后在氣气作用下从相蜗 底部的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750皿，宽度为12-15 mm的合金条 带，转轮轮缘的旋转线速度为18m/s。
[0035] 渗氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为10 L/min，升溫 至550°C，保溫8 min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮炉中，升溫至550°C， 保溫8min，炉子的氨流量为lOL/min，将冷却后的渗氮合金条带粗碎到3-6mm后，再通过气流 磨制备出平均粒度为2.8-3.2μπι的粉末。处理后的材料中N质量百分含量为0.55%。
[0036] 压制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在2Τ压力下压制成型，将 压制巧置于1180°C的烧结炉中烧结2小时，烧结炉真空度要求小于O.lPa，最后在400°C，真 空度要求小于0.11?的条件下热处理3小时；然后再磁体放置在磁场强度为8T的热处理炉 内，于1150°C真空环境中保溫3 h后随炉冷却，即得到多稀±相永磁材料。
[0037] 实施例Ξ: 本实例中，制备多稀上相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:Nd 18 %，Υ 3.6%，La 5.4%，Ce 7.2%，Pr3.6%，Pd 0.18%，Sm 0.36%，Β 3%， Co 0.54%，Μη 0.03%，Μ〇 0.03%，其余为Fe。其余制备条件和过程同实施例一。处理后的材料中N质量百分含量为 0.35〇/〇。
[0038] 实施例四：本实例成份配比不在本发明设计范围内 本实例中，制备多稀上相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:Nd 12%，Y 2.4%，La 3.6%，Ce 4.8%，Pr2.4%，Pd 0.12%，Sm 0.24%，B 1.5%， Co 0.40%，Mn0.005%，Mo 0.005%，其余为Fe。其余制备条件和过程同实施例一。处理后的材料中N质量百分含量为 0.10% 的。
[0039] 实施例五:本实例成份配比不在本发明设计范围内 本实例中，制备多稀上相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:Nd 22 %，Υ 4.4%，La 6.6%，Ce 8.8%， Pr4.4%，Pd 0.22%，Sm 0.44%，Β 6%，Co 0.66%，Μη0.06%，Μο 0.06%，其余为Fe。其余制备条件和过程同实施例二。处理后的材料中N质量百分含量约为 0.65% 的。
[0040] 本发明的材料性能见下表：
由上表可W看出，本发明材料随Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm、Co、Mn、Mo、B、N增高，材料的 磁学性能都在提高。但太多会造成元素间的相互克制，反而影响了材料的综合性能。
【主权项】
1. 一种多稀土相永磁材料，其特征在于:该永磁材料中各成分的质量百分比为:阳15_ 20%，Y3-4%，La4.5-6%，Ce6.0-8.0%，Pr3-4%，Pd0.15-0.20%，Sm0.3-0·4%，Β2-5%， Co0.45-0·60%，Mn0.01-0·04%，M〇 0.01-0.04%，其余为Fe;该永磁材料中Pd和Co的质量 比为l:3;Nd、￥、1^丄6、？广？(1、3111的质量比为10:2:3 :4:2:0.1:0.2，该永磁材料中还含有质 量百分数为〇. 15-0.55%的N。2. -种多稀土相永磁材料的制备方法，其特征在于:该方法包括如下步骤： 1) 废料处理： a) 取钕铁硼永磁体废料用Na2C03溶液除去废料中的油，Na<03与废料的质量比为 (0.01-0.03) : 1，处理后的废料经过滤及水洗涤3次后在120-125°C烘炉中烘干1-2小时，得 去油废料;然后将去油废料置于浓硫酸中，去油废料和浓硫酸的质量比为1:(1.0-1.3)，浸 入2-3小时后将其过滤，并用自来水洗涤3次，滤渣丢弃，滤液及洗液合并;把上述合并的料 液置于搅拌反应器内，在150_200°C搅拌1-2小时，然后均匀加入硫酸钠搅拌1-2小时形成复 盐沉淀物，硫酸钠的加入量为去油废料质量的13-16%;将草酸制成浓度为125-180g/L的溶 液放入搅拌反应器内，升到80-90°C后，均匀加入上所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合 物析出，草酸的用量为去油废料的质量的45-55%，经过滤及洗涤2-5次后，溶液弃去，收集沉 淀物于120°C的温度下烘干1小时，冷却后得沉淀物A待用； b) 将抛光粉废料置于焙烧炉中于500-650°C进行预处理，保温1-2小时，冷却后球磨得 到处理后废料;接着将处理后废料加入到硫酸中，处理后废料与硫酸的质量比为（1-2) : 1， 将混合物先在260-300°C保温1-1.5小时，然后在310-340°C保温1-1.5小时，之后再用水浸 洗3-5次，收集沉淀物于120°C的温度下烘干1小时，冷却后得沉淀物B，备用； c) 将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:1-2混合，置于1050-1100°C的温度下保温1-1.5个 小时，冷却后得到沉淀稀土氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀土氧化物进行Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀土氧化物中添加相应氧化物进行成份调整，调整后的沉淀物稀土氧化物中Nd、Y、 1^丄6、？广？(1、3111的质量比为10:2:3 :4:2:0.1:0.2，调后混匀研磨得稀土氧化物粉末 ； 3) 电解制备混合稀土合金:将上述稀土氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -ZnF2-CaF2-K2SiF6;电解溶剂与稀土氧化物粉末的质量比为(4-5) : 1，电解炉的电流强度 为75A、工作温度为990-1180°C;电解20-30分钟后，得到混合稀土合金； 4)制备多稀土相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料4(115-20%，￥3-4%，La4.5-6%，Ce6.0-8.0%，Pr3-4%，Pd0.15-0.20%，Sm0.3-0·4%，B2-5%，Co0.45-0·60%，Μη0·01-0·04%，Μο0.01-0.04%，其余为Fe，同时Pd和Co的质量比为 1:3;其中Co、Mn、Mo以纯金属方式加入，B以含B质量百分比为25%的铁硼合金方式加入，余量Fe以纯金属 方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd以上步制备的混合稀土合金形式加入;配好的原料加入 到真空感应炉的坩埚中，加热达到1500-1590°C，保温20分钟后浇入锭模中，自然冷却得到 多稀土相永磁材料合金锭； 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结：将上述多稀土相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、制 粉、压制成型、烧结处理即得到多稀土相永磁材料。3.根据权利要求2所述多稀土相永磁材料的制备方法，其特征在于:在步骤5)中，制带 时，先将步骤4)得到的多稀土相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中 进行重熔，重熔温度为1530-1580°C，重熔管式坩埚的底部置于真空感应快淬炉转轮轮缘之 上2-4mm处，将上述合金锭置于管式坩埚内熔化，合金熔融后在氩气作用下从坩埚底部的孔 中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750μπι，宽度为12-15mm的合金条带，转轮 轮缘的旋转线速度为18-21m/s。4. 根据权利要求3所述多稀土相永磁材料合金的制备方法，其特征在于：步骤5)中，渗 氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为5-10L/min，升温至550-650 °C，保温8-12min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮炉中，升温至550-650 °C，保温8-12min，炉子的氨流量为5-10L/min，将冷却后的渗氮合金条带粗碎到3-6mm后， 再通过气流磨制备出平均粒度为2.8-3.2μπι的粉末。5. 根据权利要求4所述多稀土相永磁材料合金的制备方法，其特征在于：步骤5)中，压 制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在2-3Τ压力下压制成型，将压制坯置 于1170-1190°C的烧结炉中烧结2-4小时，烧结炉真空度要求小于O.lPa，最后在400-450°C， 真空度要求小于〇.IPa的条件下热处理2-3小时;然后再磁体放置在磁场强度为6-8T的热处 理炉内，于1080-1150°C真空环境中保温2-3h后随炉冷却，即得到多稀土相永磁材料。
【专利摘要】本发明的提供一种多稀土相永磁材料及制备方法，该材料具有高的磁能积，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该多稀土相永磁材料中各成分的质量百分比为：Nd15-20%，Y3-4%，La4.5-6%，Ce6.0-8.0%，Pr3-4%，Pd0.15-0.20%，Sm0.3-0.4%，B2-5%，Co0.45-0.60%，Mn0.01-0.04%，Mo0.01-0.04%，其余为Fe；该永磁材料中Pd和Co的质量比为1：3；Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm的质量比为10：2：3：4：2：0.1：0.2，该永磁材料中还含有质量百分数为0.15-0.55%的N。
【IPC分类】H01F1/057, C23C8/26, H01F1/08, B22F3/24, C25C3/36
【公开号】CN105489332
【申请号】CN201610001429
【发明人】张作州
【申请人】江苏南方永磁科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月5日
【技术领域】
[0001 ]本发明属于金属材料领域，设及一种多稀±相永磁材料及制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] CN201410730163.5号申请设及一种高性能稀±永磁材料，该材料属R-T-B系合金， 该合金的通式为R<sub〉x</sub〉T<sub〉100-x-y-z</sub〉M<sub〉;y</sub〉Q<sub〉z</sub〉，式 中R为包括Y在内的所有稀±元素中的一种或几种，T为化、Co、Ni中的一种或几种，Μ为Nb、V、 Mo、W、Cr、Al、Ti、化、Cu、Ga中的一种或几种，Q为B、N、C中的一种或几种;其中x、y、z满足：10 < X。3原子％;0 < 5原子％;0.9 < Z。原子％。但是该材料的磁能积还不够高。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种多稀±相永磁材料，该材料具有 局的磁能积。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种多稀±相永磁材料制备方法，该制备方法工艺简 单，生产成本低，适于工业化生产。
[0007] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的： 一种多稀±相永磁材料，该永磁材料中各成分的质量百分比为:Nd 15-20 %，Υ 3-4%， La 4.5-6%，Ce 6.0-8.0%，Pr 3-4%，Pd 0.15-0.20%，Sm 0.3-0.4%，Β 2-5%， Co 0.45-0.60%，Mn 0.01-0.04%，M〇 0.01-0.04%，其余为Fe;该永磁材料中Pd和Co的质量比为1:3; Nd、￥、1^曰、〔6、？'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2，该永磁材料中还含有质量百分数 为0.15-0.55%的N。
[0008] -种多稀±相永磁材料的制备方法，该方法包括如下步骤： 1)废料处理： a) 取钦铁棚永磁体废料用（质量分数为10-15%)Na2〇)3溶液除去废料中的油，化2〇)3与 废料的质量比为(〇.〇1-〇.〇3):1，处理后的废料经过滤及水洗涂3次后在12〇-125°0烘炉中 烘干1-2小时，得去油废料;然后将去油废料置于(质量浓度为25-30%)浓硫酸中，去油废料 和浓硫酸的质量比为1:(1.0-1.3)，浸入2-3小时后将其过滤，并用自来水洗涂3次，滤渣丢 弃，滤液及洗液合并;把上述合并的料液置于揽拌反应器内，在150-200°C揽拌1-2小时，然 后均匀加入硫酸钢揽拌1-2小时形成复盐沉淀物，硫酸钢的加入量为去油废料质量的13-16%;将草酸制成浓度为125-180g/L的溶液放入揽拌反应器内，升到80-90°C后，均匀加入上 所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合物析出，草酸的用量为去油废料的质量的45-55%，经 过滤及洗涂2-5次后，溶液弃去，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷却后得沉淀物A 待用； b) 将抛光粉废料置于赔烧炉中于500-650°C进行预处理，保溫1-2小时，冷却后球磨至 20-80微米，得到处理后废料;接着将处理后废料加入到浓度为6-10 mol/L的硫酸中，处理 后废料与硫酸的质量比为（1-2):1，将混合物先在260-300°C保溫1-1.5小时，然后在310-340°C保溫1-1.5小时，之后再用水浸洗3-5次，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷 却后得沉淀物B，备用； C)将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:1-2混合，置于1050-1100°C的溫度下保溫1-1.5个 小时，冷却后得到沉淀稀±氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀±氧化物进行Nd、Y、La、Ce、P;r、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀±氧化物中添加相应氧化物(氧化锭粉、氧化铜粉、氧化姉粉、氧化谱粉、氧化钦 粉、氧化钮粉、氧化衫粉)进行成份调整，调整后的沉淀物稀±氧化物中Nd、Y、La、Ce、Pr、 PcUSm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1:0.2,调后混匀研磨至粒径为0.5-0.8mm得稀±氧化 物粉末； 3) 电解制备混合稀±合金:将上述稀±氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -&iF2-CaF2- KsSiFs，电解溶剂中^。^证2、〔曰。2、1(251。6的质量百分数分别为含55-60%，13-16%，14-16%，其余；电解溶剂与稀±氧化物粉末的质量比为(4-5) : 1，电解炉的电流强度为 75A、工作溫度为990-1180°C;电解20-30分钟后，得到混合稀±合金； 4)制备多稀±相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:炯15-20%，￥3-4〇/〇，La 4.5-6%，Ce 6.0-8.0%，Pr 3-4%，Pd 0.15-0.20%，Sm 0.3-0.4%，B 2-5%，Co 0.45-0.60%，]?110.01-0.04%，]\1〇0.01-0.04%，其余为化，同时控制？(1和(：〇的质量比为1:3;其中 0〇、111、1〇^纯金属方式加入，6^含8质量百分比为25%的铁棚合金方式加入，余量。6^纯 金属方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd W上步制备的混合稀±合金形式加入，其中Nd、Υ、 1曰、〔6、？'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2;配好的原料加入到真空感应炉的 相蜗中，加热达到1500-1590°C，保溫20分钟后诱入锭模中，自然冷却得到多稀±相永磁材 料合金锭。
[0009] 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结:将上述多稀±相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、 制粉、压制成型、烧结处理即得到多稀±相永磁材料。
[0010] 本发明的进一步设计在于： 步骤5)中，制带时，先将步骤4)得到的多稀±相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉 内的重烙管式相蜗中进行重烙，重烙溫度为1530-1580°C，重烙管式相蜗的底部置于真空感 应快泽炉转轮轮缘之上2-4mm处，将上述合金锭置于管式相蜗内烙化，合金烙融后在氣气作 用下从相蜗底部的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750μπι，宽度为12-15 mm的合金条带，转轮轮缘的旋转线速度为18-21m/s。
[0011]步骤5)中，渗氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为5-10 L/min，升溫至550-650°C，保溫8-12 min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮 炉中，升溫至550-650°C，保溫8-12 min,炉子的氨流量为5-lOL/min，将冷却后的渗氮合金 条带粗碎到3-6mm后，再通过气流磨制备出平均粒度为2.8-3.2WI1的粉末。
[001^ 步骤5)中，压制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在2-3T压力下 压制成型，将压制巧置于1170-1190°C的烧结炉中烧结2-4小时，烧结炉真空度要求小于 0.1 Pa，最后在400-450°C，真空度要求小于0.1 Pa的条件下热处理2-3小时;然后再磁体放置 在磁场强度为6-8T的热处理炉内，于1080-1150°C真空环境中保溫2-3 h后随炉冷却，即得 到多稀±相永磁材料。
[0013] 与现有技术相比，本发明的显著优点是： 本发明材料中由于有多种稀上元素的存在，因此在组织中形成Nd 2Fei4B、(Nd, La) 2 Fei4B、Ce 2Fei4B、Pr 2Fei4Bj2p'ei4B等多个磁性主相。当运些磁性主相按Nd、Y、La、 06、口'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2时，刷2化14 6晶粒之间会被另外一些不 同的主晶相如Ce 2Fei4B相、Y2Fei4B相等隔开，会改变了单一主相晶粒之间的直接交换作 用。在烧结过程中一个主相晶粒边界被另外一个有磁性颗粒钉扎，运种效应会使磁体矫顽 力提高，同时会阻碍主相晶粒的长大，容易实现高密度、细晶粒的烧结钦铁棚磁体形成。 氮在结构中占据特定的间隙晶位，可W灵敏地调节稀±4f电子的晶场作用和铁3d电子 的能带结构，从而使铁的原子磁矩增加，使稀±4f电子的晶场作用发生根本变化。本发明材 料中，N与Sm形成另外一个主相Sm2化i7Nx，充分发挥了B和N的互补效应。在有Mo存在的条件 下，稀±与N会形成新的主相。 磁性材料中的非磁性的富稀±相起着稀释整个磁体磁矩的作用，其在磁体中的存在实 际上降低了永磁体的单位体积的磁性能。而本发明材料中的La、Ce、Pr及Μη可使晶粒均 匀化、细化、规则化。运使得非磁性的富稀±相能够均匀分布在主相的晶界上，避免了富稀 ±相^大块状出现。
[0014] Co和Bd的加入在质量比为1:3时有利于高溫强度、结构稳定性和抗腐蚀性能均明 显提高，并可避免高溫下长期工作时易产生的脆化现象。钻本身具有高稳定性，具有高溫抗 氧化性。添加钻元素可大幅度改善合金的溫度稳定性和扩大工作溫度范围。钻和钮结合不 仅可W改善材料的耐腐蚀性，而且可W改善交换禪合钉扎场H，保证材料的稳定性能。
[0015] 与现有技术相比，本发明的永磁材料具有均匀的组织，健强的结构，既可提高材料 的耐蚀能力，而且磁性能有所改善。
[0016] 该材料W本发明方法制得，该简单有效的防氧化方法，可W使磁体表面与内部氧 含量差异较小，使获得高性能稀上永磁材料成为可能。
[0017] 本发明永磁材料具有良好的稳定性和实用性，可广泛应用于电子器件、航空航天 技术、计算机设备、磁选机、通讯设备、医疗设备、电动自行车、 电子玩具等各个领域。
[0018] 本发明的永磁材料的制备方法充分利用了废料直接生产合金所用原材料，成分配 比灵活，质量控制到位，并且可W降低成本，工艺简单、充分地利用含氧量高的粉末废料，环 保、有效改善环境，具有很高的社会价值。
[0019]
【附图说明】
[0020] 图1为本发明实施例一制备得到的多稀±相永磁材料组织。
[0021] 由图可W看出，材料组织致密均匀。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]本发明各实施例中所用原料如下： 1、所用钦铁棚永磁体废料来源于厂家生产钦铁棚永磁体产品产生的废料。
[0024] 该废料中各成份的质量分数为:钦29%-32.5%，棚2.8-3.6%，僕0.6-1.2%，钮0.05-0.08%，余量为铁。
[0025] 2、所用抛光粉废料来源于回收的抛光粉739使用后的废料。
[00%] 该抛光粉废料中的稀±成份百分数为：1^曰2化5-7%，￥2化0.2-0.6%，？'6化11-2%， 刷2〇3 5-7 %，Sm2〇3 0.2-0.4 %，其余为Ce〇2。
[0027] 实施例一： 本发明多稀±相永磁材料的制备方法，该方法包括如下步骤： 1) 废料处理： a) 取钦铁棚永磁体废料用质量分数为15%胞2〇)3溶液除去废料中的油，化2〇)3与废料 的质量比为0.03:1，处理后的废料经过滤及水洗涂3次后在125°C烘炉中烘干2小时，得去油 废料;然后将去油废料置于质量浓度为30%的浓硫酸中，去油废料和浓硫酸的质量比为1: 1.2,浸入3小时后将其过滤，并用自来水洗涂3次，滤渣丢弃，滤液及洗液合并;把上述合并 的料液置于揽拌反应器内，在200°C揽拌2小时，然后均匀加入硫酸钢揽拌2小时形成复盐沉 淀物，硫酸钢的加入量为去油废料质量的16%;将草酸制成浓度为180g/L的溶液放入揽拌反 应器内，升到90°C后，均匀加入上所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合物析出，草酸的用 量为去油废料的质量的55%，经过滤及洗涂5次后，溶液弃去，收集沉淀物于120°C的溫度下 烘干1小时，冷却后得沉淀物A待用； b) 将抛光粉废料置于赔烧炉中于650°C进行预处理，保溫2小时，冷却后球磨至20-80微 米，得到处理后废料;接着将处理后废料加入到浓度为lOmol/L的硫酸中，处理后废料与硫 酸的质量比为2:1，将混合物先在300°C保溫1.5小时，然后在340°C保溫1.5小时，之后再用 水浸洗5次，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷却后得沉淀物B，备用； C)将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:2混合，置于1100°C的溫度下保溫1.5个小时，冷却 后得到沉淀稀±氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀±氧化物进行Nd、Y、La、Ce、P;r、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀±氧化物中添加相应氧化物(氧化锭粉、氧化铜粉、氧化姉粉、氧化谱粉、氧化钦 粉、氧化钮粉、氧化衫粉)进行成份调整，调整后的沉淀物稀±氧化物中Nd、Y、La、Ce、Pr、 PcUSm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1:0.2,调后混匀研磨至粒径为0.5-0.8mm得稀±氧化 物粉末； 3) 电解制备混合稀±合金:将上述稀±氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -&iF2-CaF2- K2SiF6(电解溶剂中^。^证2、〔曰。2、1(251。6的质量百分数分别为含55-60%，13-16%，14-16%，其余）；电解溶剂与稀±氧化物粉末的质量比为5:1，电解炉的电流强度为75A、 工作溫度为1180°C;电解30分钟后，得到混合稀±合金； 4)制备多稀±相永磁材料合金锭：按照如下质量百分比进行配料:Nd 15%，Y 3%，La 4.5 %，Ce 6.0%，Pr 3%，Pd 0.15%，Sm 0.3%，B 2%，Co 0.45%，Mn 0.01%，M〇 0.01%，其余为 Fe。同时控制Pd和Co的质量比为1:3;其中仿、111、1〇^纯金属方式加入，6^含8质量百分 比为25%的铁棚合金方式加入，余量化W纯金属方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd W上步制 备的混合稀±合金形式加入，其中Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm的质量比为10 :2 :3: 4:2: ο. 1: ο. 2;配好的原料加入到真空感应炉的相蜗中，加热达到1590°C，保溫20分钟后诱入锭 模中，自然冷却得到多稀±相永磁材料合金锭。
[0028] 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结:将上述多稀±相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、 制粉、压制成型、烧结处理即得到多稀±相永磁材料。
[0029] 制带时，先将步骤4)得到的多稀±相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉内的重 烙管式相蜗中进行重烙，重烙溫度为1580°C，重烙管式相蜗的底部置于真空感应快泽炉转 轮轮缘之上2-4mm处，将上述合金锭置于管式相蜗内烙化，合金烙融后在氣气作用下从相蜗 底部的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750皿，宽度为12-15 mm的合金条 带，转轮轮缘的旋转线速度为20m/s。
[0030] 渗氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为化/min,升溫至 650°C，保溫12 min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮炉中，升溫至650°C， 保溫12 min,炉子的氨流量为化/min,将冷却后的渗氮合金条带粗碎到3-6mm后，再通过气 流磨制备出平均粒度为2.8-3.2μπι的粉末。处理后的材料中N质量百分含量为0.15%。
[0031] 压制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在3Τ压力下压制成型，将 压制巧置于1190°C的烧结炉中烧结4小时，烧结炉真空度要求小于O.lPa，最后在450°C，真 空度要求小于0.11?的条件下热处理3小时；然后再磁体放置在磁场强度为8T的热处理炉 内，于1150°C真空环境中保溫3 h后随炉冷却，即得到多稀±相永磁材料。
[0032] 实施例二： 本发明多稀±相永磁材料的制备方法，该方法包括如下步骤： 1) 废料处理： a) 取钦铁棚永磁体废料用质量分数为10%的化2〇)3溶液除去废料中的油，化2〇)3与废 料的质量比为0.02:1，处理后的废料经过滤及水洗涂3次后在120°C烘炉中烘干1小时，得去 油废料;然后将去油废料置于质量浓度为25%的浓硫酸中，去油废料和浓硫酸的质量比为1 :1.0，浸入2小时后将其过滤，并用自来水洗涂3次，滤渣丢弃，滤液及洗液合并;把上述合并 的料液置于揽拌反应器内，在150°C揽拌1小时，然后均匀加入硫酸钢揽拌1-2小时形成复盐 沉淀物，硫酸钢的加入量为去油废料质量的13%;将草酸制成浓度为125g/L的溶液放入揽拌 反应器内，升到80°C后，均匀加入上所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合物析出，草酸的 用量为去油废料的质量的50%，经过滤及洗涂2次后，溶液弃去，收集沉淀物于120°C的溫度 下烘干1小时，冷却后得沉淀物A待用； b) 将抛光粉废料置于赔烧炉中于550°C进行预处理，保溫1小时，冷却后球磨至20-80微 米，得到处理后废料;接着将处理后废料加入到浓度为8mol/L的硫酸中，处理后废料与硫酸 的质量比为1:1，将混合物先在260°C保溫1小时，然后在320°C保溫1小时，之后再用水浸洗 3次，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷却后得沉淀物B，备用； C)将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:1混合，置于1080°C的溫度下保溫1个小时，冷却后 得到沉淀稀±氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀±氧化物进行Nd、Y、La、Ce、P;r、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀±氧化物中添加相应氧化物(氧化锭粉、氧化铜粉、氧化姉粉、氧化谱粉、氧化钦 粉、氧化钮粉、氧化衫粉)进行成份调整，调整后的沉淀物稀±氧化物中Nd、Y、La、Ce、Pr、 PcUSm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1:0.2,调后混匀研磨至粒径为0.5-0.8mm得稀±氧化 物粉末； 3)电解制备混合稀±合金:将上述稀±氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -&iF2-CaF2- K2SiF6(电解溶剂中^。^证2、〔曰。2、1(251。6的质量百分数分别为含55-60%，13-16%，14-16%，其余）；电解溶剂与稀±氧化物粉末的质量比为4:1，电解炉的电流强度为75A、 工作溫度为990°C;电解20分钟后，得到混合稀±合金； 4)制备多稀±相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:Nd 20 %，Υ 4%，La 6 〇/〇，Ce 8.0%，Pr 4%，Pd 0.20%，Sm 0.4%，B 5%，Co 0.60%，Μη 0.04%，Mo 0.04%，其余为化。 同时控制Pd和Co的质量比为1:3;其中Co、Mn、M〇W纯金属方式加入，BW含B质量百分比 为25%的铁棚合金方式加入，余量FeW纯金属方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd W上步制备 的混合稀上合金形式加入，其中Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1: 0.2;配好的原料加入到真空感应炉的相蜗中，加热达到1550°C，保溫20分钟后诱入锭模中， 自然冷却得到多稀±相永磁材料合金锭。
[0033] 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结:将上述多稀±相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、 制粉、压制成型、烧结处理即得到多稀±相永磁材料。
[0034] 制带时，先将步骤4)得到的多稀±相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉内的重 烙管式相蜗中进行重烙，重烙溫度为1550°C，重烙管式相蜗的底部置于真空感应快泽炉转 轮轮缘之上2-4mm处，将上述合金锭置于管式相蜗内烙化，合金烙融后在氣气作用下从相蜗 底部的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750皿，宽度为12-15 mm的合金条 带，转轮轮缘的旋转线速度为18m/s。
[0035] 渗氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为10 L/min，升溫 至550°C，保溫8 min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮炉中，升溫至550°C， 保溫8min，炉子的氨流量为lOL/min，将冷却后的渗氮合金条带粗碎到3-6mm后，再通过气流 磨制备出平均粒度为2.8-3.2μπι的粉末。处理后的材料中N质量百分含量为0.55%。
[0036] 压制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在2Τ压力下压制成型，将 压制巧置于1180°C的烧结炉中烧结2小时，烧结炉真空度要求小于O.lPa，最后在400°C，真 空度要求小于0.11?的条件下热处理3小时；然后再磁体放置在磁场强度为8T的热处理炉 内，于1150°C真空环境中保溫3 h后随炉冷却，即得到多稀±相永磁材料。
[0037] 实施例Ξ: 本实例中，制备多稀上相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:Nd 18 %，Υ 3.6%，La 5.4%，Ce 7.2%，Pr3.6%，Pd 0.18%，Sm 0.36%，Β 3%， Co 0.54%，Μη 0.03%，Μ〇 0.03%，其余为Fe。其余制备条件和过程同实施例一。处理后的材料中N质量百分含量为 0.35〇/〇。
[0038] 实施例四：本实例成份配比不在本发明设计范围内 本实例中，制备多稀上相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:Nd 12%，Y 2.4%，La 3.6%，Ce 4.8%，Pr2.4%，Pd 0.12%，Sm 0.24%，B 1.5%， Co 0.40%，Mn0.005%，Mo 0.005%，其余为Fe。其余制备条件和过程同实施例一。处理后的材料中N质量百分含量为 0.10% 的。
[0039] 实施例五:本实例成份配比不在本发明设计范围内 本实例中，制备多稀上相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:Nd 22 %，Υ 4.4%，La 6.6%，Ce 8.8%， Pr4.4%，Pd 0.22%，Sm 0.44%，Β 6%，Co 0.66%，Μη0.06%，Μο 0.06%，其余为Fe。其余制备条件和过程同实施例二。处理后的材料中N质量百分含量约为 0.65% 的。
[0040] 本发明的材料性能见下表：
由上表可W看出，本发明材料随Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm、Co、Mn、Mo、B、N增高，材料的 磁学性能都在提高。但太多会造成元素间的相互克制，反而影响了材料的综合性能。
【主权项】
1. 一种多稀土相永磁材料，其特征在于:该永磁材料中各成分的质量百分比为:阳15_ 20%，Y3-4%，La4.5-6%，Ce6.0-8.0%，Pr3-4%，Pd0.15-0.20%，Sm0.3-0·4%，Β2-5%， Co0.45-0·60%，Mn0.01-0·04%，M〇 0.01-0.04%，其余为Fe;该永磁材料中Pd和Co的质量 比为l:3;Nd、￥、1^丄6、？广？(1、3111的质量比为10:2:3 :4:2:0.1:0.2，该永磁材料中还含有质 量百分数为〇. 15-0.55%的N。2. -种多稀土相永磁材料的制备方法，其特征在于:该方法包括如下步骤： 1) 废料处理： a) 取钕铁硼永磁体废料用Na2C03溶液除去废料中的油，Na<03与废料的质量比为 (0.01-0.03) : 1，处理后的废料经过滤及水洗涤3次后在120-125°C烘炉中烘干1-2小时，得 去油废料;然后将去油废料置于浓硫酸中，去油废料和浓硫酸的质量比为1:(1.0-1.3)，浸 入2-3小时后将其过滤，并用自来水洗涤3次，滤渣丢弃，滤液及洗液合并;把上述合并的料 液置于搅拌反应器内，在150_200°C搅拌1-2小时，然后均匀加入硫酸钠搅拌1-2小时形成复 盐沉淀物，硫酸钠的加入量为去油废料质量的13-16%;将草酸制成浓度为125-180g/L的溶 液放入搅拌反应器内，升到80-90°C后，均匀加入上所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合 物析出，草酸的用量为去油废料的质量的45-55%，经过滤及洗涤2-5次后，溶液弃去，收集沉 淀物于120°C的温度下烘干1小时，冷却后得沉淀物A待用； b) 将抛光粉废料置于焙烧炉中于500-650°C进行预处理，保温1-2小时，冷却后球磨得 到处理后废料;接着将处理后废料加入到硫酸中，处理后废料与硫酸的质量比为（1-2) : 1， 将混合物先在260-300°C保温1-1.5小时，然后在310-340°C保温1-1.5小时，之后再用水浸 洗3-5次，收集沉淀物于120°C的温度下烘干1小时，冷却后得沉淀物B，备用； c) 将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:1-2混合，置于1050-1100°C的温度下保温1-1.5个 小时，冷却后得到沉淀稀土氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀土氧化物进行Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀土氧化物中添加相应氧化物进行成份调整，调整后的沉淀物稀土氧化物中Nd、Y、 1^丄6、？广？(1、3111的质量比为10:2:3 :4:2:0.1:0.2，调后混匀研磨得稀土氧化物粉末 ； 3) 电解制备混合稀土合金:将上述稀土氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -ZnF2-CaF2-K2SiF6;电解溶剂与稀土氧化物粉末的质量比为(4-5) : 1，电解炉的电流强度 为75A、工作温度为990-1180°C;电解20-30分钟后，得到混合稀土合金； 4)制备多稀土相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料4(115-20%，￥3-4%，La4.5-6%，Ce6.0-8.0%，Pr3-4%，Pd0.15-0.20%，Sm0.3-0·4%，B2-5%，Co0.45-0·60%，Μη0·01-0·04%，Μο0.01-0.04%，其余为Fe，同时Pd和Co的质量比为 1:3;其中Co、Mn、Mo以纯金属方式加入，B以含B质量百分比为25%的铁硼合金方式加入，余量Fe以纯金属 方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd以上步制备的混合稀土合金形式加入;配好的原料加入 到真空感应炉的坩埚中，加热达到1500-1590°C，保温20分钟后浇入锭模中，自然冷却得到 多稀土相永磁材料合金锭； 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结：将上述多稀土相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、制 粉、压制成型、烧结处理即得到多稀土相永磁材料。3.根据权利要求2所述多稀土相永磁材料的制备方法，其特征在于:在步骤5)中，制带 时，先将步骤4)得到的多稀土相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中 进行重熔，重熔温度为1530-1580°C，重熔管式坩埚的底部置于真空感应快淬炉转轮轮缘之 上2-4mm处，将上述合金锭置于管式坩埚内熔化，合金熔融后在氩气作用下从坩埚底部的孔 中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750μπι，宽度为12-15mm的合金条带，转轮 轮缘的旋转线速度为18-21m/s。4. 根据权利要求3所述多稀土相永磁材料合金的制备方法，其特征在于：步骤5)中，渗 氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为5-10L/min，升温至550-650 °C，保温8-12min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮炉中，升温至550-650 °C，保温8-12min，炉子的氨流量为5-10L/min，将冷却后的渗氮合金条带粗碎到3-6mm后， 再通过气流磨制备出平均粒度为2.8-3.2μπι的粉末。5. 根据权利要求4所述多稀土相永磁材料合金的制备方法，其特征在于：步骤5)中，压 制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在2-3Τ压力下压制成型，将压制坯置 于1170-1190°C的烧结炉中烧结2-4小时，烧结炉真空度要求小于O.lPa，最后在400-450°C， 真空度要求小于〇.IPa的条件下热处理2-3小时;然后再磁体放置在磁场强度为6-8T的热处 理炉内，于1080-1150°C真空环境中保温2-3h后随炉冷却，即得到多稀土相永磁材料。
【专利摘要】本发明的提供一种多稀土相永磁材料及制备方法，该材料具有高的磁能积，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该多稀土相永磁材料中各成分的质量百分比为：Nd15-20%，Y3-4%，La4.5-6%，Ce6.0-8.0%，Pr3-4%，Pd0.15-0.20%，Sm0.3-0.4%，B2-5%，Co0.45-0.60%，Mn0.01-0.04%，Mo0.01-0.04%，其余为Fe；该永磁材料中Pd和Co的质量比为1：3；Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd、Sm的质量比为10：2：3：4：2：0.1：0.2，该永磁材料中还含有质量百分数为0.15-0.55%的N。
【IPC分类】H01F1/057, C23C8/26, H01F1/08, B22F3/24, C25C3/36
【公开号】CN105489332
【申请号】CN201610001429
【发明人】张作州
【申请人】江苏南方永磁科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月5日
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