本发明涉及一种永磁体的制备方法，特别是一种利用钐钴永磁体废品制备钐钴永磁体成品的方法。
背景技术：
能够长期保持其磁性的磁体称永久磁体。如天然的磁石(磁铁矿)和人造磁体(铝镍钴合金)等。钐钴永磁材料是由钐、钴和其它金属稀土材料经配比，溶炼成合金，经粉碎、压型、烧结后制成的一种磁性材料。具有高磁能积、极低的温度系数、很强的抗腐蚀和抗氧化性，所以被广泛应用在航空航天、国防军工、微波器件、通讯、医疗设备、仪器、仪表，各种磁性传动装置，传感器，磁处理器，电机，磁力起重机等。
由于钐钴磁铁中的主要成分钐在地球上的储量低，故其价格十分昂贵，对于使用报废的钐钴永磁体，现有技术中没有易于实现的钐钴永磁体回收再生方法，此外，现有技术中得到的钐钴永磁材料的力学性能普遍较差，抗弯强度仅为80-120mpa，且存在一个致命弱点，就是它的脆性很大，其断裂韧性小于2.0mpa·m1/2，严重制约了其应用范围。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种利用钐钴永磁体废品制备钐钴永磁体成品的方法，包括如下步骤：
步骤一、配置原料，所述原料包括钐钴永磁体废料和金属混合物，所述金属混合物中含钐20-23％、钴35-45％、铁10-15％、铜3-8％，锆1-5％，所述钐钴永磁体废料含量为20-30％，以上百分比均为重量比；
步骤二、将步骤一中配制的原料置于中频电磁炉中熔炼，得到合金熔液；将合金熔液浇入铸锭模腔中，得到铸锭；将铸锭采用压力机进行破碎，然后制粉，精磨，将精磨后的粉料通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形；所述压力机的压力不小于10吨，冷等静压机压力为200～300兆帕；
步骤三、将成形未烧结的毛坯放入烧结炉，在1200～1300℃下烧结30～60min，然后进行热处理，得到钐钴永磁体成品。
优选的是，所述钐钴永磁体废料在使用前进行预处理，其预处理过程为：采用压力机将钐钴永磁体废料进行破碎，将破碎后的钐钴永磁铁废料浸泡在清洗液中，施加超声浸泡60～90min，然后用丙酮冲洗，烘干；所述超声的频率为30～45khz，超声波功率密度为500～1000w/l，超声波采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为15～20s/5～10s。
优选的是，所述清洗液包括以下重量份的原料混合组成：将氢氧化钠5～8份、硅酸钠3～5份、钼酸铵1-2份、五氯酚钠1～3份、醋酸甲酯4～5份、聚丙烯酰胺3～5份、n-膦羧甲基亚胺基二乙酸3～5份、烟酰胺5～8份、n-乙烯基咪唑1～3份、乙二胺二琥珀酸三钠5～8份、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸1～3份、乙醇30～50份、水50-80份，加入恒温槽中，搅拌均匀后，选用探头式脉冲超声波仪器对混合液进行超声处理；所述探头式脉冲超声波仪器的探头插入混合液下5～10cm，混合液的液面高度保持12～15cm，脉冲时间为15～20s，占空比为60％～85％，恒温槽中控制温度为25℃，声强为100～500w/cm2，超声频率25～45khz，处理时间为1～3h；所述探头的直径为15mm；在超声处理过程中，向混合物料中通入气体氮气；所述氮气的流速为80-120ml/min。
优选的是，所述步骤三中，热处理包括2次热处理步骤，第一次保温时间1-3小时，温度1200-1300摄氏度；第二次保温时间5-15小时，温度800-900摄氏度。
优选的是，所述步骤三中，热处理的过程为：以1～5℃/min的速度升温至500～800℃，保温30～60min，然后以5～10℃/min的速度升温至1200～1300℃，保温90～120min，然后以1～5℃/min的速度降温至900～1000℃，保温3～5小时，继续以1～5℃/min的速度降温至600～800℃，保温1～3小时。
优选的是，所述步骤二中，制粉的过程为：将破碎后的物料放入振动球磨机内，按照料∶球＝1∶5～8的比例加入陶瓷球进行粗粉碎；按重量份，取粗粉碎料30～50份、粘结剂1～3份、分散剂0.3～0.5份、防氧化剂0.5～0.8份、乙醇80～100份加入聚四氟乙烯球磨罐中，加入球磨球置于行星球磨机上，进行球磨混料；得到的球磨物料加入喷雾造粒机中，通过控制喷雾造粒工艺参数得到造粒粉料；所述喷雾造粒机选用离心式喷雾干燥机；喷雾造粒条件为：热空气的入口温度250～300℃，控制出口温度为80～100℃，进口风量150～250m3/h，出口风量250～350m3/h；离心式雾化器转速为5000～18000r/min；浆料泵送速率为25～35ml/min。
优选的是，所述分散剂为重量比为1:1:2的四甲基氢氧化铵、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸、聚乙二醇；所述防氧化剂为重量比为1:2:1的丁烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸锌和三苯甲醇；所述粘结剂为重量比3:1:1的硅酸钠、耐高温环氧树脂和聚丙烯酰胺。
优选的是，所述步骤二中，将精磨后的粉料通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形的过程之前，在精磨后的粉料中加入芳纶纤维混合均匀，然后通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形；所述精磨后的粉料与芳纶纤维的重量比为10～15:1。
优选的是，所述芳纶纤维为改性芳纶纤维，所述改性芳纶纤维的制备方法为：按重量份，取芳纶纤维20～30份和1～2mol/l硝酸溶液80～100份加入带搅拌的密封容器中，然后将该密封容器置于1.5mev、30ma的电子加速器中进行辐照搅拌处理30min，过滤，取过滤后的芳纶纤维10～20份和5～8wt％稀土表面处理剂溶液100～120份加入带搅拌的密封容器中，然后将该密封容器置于1.5mev、30ma的电子加速器中进行辐照搅拌处理90min，过滤，烘干，得到预处理芳纶纤维；取10～15份预处理芳纶纤维和50～80份浓度为0.1～0.3mg/ml的石墨烯分散溶液，加入超临界反应装置中，在装置密封后通入二氧化碳至30～40mpa、温度100～120℃的条件下搅拌反应2～3小时，泄压，过滤，干燥，得到改性芳纶纤维。
优选的是，所述改性芳纶纤维还包括以下处理过程：按重量份，取改性芳纶纤维10～15份，加入聚苯乙烯20～30份、n-乙烯基咪唑5～10份、过硫酸铵0.1～0.3份、水100～120份，在装置密封后通入二氧化碳至30～40mpa、温度70～80℃的条件下搅拌反应2～3小时，卸压，过滤，用索氏提取器将粗产物用丙酮洗提直至除去反应产生的均聚物，干燥，得到改性芳纶纤维。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)在本发明中，通过对钐钴永磁体废料进行清洗处理，有效的去除了其表面的油污杂质，并将其应用于永磁铁成品的制备，通过与金属混合物的混合烧结，得到的永磁铁成品性能优异，且减少了永磁废料对环境的污染，具备相当的经济效益，本发明可以利用现有的钐钴永磁材料生产设备进行，投资小，回收成本快。
(2)本发明中，通过熔炼、破碎、制粉等过程，在钐钴永磁材料中引入同基体结合良好的且具有较高强韧性的增强芳纶纤维，显著提高了永磁体成品的强韧性等力学性能。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种利用钐钴永磁体废品制备钐钴永磁体成品的方法，包括如下步骤：
步骤一、配置原料，所述原料包括钐钴永磁体废料和金属混合物，所述金属混合物中含钐23％、钴43％、铁10％、铜3％，锆1％，所述钐钴永磁体废料含量为20％，以上百分比均为重量比；
步骤二、将步骤一中配制的原料置于中频电磁炉中熔炼，得到合金熔液；将合金熔液浇入铸锭模腔中，得到铸锭；将铸锭采用5吨压力机进行破碎，破碎之后，再以20目以上木筛进行筛粉，木筛筛粉不会破坏和吸附原料颗粒，同时不会引入新的杂质，精磨采用精磨机进行，将精磨后的粉料通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形；所述压力机的压力不小于10吨，冷等静压机压力为200兆帕；压力机初步成形后，再使用冷等静压机二次处理固形，得到的粗坯的机械强度更佳，便于二次加工，冷等静压机是将装入密封、弹性模具中的物料，置于盛装液体或气体的容器中，用液体或气体对其施加以一定的压力，将物料压制成实体，得到原始形状的毛坯；
步骤三、将成形未烧结的毛坯放入烧结炉，在1200℃下烧结60min，然后进行热处理，得到钐钴永磁体成品，热处理包括2次热处理步骤，第一次保温时间1小时，温度1200摄氏度；第二次保温时间15小时，温度900摄氏度。
实施例2：
一种利用钐钴永磁体废品制备钐钴永磁体成品的方法，包括如下步骤：
一种利用钐钴永磁体废品制备钐钴永磁体成品的方法，包括如下步骤：
步骤一、配置原料，所述原料包括钐钴永磁体废料和金属混合物，所述金属混合物中含钐20％、钴45％、铁10％、铜3％，锆2％，所述钐钴永磁体废料含量为20％，以上百分比均为重量比；
步骤二、将步骤一中配制的原料置于中频电磁炉中熔炼，得到合金熔液；将合金熔液浇入铸锭模腔中，得到铸锭；将铸锭采用5吨压力机进行破碎，破碎之后，再以20目以上木筛进行筛粉，木筛筛粉不会破坏和吸附原料颗粒，同时不会引入新的杂质，精磨采用精磨机进行，将精磨后的粉料通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形；所述压力机的压力不小于10吨，冷等静压机压力为300兆帕；压力机初步成形后，再使用冷等静压机二次处理固形，得到的粗坯的机械强度更佳，便于二次加工，冷等静压机是将装入密封、弹性模具中的物料，置于盛装液体或气体的容器中，用液体或气体对其施加以一定的压力，将物料压制成实体，得到原始形状的毛坯；
步骤三、将成形未烧结的毛坯放入烧结炉，在1300℃下烧结45min，然后进行热处理，得到钐钴永磁体成品，热处理包括2次热处理步骤，第一次保温时间2小时，温度1300摄氏度；第二次保温时间12小时，温度800摄氏度。
实施例3：
所述钐钴永磁体废料在使用前进行预处理，其预处理过程为：采用压力机将钐钴永磁体废料进行破碎，将破碎后的钐钴永磁铁废料浸泡在清洗液中，施加超声浸泡90min，然后用丙酮冲洗，烘干；所述超声的频率为45khz，超声波功率密度为1000w/l，超声波采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为20s/10s；
所述清洗液包括以下重量份的原料混合组成：将氢氧化钠8份、硅酸钠3份、钼酸铵2份、五氯酚钠1份、醋酸甲酯5份、聚丙烯酰胺3份、n-膦羧甲基亚胺基二乙酸3份、烟酰胺5份、n-乙烯基咪唑3份、乙二胺二琥珀酸三钠5份、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸3份、乙醇50份、水80份，加入恒温槽中，搅拌均匀后，选用探头式脉冲超声波仪器对混合液进行超声处理；所述探头式脉冲超声波仪器的探头插入混合液下10cm，混合液的液面高度保持15cm，脉冲时间为20s，占空比为60％，恒温槽中控制温度为25℃，声强为100w/cm2，超声频率45khz，处理时间为3h；所述探头的直径为15mm；在超声处理过程中，向混合物料中通入气体氮气；所述氮气的流速为100ml/min，采用本发明的清洗液对钐钴永磁体废料进行清洗，能够将钐钴永磁体废料上的杂质物质清洗干净，进而提高了制备得到的永磁铁成品的磁性能。
其余工艺参数和过程与实施例1中的完全相同。
实施例4：
所述钐钴永磁体废料在使用前进行预处理，其预处理过程为：采用压力机将钐钴永磁体废料进行破碎，将破碎后的钐钴永磁铁废料浸泡在清洗液中，施加超声浸泡60min，然后用丙酮冲洗，烘干；所述超声的频率为30khz，超声波功率密度为800w/l，超声波采用间歇辐照，间歇辐照时的间歇时间为15s/5s；
所述清洗液包括以下重量份的原料混合组成：将氢氧化钠5份、硅酸钠5份、钼酸铵1份、五氯酚钠2份、醋酸甲酯4份、聚丙烯酰胺3份、n-膦羧甲基亚胺基二乙酸5份、烟酰胺6份、n-乙烯基咪唑3份、乙二胺二琥珀酸三钠5份、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸3份、乙醇40份、水80份，加入恒温槽中，搅拌均匀后，选用探头式脉冲超声波仪器对混合液进行超声处理；所述探头式脉冲超声波仪器的探头插入混合液下5cm，混合液的液面高度保持12cm，脉冲时间为20s，占空比为70％，恒温槽中控制温度为25℃，声强为100w/cm2，超声频率35khz，处理时间为2h；所述探头的直径为15mm；在超声处理过程中，向混合物料中通入气体氮气；所述氮气的流速为80ml/min。
其余工艺参数和过程与实施例1中的完全相同。
实施例5：
所述步骤三中，热处理的过程替换为：以2℃/min的速度升温至800℃，保温60min，然后以5℃/min的速度升温至1300℃，保温120min，然后以1℃/min的速度降温至1000℃，保温5小时，继续以5℃/min的速度降温至600℃，保温1小时。采用程序升温能够发挥每个温度段的最大效益，降低整个过程的平均温度，减少总的能量损失，提高整体的能量利用率，同时，程序升温减少了加热装置在高温下的工作时间，从而降低了对加热装置耐高温特性的要求，提高了加热设备的使用率和可靠性，进而使制备得到的永磁铁成品的性能进一步提高。
其余工艺过程和参数与实施例1中的完全相同。
实施例6：
所述步骤三中，热处理的过程为：以5℃/min的速度升温至500℃，保温60min，然后以10℃/min的速度升温至1200℃，保温90min，然后以2℃/min的速度降温至1000℃，保温5小时，继续以2℃/min的速度降温至800℃，保温3小时。
其余工艺过程和参数与实施例1中的完全相同。
实施例7：
所述步骤二的过程替换为：将步骤一中配制的原料置于中频电磁炉中熔炼，得到合金熔液；将合金熔液浇入铸锭模腔中，得到铸锭；将铸锭采用5吨压力机进行破碎，将破碎后的物料放入振动球磨机内，按照料∶球＝1∶5的比例加入陶瓷球进行粗粉碎；按重量份，取粗粉碎料50份、粘结剂3份、分散剂0.3份、防氧化剂0.5份、乙醇100份加入聚四氟乙烯球磨罐中，加入球磨球置于行星球磨机上，进行球磨混料；得到的球磨物料加入喷雾造粒机中，通过控制喷雾造粒工艺参数得到造粒粉料，将造粒粉料通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形，形成正棱柱或圆柱形的毛坯；所述压力机的压力不小于10吨，冷等静压机压力为200兆帕；
所述喷雾造粒机选用离心式喷雾干燥机；喷雾造粒条件为：热空气的入口温度250℃，控制出口温度为100℃，进口风量250m3/h，出口风量250m3/h；离心式雾化器转速为10000r/min；浆料泵送速率为30ml/min；
所述分散剂为重量比为1:1:2的四甲基氢氧化铵、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸、聚乙二醇；所述防氧化剂为重量比为1:2:1的丁烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸锌和三苯甲醇；所述粘结剂为重量比3:1:1的硅酸钠、耐高温环氧树脂和聚丙烯酰胺。
其余工艺过程和参数与实施例1中的完全相同。
实施例8：
所述步骤二的过程替换为：将步骤一中配制的原料置于中频电磁炉中熔炼，得到合金熔液；将合金熔液浇入铸锭模腔中，得到铸锭；将铸锭采用5吨压力机进行破碎，将破碎后的物料放入振动球磨机内，按照料∶球＝1∶8的比例加入陶瓷球进行粗粉碎；按重量份，取粗粉碎料45份、粘结剂2份、分散剂0.5份、防氧化剂0.5份、乙醇80份加入聚四氟乙烯球磨罐中，加入球磨球置于行星球磨机上，进行球磨混料；得到的球磨物料加入喷雾造粒机中，通过控制喷雾造粒工艺参数得到造粒粉料，将造粒粉料通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形，形成正棱柱或圆柱形的毛坯；所述压力机的压力不小于10吨，冷等静压机压力为200兆帕；
所述喷雾造粒机选用离心式喷雾干燥机；喷雾造粒条件为：热空气的入口温度300℃，控制出口温度为100℃，进口风量200m3/h，出口风量300m3/h；离心式雾化器转速为5000r/min；浆料泵送速率为25ml/min；
所述分散剂为重量比为1:1:2的四甲基氢氧化铵、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸、聚乙二醇；所述防氧化剂为重量比为1:2:1的丁烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸锌和三苯甲醇；所述粘结剂为重量比3:1:1的硅酸钠、耐高温环氧树脂和聚丙烯酰胺。
其余工艺过程和参数与实施例2中的完全相同。
实施例9：
所述步骤二中，将精磨后的粉料通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形的过程之前，在精磨后的粉料中加入芳纶纤维混合均匀，然后通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形；所述精磨后的粉料与芳纶纤维的重量比为10:1；
所述芳纶纤维为改性芳纶纤维，所述改性芳纶纤维的制备方法为：按重量份，取芳纶纤维30份和2mol/l硝酸溶液80份加入带搅拌的密封容器中，然后将该密封容器置于1.5mev、30ma的电子加速器中进行辐照搅拌处理30min，过滤，取过滤后的芳纶纤维20份和8wt％稀土表面处理剂溶液120份加入带搅拌的密封容器中，然后将该密封容器置于1.5mev、30ma的电子加速器中进行辐照搅拌处理90min，过滤，烘干，得到预处理芳纶纤维；取15份预处理芳纶纤维和80份浓度为0.3mg/ml的石墨烯分散溶液，加入超临界反应装置中，在装置密封后通入二氧化碳至40mpa、温度120℃的条件下搅拌反应2小时，泄压，过滤，干燥，得到改性芳纶纤维。通过对芳纶纤维进行改性处理，提高了其力学性能和耐温性能。
其余工艺过程和参数与实施例1中的完全相同。
实施例10：
所述步骤二中，将精磨后的粉料通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形的过程之前，在精磨后的粉料中加入芳纶纤维混合均匀，然后通过压力机、冷等静压机两次压力处理成形；所述精磨后的粉料与芳纶纤维的重量比为15:1；
所述芳纶纤维为改性芳纶纤维，所述改性芳纶纤维的制备方法为：按重量份，取芳纶纤维20份和1mol/l硝酸溶液100份加入带搅拌的密封容器中，然后将该密封容器置于1.5mev、30ma的电子加速器中进行辐照搅拌处理30min，过滤，取过滤后的芳纶纤维10份和5wt％稀土表面处理剂溶液100份加入带搅拌的密封容器中，然后将该密封容器置于1.5mev、30ma的电子加速器中进行辐照搅拌处理90min，过滤，烘干，得到预处理芳纶纤维；取15份预处理芳纶纤维和50份浓度为0.3mg/ml的石墨烯分散溶液，加入超临界反应装置中，在装置密封后通入二氧化碳至40mpa、温度120℃的条件下搅拌反应2小时，泄压，过滤，干燥，得到改性芳纶纤维。
其余工艺过程和参数与实施例1中的完全相同。
实施例11：
所述改性芳纶纤维还包括以下处理过程：按重量份，取改性芳纶纤维10份，加入聚苯乙烯30份、n-乙烯基咪唑10份、过硫酸铵0.3份、水120份，在装置密封后通入二氧化碳至40mpa、温度80℃的条件下搅拌反应3小时，卸压，过滤，用索氏提取器将粗产物用丙酮洗提直至除去反应产生的均聚物，干燥，得到改性芳纶纤维。通过对芳纶纤维的进一步改性处理，提高了其力学性能和耐温性能。
其余工艺过程和参数与实施例10中的完全相同。
实施例12：
按重量份，取改性芳纶纤维15份，加入聚苯乙烯25份、n-乙烯基咪唑10份、过硫酸铵0.2份、水100份，在装置密封后通入二氧化碳至40mpa、温度80℃的条件下搅拌反应3小时，卸压，过滤，用索氏提取器将粗产物用丙酮洗提直至除去反应产生的均聚物，干燥，得到改性芳纶纤维。
其余工艺过程和参数与实施例10中的完全相同。
对实施例1～12制备的钐钴永磁体进行性能测试，结果如表1和2所示；
表1
表2
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。