专利名称：稀土永磁粉末的制取方法
技术领域：
本发明属于永磁材料的制造方法。特别适用于制备稀土永磁合金粉末的方法。
稀土永磁合金具有优异的磁性能，特别是稀土铁硼永磁材料更是人们所关注的。采用稀土铁硼粉未制取粘结磁体具有性能高，成型容易，尺寸精确，表面光结，物理强度高等特点。因此粘结磁体的性能和价格是受磁粉的性能所决定，而磁粉的性能和价格又受制粉方法制约。在现有技术中还未见到有采用还原扩散加氢爆裂方法生产稀土铁硼粉未的。另外中国专利CN1066146A介绍了一种采用熔炼方法制取稀土铁硼永磁粉未。该文章经与美国、日本专利对比后提出一种采用双重吸氢，吸氮处理过程，吸氢、吸氮温度为200℃-1000℃，放氢、放氮温度为600℃-1000℃。在200℃以上只需要小于3大气压的氢气和较短的时间可达到要求的吸氢效果。该方法只提出在800℃-1200℃下某一温度内进行均匀化处理，因此采用该方法所生产的各向同性粘结磁体磁性能均较低。
本发明的目的是提出一种生产成本低的制备高性能粘结磁体用磁各向同性稀土铁硼合金粉未的氢爆裂方法。
本发明所提出的粘结磁体用各向同性稀土铁硼粉未是采用还原扩散方法加氢爆裂方法获得永磁合金粉未和采用熔炼铸锭后进行均匀化处理再加氢爆裂方法获得永磁合金粉未。因此本发明所采用的方法为①还原扩散制粉法。②熔炼制粉法。其具体方法内容可分两部份叙述。
1、还原扩散法制粉采用钙热还原扩散法制备稀土铁硼合金材料，是将稀土氧化物与铁粉，硼粉和金属钙粒等按要求成份配入并混合均匀后装炉抽气充氩再加热升温。在800℃-1200℃进行3-6小时的还原扩散，获得具有纯稀土铁硼合金、氧化钙和钙组成的还原扩散结块。本发明的主要特征是将还原扩散后的结块放于密封容器中，在室温-195℃温度内抽真空后充入氢气，使合金结块充分吸氢爆裂。为了结块能快速充分吸氢，应提高容器中氢气压力，压力为≥1个大气压，其最佳氢气压力为3-5个大气压，一次吸氢的时间≥1小时。吸氢后的还原扩散结块很容易破碎成小于5mm的颗粒。然后再将破碎的结块颗粒经漂洗，去除氧化钙和钙，最终获得粒度分布在10μm-400μm含有氢的纯稀土铁硼合金粉未材料。在本发明的漂洗过程中，由于还原扩散结块已吸入的氢有利于结块中氧化钙和钙与漂洗液间的快速充分反应，因此加速了形成氢氧化钙，而被去除的过程，同时氢也起到了防止合金粉未在漂洗过程中的氧化作用。本发明方法的第二次吸氢温度为600℃-1000℃。其方法一是将上述含氢合金粉未放入容器中抽真空后充氢气保温。保温温度范围为700℃-1000℃，氢气压力和时间为8-10大气压/10-5分钟+4-6大气压/10-5分钟+1大气压/1小时。本发明方法的另一种吸氢制度是900-1000℃/10大气压/5分钟+700-800℃/5大气压/5分钟+600-650℃/1大气压/2-3小时。二次吸氢采用本发明的温度保持不变，随保温时间增加而氢气压力梯度降压。和温度、氢气压力梯度递减而保温时间递加的方法。可使稀土铁硼合金粉未进一步快速充分的吸氢，使合金粉未本身具有好的磁性能。本发明方法的脱氢是将经二次吸氢后的合金粉未在600-1000℃温度范围内，抽真空脱氢。抽真空度应小于1×10-3乇和保温≥1小时，然后冷却至室温。因为真空度越高，时间越长，则脱氢越理想。采用本发明方法脱氢后，合金粉未中氢含量完全达到使用要求。
采用熔炼法生产稀土铁硼磁性合金粉未与上述还原扩散方法有部份区别。为了消除熔炼后铸锭中的α-Fe相和其它非平衡组织，则必须经均匀化处理。本发明方法的均匀化处理温度在800-1200℃，为了达到均匀化处理的目的和保证铸锭不过烧，因此本发明方法采用抽真空至1×10-3乇，再经梯度温度处理，其温度为800-900℃/1-3小时+900-1000℃/1-3小时+1050-1200℃/2-10小时。经均匀化处理后的铸锭再经机械破碎成直径小于30mm的颗粒，再将颗粒装入容器中抽真空后充入氢气，使合金颗粒充分吸氢爆裂，充氢压力应大于1个大气压，最佳充氢压力为3.5-5个大气压。氢爆裂温度为室温至195℃。氢爆裂后裂后的粉未粒度分布为10μm-400μm。然后按本发明前述方法在800-1000℃范围内保温，保温时的氢气压力和时间为8-10大气压/10-5分钟+4-6大气压/10-5分钟+1大气压/1小时。以及本发明方法的另一吸氢制度为900-1000℃/10大气压/5分钟+700-800℃/5大气压/5分钟+600-650℃/1大气压/2-3小时，因此熔炼法同样可以采用上述温度、氢气压力梯度递减和保温时间递加的方法。熔炼法的脱氢方法是将上述吸氢后爆裂的合金粉未在600-1000℃范围内抽真空脱氢，抽真空度应小于1×10-3乇和保温1小时，然后冷却至室温。
采用本发明方法所生产的粘结磁体用磁各向同性稀土铁硼合金粉未与现有技术相比较具有产品各项性能好，和氢爆裂后粉未抗氧化性好。由于采用本发明方法生产的磁性合金粉未，其粉未粒度在10μm-400μm，这种粒度分布的粉未对粘结磁体的制造，例如在粉未与粘结剂的混合，以及压制成型收缩等方面都是很有利的。尤其是还原扩散方法采用氧化钕取替金属钕，仅原材料成本费可节省2/3。
实施例为了更方便本发明方法与现有技术的对比，我们采用同炉所生产的原材料，经不同的制备方法，所生产的各组合金粉未与现有技术的性能相比较。为此我们采用还原扩散方法和熔炼方法各生产一炉稀土铁硼材料，其最终成份相同。采用还原扩散方法生产稀土铁硼材料，首先将按设定成份要求的Na2O3、Fe、B粉等原料混合均匀后装入容器密封抽真空至1×10-3乇后充氩气，然后升温至850℃保温2小时，再升温至1080℃保温4-5小时后急冷至室温。熔炼方法是按设定成份要求将稀土铁硼等原料放至真空感应炉中冶炼并铸锭完成的。为了对比我们将还原扩散结块分为七组。1、2、3组采用本发明方法生产，A、B、C、D组则是采用不同的方法生产。熔炼法是将铸锭分为6组，按前序号排列为4、5、6组是采用本发明方法生产，E、F、G组是采用不同生产方法。表1为本发明的一次、二次吸氢、脱氢及均匀化处理方法与其它方法的对比。在表1中采用还原扩散法制备的结块经一次吸氢后将结块破碎成小于5mm的颗粒。然后采用漂洗液将颗粒中的钙与氧化钙漂洗干净，并将颗度为10-400μm的稀土铁硼合金粉未进行干燥处理待二次吸氢处理。表1中采用熔炼法生产的铸锭经均匀处理后，将铸锭破碎成小于30mm的粗颗粒，然后将粗颗粒进行一次吸氢后再破碎成粒度为10-400μm的粉未。然后再将上述两种方法所制备的稀土铁硼合金粉未(粒度为10-400μm)进行二次吸氢和脱氢处理。其表1中列出了一次，二次吸氢，脱氢及均匀化处理方法采用其它的对比方法。
将上述获得的各组稀土铁硼合金粉未再与3%(重量)的环氧树脂混合后，于7吨/cm2压力下模压成型后在120℃固化2小时获得粘结磁体。其各组稀土铁硼粘结磁体的性能和对比材料CN1066146A的性能均列入表2中。表2为各向同性粘结磁体的性能对比表。
权利要求
1.一种适用于还原扩散法和熔炼法的制备粘结磁体用磁各向同性稀土铁硼合金粉末的制造方法，其特征在于该方法是将处理后的铸锭及结块破碎成要求粒度后进行氢爆裂处理，第一次吸氢处理应在≥室温温度和1个大气压的氢气压力下进行，使合金粗料吸氢爆裂处理后粒度分布达到10μm-400μm，再于600℃-1000℃温度中和≥1个大气压的氢气压力下进行第二次吸氢处理，第二次吸氢应采用温度、氢气压力和保温时间梯度处理制度，脱氢是在600-1000℃温度范围内抽真空脱氢，保温≥1小时后炉冷至室温。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于第一次吸氢处理的温度和氢气压力为室温至195℃，和氢气压力为3.5-5个大气压。
3.根据权利要求1、2所述方法，其特征在于经第一次吸氢处理后的结块应破碎成小于5mm的颗粒再进行漂洗。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于第二次吸氢处理的温度为700-1000℃，氢气压力和保温时间制度为8-10大气压/10-5分钟+4-6大气压/10-5分钟+1大气压/1小时。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于第二次吸氢制度还可以为900-1000℃/10大气压/5分钟+700-800℃/5个大气压/5分钟+600-650℃/1大气压/3-2小时。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于脱氢时抽真空度应小于1×10-3乇。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于熔炼铸锭的均匀化处理制度为800-900℃/1-3小时+900-1000℃/1-3小时+1100-1200℃/2-10小时。
8.根据权利要求1、7所述方法，其特征在于经均匀化处理后的铸锭应破碎成小于30mm的颗粒再进行两次吸氢处理。
全文摘要
本发明属于永磁材料的制造方法。特别适用于制备稀土永磁合金粉末的方法。本发明方法是在传统的生产稀土铁硼永磁合金粉末的基础上，对制粉加工进行了调整。本发明的稀土永磁粉末制备方法是采用一次吸氢，使合金、结块进行氢爆裂破碎后再进行二次吸氢和脱氢处理，使永磁合金粉末达到了使用条件。采用本发明方法所生产的磁各向同性粘结体用稀土永磁合金粉末具有各项性能好和磁粉成本低等特点。
文档编号H01F1/06GK1075669SQ93101999
公开日1993年9月1日 申请日期1993年3月1日 优先权日1993年3月1日
发明者潘伟, 帅仁杰, 王平 申请人:冶金工业部钢铁研究总院