专利名称：制备稀土铁硼永磁合金粉末的生产方法
专利说明 本发明属于永磁合金的制备工艺，特别适用于稀土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廉价工艺方法。
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地分离通常采用水作漂洗液。而由还原扩散工艺制备稀土铁硼合金粉末时，以水做漂洗液分离氧化钙将导致稀土铁硼合金粉末的严重氧化，使合金粉末的磁性能显著降低。
1985年西德高尔施密特(GOLDSCHMIDT)公司在公开出版发行的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粉末典型杂质成份是0.12～0.25%O，0.03～0.04%C，0.06～0.11%Ca，由该合金粉末生产的磁体性能为Br＝11500Gs，mHC＝10200Oe(BH)m＝29.5×106GOe 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使之能廉价的制取高性能稀土铁硼永磁合金粉末。
本发明的实现是通过对还原扩散加热反应制度的严格控制，并且还原扩散产物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%过180目筛。硼铁粉、钴粉、铝粉的纯度均大于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
充氩气保护，加热升温。热处理制度是800℃～900℃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1060℃～1160℃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乙酸铵、水、DE和氢氧化钠所组成，它们的重量百分比分别是乙酸铵0.1～1.5%，DE0～4%，氢氧化钠0～1%，其余为水，其中DE为乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠。
本发明所采用的化学分离漂洗液为一种以水为基，同时必须含有乙酸铵，DE和氢氧化钠中的一种或二种以上的化学试剂所组成。
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典型杂质成份是O≤0.2wt%，C≤0.04wt%，Ca≤0.06wt%。该粉末制造成磁体后性能可达Br＝12700Gs，mHc＝10000Oe，(BH)m＝38.5×106GOe。
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，并使其生成恢帜苋苡诨Х掷肫匆褐械幕衔铮菀捉淦锤删弧Ｍ保诡咸鸷辖鸱勰┍砻嬗胙醯姆从Α岸刍保乐沽祟咸鸷辖鸱勰┑难趸 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主化学成分和粉末冶金参量见表1。该合金粉末典型杂质成分与现有技术比较见表2。由该合金粉末制造的磁体性能与现有技术比较见表3。由表看出，本发明所制备的钕铁硼永磁合金粉末的主要杂质氧含量低于现有技术水平，由该合金粉末制造的磁体达到了熔炼法所制造的同类磁体的性能。
2.采用本发明还原扩散工艺与采用一般熔炼工艺比较，由于直接使用氧化稀土为原材料，省去了金属稀土的提取和钕铁硼合金的熔炼等工序，所以本发明工艺原材料费较熔炼工艺约降低30%。
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1、本发明工艺制备的Nd-Fe-B合金粉末的主化学成分和粉末冶金参量。
表2、用本发明工艺制备的合金粉末典型杂质含量与现有技术比较
表3、用本发明工艺制备的烧结磁体性能与现有技术比较
实施例 将101.4克Nd2O3，135克Fe粉，13.8克Co粉，16.8克BFe粉(15.12wt%B)，1.6克Al粉，48克钙粒混合均匀后放入不锈钢容器中，装进炉管后，送入扩散炉内，密封抽真空至10-2乇后充氩气。随炉升温。850℃保温2小时，继续升温至1020℃保温1小时，接着升温1080℃保温4小时后，将炉管放入水中冷至室温。
按照本发明化学分离漂洗液所给定的组成比例，配制了四种化学分离漂洗液，化学分离漂洗液具体配制比例见表4。将上述还原扩散产物破碎至小于8mm后再分别放入三种不同的化学分离漂洗液中浸泡，还原扩散产物与化学分离漂洗液的配比为1∶5，浸泡15分钟后，分别用新的化学分离漂洗液冲洗3次，再将化学分离后的钕铁硼粉末放入重量比为3倍的工业乙醇中漂洗3次，抽气滤干。所获得的四种钕铁硼粗粉的性能见表5。
用本发明工艺制备的钕铁硼合金粉末所烧结的磁体性能见表6。
表4、四种不同设计比例的化学分离漂洗液
表5、用表4设计的化学分离漂洗液漂洗后四种钕铁硼粗粉性能对照
表6、四种钕铁硼粉末制成磁体后磁性能对照
权利要求
1、一种制备稀土铁硼合金粉末的还原扩散方法，其特征在于控制还原扩散加热温度和保温时间，还原扩散后由稀土铁硼合金、坪脱趸扑钩傻慕峥橹糜谝恢忠运北匦牒幸宜犸АE和氢氧化钠中的一种或二种以上的化学试剂所组成的化学分离漂洗液中进行漂洗。
2、根据权利要求1所述工艺，其特征在于还原扩散工艺参数是首先抽真空至10-2
充氩气，加热升温，800℃～900℃保温2～3小时继续升温1000℃～1020℃保温1～2小时，接着在升温至1060℃～1160℃保温2～4小时，淬火采用炉管水淬至室温。
3、根据权利要求1所述工艺，其特征在于化学分离漂洗液的组成(重量百分比)为乙酸铵0.1～15%，DE0～4%，氢氧化钠0～1%，其余为水。
4、根据权利要求1和3所述工艺，其特征在于DE为乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠。
全文摘要
本发明属于还原扩散制备钕铁硼永磁合金粉末的工艺。本发明在原有的还原扩散工艺的基础上，对还原扩散加热保温制度和化学分离漂洗液的配制及漂洗方法进行了改变。本发明工艺中化学分离漂洗液采用了DE、乙酸铵、氢氧化钠和水。这种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，并解决了钕铁硼合金粉末的氧化现象。
用本发明工艺制备的钕铁硼合金粉末制造成磁体后，其性能可达到Br＝12700Gs，mHc＝10000Oe，(BH)m＝38.5×106GOe。
文档编号B22F9/20GK1034961SQ8810000
公开日1989年8月23日 申请日期1988年1月4日 优先权日1988年1月4日
发明者周少雄, 李 东, 潘伟, 帅仁杰 申请人:冶金工业部钢铁研究总院