稀土永磁合金柔性燒結工藝方法
2023-05-27 01:19:46
稀土永磁合金柔性燒結工藝方法
【專利摘要】稀土永磁合金柔性燒結工藝方法，工藝過程如下：（1）稀土永磁合金的細粉在惰性氣氛下的壓機內稱重、裝模、取向成型變成坯料並將坯料放入料盒；（2）第二傳送密封車箱與手套箱第一隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開連接的兩個隔離閥門，第二傳送密封車箱內的底滾輪傳動裝置將料盤送入手套箱1#室後，關閉兩閥門，第二傳送密封車箱離開；（3）第一傳送密封車箱與2#室端3#隔離閥門對接，密封鎖緊兩隔離閥門的連接法蘭；（4）第一傳送密封車箱與燒結爐隔離閥門對接，密封鎖緊連接法蘭；（5）燒結爐抽真空，當真空度高於50Pa或充入保護性氣體時，按預先設定的工藝曲線加熱保溫，最高溫度1200℃燒結。
【專利說明】稀土永磁合金柔性燒結工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及稀土永磁合金的加工領域，具體地說為一種釹鐵硼稀土永磁合金的燒結設備。
【背景技術】
[0002]釹鐵硼稀土永磁體廣泛應用於電子、電機和混合動力汽車等，有著越來越廣泛的用處。
[0003]現有的釹鐵硼稀土永磁合金燒結設備見專利號:01248403.2，他包括爐體，在爐體中設置的加熱室及在加熱室的壁上設有噴嘴，其特徵在於:在爐體的一側設有閥門，爐體通過閥門與一個帶有真空管路的密封手套箱聯接，其目的在於可有效地解決產品氧化、冷卻均勻性和一致差等產品存在的問題。
[0004]現有設備存在的問題是設備投資大、佔地面積大、自動化程度低，不能完成釹鐵硼稀土永磁合金燒結整個加工工藝的無氧化。
【發明內容】
[0005]為了解決上述問題本發明提供一種稀土永磁合金柔性燒結工藝方法和設備。
[0006]本發明採用如下的技術方案:
工藝過程如下:
(1)稀土永磁合金的細粉在惰性氣氛下的壓機內稱重、裝模、取向成型變成坯料並將坯料放入料盒，料盒碼排在料盤上，第二傳送密封車箱與壓機對接，密封鎖緊連接的兩隔離閥門法蘭，兩隔離閥門的空氣被惰性氣體置換後打開兩隔離閥門，第二傳送密封車箱內的料叉將壓機內的料盤送入第二傳送密封車箱後，關閉兩隔離閥門，第二傳送密封車箱離開並與手套箱的1#室端第一隔離閥門對接；
(2)第二傳送密封車箱與手套箱第一隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開連接的兩個隔離閥門，第二傳送密封車箱內的底滾輪傳動裝置將料盤送入手套箱1#室後，關閉兩閥門，第二傳送密封車箱離開；打開手套箱的2#隔離閥門，1#室內物料通過底滾輪傳動進入2#室後，關閉2#隔離閥門；在2#室手動將坯料裝入石墨料盒，將石墨料盒碼排在料盤上；
(3)第一傳送密封車箱與2#室端3#隔離閥門對接，密封鎖緊兩隔離閥門的連接法蘭；兩隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開連接的兩個隔離閥門，啟動2#室和第一傳送密封車箱的底滾輪傳動裝置，將2#室內的料盤傳送到第一傳送密封車箱內；關閉兩閥門，第一傳送密封車箱離開；
(4)第一傳送密封車箱與燒結爐隔離閥門對接，密封鎖緊連接法蘭；兩隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開平衡閥，待爐內氣壓與第一傳送密封車箱氣壓平衡後，打開連接的兩個隔離閥門，啟動第一傳送密封車箱內的絲槓傳動、氣缸升降的料叉機構將料盤送入燒結爐後，關閉兩隔離閥門，第一傳送密封車箱離開；
(5)燒結爐抽真空，當真空度高於50Pa或充入保護性氣體時，按預先設定的工藝曲線加熱保溫，最高溫度1200°C燒結；充氮氣或氬氣至0.0l?0.03MPa，啟動風機對料盒及料盒內的稀土永磁合金坯料進行冷卻，冷卻至80°C以下，至少延時5分鐘後停止風機；爐腔壓力平衡至大氣壓，打開燒結爐的4#隔離閥門，出料車的料叉將料盤取出後，關閉4#隔離閥門，出料車離開。
[0007]本發明具有如下的優點和有益效果:
本發明採用並聯式柔性生產工藝，因為釹鐵硼稀土永磁合金燒結工藝時間長達24小時，釹鐵硼稀土永磁合金坯料從壓機出來，在手套箱手動拔料將坯料裝入石墨料盒，石墨料盒在料盤上碼排只需要I個多小時，這樣就可以把單室燒結爐的手套密封箱去掉，用一個手套箱對應多個帶隔離閥門的單室燒結爐，通過保護氣氛的傳送密封車箱與燒結爐對接。
[0008]本發明採用柔性生產工藝，通過傳送密封車箱和壓機對接，從而實現從壓型到燒結的無氧化連接，對提高磁體性能有顯著地影響，生產的自動化程度大大提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的稀土永磁合金柔性燒結設備示意圖；
圖2是圖1中傳送密封車箱的結構示意圖；
圖3是圖1中手套箱結構示意圖；
圖4是圖1中燒結爐的結構示意圖；
圖5是圖4的俯視圖；
圖6是圖1中隔離閥門的結構示意圖。
[0010]圖中:1、手套箱；2、第一傳送密封車箱；3、燒結爐；4、出料車；5、壓機；6、第二傳送密封車箱；7、箱門；8、1#放氣閥管路；9、1#觀察窗；10、1#電控櫃；11、2#觀察窗；12、1#抽真空管路；13、1#壓力表；14、5#隔離閥門；15、料盒；16、1#底滾輪傳動裝置；17、料叉；18,1#電機減速機；19、萬向輪；20、滾輪導軌架；21、絲槓；22、底板；23、滾輪；24、導向軌道；25、閥底板；26、法蘭；27、第一氣缸；28、1#滾輪軌道副；29、絲杆傳動副；30、4#抽真空管路；31、1#隔離閥門；32、1#室；33、2#放氣閥管路；34、2#抽真空管路；35、2#壓力表；36、2#隔離閥門；37、手套法蘭組件；38、2#室；39、2#電控櫃;40、3#放氣閥管路;41、3#抽真空管路；42、3#壓力表；43、3#隔離閥門；44、料盤；45、3#底滾輪傳動裝置；46、2#底滾輪傳動裝置;47、3#電控櫃；48、加熱電源櫃；49、銅排；50、風機；51、換熱器；52、鎖緊爐圈；53、爐門；54、電極；55、熱電偶；56、4#隔離閥門；57、水冷進出管件；58、加熱器；59、隔熱層；60、噴嘴；61、高真空擋板閥；62、滑閥泵或旋片泵；63、羅茨泵；64、擴散泵；65、冷阱；66、電接點壓力表；67、安全閥管路；68、放氣閥管路；69、平衡閥管路；70、第二氣缸；71、磁力開關；72、進出水管軸；73、連扳；74、膠圈；75、水冷閥板；76、鉸鏈板；77、2#滾輪軌道副；78、連杆；79、撞塊。。
【具體實施方式】
[0011]下面集合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0012]實施例:如圖1所示，本發明設備包括手套箱1、第一、第二傳送密封車箱2、6、壓機
5、燒結爐3和出料車4 ;所述手套箱I兩端分別為物流通道，壓機5和燒結爐3並排分置於兩物流通道一側，第一、第二傳送密封車箱2、6分別在兩物流通道中移動，第一、第二傳送密封車箱2、6與燒結爐3和壓機5的相對端及手套箱I兩端分別設有隔離閥門，通過隔離閥門與手套箱1、壓機5和燒結爐3的隔離閥門分別對接。所述燒結爐3和壓機5均可以為多個，並列設置。
[0013]如圖3所示，所述手套箱I是雙室真空或保護氣氛密封箱體，該手套箱有兩個密封室，分別是1#室32和2#室38 ;兩個密封室間設有2#隔離閥門36、兩個密封室端設有1#隔離閥門31和3#隔離閥門43 ;每個室均設有抽真空管路、惰性氣體導入管路、放氣閥管路、壓力表和真空規，兩室之間連接有平衡閥管路，通過平衡閥管路平衡兩室壓力；兩室內分別設有放置料盤44的2#、3#底滾輪傳動裝置46、45 ;其中2#室設有手套法蘭組件和電控櫃。
[0014]如圖1所示，所述第一、第二傳送密封車箱2、6結構相同，其一端設有5#隔離閥門14，另一端設有箱門7 ;第一、第二傳傳送密封車箱2、6與手套箱1、燒結爐3或壓機5間對接時，保證隔離閥門上兩連接法蘭的密封，5#隔離閥門14和1#隔離閥門31及3#隔離閥門43間的空氣靠傳送密封車箱的5#隔離閥門14設有的閥門抽真空管路30抽真空或惰性氣體導入管路充入惰性氣體置換。
[0015]如圖2所示，所述傳送密封車箱內部設有將物料送入手套箱I的1#底滾輪傳動裝置和將物料送入燒結爐3或壓機5的料叉機構，傳送密封車箱底部設有萬向輪19，傳送密封車箱上連接有1#抽真空管路12、惰性氣體導入管路和1#放氣閥管路8。
[0016]所述料叉機構包括料叉17、滾輪導軌架20、絲槓傳動副29、1#電機減速機18、第一氣缸27，1#電機減速機18固定在滾輪導軌架20上，其輸出軸與絲槓21 —端連接，絲槓21的另一端也連接在滾輪導軌架20上，第一氣缸27支撐滾輪導軌架20的滾輪軸；料叉17固定有絲槓傳動副29，通過絲槓轉動推動絲槓傳動副29中的螺母帶動料叉17上滾輪在滾輪導軌架20上導向滾動使料叉移位;1#底滾輪傳動裝置16通過支撐架24安裝在箱體底板22上。所述第一氣缸27固定在箱體下方，其第一氣缸27的氣缸杆伸入箱體內與料叉滾輪導軌架20的滾輪軸的連杆連接，滾輪在1#滾輪軌道副28的導軌中移位。所述1#、2#、3#底滾輪傳動裝置16、46、45結構相同，均通過支撐架24固定在其箱體內，均由電機、多個滾輪支撐架和鏈輪鏈條構成，電機驅動滾輪轉動，帶動其上的料盤44移動。工作時，第一氣缸27帶動1#滾輪軌道副28的滾輪沿其導軌上下移動，1#電機減速機18驅動絲槓傳動副29帶動料叉17上的滾輪沿滾輪導軌架20中的軌道水平移動，實現上下水平移動。
[0017]如圖4、圖5所示，所述燒結爐3為一個或多個，為多個時，並排放置在物流通道前。燒結爐3 —端有4#隔離閥門56，位於物流通道一側，另一端有高壓爐圈鎖緊的爐門53，所述燒結爐3的爐腔內設有加熱室，加熱室內部有隔熱層59，隔熱層59內部設置有多組加熱器58和熱電偶55,加熱器58通過加熱室上設置的電極54、置於加熱室外的銅排49與加熱電源櫃48連接；沿爐體內腔徑向穿過隔熱層59設置的多個相連通的噴嘴60 ;爐殼外壁為雙層水冷夾套結構，其上設置有水冷進出管件57 ;爐腔上連接有惰性氣體導入管路、安全閥管路67、放氣閥管路68和風冷系統；通過第一傳送密封車箱2內的料叉17將料盤44放在爐內加熱室的料架上。所述燒結爐3爐腔與4#隔離閥門56之間連接有平衡壓力的平衡閥管路69。
[0018]所述風冷系統具有外循環或內循環，包括風機50、換熱器51及沿加熱爐體內腔設置的多個噴嘴60，所述各噴嘴60相連通的風道一端連接風機50，另一端連接換熱器51。
[0019]所述真空系統包括串聯連接的擴散泵64、羅茨泵63、滑閥泵或旋片泵62和真空管路，在擴散泵64、羅茨泵63、滑閥泵或旋片泵62上分別設置有高真空擋板閥61。
[0020]如圖6所示，所述各隔離閥門均為單向密封的插板閥結構。包括閥箱體、第二氣缸70及其內部設置的水冷閥板75、鉸鏈板76、連杆78、2#滾輪軌道副77和撞塊79，所述水冷閥板75通過多個連杆78連接到鉸鏈板76上，閥箱體內設有2#滾輪軌道副77的導向軌道24，水冷閥板75和鉸鏈板76上均設有沿導向軌道24內滑動的滾輪23，第二氣缸70置於閥箱體外，其氣缸杆伸入閥箱體內與鉸鏈板76連接，撞塊79置於閥箱體內閥底板25上，水冷閥板75靠近閥口側法蘭26端設有膠圈74，第二氣缸70帶動鉸鏈板76在導向軌道24上移動，水冷閥板75撞擊撞塊79，多個連杆78推動水冷閥板75向閥口側法蘭26靠近，壓縮膠圈74完成隔離密封作用。水冷閥板75的進出水管軸72和第二氣缸70桿通過連扳73一起聯動。水冷閥板75上還可設有有隔熱板，閥箱體上部還設有上法蘭80，維修時水冷閥板75可以通過上法蘭80 口移出閥箱體。
[0021]本發明的操作過程為:
檢查動力電、動力氣源、循環冷卻用水和介質氣源。檢查所有主輔設備完好無損，處於工作狀態。手套箱1、燒結爐3、第一、第二傳送密封車箱2、6和壓機5都有單獨的電控櫃，採用分散操作模式，使設備滿足生產工藝狀態即真空系統啟動並處於互鎖狀態，惰性氣體閥門打開並調整到規定流量；各隔離閥門、爐門和箱門都關閉；加熱器完整無損。
[0022]第一、第二傳送密封車箱2、6是傳送車上帶有密封的箱體，工作時，關閉箱門7和5#隔離閥門14，打開1#抽真空管路12抽真空或充惰性氣體置換箱內空氣，1#壓力表13控制壓力。箱體左右兩邊對稱有1#觀察窗9，頂板有1#電控櫃10、2#觀察窗11、1#放氣閥管路8方便操作。第二傳送密封車箱6的萬向輪19移動與手套箱I的1#隔離閥門31和壓機5分別對接，通過位置開關控制定位。第一傳送密封車箱2通過萬向輪19與手套箱I的3#隔離閥門43和燒結爐3分別對接，通過位置開關控制定位。
[0023](I)稀土永磁合金的細粉在惰性氣氛下的壓機內稱重、裝模、取向成型的坯料放入料盒15，料盒15碼排在料盤44上，第二傳送密封車箱6與壓機5對接，鎖緊兩隔離閥門的對接法蘭，兩隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開連接的兩個隔離閥門，(即:打開4#抽真空管路30，對兩隔離閥門間的容積腔抽真空，停止真空泵，通過充氣管路13充入惰性氣體，當第二傳送密封車箱6與壓機5內的壓力平衡，打開兩隔離閥門。)啟動第二傳送密封車箱6的料叉將壓機內的承載料盒15的料盤44取出，料叉將料盤44輸送到第二傳送密封車箱6內，關閉兩隔離閥門，鬆開鎖緊的對接法蘭，第二傳送密封車箱6離開壓機5，並與手套箱I的1#室端1#隔離閥門31對接。
[0024](2)第二傳送密封車箱6移位到手套箱I處與之1#隔離閥門31對接，鎖緊兩隔離閥門的對接法蘭，5#、1#兩隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開連接的兩個隔離閥門，(即:打開4#抽真空管路30，對5#、1#兩隔離閥門14、31間的容積腔抽真空，停真空泵，通過充氣管路13充入惰性氣體，當第二傳送密封車箱6與1#室32內的壓力平衡，打開5#、1#兩隔離閥門14、31。)啟動1#底滾輪傳動裝置16和2#底滾輪傳動裝置46，將承載料盒15的料盤44輸送到1#室32內，關閉5#、1#隔尚閥門14、31，鬆開鎖緊的兩隔尚閥門的對接法蘭，第二傳送密封車箱6離開；當1#室32與2#室38壓力平衡，打開手套箱I的2#隔離閥門36，啟動2#底滾輪傳動裝置46和3#底滾輪傳動裝置45，將承載料盒15的料盤44從1#室32輸送到2#室38，關閉2#隔離閥門；在2#室手動將坯料裝入石墨料盒，將石墨料盒碼排在料盤44上；
(3)第一傳送密封車箱2移位到手套箱I的2#室端與3#隔離閥門43對接，鎖緊兩隔離閥門的對接法蘭，兩隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開連接的5#、3#兩個隔離閥門(即:打開抽真空閥門30，對5#、3#兩隔離閥門14、43間的容積腔抽真空，停止真空泵，通過充氣管路13充入惰性氣體，當第一傳送密封車箱2與2#室38內的壓力平衡，打開5#、3#兩隔離閥門14、43)，啟動2#室1#底滾輪傳動裝置16和3#底滾輪傳動裝置45，將2#室內承載料盒15的料盤44輸送到第一傳送密封車箱2內，關閉5#、3#隔離閥門14、43，鬆開鎖緊的5#、3#兩隔離閥門對接法蘭，第一傳送密封車箱2離開。
[0025](4)第一傳送密封車箱2移位到燒結爐3處與之4#隔離閥門56對接，鎖緊5#、4#兩隔離閥門14、56的對接法蘭，5#、4#兩隔離閥門14、56間空氣被惰性氣體置換後打開平衡閥，待爐內氣壓與第一傳送密封車箱氣壓平衡後，打開連接的5#、4#兩個隔離閥門14、56，(即:打開4#抽真空管路30，對5#、4#兩隔離閥門14、56間的容積腔抽真空，停真空泵，通過充氣管路13充入惰性氣體，當第一傳送密封車箱2與燒結爐2內的壓力平衡，打開兩隔離閥門14、56)，啟動1#電機減速機18，通過絲槓螺母副29將料叉17伸入到燒結爐3，通過第一氣缸27使料叉17在1#滾輪軌道副28導向向下運動，料盤44放在燒結爐3的料架上，料叉17縮回到第一傳送密封車箱2內，關閉4#隔離閥門56和5#隔離閥門14，鬆開鎖緊的5#、4#兩隔離閥門14、56對接法蘭，第一傳送密封車箱2離開。
[0026](5)燒結爐2抽真空，當真空度高於50Pa或充入保護性氣體時，按預先設定的工藝曲線加熱保溫，最高溫度1200°C燒結，充惰性氣體(氮氣或氬氣)至0.01?0.03MPa，啟動風機50開始對料盒15和料盒15內的稀土永磁合金坯料冷卻，冷卻氣體通過通風管噴嘴60吹向料盒15，被加熱的氣體在風機50的驅動下通過高效換熱器51循環冷卻；電控櫃39對燒結爐2進行電控控制；冷卻至80°C以下，至少延時5分鐘後停止風機；爐腔通過放氣閥管路68充氣，爐腔壓力平衡至大氣壓，打開燒結爐3的4#隔離閥門，出料車4的料叉將料盤44從燒結爐2中取出後，關4#隔離閥門，出料車4離開。
[0027]在生產中，外部控制系統能連續不斷的對設備狀況進行掃描，並根據預先設定的程序自動運行。整個操作是在計算機的人機界面上完成。
[0028]外部控制系統的顯示屏可以提供以下信息:真空泵、真空閥門及真空管路真空度的運行狀態；驅動和顯示傳送密封車箱的輸送和運行狀態；驅動和顯示隔離閥門運行狀態；顯示手套箱1、燒結爐2、第一、第二傳送密封車箱2、6和5#隔離閥門14的壓力和燒結爐3的溫度；惰性氣體運行狀態、安全閥狀態；實際冷卻水、動力氣壓力、報警管理；顯示所有相關的工藝參數(設定值和實際值)；參數輸入；歷史工藝參數/數據顯示和儲存；設備所有主要元器件都可以透過顯示屏操作。
[0029]通過上述實施例可以看出，採用並聯式柔性生產工藝，可以把單室燒結爐的手套密封箱去掉，用一個手套箱對應多個帶隔離閥門的單室燒結爐，通過保護氣氛的傳送密封車箱與燒結爐對接。採用柔性生產工藝，通過傳送密封車箱和壓機對接，從而實現從壓型到燒結的無氧化連接，對提高磁體性能有顯著地影響，生產的自動化程度大大提高。
[0030]本專業的普通技術人員應能了解本發明的實質，並認識到本發明的具體實施細節可以在權利要求保護範圍內做出例如擴展多個燒結爐等各種變化。
【權利要求】
1.稀土永磁合金柔性燒結工藝方法，其特徵在於，工藝過程如下: (1)稀土永磁合金的細粉在惰性氣氛下的壓機內稱重、裝模、取向成型變成坯料並將坯料放入料盒，料盒碼排在料盤上，第二傳送密封車箱與壓機對接，密封鎖緊連接的兩隔離閥門法蘭，兩隔離閥門的空氣被惰性氣體置換後打開兩隔離閥門，第二傳送密封車箱內的料叉將壓機內的料盤送入第二傳送密封車箱後，關閉兩隔離閥門，第二傳送密封車箱離開並與手套箱的1#室端第一隔離閥門對接； (2)第二傳送密封車箱與手套箱第一隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開連接的兩個隔離閥門，第二傳送密封車箱內的底滾輪傳動裝置將料盤送入手套箱1#室後，關閉兩閥門，第二傳送密封車箱離開；打開手套箱的2#隔離閥門，1#室內物料通過底滾輪傳動進入2#室後，關閉2#隔離閥門；在2#室手動將坯料裝入石墨料盒，將石墨料盒碼排在料盤上； (3)第一傳送密封車箱與2#室端3#隔離閥門對接，密封鎖緊兩隔離閥門的連接法蘭；兩隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開連接的兩個隔離閥門，啟動2#室和第一傳送密封車箱的底滾輪傳動裝置，將2#室內的料盤傳送到第一傳送密封車箱內；關閉兩閥門，第一傳送密封車箱離開； (4)第一傳送密封車箱與燒結爐隔離閥門對接，密封鎖緊連接法蘭；兩隔離閥門間空氣被惰性氣體置換後打開平衡閥，待爐內氣壓與第一傳送密封車箱氣壓平衡後，打開連接的兩個隔離閥門，啟動第一傳送密封車箱內的絲槓傳動、氣缸升降的料叉機構將料盤送入燒結爐後，關閉兩隔離閥門，第一傳送密封車箱離開； (5)燒結爐抽真空，當真空度高於50Pa或充入保護性氣體時，按預先設定的工藝曲線加熱保溫，最高溫度1200°C燒結；充氮氣或氬氣至0.0l?0.03MPa，啟動風機對料盒及料盒內的稀土永磁合金坯料進行冷卻，冷卻至80°C以下，至少延時5分鐘後停止風機；爐腔壓力平衡至大氣壓，打開燒結爐的4#隔離閥門，出料車的料叉將料盤取出後，關閉4#隔離閥門，出料車離開。
【文檔編號】H01F1/053GK103801693SQ201210445605
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月8日 優先權日:2012年11月8日
【發明者】陳曉東, 孫寶玉 申請人:瀋陽中北通磁科技股份有限公司