一種燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置及方法
2023-12-05 03:45:31
專利名稱：一種燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種永磁材料的制粉工藝，具體是一種燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置及方法。
背景技術：
永磁材料的生產和開發應用程度是現代國家經濟發展程度的標誌之一，人均消耗永磁材料的數量已成為衡量一個國家國民生活水平的尺度之一。近年來，永磁材料歷經了史無前例的發展，其中，尤以燒結釹鐵硼(化學名NdFeB)永磁材料的發展最快，被稱為「磁王」的NdFeB已成為現代科學技術的重要物質基礎。由於NdFeB具有優異磁性能，NdFeB永磁產業已成為新興產業和支柱產業(如計算機工業、信息工業、通訊工業、汽車工業、核磁共振成像等)的配套朝陽產業。
現有的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置(如圖I所示)包括研磨室6，與研磨室6相連通的料鬥I、載氣供氣機構和由分選輪2、旋風分離器3、超細粉收集箱4、細粉收集箱5構成的磁粉捕集機構，所述的載氣供氣機構包括與研磨室6底部相連通的壓縮機7。燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉方法為I餵料從料鬥I將餵入的氫破粉(氫氣破碎後的NdFeB永磁材料)送入研磨室6，或者將餵入的氫破粉和分散劑同時送入研磨室6 ； II粉碎設定分選輪2的轉速(可將目標粒度為3-4Mffl的細粉選出的轉速)，把載氣輸入到載氣供氣機構的壓縮機7壓縮後再輸入研磨室6，形成超音速氣流，在此氣流作用下，研磨室6內的氫破粉相互碰撞實現粉碎；111捕集粉化後的永磁材料經分選輪2間隙進入旋風分離器3，由細粉收集箱5、超細粉收集箱4分別捕集到細粉(目標粒度為3-4Mm)和超細粉(比目標粒度的細粉小的磁粉)。優異性能的燒結釹鐵硼永磁材料的目標為細粉粒度為3-4Mm，而且尺寸分布窄，最好不要有小於IMffl和大於7Mm的顆粒存在，以保證所有的顆粒都是單晶體。但是上述的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置及方法不能更好的實現目標，是因為
(I)、餵入研磨室6內的氫破粉是具有不同尺寸的集合體(粒度範圍值約85%在120MflT700Mffl之間，還有一部分在此範圍之外)，由於氫破粉粒度範圍很寬，採用現有的上述制粉的「單次研磨法」必然會使氣流磨破碎後的磁粉粒度分布也相應變得離散性大。由於細粉中有較多的大尺寸顆粒，儘管在較低溫度燒結，這種存在粗顆粒粉末的磁體，其晶粒尺寸也會呈線性地增加。同時，由於還存在較多的超細粉，在燒結過程中，細小的顆粒溶解於液相中，而後通過液相的擴撒、析出，在大顆粒表面上沉澱，也會使顆粒長大。磁體的晶粒尺寸長大，則會使磁體的矯頑力、方形度降低，在實際生產中經常出現性能波動，同時也很不利於獲得更高性能磁體；
⑵、由於氣流磨所破碎的NdFeB磁粉達到了微米量級，粉末之間存在範德華力，再加上粉末間靜磁力的相互作用，粉末會團聚成二次粉末顆粒，即若干個粉末顆粒在相互作用力下團聚在一起形成小顆粒集團，即使進行了超細粉分選，但是仍有一部分超細粉不能選出，伴隨進入細粉之中；為此，有些氣流磨製粉方法將分散劑與氫破粉同時加入料鬥I內，但是加入分散劑並不能使所有細粉和超細粉充分均勻的得到分散，仍然會有一部分超細粉不能選出，伴隨進入細粉之中，所獲得的細粉也仍然有團聚形成二次粉末顆粒。由於有二次顆粒的存在，使粉末流動性變差，給後續的粉末顆粒磁場取向增加了困難，不利於磁體剩磁的提聞;
⑶、作為破碎過程的載氣和保護氣體，通常採用成本比液氮、液氬低30%左右的氣態氮氣(簡稱氣氮)，而氣氮經壓縮後溫度在50°C—60°C之間，使得獲得的細粉的溫度也隨之提高；為此有些制粉方法採用了高成本的液氮或液氬，但經過壓縮機壓縮後，輸入氣體的溫度仍在25°C—35°C之間，還是顯得偏高，由於細粉溫度高，表面活性大，並且其中存在較多的超細粉，在後續的磁場取向與成型過程中會吸收大量的氧氣，NdFeB細粉顆粒表面的Nd會被氧化，生成Nd2O3,嚴重時甚至會自燃，這就會降低磁體的性能，對磁體的一致性有重要的影響
發明內容
本發明為了彌補現有燒結釹鐵硼永磁材料氣流磨製粉裝置及方法存在的缺陷，提供了一種燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置及方法。本發明是通過以下技術方案實現的一種燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置，包括研磨室、與研磨室相連通的料鬥、分選輪、載氣供氣機構和由分選輪、旋風分離器、超細粉收集箱、細粉收集箱構成的磁粉捕集機構，所述的載氣供氣機構包括壓縮機，所述的載氣供氣機構還包括分散劑鼓泡裝置，與壓縮機相連通的冷幹機，三通管，進氣管；所述的分散劑鼓泡裝置包括密閉的裝有分散劑的罐體，設於罐體頂部且連通罐體和進氣管的連通管，所述的連通管上串聯有開關III，所述的三通管第一通經過調節閥與冷幹機的出氣口相連接，所述的三通管第二通經過開關I連通於罐體底部，所述的三通管第三通經過開關II連通於進氣管一端，所述的進氣管另一端連通於研磨室底部；所述的三通管第一通、第二通、第三通、連通管的直徑等於進氣管的直徑。所述的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置的制粉方法為，I餵料從料鬥將餵入的氫破粉送入研磨室；11粉碎①第一次磨粉設定分選輪的轉速(將60Mm 75Mm永磁材料選出的轉速)，關閉開關I、開關III，開啟開關II，調節調節閥，壓縮機壓縮的氣氮被冷幹機冷卻至4 12°C，分別穿過三通管第一通、第三通、進氣管，在0. 58 0. 65MPa壓力下以10 13m3/min的流速進入研磨室,粉化後的60Mm 75Mm永磁材料經分選輪間隙由細粉收集箱捕集；②第二次磨粉從料鬥將第一次磨粉得到的60Mm 75Mm永磁材料送入研磨室，設定分選輪的轉速(將目標粒度為3 的細粉選出的轉速)，開啟開關I、開關III，關閉開關II，調節調節閥，壓縮機壓縮的氣氮被冷幹機冷卻至4 12°C，分別穿過三通管第一通、第二通、罐體、連通管、進氣管，在0. 58 0. 65MPa壓力下以10 13m3/min的流速將分散劑鼓泡穿過連通管、進氣管帶入研磨室。相同粒度的送入研磨室的永磁材料制粉時採用不同大小、型號、規格的氣流磨製粉裝置選出同一目標粒度的永磁材料，每個氣流磨製粉裝置的分選輪轉速不同；不同粒度的送入研磨室的永磁材料制粉時採用同一臺氣流磨製粉裝置選出同一目標粒度的永磁材料，制粉時的分選輪的轉速也不同。本領域技術人員在實際操作過程中根據使用氣流磨製粉裝置以及送入研磨室的永磁材料的粒度大小，可容易調節分選輪的轉速。
具體實施時，通過調節調節閥的開閉大小，就可調節氣氮進入三通管的壓力、流速，此為本領域技術人員容易實現的。由於作為載氣的氣氮的流速、壓力決定了分散劑的流量，通過控制氣氮的流速、壓力就可控制分散劑的流量，因此，等直徑的三通管(第一通、第二通、第三通)、連通管和進氣管，保證了氣氮進入研磨室的流速、壓力恆定，同時保證了分散劑以恆定的流量進入研磨室。本發明具有如下有益效果本發明所述的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置結構新穎、構思巧妙，分散劑鼓泡裝置改變了分散劑添加方式的同時，與制粉方法的兩次磨粉工藝相結合，使得分選輪分選的永磁材料更加均勻，細粉的粒度分布優良，且有效的把伴隨於細粉中的超細粉選出，避免了細粉與超細粉團聚形成二次粉末顆粒的現象；冷幹機的設置使得成本低的作為載氣和保護氣體的氣氮溫度大幅度降低，獲得的細粉溫度也隨之大大降低，提高了釹鐵硼永磁材料的生產穩定性、一致性，提高了永磁材料產品性能。 試驗一燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉方法對比I使用釹鐵硼生產廠家一般通用的Pr-Nd、Gd-Fe, Nb-Fe, Al、B-Fe, Cu、Fe等作為原料，按照配方(MO)配比，經600公斤型熔煉爐真空速凝薄片，經氫破碎得到氫破粉，將之平均分為兩組(A、B組)。下述A、B兩組所使用的分散劑均購自太原佳磁公司。對照組(A組):採用現有的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置及方法，並且所述的步驟I餵料將重量為氫破粉重量(A組)0. 15%的分散劑與氫破粉同時加入料鬥I內，設定分選輪的轉速為3200轉/分鐘；
實驗組(B組):採用本發明所述的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置及方法，並且 所述的步驟①第一次磨粉中設定分選輪的轉速為1500轉/分鐘，粉化後的永磁材料的平均粒度為67. 3Mm ;所述的步驟②第二次磨粉中設定分選輪的轉速為2200轉/分鐘。所述的產出後的A粉和B粉採用同樣的磁場取向與成型、真空燒結、真空回火工藝加工為D24. 5X32的圓柱磁體，以下是二者的實測結果
權利要求
1.ー種燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置，包括研磨室(6)、與研磨室(6)相連通的料鬥(I)、分選輪(2)、載氣供氣機構和由分選輪(2)、旋風分離器(3)、超細粉收集箱(4)、細粉收集箱(5)構成的磁粉捕集機構，所述的載氣供氣機構包括壓縮機(7)，其特徵在幹，所述的載氣供氣機構還包括分散劑鼓泡裝置，與壓縮機(7)相連通的冷幹機(9)，三通管(10)，進氣管(16);所述的分散劑鼓泡裝置包括密閉的裝有分散劑的罐體(13)，設於罐體(13)頂部且連通罐體(13)和進氣管(16)的連通管(14)，所述的連通管(14)上串聯有開關IIK 17)，所述的三通管(10)第一通經過調節閥(8)與冷幹機(9)的出氣ロ相連接，所述的三通管(10)第二通經過開關I(Il)連通於罐體(13)底部，所述的三通管(10)第三通經過開關II (12)連通於進氣管(16)—端，所述的進氣管(16)另一端連通於研磨室(6)底部；所述的三通管(10)第一通、第二通、第三通、連通管(14)的直徑等於進氣管(16)的直徑。
2.根據權利要求I所述的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置，其特徵在於，所述的罐體(13)頂部開有可開閉的加分散劑ロ(15)。
3.利用如權利要求I或2所述的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置的制粉方法 為，其特徵在幹，I餵料從料鬥(I)將餵入的氫破粉送入研磨室(6) ; II粉碎①第一次磨粉設定分選輪(2)的轉速，關閉開關I (11)、開關111(17)，開啟開關II (12)，調節調節閥(8)，壓縮機(7)壓縮的氣氮被冷幹機(9)冷卻至4 12°C，分別穿過三通管(10)第一通、第三通、進氣管，在O. 58 O. 65MPa壓カ下以10 13m3/min的流速進入研磨室(6),粉化後的60Mm 75Mm永磁材料經分選輪(2)間隙由細粉收集箱(5)捕集第二次磨粉從料鬥(I)將第一次磨粉得到的60Mm 75Mm永磁材料送入研磨室(6),設定分選輪(2)的轉速，開啟開關I (11)、開關111(17)，關閉開關II (12)，調節調節閥(8)，壓縮機(7)壓縮的氣氮被冷幹機(9)冷卻至4 12°C，分別穿過三通管(10)第一通、第二通、罐體(13)、連通管(14)、進氣管(16)，在O. 58 O. 65MPa壓カ下以10 13m3/min的流速將分散劑鼓泡穿過連通管(14)、進氣管(16)帶入研磨室(6)。
全文摘要
本發明涉及一種永磁材料的制粉工藝，具體是一種燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置及方法，彌補了現有燒結釹鐵硼永磁材料氣流磨製粉裝置及方法存在的缺陷，其包括研磨室、與研磨室相連通的料鬥、分選輪、載氣供氣機構和由分選輪、旋風分離器、超細粉收集箱、細粉收集箱構成的磁粉捕集機構，所述的載氣供氣機構包括壓縮機，所述的載氣供氣機構還包括分散劑鼓泡裝置，與壓縮機相連通的冷幹機，三通管，進氣管。本發明所述的燒結釹鐵硼永磁材料的氣流磨製粉裝置結構新穎、構思巧妙，分散劑鼓泡裝置改變了分散劑添加方式的同時，與制粉方法的兩次磨粉工藝相結合，使得分選輪分選的永磁材料更加均勻，細粉的粒度分布優良。
文檔編號B02C23/30GK102728841SQ201210237238
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者孫培恩, 宋朝峰 申請人:交城縣融和磁材有限公司