專(zhuān)利名稱(chēng)：一種各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于稀土永磁材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種各向異性稀土永磁合金磁粉制備裝置。技術(shù)背景粘結(jié)稀土永磁材料包括=SmCo5型、Sm2Co17型、SmFeN型、NdFeN和NdFeB型磁體，有些已被大量應(yīng)用于電子信息、自動(dòng)化、電腦和各種微電機(jī)等領(lǐng)域，但目前被研制和應(yīng)用的主要是各向同性的磁粉。如何提高粘結(jié)稀土永磁材料的性?xún)r(jià)比，節(jié)省不可再生的稀土資源，擴(kuò)大在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中的應(yīng)用范圍，各向異性稀土永磁材料磁粉的研制被認(rèn)為是一種重要的發(fā)展方向。稀土永磁材料磁粉的研制主要方法有粉末冶金法(PM)、機(jī)械合金化法(MA)、氫化法(HDDR)和熔體快淬法(RQ&RQ。其中，用機(jī)械加工變形工藝制取各向異性稀土永磁材料磁粉方法有(1)熱擠壓工藝。在中國(guó)專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)CN1147882C和CN1230839C中，熱擠壓工藝制取各向異性稀土 NdFeB磁體和磁粉，該種工藝需要昂貴和復(fù)雜的擠壓機(jī)械、模具和加熱設(shè)備，成本高；稀土永磁合金材料擠壓前必需用金屬套管在真空或保護(hù)氣氛Ar、N2中被密封，工藝繁雜；擠壓過(guò)后套管破裂，材料易被氧化；擠壓過(guò)后材料缺陷多、材料收得率低；材料的加工熱變形要求溫度高，而且加工形變均勻性差，不易獲得取向性好的、加工織構(gòu)均勻的磁粉，磁性能雖有提高，但尚不顯著等缺點(diǎn)。( 熱鍛或熱鐓工藝。在中國(guó)專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)CN1142562C “通過(guò)鍛造制備磁性材料的方法和粉末形式的磁性材料”中，該種工藝同樣存在與熱擠壓工藝相同的缺點(diǎn)，還不如擠壓變形工藝，難以獲得形變均勻、方向性好和加工織構(gòu)均勻的高性能的各向異性磁粉。( 熱軋工藝。美國(guó)曾報(bào)道用快淬NdFeB磁粉，采取鋼包套軋制工藝獲得能積(BH)m = 42MG0e以上的各向異性磁體，然后破碎成各向異性NdFeB磁粉，同樣存在與熱擠壓、熱鍛或熱鐓工藝相同的缺點(diǎn)。中國(guó)專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)CN10117449913 “納米晶各向異性稀土永磁磁粉的制備方法”和授權(quán)公告號(hào)CN201186350Y “各向異性納米晶稀土永磁磁粉的制備裝置”中，主要是側(cè)重各向異性稀土 NdFeB磁粉的制備，熱軋工藝對(duì)制取SmFeN，NdFeN合金永磁粉不適用，高于600°C的溫度下，氮化物要分解。其次，該設(shè)備和工藝只適用做試驗(yàn)和研究，不能連續(xù)作業(yè)。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種各向異性稀土永磁合金磁粉制備
直ο為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是—種各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置，其特征在于包括真空爐體、真空爐內(nèi)的中頻感應(yīng)爐、真空管道、中間包、水冷銅輪及中溫多輥軋制裝置，所述中溫多輥軋制裝置包括傳送輥道、傳動(dòng)輪、多輥軋機(jī)及收料桶，多個(gè)傳動(dòng)輪支撐傳送輥道，傳送輥道穿過(guò)多輥壓機(jī)，所述中頻感應(yīng)爐中的熔融合金流體的出口置于中間包上方，中間包溢流出槽口貼近水冷銅輪的側(cè)上方，熔融的稀土合金或永磁合金的熔液經(jīng)水冷銅輪急冷成各向同性的速凝合金薄片，帶有導(dǎo)料槽的傳送輥道置于水冷銅輪另一側(cè)，所述導(dǎo)料槽置于多輥軋機(jī)輸入側(cè)，收料桶置于傳送輥道尾端下方，收料桶的出口外接貯料室。所述多輥壓機(jī)的線(xiàn)速度大于傳送輥道傳送的線(xiàn)速度，傳送輥道傳送的線(xiàn)速度大于水冷銅輪制取各向同性速凝合金薄片的線(xiàn)速度。所述多輥軋機(jī)的輥輪至少為四個(gè)。所述導(dǎo)料槽具有傾斜角度，其傾斜角與水平線(xiàn)成15-60°范圍。所述真空爐的爐體上設(shè)有四個(gè)觀察窗，分別為水冷銅輪與傳送輥道相接處側(cè)面觀察的第四觀察窗，中頻感應(yīng)爐出口對(duì)應(yīng)頂部觀察的第三觀察窗，水冷銅輪與傳送輥道相接處頂部觀察的第二觀察窗，及傳送輥道與多輥壓機(jī)相接處正面觀察的第一觀察窗。所述真空爐體中間用聯(lián)接法蘭聯(lián)接。本實(shí)用新型的有益效果為1.本實(shí)用新型與擠壓、鍛造和熱軋變形工藝相比較，其更適合制取各向異性的永磁合金粉。2.本實(shí)用新型將真空熔煉、水冷銅輪和軋機(jī)設(shè)備三者結(jié)合在一起，工藝簡(jiǎn)單，適宜小批量的試制和生產(chǎn)。3.經(jīng)本實(shí)用新型生產(chǎn)的磁粉性能高，均勻性好，收得率高。4.本實(shí)用新型多輥軋機(jī)的輥輪至少為四個(gè)，為了獲得具有顯著的形變加工織構(gòu)和良好磁性的各向異性永磁合金磁粉，變形量控制在> 50%以上。具有傾斜角度的導(dǎo)料槽的設(shè)置，為防止連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中在傳送輥道上速凝合金薄片產(chǎn)生料的堵塞現(xiàn)象。爐體上設(shè)置的4個(gè)觀察窗能夠及時(shí)、全面觀察到制粉裝置內(nèi)的工作狀況。5.本實(shí)用新型制粉裝置中間用聯(lián)接法蘭聯(lián)接，方便拆卸、維修、調(diào)整各種參數(shù)和零部件的置換。
圖1為本實(shí)用新型制粉裝置的結(jié)構(gòu)側(cè)面剖面示意圖。圖2為本實(shí)用新型制粉裝置的結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖。圖中1.真空爐體，2.中頻感應(yīng)爐，3.真空管道，4.中間包，5.水冷銅輪，6.聯(lián)接法蘭，7.導(dǎo)料槽，8.多輥軋機(jī)，9.貯料室，10.收料桶，11.傳動(dòng)輪，12.第一觀察窗，13.速凝合金薄片，14.傳送輥道，15.第二觀察窗，16.各向同性合金薄片，17.第三觀察窗，18.第四觀察窗。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1 如圖1所示，本實(shí)用新型制粉裝置包括真空爐體1及真空爐體1內(nèi)的中頻感應(yīng)爐2、真空爐體1上真空管道3、中間包4、水冷銅輪5及中溫多輥軋制裝置，所述中溫多輥軋制裝置包括傳送輥道14、傳動(dòng)輪11、多輥軋機(jī)8及收料桶10，多個(gè)傳動(dòng)輪11支撐傳送輥道14，傳送輥道14穿過(guò)多輥壓機(jī)8，所述中頻感應(yīng)爐2熔融合金流體的出口置于中間包4上方，中間包4溢流出槽口貼近水冷銅輪5的側(cè)上方，帶有導(dǎo)料槽7的傳送輥道14置于水冷銅輪5另一側(cè)，所述導(dǎo)料槽7置于多輥軋機(jī)8輸入側(cè)，收料桶10置于傳送輥道14下方，收料桶10的出口外接貯料室9 ；熔融的稀土合金或永磁合金熔液經(jīng)水冷銅輪5急冷成各向同性的速凝合金薄片16，由傳送輥道14傳送，經(jīng)導(dǎo)料槽7進(jìn)入多輥軋機(jī)8被軋制成具有顯著加工形變織構(gòu)的、更薄的各向異性合金薄片13，再經(jīng)傳送輥道14送入收料桶10，進(jìn)入到外接的貯料室9中。所述水冷貯料室9內(nèi)溫度降至200°C以下，取出各向異性的稀土合金或永磁合金薄片13，通過(guò)粉碎機(jī)粉碎成各向異性的稀土合金或永磁合金磁粉。[0024]本實(shí)用新型在制備稀土合金或永磁合金磁粉過(guò)程中，所述多輥壓機(jī)8軋輥的線(xiàn)速度大于傳送輥道14傳送的線(xiàn)速度，傳送輥道14傳送的線(xiàn)速度大于制取各項(xiàng)同性速凝合金薄片16的水冷銅輪5的線(xiàn)速度。為獲得具有顯著的形變加工織構(gòu)和良好磁性的各向異性永磁合金磁粉，變形量控制在>50%以上，所述多輥軋機(jī)8的輥輪數(shù)至少為四個(gè)。為防止在連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中傳送輥道14上的速凝合金薄片16的堵塞現(xiàn)象，所述傳送輥道14在輸入多輥軋機(jī)8前的輸入段帶有具有傾斜角度的導(dǎo)料槽7。所述導(dǎo)料槽7的傾斜角的與水平線(xiàn)成15-60度范圍，更佳為20-45度的范圍。為方便觀察，所述制粉裝置的真空爐體1上設(shè)有四個(gè)觀察窗，分別為水冷銅輪5與傳送輥道14相接處側(cè)面觀察的第四觀察窗18，中頻感應(yīng)爐2出口對(duì)應(yīng)頂部觀察的第三觀察窗17，水冷銅輪5與傳送輥道14相接處頂部觀察的第二觀察窗15，及傳送輥道14與多輥壓機(jī)8相接處正面觀察的第一觀察窗12。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下將成分為NdPi^a5Zra ^CuQ.A.fe^ (wt% )的稀土 NdFeB永磁合金原料，放入真空中頻感應(yīng)熔煉爐2中，抽真空達(dá)< 5X 10_2Pa，充入氬氣至0. 04MPa,中頻感應(yīng)加熱至熔化，溫度控制在1400-1450°C，然后把熔融的稀土 NdFeB合金熔液，通過(guò)中間包4澆鑄在水冷銅輪5表面，水冷銅輪5轉(zhuǎn)速Vfflft= 2米/秒，約以102-104°C /秒的冷卻速率鑄成0. 25-0. 5mm厚，以微晶為主的各向同性的速凝NdFeB合金薄片16。然后，將處于600-900°C紅熱狀態(tài)下的各向同性的速凝NdFeB合金薄片16，通過(guò)傳送輥道14和導(dǎo)料槽7送至多輥軋機(jī)8進(jìn)行熱軋，導(dǎo)料槽7與水平線(xiàn)夾角θ = 30-40°，軋制參數(shù)傳送輥道14傳送的線(xiàn)速度Vffijl= 3米/秒，多輥軋機(jī)8的輥速Viug= 4米/秒，變形量控制在> 50%以上，這種各向同性的稀土 NdFeB速凝合金薄片16，被軋制成具有顯著形變加工織構(gòu)和各向異性的NdFeB永磁合金薄片13，經(jīng)收料桶10進(jìn)入有水冷的貯料室9，軋制條件要求多輥軋機(jī)8軋輥的線(xiàn)速度大于傳送輥道14傳送的線(xiàn)速度，傳送輥道14傳送的線(xiàn)速度大于制取速凝合金薄片水冷銅輪5的線(xiàn)速度。水冷的貯料室9冷卻至200°C以下出爐。然后，用破碎機(jī)把具有顯著的形變加工織構(gòu)和各向異性NdFeB永磁合金薄片粉碎成100 μ左右的高性能各向異性的NdFeB永磁合金粉末。振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)定磁粉性能Br = 0. 89Τ Hcj = 840kA/m (BH) = 138kJ/m3 實(shí)施例2 本例與實(shí)施例1相同，本例采用成分配方為SmM (Fe1^yCuy) 17 (at % )的合金原料，由于稀土元素Sm容易揮發(fā)，熔煉過(guò)程中為了補(bǔ)充Sm的揮發(fā)和損耗，抑制α -Fe相的形成，需要多加入些Sm，本例中采用X = 0. 7。其次，用Cu替代部分狗，取y = 0. 1，達(dá)到細(xì)化晶粒、提高磁體矯頑力的作用。其工作過(guò)程如下將Sm2.7 (Fe0.9Cu0.) 17的合金原料放入本實(shí)用新型制粉裝置的中頻感應(yīng)爐2中，抽真空至彡5X 10_2Pa，然后充入0. 04MPa高純Ar，中頻感應(yīng)加熱至熔化，溫度控制在1390-1430°C，把融熔的Sm2.7 (Fea9Cu0.丨)17的合金原料以V_= lm/s速率速凝成0. 2-0. 5匪厚、以微晶為主各向同性軟磁Sm2.7a^Q.9CUai)17m速凝合金薄片16。這種紅熱狀態(tài)下(600-8000C )的Sm2.7 O^eci.9Cuai)17速凝合金薄片16，通過(guò)傳送輥道14直接送入多輥軋機(jī)8軋制，導(dǎo)料槽7與水平線(xiàn)夾角θ =30°，軋制參數(shù)傳送輥道14的線(xiàn)速度Vffijl= 2米/秒，多輥軋機(jī)8軋輥的線(xiàn)速度Viug= 3米/秒，在變形量60-70%的情況下，軋制成具有顯著形變加工織構(gòu)、各向異性的更薄的軟磁合金薄片13。 這種具有顯著形變加工織構(gòu)、各向異性的軟磁合金薄片13被粉碎成5-30 μ m的粉末，各向異性的Sm2.7 (Fea9Cua ^ 17軟磁合金粉末，必須要在1大氣壓的純N2或HN3氣氛中，500°C溫度與5小時(shí)的熱擴(kuò)滲N處理，才能制得具有顯著形變加工織構(gòu)、各向異性硬磁(永磁)Sm2.7 (Fe0.9Cu0. ^ 17NZ合金磁粉。然后，這種各向異性Sm2.7 (Fe0.9Cu0. ^ 17NZ合金磁粉，再放入壓力容器室中，抽至5 X 的真容，充入高純N2氣，并在350°C下進(jìn)行3小時(shí)的均勻化處理，最終，獲得了高性能的、磁各向異性的硬磁Sm2.7 (Fe0.9Cu0. ^ 17N2.7固溶間隙型金屬間化合物粉末。經(jīng)測(cè)定磁粉中N的含量為2. 95% wt, ζ = 2. 7，振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)定各向異性的Sm2.7 (Fetl 9Cua J17N2.7 磁粉性能:Br = 1. 25T Hcj = 705KA/m (BH) max = 215KJ/m3。
權(quán)利要求1.一種各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置，其特征在于包括真空爐體(1)、真空爐內(nèi)的中頻感應(yīng)爐O)、真空管道(3)、中間包0)、水冷銅輪(5)及中溫(熱)多輥軋制裝置，所述中溫軋制裝置包括傳送輥道(14)、傳動(dòng)輪(11)、多輥軋機(jī)(8)及收料桶(10)，多個(gè)傳動(dòng)輪(11)支撐傳送輥道(14)，傳送輥道(14)穿過(guò)多輥壓機(jī)(8)，所述中頻感應(yīng)爐(2)中的熔融合金流體的出口置于中間包(4)上方，中間包溢流出槽口貼近水冷銅輪(5)的側(cè)上方，帶有導(dǎo)料槽(7)的傳送輥道(14)置于水冷銅輪( 另一側(cè)，所述導(dǎo)料槽(7)置于多輥軋機(jī)(8)輸入側(cè)，收料桶(10)置于傳送輥道(14)尾端下方，收料桶(10)的出口外接貯料室(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置，其特征在于所述多輥壓機(jī)(8)的線(xiàn)速度大于傳送輥道(14)傳送的線(xiàn)速度，傳送輥道(14)傳送的線(xiàn)速度大于水冷銅輪( 制取各向同性速凝合金薄片(16)的線(xiàn)速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置，其特征在于所述多輥軋機(jī)(8)的輥輪至少為四個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置，其特征在于所述導(dǎo)料槽(7)具有傾斜角度，其傾斜角與水平線(xiàn)成15-60°范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置，其特征在于所述真空爐體(1)上設(shè)有四個(gè)觀察窗，分別為水冷銅輪( 與傳送輥道(14)相接處側(cè)面觀察的第四觀察窗(18)，中頻感應(yīng)爐O)出口對(duì)應(yīng)頂部觀察的第三觀察窗(17)，水冷銅輪(5)與傳送輥道(14)相接處頂部觀察的第二觀察窗(15)，及傳送輥道(14)與多輥壓機(jī)(8)相接處正面觀察的第一觀察窗(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置，其特征在于所述真空爐體(1)中間用聯(lián)接法蘭(6)聯(lián)接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及的一種各向異性稀土永磁合金磁粉的制備裝置，屬于稀土永磁材料制備技術(shù)領(lǐng)域。包括真空爐體及真空爐內(nèi)的中頻感應(yīng)爐、中間包、水冷銅輪及中溫?zé)彳堉蒲b置，真空爐體的一端連接真空管道，所述中溫軋制裝置包括傳送輥道、傳動(dòng)輪、多輥軋機(jī)及收料桶，多個(gè)傳動(dòng)輪支撐傳送輥道，傳送輥道穿過(guò)多輥壓機(jī)，所述中頻感應(yīng)爐中的熔融合金流體的出口置于中間包上方，中間包溢流出槽口貼近水冷銅輪的側(cè)上方，帶有導(dǎo)料槽的傳送輥道置于水冷銅輪另一側(cè)，所述導(dǎo)料槽置于多輥軋機(jī)輸入側(cè)，收料桶置于傳送輥道尾端下方，收料桶的出口外接貯料室。本實(shí)用新型工藝簡(jiǎn)單，適宜小批量的試制和生產(chǎn)，生產(chǎn)后磁粉性能高，均勻性好，收得率高。
文檔編號(hào)B22F9/00GK202317025SQ201120464908
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者孫寶玉, 徐孝榮, 楊永澤, 裴文利 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)中北通磁科技股份有限公司