釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐的制作方法
【專利摘要】釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐，它包括抽真空系統(tǒng)、爐體、石墨電加熱器、溫控裝置、風(fēng)機(jī)冷卻盤管和PLC程序控制系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)由第一、第二羅茨泵、滑閥泵和抽真空管路組成可調(diào)控真空系統(tǒng)，爐體由隔熱保溫層組成的密封爐膛和前、后門密封墊，密封爐膛內(nèi)設(shè)若干均勻分布的石墨發(fā)熱框板，在石墨發(fā)熱框板之間均勻設(shè)置若干檢測密封爐膛溫度的熱電偶，密封爐膛后端設(shè)風(fēng)機(jī)冷卻盤管，抽真空管路設(shè)在密封爐膛一側(cè)和風(fēng)機(jī)冷卻盤管之間。抽真空系統(tǒng)可以選擇不同真空度，均勻設(shè)置在密封爐膛內(nèi)的石墨發(fā)熱框板和測溫?zé)犭娕急O(jiān)測爐內(nèi)溫度，形成高溫?zé)Y(jié)區(qū)和穩(wěn)定的溫度與真空度。既提高永磁體產(chǎn)品質(zhì)量，又提高燒結(jié)爐生產(chǎn)效益，產(chǎn)品合格率提高30%，生產(chǎn)效率成倍提高，總能節(jié)約60%以上。
【專利說明】釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種釤鈷永磁材料的生產(chǎn)設(shè)備，特別是一種稀土永磁釤鈷永磁材
料真空燒結(jié)爐。
【背景技術(shù)】
[0002]燒結(jié)爐是制備釤鈷永磁材料的重要設(shè)備之一，釤鈷永磁材料的壓坯經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)得到所需的性能。真空燒結(jié)對(duì)真空度以及溫度穩(wěn)定性有極高的要求，因此，在燒結(jié)成型的過程中，為了防止材料被氧化而降低產(chǎn)品品質(zhì)，所以在釤鈷永磁材料的生產(chǎn)過程中常用真空燒結(jié)成型的生產(chǎn)工藝，真空燒結(jié)工藝是在燒結(jié)前將燒結(jié)裝置內(nèi)的氧氣通過真空泵排出，然后再進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)過程中需要持續(xù)啟動(dòng)真空泵，以保持燒結(jié)爐內(nèi)的真空度。而燒結(jié)溫度直接決定了釤鈷永磁體最后的磁性能，溫度偏高導(dǎo)致永磁體件燒壞，溫度偏低則密度未到，使釤鈷永磁體磁性能達(dá)不到要求，因此溫度的高低和均勻性都將導(dǎo)致磁性能的優(yōu)劣。目前部分燒結(jié)爐采用微波加熱方式，微波加熱器產(chǎn)生的熱量不連續(xù)性，不能進(jìn)行均勻性的加熱，熱滯后情況明顯。使得爐內(nèi)各個(gè)區(qū)域溫差較大，導(dǎo)致整爐產(chǎn)品的磁性能差距過于明顯，使得最終產(chǎn)品達(dá)不到生產(chǎn)要求。部分燒結(jié)爐是采用外熱式的管式爐，存在著產(chǎn)量低，能耗大，溫區(qū)不穩(wěn)定等諸多缺陷。在燒結(jié)冷卻階段中，常采用向爐內(nèi)通入大量的氬氣和水套內(nèi)通入冷卻水來降低爐溫，但是這種方式的散熱性差，爐溫下降速度慢，生產(chǎn)周期長。現(xiàn)有的真空燒結(jié)爐用于釤鈷永磁材料的燒結(jié)工序存在諸多影響產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的問題是提供一種能持續(xù)保持爐內(nèi)真空度及溫度均勻性好、加快爐溫冷卻的真空燒結(jié)爐。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐，它包括抽真空系統(tǒng)、爐體、石墨電加熱器、溫控裝置、風(fēng)機(jī)冷卻盤管和PLC程序控制系統(tǒng)，其特征是抽真空系統(tǒng)由第一、第二羅茨泵、滑閥泵和抽真空管路組成可調(diào)控真空系統(tǒng)，爐體由隔熱保溫層組成的密封爐膛和前、后門密封墊，密封爐膛內(nèi)設(shè)若干均勻分布的石墨發(fā)熱框板，在石墨發(fā)熱框板之間均勻設(shè)置若干檢測密封爐膛溫度的熱電偶，密封爐膛后端設(shè)風(fēng)機(jī)冷卻盤管，抽真空管路設(shè)在密封爐膛一側(cè)和風(fēng)機(jī)冷卻盤管之間。
[0005]所述抽真空系統(tǒng)還包括機(jī)前閥門和設(shè)在機(jī)前閥門與滑閥泵之間的放氣閥門。
[0006]所述石墨發(fā)熱框板由二個(gè)相互平行的矩形框組成一個(gè)發(fā)熱體單元，二個(gè)發(fā)熱體單元連接一個(gè)電源電極。
[0007]所述風(fēng)機(jī)冷卻盤管包括設(shè)在密封爐膛腔后端外的風(fēng)扇電機(jī)，以及與密封爐膛后端的冷熱交換器相接的冷卻水管。
[0008]所述隔熱保溫層由鑰片內(nèi)殼、中間填充隔熱保溫棉和外殼不銹鋼板組成。
[0009]上述設(shè)計(jì)的有益效果是:通過二個(gè)真空羅茨泵和真空滑閥泵組成對(duì)燒結(jié)爐抽真空系統(tǒng)可以分別選擇和控制不同真空度達(dá)到燒結(jié)爐的不同真空度要求。爐內(nèi)設(shè)密封爐膛和前后密封墊，在燒結(jié)階段時(shí)用前后密封墊夾緊密封爐膛，若干均勻設(shè)置在密封爐膛內(nèi)的石墨發(fā)熱框板，形成高溫?zé)Y(jié)區(qū)和穩(wěn)定的溫度與真空度。均勻設(shè)置在石墨發(fā)熱框板內(nèi)的測溫?zé)犭娕急O(jiān)測爐內(nèi)溫度，控制爐內(nèi)溫度，使燒結(jié)爐內(nèi)溫度均勻，設(shè)在燒結(jié)爐后端的風(fēng)機(jī)冷卻盤管強(qiáng)制爐溫快速降溫冷卻，縮短燒結(jié)爐降溫時(shí)間，提高燒結(jié)爐周轉(zhuǎn)率，上述四方面的改進(jìn)設(shè)計(jì)使燒結(jié)爐技術(shù)性能進(jìn)一步提高，形成高真空、高熱量、恒溫?zé)Y(jié)工藝，既提高永磁體產(chǎn)品質(zhì)量，又提高燒結(jié)爐生產(chǎn)效益，產(chǎn)品合格率提高30%，生產(chǎn)效率成倍提高，每公斤永磁體燒結(jié)電耗從24.5度下降到8.2度，總能節(jié)約60%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型整體組成俯視圖。
[0011]圖2為圖1的A— A剖視圖。
[0012]圖3為圖1的B— B剖視圖。
[0013]圖4為石墨電加熱器俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。
[0015]參看圖1所示，永磁體真空燒結(jié)爐，包括爐體1、石墨電加熱器2、溫控裝置3、風(fēng)機(jī)冷卻盤管4、抽真空系統(tǒng)5和程序控制系統(tǒng)6。
[0016]參看圖2?圖4所示，爐體I內(nèi)設(shè)燒結(jié)爐和冷熱交換器，燒結(jié)爐體由隔熱保溫層組成密封爐膛10、前門密封墊11和后門密封墊17，分別由前門氣缸13和后門氣缸15動(dòng)作打開或關(guān)閉密封爐膛10。
[0017]隔熱保溫層由鑰片內(nèi)殼、中間填充隔熱保溫棉和不銹鋼外殼組成。密封爐膛10由隔熱保溫層固定銷14與爐體內(nèi)壁固定，燒結(jié)擱架19設(shè)在密封爐膛內(nèi)，由擱架腳18穿過隔熱保溫層固定在爐體內(nèi)底部。
[0018]石墨電加熱器2由設(shè)在爐體I內(nèi)的石墨電極21和平行設(shè)布在密封爐膛10內(nèi)的若干石墨發(fā)熱框板22組成，石墨發(fā)熱框板22由二個(gè)相互平行的矩形框組成一個(gè)發(fā)熱單元，二個(gè)發(fā)熱單元連接一個(gè)電源電極21，若干均勻設(shè)置在密封爐膛10內(nèi)的石墨發(fā)熱框板22組成高溫?zé)Y(jié)區(qū)，石墨發(fā)熱框板22產(chǎn)生熱量高，且石墨板耐熱性強(qiáng)，熱膨脹小，熱傳遞均勻、使用壽命長。如圖4所示，供電的電源電極21分別連接爐體外的三相電源20。三相電源20電壓40V?60V，電流為700?800A，使?fàn)t體內(nèi)不產(chǎn)生火花放電，供電穩(wěn)定、發(fā)熱均勻并節(jié)約能耗。石墨發(fā)熱框板22依爐膛10腔形狀設(shè)計(jì)成正方形、長方形、圓形或橢圓形框架，加熱石墨可為板狀、棒狀或帶狀。
[0019]溫控裝置3由設(shè)在爐體I內(nèi)熱電偶31、32、33和設(shè)在爐體I外的PLC控制器6組成，三個(gè)熱電偶的感溫頭分別設(shè)在密封腔10的前端、中間和后端，分別監(jiān)測三段的爐溫，熱電偶設(shè)置不限于三個(gè)，根據(jù)加熱系統(tǒng)和溫控精度需要設(shè)置3?5個(gè)，能控制在±1°C之間變化，保證燒結(jié)溫度穩(wěn)定。
[0020]風(fēng)機(jī)冷卻盤管4包括設(shè)在爐體I后端的電機(jī)41，風(fēng)扇42、冷熱交換器43和和冷卻水管，電機(jī)41向爐體內(nèi)充入氬氣同時(shí)由冷熱交換器43的循環(huán)水帶走熱量，使燒結(jié)爐膛迅速降溫。[0021]抽真空系統(tǒng)5 (參看圖1所示)由兩個(gè)羅茨泵51和52，一個(gè)機(jī)前閥門53和一個(gè)滑閥泵50組成，機(jī)前閥門53和滑閥泵50之間設(shè)有機(jī)械泵放氣閥門54，進(jìn)入爐體I的抽真空管道55和安全閥56，通過兩個(gè)不同功率的羅茨泵組成抽真空泵組對(duì)爐體I進(jìn)行選擇性可控制真空度的抽真空，可根據(jù)不同真空度要求進(jìn)行選擇控制。
[0022]程序控制系統(tǒng)6包括PLC程序控制板，與石墨電加熱器2、溫度熱電偶3、風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)4和抽真空系統(tǒng)5的信號(hào)線及各接口電路。
[0023]燒結(jié)開始時(shí)，先將裝有壓坯的料盒推入爐體I內(nèi)，使料盒準(zhǔn)確放置在密封爐膛10的擱架19上，通過兩種不同功率的真空羅茨泵51、52對(duì)設(shè)備進(jìn)行選擇性抽真空，使燒結(jié)爐膛內(nèi)達(dá)到生產(chǎn)所需要的真空度時(shí)，以確保坯件在燒結(jié)時(shí)能處在真空狀態(tài)下。當(dāng)真空度達(dá)到
1.0 X KT1Pa時(shí)，開始進(jìn)入低溫預(yù)燒階段，對(duì)爐里坯件進(jìn)行通電加熱處理，排除一些殘留的水分與汽油，二個(gè)串聯(lián)的真空羅茨泵51、52和一個(gè)滑閥泵50可以在較短的時(shí)間內(nèi)，快速的抽走廢氣。當(dāng)溫度到達(dá)400°C?600°C左右時(shí)，進(jìn)入升溫?zé)Y(jié)階段，繼續(xù)對(duì)坯件加熱，排除難揮發(fā)物，提高爐內(nèi)的真空度，溫度到達(dá)1100?1200°C進(jìn)行保溫?zé)Y(jié)，此時(shí)向爐內(nèi)充入氬氣，使坯件在保護(hù)氣體的氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，使真空度和溫度保持均勻穩(wěn)定，在抽真空、排氣階段中，通過石墨框板產(chǎn)生熱量，再通過熱傳遞的方式均勻的使?fàn)t內(nèi)溫度提高，并提高爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定性，以達(dá)到產(chǎn)品性能的均勻性。
[0024]當(dāng)加熱階段完成時(shí)，進(jìn)入冷卻階段，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)41，使冷卻氣體從密封爐膛10、石墨發(fā)熱框板22與爐體I之間的間隙，冷熱交換器43間隙快速循環(huán)流動(dòng)，通過冷卻水吸收熱量并將其帶出爐體外，從而達(dá)到快速降低爐溫的目的，縮短周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
【權(quán)利要求】
1.釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐，它包括抽真空系統(tǒng)、爐體、石墨電加熱器、溫控裝置、風(fēng)機(jī)冷卻盤管和PLC程序控制系統(tǒng)，其特征是抽真空系統(tǒng)由第一、第二羅茨泵、滑閥泵和抽真空管路組成可調(diào)控真空系統(tǒng)，爐體由隔熱保溫層組成的密封爐膛和前、后門密封墊，密封爐膛內(nèi)設(shè)若干均勻分布的石墨發(fā)熱框板，在石墨發(fā)熱框板之間均勻設(shè)置若干檢測密封爐膛溫度的熱電偶，密封爐膛后端設(shè)風(fēng)機(jī)冷卻盤管，抽真空管路設(shè)在密封爐膛一側(cè)和風(fēng)機(jī)冷卻盤管之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐,其特征在于所述抽真空系統(tǒng)還包括機(jī)前閥門和設(shè)在機(jī)前閥門與滑閥泵之間的放氣閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐，其特征在于所述石墨發(fā)熱框板由二個(gè)相互平行的矩形框組成一個(gè)發(fā)熱體單元，二個(gè)發(fā)熱體單元連接一個(gè)電源電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐，其特征在于所述風(fēng)機(jī)冷卻盤管包括設(shè)在密封爐膛腔后端的風(fēng)扇和電機(jī)，以及與密封爐膛后端的冷熱交換器相接的冷卻水管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釤鈷永磁體真空燒結(jié)爐，其特征在于所述隔熱保溫層由鑰片內(nèi)殼、中間填充隔熱保溫棉和不銹鋼板外殼組成。
【文檔編號(hào)】F27B5/18GK203478929SQ201320469471
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】董建宏, 周建斌 申請(qǐng)人:寧波寧港永磁材料有限公司