專利名稱：一種燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁材料的制粉工藝，具體是一種燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置及方法。
背景技術(shù)：
永磁材料的生產(chǎn)和開發(fā)應(yīng)用程度是現(xiàn)代國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的標(biāo)志之一，人均消耗永磁材料的數(shù)量已成為衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民生活水平的尺度之一。近年來，永磁材料歷經(jīng)了史無前例的發(fā)展，其中，尤以燒結(jié)釹鐵硼(化學(xué)名NdFeB)永磁材料的發(fā)展最快，被稱為“磁王”的NdFeB已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。由于NdFeB具有優(yōu)異磁性能，NdFeB永磁產(chǎn)業(yè)已成為新興產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)(如計(jì)算機(jī)工業(yè)、信息工業(yè)、通訊工業(yè)、汽車工業(yè)、核磁共振成像等)的配套朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。
現(xiàn)有的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置(如圖I所示)包括研磨室6，與研磨室6相連通的料斗I、載氣供氣機(jī)構(gòu)和由分選輪2、旋風(fēng)分離器3、超細(xì)粉收集箱4、細(xì)粉收集箱5構(gòu)成的磁粉捕集機(jī)構(gòu)，所述的載氣供氣機(jī)構(gòu)包括與研磨室6底部相連通的壓縮機(jī)7。燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉方法為I喂料從料斗I將喂入的氫破粉(氫氣破碎后的NdFeB永磁材料)送入研磨室6，或者將喂入的氫破粉和分散劑同時(shí)送入研磨室6 ； II粉碎設(shè)定分選輪2的轉(zhuǎn)速(可將目標(biāo)粒度為3-4Mffl的細(xì)粉選出的轉(zhuǎn)速)，把載氣輸入到載氣供氣機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)7壓縮后再輸入研磨室6，形成超音速氣流，在此氣流作用下，研磨室6內(nèi)的氫破粉相互碰撞實(shí)現(xiàn)粉碎；111捕集粉化后的永磁材料經(jīng)分選輪2間隙進(jìn)入旋風(fēng)分離器3，由細(xì)粉收集箱5、超細(xì)粉收集箱4分別捕集到細(xì)粉(目標(biāo)粒度為3-4Mm)和超細(xì)粉(比目標(biāo)粒度的細(xì)粉小的磁粉)。優(yōu)異性能的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的目標(biāo)為細(xì)粉粒度為3-4Mm，而且尺寸分布窄，最好不要有小于IMffl和大于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(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置及方法不能更好的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，是因?yàn)?br> (I)、喂入研磨室6內(nèi)的氫破粉是具有不同尺寸的集合體(粒度范圍值約85%在120MflT700Mffl之間，還有一部分在此范圍之外)，由于氫破粉粒度范圍很寬，采用現(xiàn)有的上述制粉的“單次研磨法”必然會(huì)使氣流磨破碎后的磁粉粒度分布也相應(yīng)變得離散性大。由于細(xì)粉中有較多的大尺寸顆粒，盡管在較低溫度燒結(jié)，這種存在粗顆粒粉末的磁體，其晶粒尺寸也會(huì)呈線性地增加。同時(shí)，由于還存在較多的超細(xì)粉，在燒結(jié)過程中，細(xì)小的顆粒溶解于液相中，而后通過液相的擴(kuò)撒、析出，在大顆粒表面上沉淀，也會(huì)使顆粒長(zhǎng)大。磁體的晶粒尺寸長(zhǎng)大，則會(huì)使磁體的矯頑力、方形度降低，在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)性能波動(dòng)，同時(shí)也很不利于獲得更高性能磁體；
⑵、由于氣流磨所破碎的NdFeB磁粉達(dá)到了微米量級(jí)，粉末之間存在范德華力，再加上粉末間靜磁力的相互作用，粉末會(huì)團(tuán)聚成二次粉末顆粒，即若干個(gè)粉末顆粒在相互作用力下團(tuán)聚在一起形成小顆粒集團(tuán)，即使進(jìn)行了超細(xì)粉分選，但是仍有一部分超細(xì)粉不能選出，伴隨進(jìn)入細(xì)粉之中；為此，有些氣流磨制粉方法將分散劑與氫破粉同時(shí)加入料斗I內(nèi)，但是加入分散劑并不能使所有細(xì)粉和超細(xì)粉充分均勻的得到分散，仍然會(huì)有一部分超細(xì)粉不能選出，伴隨進(jìn)入細(xì)粉之中，所獲得的細(xì)粉也仍然有團(tuán)聚形成二次粉末顆粒。由于有二次顆粒的存在，使粉末流動(dòng)性變差，給后續(xù)的粉末顆粒磁場(chǎng)取向增加了困難，不利于磁體剩磁的提聞;
⑶、作為破碎過程的載氣和保護(hù)氣體，通常采用成本比液氮、液氬低30%左右的氣態(tài)氮?dú)?簡(jiǎn)稱氣氮)，而氣氮經(jīng)壓縮后溫度在50°C—60°C之間，使得獲得的細(xì)粉的溫度也隨之提高；為此有些制粉方法采用了高成本的液氮或液氬，但經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，輸入氣體的溫度仍在25°C—35°C之間，還是顯得偏高，由于細(xì)粉溫度高，表面活性大，并且其中存在較多的超細(xì)粉，在后續(xù)的磁場(chǎng)取向與成型過程中會(huì)吸收大量的氧氣，NdFeB細(xì)粉顆粒表面的Nd會(huì)被氧化，生成Nd2O3,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)匀?，這就會(huì)降低磁體的性能，對(duì)磁體的一致性有重要的影響
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有燒結(jié)釹鐵硼永磁材料氣流磨制粉裝置及方法存在的缺陷，提供了一種燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置及方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置，包括研磨室、與研磨室相連通的料斗、分選輪、載氣供氣機(jī)構(gòu)和由分選輪、旋風(fēng)分離器、超細(xì)粉收集箱、細(xì)粉收集箱構(gòu)成的磁粉捕集機(jī)構(gòu)，所述的載氣供氣機(jī)構(gòu)包括壓縮機(jī)，所述的載氣供氣機(jī)構(gòu)還包括分散劑鼓泡裝置，與壓縮機(jī)相連通的冷干機(jī)，三通管，進(jìn)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(shè)于罐體頂部且連通罐體和進(jìn)氣管的連通管，所述的連通管上串聯(lián)有開關(guān)III，所述的三通管第一通經(jīng)過調(diào)節(jié)閥與冷干機(jī)的出氣口相連接，所述的三通管第二通經(jīng)過開關(guān)I連通于罐體底部，所述的三通管第三通經(jīng)過開關(guān)II連通于進(jìn)氣管一端，所述的進(jìn)氣管另一端連通于研磨室底部；所述的三通管第一通、第二通、第三通、連通管的直徑等于進(jìn)氣管的直徑。所述的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置的制粉方法為，I喂料從料斗將喂入的氫破粉送入研磨室；11粉碎①第一次磨粉設(shè)定分選輪的轉(zhuǎn)速(將60Mm 75Mm永磁材料選出的轉(zhuǎn)速)，關(guān)閉開關(guān)I、開關(guān)III，開啟開關(guān)II，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥，壓縮機(jī)壓縮的氣氮被冷干機(jī)冷卻至4 12°C，分別穿過三通管第一通、第三通、進(jìn)氣管，在0. 58 0. 65MPa壓力下以10 13m3/min的流速進(jìn)入研磨室,粉化后的60Mm 75Mm永磁材料經(jīng)分選輪間隙由細(xì)粉收集箱捕集；②第二次磨粉從料斗將第一次磨粉得到的60Mm 75Mm永磁材料送入研磨室，設(shè)定分選輪的轉(zhuǎn)速(將目標(biāo)粒度為3 的細(xì)粉選出的轉(zhuǎn)速)，開啟開關(guān)I、開關(guān)III，關(guān)閉開關(guān)II，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥，壓縮機(jī)壓縮的氣氮被冷干機(jī)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(jìn)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(jìn)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(shí)采用不同大小、型號(hào)、規(guī)格的氣流磨制粉裝置選出同一目標(biāo)粒度的永磁材料，每個(gè)氣流磨制粉裝置的分選輪轉(zhuǎn)速不同；不同粒度的送入研磨室的永磁材料制粉時(shí)采用同一臺(tái)氣流磨制粉裝置選出同一目標(biāo)粒度的永磁材料，制粉時(shí)的分選輪的轉(zhuǎn)速也不同。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)際操作過程中根據(jù)使用氣流磨制粉裝置以及送入研磨室的永磁材料的粒度大小，可容易調(diào)節(jié)分選輪的轉(zhuǎn)速。
具體實(shí)施時(shí)，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開閉大小，就可調(diào)節(jié)氣氮進(jìn)入三通管的壓力、流速，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的。由于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(jìn)氣管，保證了氣氮進(jìn)入研磨室的流速、壓力恒定，同時(shí)保證了分散劑以恒定的流量進(jìn)入研磨室。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明所述的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置結(jié)構(gòu)新穎、構(gòu)思巧妙，分散劑鼓泡裝置改變了分散劑添加方式的同時(shí)，與制粉方法的兩次磨粉工藝相結(jié)合，使得分選輪分選的永磁材料更加均勻，細(xì)粉的粒度分布優(yōu)良，且有效的把伴隨于細(xì)粉中的超細(xì)粉選出，避免了細(xì)粉與超細(xì)粉團(tuán)聚形成二次粉末顆粒的現(xiàn)象；冷干機(jī)的設(shè)置使得成本低的作為載氣和保護(hù)氣體的氣氮溫度大幅度降低，獲得的細(xì)粉溫度也隨之大大降低，提高了釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)穩(wěn)定性、一致性，提高了永磁材料產(chǎn)品性能。 試驗(yàn)一燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉方法對(duì)比I使用釹鐵硼生產(chǎn)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(jīng)600公斤型熔煉爐真空速凝薄片，經(jīng)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(gòu)自太原佳磁公司。對(duì)照組(A組):采用現(xiàn)有的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置及方法，并且所述的步驟I喂料將重量為氫破粉重量(A組)0. 15%的分散劑與氫破粉同時(shí)加入料斗I內(nèi)，設(shè)定分選輪的轉(zhuǎn)速為3200轉(zhuǎn)/分鐘；
實(shí)驗(yàn)組(B組):采用本發(fā)明所述的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置及方法，并且 所述的步驟①第一次磨粉中設(shè)定分選輪的轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，粉化后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(shè)定分選輪的轉(zhuǎn)速為2200轉(zhuǎn)/分鐘。所述的產(chǎn)出后的A粉和B粉采用同樣的磁場(chǎng)取向與成型、真空燒結(jié)、真空回火工藝加工為D24. 5X32的圓柱磁體，以下是二者的實(shí)測(cè)結(jié)果
權(quán)利要求
1.ー種燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置，包括研磨室(6)、與研磨室(6)相連通的料斗(I)、分選輪(2)、載氣供氣機(jī)構(gòu)和由分選輪(2)、旋風(fēng)分離器(3)、超細(xì)粉收集箱(4)、細(xì)粉收集箱(5)構(gòu)成的磁粉捕集機(jī)構(gòu)，所述的載氣供氣機(jī)構(gòu)包括壓縮機(jī)(7)，其特征在干，所述的載氣供氣機(jī)構(gòu)還包括分散劑鼓泡裝置，與壓縮機(jī)(7)相連通的冷干機(jī)(9)，三通管(10)，進(jìn)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(shè)于罐體(13)頂部且連通罐體(13)和進(jìn)氣管(16)的連通管(14)，所述的連通管(14)上串聯(lián)有開關(guān)IIK 17)，所述的三通管(10)第一通經(jīng)過調(diào)節(jié)閥(8)與冷干機(jī)(9)的出氣ロ相連接，所述的三通管(10)第二通經(jīng)過開關(guān)I(Il)連通于罐體(13)底部，所述的三通管(10)第三通經(jīng)過開關(guān)II (12)連通于進(jìn)氣管(16)—端，所述的進(jìn)氣管(16)另一端連通于研磨室(6)底部；所述的三通管(10)第一通、第二通、第三通、連通管(14)的直徑等于進(jìn)氣管(16)的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置，其特征在于，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(quán)利要求I或2所述的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置的制粉方法 為，其特征在干，I喂料從料斗(I)將喂入的氫破粉送入研磨室(6) ; II粉碎①第一次磨粉設(shè)定分選輪(2)的轉(zhuǎn)速，關(guān)閉開關(guān)I (11)、開關(guān)111(17)，開啟開關(guān)II (12)，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥(8)，壓縮機(jī)(7)壓縮的氣氮被冷干機(jī)(9)冷卻至4 12°C，分別穿過三通管(10)第一通、第三通、進(jìn)氣管，在O. 58 O. 65MPa壓カ下以10 13m3/min的流速進(jìn)入研磨室(6),粉化后的60Mm 75Mm永磁材料經(jīng)分選輪(2)間隙由細(xì)粉收集箱(5)捕集第二次磨粉從料斗(I)將第一次磨粉得到的60Mm 75Mm永磁材料送入研磨室(6),設(shè)定分選輪(2)的轉(zhuǎn)速，開啟開關(guān)I (11)、開關(guān)111(17)，關(guān)閉開關(guān)II (12)，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥(8)，壓縮機(jī)(7)壓縮的氣氮被冷干機(jī)(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(jìn)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(jìn)氣管(16)帶入研磨室(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種永磁材料的制粉工藝，具體是一種燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置及方法，彌補(bǔ)了現(xiàn)有燒結(jié)釹鐵硼永磁材料氣流磨制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斗、分選輪、載氣供氣機(jī)構(gòu)和由分選輪、旋風(fēng)分離器、超細(xì)粉收集箱、細(xì)粉收集箱構(gòu)成的磁粉捕集機(jī)構(gòu)，所述的載氣供氣機(jī)構(gòu)包括壓縮機(jī)，所述的載氣供氣機(jī)構(gòu)還包括分散劑鼓泡裝置，與壓縮機(jī)相連通的冷干機(jī)，三通管，進(jìn)氣管。本發(fā)明所述的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的氣流磨制粉裝置結(jié)構(gòu)新穎、構(gòu)思巧妙，分散劑鼓泡裝置改變了分散劑添加方式的同時(shí)，與制粉方法的兩次磨粉工藝相結(jié)合，使得分選輪分選的永磁材料更加均勻，細(xì)粉的粒度分布優(yōu)良。
文檔編號(hào)B02C23/30GK102728841SQ201210237238
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者孫培恩, 宋朝峰 申請(qǐng)人:交城縣融和磁材有限公司