CN103567432A - 一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磁性材料制备领域，尤其涉及到一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法，包括配料熔炼、铸锭破碎、真空快淬、磁破碎、晶化热处理、细粉碎、磁性能检测的生产工艺流程，真空快淬流程包括真空快淬炉电弧加热至所述钕铁硼熔融生成金属液体，溢流出的所述金属液体通过钼甩带轮以每秒21.5米的线速度甩带，所述真空快淬炉体、接料桶用常温水冷却并循环利用，钼甩带轮的冷却用水将常温水改为冷却用水。本发明能形成良好的条带，提升整体磁性能。

Description

一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法
技术领域
本发明涉及磁性材料制备领域，尤其涉及到一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法。 
背景技术
高性能钕铁硼纳米晶快淬永磁粉及粘结磁体以其成品率高，节约有限的稀土资源，可以加工成任意几何形状、尺寸且可多极充磁，拓宽了产品应用领域。粘结钕铁硼磁体对温度变化稳定性好、抗氧化性强等诸多优点，大量应用于办公自动化、家用电器、医疗器械、汽车、各种仪表、各种小型微电机及军工、航空、航天领域，对科技进步显示出巨大的推动力。
  钕铁硼纳米晶快淬永磁粉制备最为关键的技术是快淬工艺及操作技术，该工艺过程是产品能否实现其材料晶间结构为纳米单位、非晶态组织形成的好差。晶间结构越小、非晶态结构生成得越好，则产品形成的磁性能的各项指标：最大磁能积（BH）max、剩磁Br、矫顽力Hcb、内禀矫顽力Hcj越好。
  目前，国内工业化生产钕铁硼纳米晶永磁粉采用通用或专用真空快淬炉生产的快淬粉其最大磁能积（BH）max在13MGO以内，很难突破。而具有全球领先水平的美国MQI公司依靠尖端设备，产品的最大磁能积（BH）max达到16MGO，但设备投资额很大，国内企业均没有投入。
  中国发明专利，申请号03156140.3，发明名称为一种纳米晶稀土永磁的深冷处理方法，该发明专利的深冷处理温度为-199～-135℃，保温时间为1至20小时，降升温速率在10～100℃/分钟范围内进行，可以在淬态合金晶化处理前后分别进行。该发明的技术方案不适用于工业化生产，能耗高且不能连续生产。
  中国发明专利，申请号201010215804.5，发明名称为一种具有较好温度稳定性纳米晶复合NdFeB永磁合金及其制造方法，其实施例公开了辊轮的线速度为16m/s和18m/s。实验表明，该技术方案的辊轮线速度太慢，熔融的金属不能生成条带。
  中国发明专利，申请号200810122661.6，发明名称为低Nb的纳米非晶与微晶软磁材料及制备方法，其实施例公开了线速度大于40 m/s，采用该技术方案，熔融的金属不能生成条带，只能形成头发丝状物体。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法。
在真空快淬流程中能形成良好的快淬条带，所生产的快淬永磁粉磁性能整体提升。
  为实现本发明的目的，采取的技术方案是：一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法，包括配料熔炼、铸锭破碎、真空快淬、磁破碎、晶化热处理、细粉碎、磁性能检测的生产工艺流程，所述真空快淬流程包括真空快淬炉电弧加热至所述钕铁硼熔融生成金属液体，溢流出的所述金属液体通过钼甩带轮以每秒21.5米的线速度甩带，所述真空快淬炉体、接料桶用常温水冷却并循环利用，所述钼甩带轮的冷却用水将常温水改为冷却用水，所述冷却用水经制冷机降温后由专用管路供给，所述冷却用水进入所述快淬炉钼甩带轮给水管的温度为0℃，循环后温度变化控制在5℃以内。
作为改进，所述冷却用水中加入防冻液。
作为优选方式，所述防冻液与冷却用水的容量比为千分之二。
作为优选方式，所述冷却用水进入所述快淬炉钼甩带轮给水管的压力为3kg/立方厘米。
本发明的有益效果是，溢流出的熔融的金属液体通过钼甩带轮以每秒21.5米的线速度甩带，能够形成良好的条带；关键部位钼甩带轮的冷却用水专管路供给低温水，给水管的水温在0℃并循环使用，回水管控制5℃以内，以确保钼甩带轮工作温差较小，在冷却用水中加入防冻液，防冻液与冷却用水的容量比为千分之二，防冻液能使水温降至0℃而不结冰。其他工艺条件不变，使用本发明的改进方法，磁粉性能从13.13MGO提高至15.02MGO，性能整体提升12.5%。
具体实施方式
一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法，包括配料熔炼、铸锭破碎、真空快淬、磁破碎、晶化热处理、细粉碎、磁性能检测的生产工艺流程。
本发明使用的真空快淬炉是国内同类先进设备，快淬方式是电弧重熔溢流式，快淬金属液体通过钼甩带轮以每秒21.5米的线速度甩带，炉体、接料桶用常温水冷却并物质循环利用，关键部位钼甩带轮的冷却用水，将常温水改为低温水，水温在0℃左右并循环使用，保持恒温。具体方法为，用一台5kw制冷机外接一只5立方米水箱，水箱内内置冷凝管，注水、加防冻液，水箱外接水泵，水泵工作压力须达到3kg/立方厘米以上，水泵一端接冷凝水箱，另一端接快淬炉钼甩带轮给水管，钼甩带轮回水管接回路至冷凝水箱循环使用。
开启制冷机对水箱常温水制冷，同时对真空快淬炉做生产前各项准备工作，包括清理炉膛、料桶、安装调整钳锅、安装电极钼棒、加料、抽真空，需要时间为一小时，水箱内的水温设定在0℃左右。
快淬炉开始工作，冷凝水泵与其它运行系统同时开始运行，冷凝水循环后温度变化控制在5℃以内，以确保钼甩带轮工作温差较小。
真空快淬粉未出炉后的其它工序不变，成品后常规检测各项指标。钕铁硼快淬粉在真空快淬甩带环节将常温水冷却改为冷凝水冷却，实现了材料内部晶粒结构很好的非晶态组织，成品后经检测磁性能（BH）max为10.18MGO、剩磁Br为7.25KGs、矫顽力Hcb为6.06KOe、内禀矫顽力Hcj为10.57KOe，而没有采用冷水专供钼甩带轮所生成的产品最高指标为（BH）max为8.9MGO、剩磁Br为6.6KGs、矫顽力Hcb为5.45KOe、内禀矫顽力Hcj为9.78KOe，实现了钕铁硼快淬各项指标提升12.5%，达到15.02MGO，达到了国内先进水平。
本发明实现了规模化大生产条件下所取得的高性能粘结钕铁硼产品，由中等性能指标向高性能指标迈出了一大步，缩短了与世界先进水平的差距。投资小，性价比高，经济效益可观。

Claims (4)

1.一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法，包括配料熔炼、铸锭破碎、真空快淬、磁破碎、晶化热处理、细粉碎、磁性能检测的生产工艺流程，其特征在于，所述真空快淬流程包括真空快淬炉电弧加热至所述钕铁硼熔融生成金属液体，溢流出的所述金属液体通过钼甩带轮以每秒21.5米的线速度甩带，所述真空快淬炉体、接料桶用常温水冷却并循环利用，所述钼甩带轮的冷却用水将常温水改为冷却用水，所述冷却用水经制冷机降温后由专用管路供给，所述冷却用水进入所述快淬炉钼甩带轮给水管的温度为0℃，循环后温度变化控制在5℃以内。
2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法，其特征在于，所述冷却用水中加入防冻液。
3.根据权利要求2所述的一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法，其特征在于，所述防冻液与冷却用水的容量比为千分之二。
4.根据权利要求1所述的一种钕铁硼纳米晶快淬永磁粉工业化深冷生产方法，其特征在于，所述冷却用水进入所述快淬炉钼甩带轮给水管的压力为3kg/立方厘米。
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