CN105002382A - 永磁粉的生产工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁粉的生产工艺及其设备，工艺包括真空熔炼、真空快淬和真空晶化热处理等工艺流程，设备采用真空感应式快淬或者真空电弧式快淬技术。本发明通过生产工艺和设备生产出的永磁粉非磁性相少，晶粒小，成分均匀，合金成分工艺范围广，即在较宽的工艺条件下可以得到理想的合金组织。

Description

永磁粉的生产工艺及其设备

技术领域

本发明涉及一种磁性材料领域，更具体的说，本发明涉及一种永磁粉的生产工艺及其设备。

背景技术

目前，稀土永磁已经历第一代SmCo5，第二代沉淀硬化型Sm2Co17，发展到第三代Nd- Fe-B永磁材料。此外，在历史上被用作永磁材料的还有Cu-Ni-Fe、Fe-Co-Mo、Fe-Co-V、MnBi、A1MnC合金等，这些合金由于性能不高、成本不低，在大多数场合已很少采用，并且现有的生产工艺以及设备生产出的永磁粉性能不高，品质低。

发明内容

本发明的目的在于解决现有上述的问题，提供了一种永磁粉的生产工艺及其设备。

为实现以上目的，本发明的技术方案是一种永磁粉的生产工艺，包括以下步骤：

a、 进料检测，对原材料中各个材料的配比进行检测，

b、  真空熔炼合金，在真空状态下，对原材料进行熔炼，得到合金液，

c、 真空快淬，采用真空感应式快淬或者真空电弧式快淬对合金液进行快淬，得到合金薄带，

d、  热处理，在真空状态下对合金薄带进行热处理，

e、 检测破碎，在真空状态下，对热处理后的合金薄带进行破碎，得到合金粉，

f、 后处理工序，包括分筛粒度、混粉、检测和包装，得到永磁粉。

通过严格的材料配比检测，采用高温定点熔炼、真空快淬处理、温时双控热处理技术的工艺流程，从而得到高品质的永磁粉。

作为优选，所述的真空状态的真空度≤5pa，采用惰性气体进行保护或者采用保护其中之一。这样能够有效的保证熔炼时，坩埚内的合金液不被氧化，从而保证合金液中各个元素的比例处于合理的配比。

作为优选，所述的熔炼温度为800~1500℃，所述的快淬的线速度为20-35m/s。在此熔炼温度下，经过快淬的线速度形成非晶及微晶的共存体合金薄带，其形状为1~2mm宽，厚度为0.01~0.03mm的均匀薄带。

作为优选，所述的热处理的温度为600~800℃，热处理时间为10~30分钟。

作为优选，所述的合金粉的粒度为180um~220um。

经过破碎后的合金粉末再送入真空晶化炉内进行热处理，采用温时双控技术得到高品质的永磁粉。

一种上述永磁粉的生产设备，包括进料系统、真空系统、熔炼系统和控制电源系统，所述的进料系统、真空系统和熔炼系统均与控制电源系统电连接，所述的熔炼系统包括坩埚和熔炼罩，所述的坩埚一侧设置转轮，所述的熔炼罩内设置冷却罩，所述的冷却罩与转轮相对应，所述的冷却罩与熔炼罩固定连接，所述的坩埚的上方设置上电极，所述的坩埚的下方设置下电极，所述的上电极与下电极均与控制电源系统电连接，所述的上电极与下电极均与熔炼罩固定连接。进料系统将配比好的原材料输送到坩埚内，真空系统将熔炼罩内处于真空状态，坩埚通过上电极和下电极的低电压高电流开始熔炼，熔炼好的合金液通过一定转速的转轮形成合金薄带，再通过冷却罩冷却和真空破碎形成合金粉。

作为优选，所述的熔炼罩下方设置收集桶，所述的收集桶与熔炼罩密封固定连接，所述的坩埚下部设置固定座，所述的坩埚与固定座固定连接。收集桶用于收集制造出的合金粉。

作为优选，所述的进料系统包括进料斗和进料管，所述的进料斗与进料管之间设置进料阀，所述的进料阀与控制电源系统连接。进料斗用于装载原材料，进料阀控制原材料的供给，进料管将原材料输送到坩埚内。

作为优选，所述的真空系统包括真空泵，所述的真空泵通过管道与熔炼罩连接。真空泵运转通过管道将熔炼罩内抽成真空状态。

作为优选，所述的控制电源系统包括控制器和熔炼电源，所述的熔炼电源与控制器电连接。熔炼电源为低电压高电流，这样熔炼速度快，控制器控制进料、真空、熔炼、转速等工艺参数。

本发明具有以下有益效果：本发明的生产设备和工艺生产的永磁粉，非磁性相少，晶粒小，成分均匀，合金成分工艺范围广，即在较宽的工艺条件下可以得到理想的合金组织。

附图说明

图1是本发明的一种工艺流程图；

图2是真空感应式快淬的一种结构示意图；

图3是真空电弧式快淬的一种结构示意图。

图1中a-f分别和步骤a-f相对应，101、急冷辊，102、合金液坩埚，1、进料系统，2、熔炼系统，3、真空系统，4、收集桶，5、控制电源系统，11、进料斗，12、进料阀，13、进料管，21、坩埚，22、熔炼罩，23、转轮，24、冷却罩，31、管道，32、真空泵，51、熔炼电源，52、控制器，53、下电极，54、上电极。

具体实施方式

下面结合具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明：

实施例：永磁粉的生产工艺，（详见附图1）包括以下步骤：

a、 进料检测，对原材料中各个材料的配比进行检测，

b、  真空熔炼合金，在真空状态下，对原材料进行熔炼，得到合金液，

c、 真空快淬，采用真空感应式快淬或者真空电弧式快淬对合金液进行快淬，得到合金薄带，

d、  热处理，在真空状态下对合金薄带进行热处理，

e、 检测破碎，在真空状态下，对热处理后的合金薄带进行破碎，得到合金粉，

f、 后处理工序，包括分筛粒度、混粉、检测和包装，得到永磁粉。

真空状态的真空度≤5pa，采用惰性气体进行保护或者采用两种保护其中之一，所述的熔炼温度为1200℃，所述的快淬的线速度为35m/s，所述的热处理的温度为700℃，热处理时间为15分钟，所述的合金粉的粒度为200um。

经过破碎后的合金粉末再送入真空晶化炉内进行热处理，采用温时双控技术得到高品质的永磁粉。

真空电弧式永磁粉的生产设备（详见附图3），包括进料系统1、真空系统3、熔炼系统2和控制电源系统5，所述的进料系统1、真空系统3和熔炼系统2均与控制电源系统5电连接，所述的熔炼系统2包括坩埚21和熔炼罩22，所述的坩埚21一侧设置转轮23，所述的熔炼罩22内设置冷却罩24，所述的冷却罩24与转轮23相对应，所述的冷却罩24与熔炼罩22固定连接，所述的坩埚21的上方设置上电极54，所述的坩埚24的下方设置下电极53，所述的上电极54与下电极53均与控制电源系统5电连接，所述的上电极54与下电极53均与熔炼罩22固定连接。

熔炼罩22下方设置收集桶4，所述的收集桶4与熔炼罩22密封固定连接，所述的坩埚22下部设置固定座，所述的坩埚22与固定座固定连接，所述的进料系统1包括进料斗11和进料管13，所述的进料斗11与进料管13之间设置进料阀12，所述的进料阀12与控制电源系统5连接，所述的真空系统3包括真空泵32，所述的真空泵32通过管道31与熔炼罩22连接，所述的控制电源系统5包括控制器52和熔炼电源51，所述的熔炼电源51与控制器52电连接。

进料系统将配比好的原材料输送到坩埚内，真空系统将熔炼罩内处于真空状态，坩埚通过上电极和下电极的低电压高电流开始熔炼，熔炼好的合金液从坩埚侧面特定形状的浇口边缘溢出，与高速旋转的水冷辊轮接触后，被拉成薄膜而快速凝固形成快淬形成合金薄带，再通过冷却罩冷却和真空破碎形成合金粉，收集桶用于收集制造出的合金粉，进料斗用于装载原材料，进料阀控制原材料的供给，进料管将原材料输送到坩埚内，真空泵运转通过管道将熔炼罩内抽成真空状态，熔炼电源为低电压高电流，这样熔炼速度快，控制器控制进料、真空、熔炼、转速等工艺参数。

真空感应式生产设备与真空电弧式生产设备不同点在于合金液坩埚102和急冷辊101的位置不同（详见图2），在Ar气保护下快淬设备感应加热重熔，依靠Ar气的推动将合金溶液经坩埚底部小孔喷射到高速旋转的水铜辊或钼辊表面，形成非晶或纳米晶快淬带，再将薄带真空热处理，获得纳米晶复合结构。

真空在钕铁硼熔炼中起到保护作用，由于稀土金属极易氧化，所以容易过程中必须在真空或者充满氩气的气氛环境下进行。高温定点熔炼利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料，有利于进行成分控制、气体含量控制和熔炼时间、压强的控制，使融化的合金溶液达到“清、准、均、劲”。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种永磁粉的生产工艺，其特征是，包括以下步骤：

进料检测，对原材料中各个材料的配比进行检测，

真空熔炼合金，在真空状态下，对原材料进行熔炼，得到合金液，

真空快淬，采用真空感应式快淬或者真空电弧式快淬对合金液进行快淬，得到合金薄带，

热处理，在真空状态下对合金薄带进行热处理，

检测破碎，在真空状态下，对热处理后的合金薄带进行破碎，得到合金粉，

后处理工序，包括分筛粒度、混粉、检测和包装，得到永磁粉。

2.根据权利要求1所述的永磁粉的生产工艺，其特征是，所述的真空状态的真空度≤5pa，采用惰性气体进行保护或者采用两种保护其中之一。

3.根据权利要求1所述的永磁粉的生产工艺，其特征是，所述的熔炼温度为800~1500℃，所述的快淬的线速度为20-35m/s。

4.根据权利要求1所述的永磁粉的生产工艺，其特征是，所述的热处理的温度为600~800℃，热处理时间为10~30分钟。

5.根据权利要求1所述的永磁粉的生产工艺，其特征是，所述的合金粉的粒度为180um~220um。

6.一种上述永磁粉的生产设备，其特征是，包括进料系统、真空系统、熔炼系统和控制电源系统，所述的进料系统、真空系统和熔炼系统均与控制电源系统电连接，所述的熔炼系统包括坩埚和熔炼罩，所述的坩埚一侧设置转轮，所述的熔炼罩内设置冷却罩，所述的冷却罩与转轮相对应，所述的冷却罩与熔炼罩固定连接，所述的坩埚的上方设置上电极，所述的坩埚的下方设置下电极，所述的上电极与下电极均与控制电源系统电连接，所述的上电极与下电极均与熔炼罩固定连接。

7.根据权利要求6所述的永磁粉的生产设备，其特征是，所述的熔炼罩下方设置收集桶，所述的收集桶与熔炼罩密封固定连接，所述的坩埚下部设置固定座，所述的坩埚与固定座固定连接。

8.根据权利要求6所述的永磁粉的生产设备，其特征是，所述的进料系统包括进料斗和进料管，所述的进料斗与进料管之间设置进料阀，所述的进料阀与控制电源系统连接。

9.根据权利要求6所述的永磁粉的生产设备，其特征是，所述的真空系统包括真空泵，所述的真空泵通过管道与熔炼罩连接。

10.根据权利要求6所述的永磁粉的生产设备，其特征是，所述的控制电源系统包括控制器和熔炼电源，所述的熔炼电源与控制器电连接。