CN109079148B - 钕铁硼稀土合金原料加工方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钕铁硼稀土合金原料加工方法及其装置，钕铁硼稀土合金原料加工装置包括研磨装置、分离装置、研磨液暂存装置，研磨装置包括研钵、研磨盘、位于研钵外部的第一离心泵，研磨盘包括半球状的研磨部、圆台状连接部和竖直的转轴。本发明利用研磨装置来对钕铁硼稀土合金原料进行研磨加工得到所需规格的粒料，加工过程中通过研磨液来避免钕铁硼稀土合金原料被氧化；利用分离装置来将粒料与研磨液分离，分离后的研磨液在研磨液暂存装置中暂存，研磨液暂存装置中的研磨液还可回流到研磨装置中重复利用，这有利于降低加工成本，同时，粒料分离操作简单，实施效果好。

Description

钕铁硼稀土合金原料加工方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼稀土合金原料加工方法及其装置，属于稀土材料加工技术领域。

背景技术

稀土永磁材料钕铁硼是一种重要的磁性材料，其具有优异的磁性能而被称为“磁王”，广泛地运用在在现代工业和电子技术中。在钕铁硼生产制造中，先冶炼制成钕铁硼稀土合金碎片，再将钕铁硼稀土合金碎片加工制成粉体，最后将钕铁硼稀土合金粉体聚集成型，然后进行烧结，最后再切割成所需尺寸即完成。

在钕铁硼稀土合金碎片的制作过程中，通常先将各原材料冶炼成液态合金液，再经过精炼、冷却降温形成大片的合金片，然后通过两个相互配合的破碎辊对合金片进行破碎即得到碎块状的钕铁硼稀土合金碎片。钕铁硼稀土合金碎片由于易被氧化，在将其加工成粉末的过程中易被氧化，从而导致成品质量下降。目前，普遍使用的稀土合金粉末加工方法是采用真空球磨机或有惰性气体保护的球磨机，将碎块状的稀土合金原料放入密闭的球磨机滚筒并抽成真空或通入惰性气体后进行研磨，研磨后粉末筛分也须在保护气氛下进行，由于维持长时间的真空环境或者持续采用保护气来隔绝氧气，这使得研磨的成本非常高，并且设备操作复杂，研磨后的粉体分离操作也困难。因此，急需一种设备成本低、操作简单或粉碎后易分离的设备来加工钕铁硼稀土合金原料。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了钕铁硼稀土合金原料加工方法及其装置，具体技术方案如下：

钕铁硼稀土合金原料加工装置，包括研磨装置和分离装置，所述研磨装置包括研钵、研磨盘、位于研钵外部的第一离心泵，所述研钵的顶部设置有研磨槽，所述研磨槽包括圆柱状上半槽和半球状下半槽，所述下半槽的槽口与上半槽的下端连通，所述下半槽的槽底中央设置有圆柱状凸柱，所述凸柱的下部与下半槽的槽底之间通过圆弧过渡，所述凸柱的中央设置有通孔，所述凸柱的侧壁设置有多条开口槽，所述开口槽的上端延伸至凸柱的上端，所述开口槽的下端延伸至下半槽的槽底；所述研磨盘包括半球状的研磨部、圆台状连接部和竖直的转轴，所述研磨部设置在下半槽的内部且研磨部的平面端朝上，所述研磨部的球面端设置有与凸柱相适配的盲孔，所述研磨部的球面端与下半槽的内壁之间设置有研磨球，所述连接部的大端与研磨部的平面端固定连接，所述转轴的下端与连接部的小端固定连接；所述研磨槽的内部盛有将研磨球完全浸没的研磨液，所述第一离心泵的输入端与下半槽的内腔通过通孔连通；所述分离装置包括铁筒，所述铁筒的下端设置有排料阀，所述排料阀的输入端与铁筒的内腔连通，所述铁筒的上端设置有第二离心泵，所述第二离心泵的输入端与铁筒的内腔连通，所述铁筒的侧壁设置有进料孔，所述第一离心泵的输出端与进料孔连通，所述铁筒的内部交错设置有斜铁板，所述斜铁板的上端与铁筒的内壁固定连接，所述斜铁板均设置在进料孔的上方，所述铁筒的外侧壁固设有第一电磁铁。

作为上述技术方案的改进，所述研磨装置的外部设置有研磨液暂存装置，所述研磨液暂存装置包括铁槽、固设在铁槽外部的第二电磁铁、第三离心泵、排液阀，所述第二离心泵的输出端与铁槽的内腔连通，所述第三离心泵的输入端与铁槽的内腔连通，所述排液阀的输入端与第三离心泵的输出端连通，所述排液阀的输出端与上半槽连通。

作为上述技术方案的改进，所述下半槽的直径等于上半槽的直径。

作为上述技术方案的改进，所述研磨部的直径等于连接部大端的直径。

作为上述技术方案的改进，所述凸柱与盲孔之间为间隙配合。

作为上述技术方案的改进，所述研钵的底部固设有多个支撑柱。

作为上述技术方案的改进，所述研磨液为硅油。

钕铁硼稀土合金原料加工方法，采用钕铁硼稀土合金原料加工装置对钕铁硼稀土合金原料进行研磨加工，所述钕铁硼稀土合金原料在研磨装置中通过机械力的作用下被粉碎并分级，分级后的粒料随着研磨液被第一离心泵抽出并送入到分离装置中将粒料与研磨液分离。

本发明的有益效果：

本发明利用研磨装置来对钕铁硼稀土合金原料进行研磨加工得到所需规格的粒料，加工过程中通过研磨液来避免钕铁硼稀土合金原料被氧化；利用分离装置来将粒料与研磨液分离，分离后的研磨液在研磨液暂存装置中暂存，研磨液暂存装置中的研磨液还可回流到研磨装置中重复利用，这有利于降低加工成本，同时，粒料分离操作简单，实施效果好。

附图说明

图1为本发明所述钕铁硼稀土合金原料加工装置的结构示意图；

图2为本发明所述研钵内部的示意图；

图3为本发明所述研钵的结构示意图(俯视状态)；

图4为本发明所述研磨盘的结构示意图；

图5为本发明所述分离装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～5所示，所述钕铁硼稀土合金原料加工装置，包括研磨装置和分离装置60，所述研磨装置包括研钵10、研磨盘20、位于研钵10外部的第一离心泵50，所述研钵10的顶部设置有研磨槽11，所述研磨槽11包括圆柱状上半槽111和半球状下半槽112，所述下半槽112的槽口朝上，所述下半槽112的直径等于上半槽111的直径，所述下半槽112的槽口与上半槽111的下端连通，所述下半槽112的槽底中央设置有圆柱状凸柱12，所述凸柱12的下部与下半槽112的槽底之间通过圆弧过渡，所述凸柱12的中央设置有通孔13，所述凸柱12的侧壁设置有多条开口槽14，所述开口槽14的上端延伸至凸柱12的上端，所述开口槽14的下端延伸至下半槽112的槽底；所述研磨盘20包括半球状的研磨部21、圆台状连接部22和竖直的转轴23，所述研磨部21设置在下半槽112的内部且研磨部21的平面端朝上，所述研磨部21的球面端设置有与凸柱12相适配的盲孔211，所述研磨部21的球面端与下半槽112的内壁之间设置有研磨球30，所述连接部22的大端与研磨部21的平面端固定连接，所述转轴23的下端与连接部22的小端固定连接；所述研磨槽11的内部盛有将研磨球30完全浸没的研磨液40，所述第一离心泵50的输入端与下半槽112的内腔通过通孔13连通；所述分离装置60包括铁筒61，所述铁筒61的下端设置有排料阀62，所述排料阀62的输入端与铁筒61的内腔连通，所述铁筒61的上端设置有第二离心泵63，所述第二离心泵63的输入端与铁筒61的内腔连通，所述铁筒61的侧壁设置有进料孔64，所述第一离心泵50的输出端与进料孔64连通，所述铁筒61的内部交错设置有斜铁板65，所述斜铁板65的上端与铁筒61的内壁固定连接，所述斜铁板65均设置在进料孔64的上方，所述铁筒61的外侧壁固设有第一电磁铁66。

钕铁硼稀土合金原料即钕铁硼稀土合金碎片。先将研磨部21放到下半槽112并保证凸柱12的上端插入到盲孔211，控制研磨部21的球面与下半槽112内壁之间的间隙大于研磨球30的直径，然后向研磨槽11倒入研磨球30直至研磨球30全部落入到研磨部21的球面与下半槽112内壁之间的间隙处，然后向研磨槽11倒入研磨液40使得研磨液40的液面高于下半槽112，然后将钕铁硼稀土合金碎片倒入研磨槽11，由于连接部22为圆台状且所述研磨部21的直径等于连接部22大端的直径，这使得钕铁硼稀土合金碎片能够沿着连接部22的侧壁下滑落到研磨部21的球面与下半槽112内壁之间的缝隙处，再下放研磨部21，在重力的作用下，使得研磨部21的球面紧压着研磨球30以及研磨球30之间的钕铁硼稀土合金碎片，此时钕铁硼稀土合金碎片被研磨液40完全覆盖；当转轴23转动时，由于凸柱12与盲孔211的限位配合，使得研磨部21能够在下半槽112的内部进行旋转运动，通过不断挤压、撞击，以此产生对钕铁硼稀土合金碎片的研磨作用，使得钕铁硼稀土合金碎片在机械力的作用下被粉碎、研磨。其中，所述研磨盘20的升降可使用升降机构来进行升降运动，所述升降机构可选用伸缩式液压缸或伸缩式气压缸来驱动，升降机构的伸缩端与转轴23的上端之间转动连接；所述转轴23的转动可由伺服电机来驱动。

当钕铁硼稀土合金碎片被研磨成所需粒度的粒料后，启动第一离心泵50，由于所述研磨液40为硅油，硅油为无味、无毒、不易挥发的液体，硅油不溶于水，可与苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶，硅油具有优良的耐热性、耐候性、疏水性。硅油的粘度远比水大，也比煤油大。因此，在研磨过程中采用硅油来保护，能够避免钕铁硼稀土合金碎片在研磨过程中被氧化，而且，硅油的粘度大，粒径非常小的粒料(如粒径小于60目筛的粒料)会被硅油裹挟顺着硅油的流动而移动，粒径非常小的粒料会穿过研磨球30之间的缝隙到达凸柱12附近；由于一些粒径较大的粒料受到的重力大于其硅油粘度产生的作用力；由于，所述开口槽14的上端延伸至凸柱12的上端，所述开口槽14依次经过凸柱12的下端、圆弧过渡部最终延伸至下半槽112的槽底，因此硅油裹挟着粒料在沿着开口槽14向上流动最终进入到凸柱12的上端与盲孔211孔底之间的间隙处；在硅油裹挟着粒料沿着开口槽14向上流动的过程中，一些粒径较大的粒料会在重力的作用下无法进入到凸柱12的上端与盲孔211孔底之间的间隙处，也就是说，进入到凸柱12的上端与盲孔211孔底之间的粒料即为符合要求的粒料；该部分的粒料和硅油继续通过通孔13、第一离心泵50然后被输送到分离装置60中进行粒料与硅油之间的分离。其中，相对于粘度非常低的水或煤油来说，粒料更易被硅油裹挟并顺着硅油的流动而移动。混合着粒料的硅油在第一离心泵50的内部离心力的作用下，由于粒料的密度远大于硅油，因此大部分的粒料在离心力的作用下分布在硅油流体的边缘部位，这有利于后续粒料分离。

所述分离装置60进行分离作用过程如下：第一离心泵50输出端输出的流体通过进料孔64进入到铁筒61的内部，所述第一电磁铁66通电使得铁筒61和斜铁板65被磁化，因此，流体在向上流动经过斜铁板65时，粒料会被铁筒61的内壁以及斜铁板65吸附，从而完成粒料与硅油之间的分离，之后硅油在第二离心泵63的驱动下被输出，从第二离心泵63输出端排出的硅油可重复利用。当需要分离粒料时，所述第一离心泵50和第二离心泵63均关闭，再关闭第一电磁铁66，由于失去磁力，打开排料阀62，附着在铁筒61内壁以及斜铁板65表面的大部分粒料随着铁筒61内部的硅油从排料阀62的输出端排出，最后可使用磁铁将粒料与硅油之间分离。

进一步地，所述研磨装置的外部设置有研磨液暂存装置，所述研磨液暂存装置包括铁槽71、固设在铁槽71外部的第二电磁铁72、第三离心泵73、排液阀74，所述第二离心泵63的输出端与铁槽71的内腔连通，所述第三离心泵73的输入端与铁槽71的内腔连通，所述排液阀74的输入端与第三离心泵73的输出端连通，所述排液阀74的输出端与上半槽111连通。第二离心泵63输出端排出的硅油被送入到铁槽71内部暂存，由于第二离心泵63输出端排出的硅油中仍会残留有微量的粒料，因此，可给第二电磁铁72通电使得铁槽71被磁化，第二电磁铁72产生的磁力要大于第一电磁铁66产生的磁力，硅油中的粒料被吸附在铁槽71的内壁，铁槽71内部的硅油则在第三离心泵73的驱动下通过排液阀74最终回流到研磨槽11的内部。

为降低运动阻力，进一步地，所述凸柱12与盲孔211之间为间隙配合。

进一步地，所述研钵10的底部固设有多个支撑柱15。

在上述实施例中，采用钕铁硼稀土合金原料加工装置对钕铁硼稀土合金原料进行研磨加工，所述钕铁硼稀土合金原料在研磨装置中通过机械力的作用下被粉碎并分级，分级后粒径较小的粒料随着研磨液40被第一离心泵50抽出并送入到分离装置60中将粒料与研磨液40分离，而粒径较大的粒料则仍然留着下半槽112的内部继续被研磨。通过分离装置60能够将研磨液40中的粒料分离出去，然后研磨液40在研磨液暂存装置中暂存，研磨液暂存装置中的研磨液40还可回流到研磨装置中的研磨槽11。在上述过程中，研磨液40一直在被循环利用，研磨液40用量有限，这有利于控制研磨成本。最后，粒料可采用磁分离的手段得到。最后，可将粒料使用煤油稀释，然后再晾干即可得到钕铁硼稀土合金粉末。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.钕铁硼稀土合金原料加工装置，其特征在于：包括研磨装置和分离装置（60），所述研磨装置包括研钵（10）、研磨盘（20）、位于研钵（10）外部的第一离心泵（50），所述研钵（10）的顶部设置有研磨槽（11），所述研磨槽（11）包括圆柱状上半槽（111）和半球状下半槽（112），所述下半槽（112）的槽口与上半槽（111）的下端连通，所述下半槽（112）的槽底中央设置有圆柱状凸柱（12），所述凸柱（12）的下部与下半槽（112）的槽底之间通过圆弧过渡，所述凸柱（12）的中央设置有通孔（13），所述凸柱（12）的侧壁设置有多条开口槽（14），所述开口槽（14）的上端延伸至凸柱（12）的上端，所述开口槽（14）的下端延伸至下半槽（112）的槽底；所述研磨盘（20）包括半球状的研磨部（21）、圆台状连接部（22）和竖直的转轴（23），所述研磨部（21）设置在下半槽（112）的内部且研磨部（21）的平面端朝上，所述研磨部（21）的球面端设置有与凸柱（12）相适配的盲孔（211），所述研磨部（21）的球面端与下半槽（112）的内壁之间设置有研磨球（30），所述连接部（22）的大端与研磨部（21）的平面端固定连接，所述转轴（23）的下端与连接部（22）的小端固定连接；所述研磨槽（11）的内部盛有将研磨球（30）完全浸没的研磨液（40），所述第一离心泵（50）的输入端与下半槽（112）的内腔通过通孔（13）连通；所述分离装置（60）包括铁筒（61），所述铁筒（61）的下端设置有排料阀（62），所述排料阀（62）的输入端与铁筒（61）的内腔连通，所述铁筒（61）的上端设置有第二离心泵（63），所述第二离心泵（63）的输入端与铁筒（61）的内腔连通，所述铁筒（61）的侧壁设置有进料孔（64），所述第一离心泵（50）的输出端与进料孔（64）连通，所述铁筒（61）的内部交错设置有斜铁板（65），所述斜铁板（65）的上端与铁筒（61）的内壁固定连接，所述斜铁板（65）均设置在进料孔（64）的上方，所述铁筒（61）的外侧壁固设有第一电磁铁（66）；

所述研磨液（40）为硅油；

所述研磨部（21）的直径等于连接部（22）大端的直径；所述凸柱（12）与盲孔（211）之间为间隙配合。

2.根据权利要求1所述的钕铁硼稀土合金原料加工装置，其特征在于：所述研磨装置的外部设置有研磨液暂存装置，所述研磨液暂存装置包括铁槽（71）、固设在铁槽（71）外部的第二电磁铁（72）、第三离心泵（73）、排液阀（74），所述第二离心泵（63）的输出端与铁槽（71）的内腔连通，所述第三离心泵（73）的输入端与铁槽（71）的内腔连通，所述排液阀（74）的输入端与第三离心泵（73）的输出端连通，所述排液阀（74）的输出端与上半槽（111）连通。

3.根据权利要求1所述的钕铁硼稀土合金原料加工装置，其特征在于：所述下半槽（112）的直径等于上半槽（111）的直径。

4.根据权利要求1所述的钕铁硼稀土合金原料加工装置，其特征在于：所述研钵（10）的底部固设有多个支撑柱（15）。

5.钕铁硼稀土合金原料加工方法，其特征在于：采用权利要求1-4任一项所述的钕铁硼稀土合金原料加工装置对钕铁硼稀土合金原料进行研磨加工，所述钕铁硼稀土合金原料在研磨装置中通过机械力的作用下被粉碎并分级，分级后的粒料随着研磨液（40）被第一离心泵（50）抽出并送入到分离装置（60）中将粒料与研磨液（40）分离。