CN109830370A

CN109830370A - 一种高效环保的钐钴加工工艺

Info

Publication number: CN109830370A
Application number: CN201910157661.8A
Authority: CN
Inventors: 向俊尤; 刘正兴; 张保国; 吕欢剑
Original assignee: HANGZHOU KEDE MAGNETIC INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU KEDE MAGNETIC INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2019-03-01
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2019-05-31

Abstract

本发明公开了一种高效环保的钐钴加工工艺，其加工工艺包括以下步骤：A、熔炼；B、制粉；C、压型；D、生坯加工；E、烧结；F、机加工；G、表面处理；H、检验包装，生坯加工包括D1、生坯退磁处理；D2、生坯加工环境；D3、生坯加工。本发明通过定制专用设备，如物理线切割设备和物理套孔等设备将部分传统的烧结后加工的工序提前至烧结前进行加工，从而降低劳动强度、提高生产效率、提高材料利用率和降低环境污染，同时，本发明节约的材料主要是生坯加工后留下的料皮和切割粉，这部分材料可进行收集、再制粉和二次压型，且添加生坯加工工序，可将生产效率和材料利用率至少提高10％，同时无废液、废气和废渣的产生。

Description

一种高效环保的钐钴加工工艺

技术领域

本发明涉及钐钴加工技术领域，具体为一种高效环保的钐钴加工工艺。

背景技术

钐钴永磁材料以耐高温、耐腐蚀和较高的磁性能等优点被广泛应用于马达、传感器、探测器、发动机和雷达等高科技领域。随着社会的发展，市场对钐钴永磁材料的需求正在逐渐扩大，尤其在航空航天、军工和汽车工业等高科技领域。但是对于其他领域而言，钐钴永磁材料所占的市场份额相对较少，其中一个最重要的原因就是钐钴永磁的生产成本较高。钐钴永磁材料的生产成本主要包含两个方面，即材料成本和加工成本。材料成本（各金属元素的比例）与钐钴材料的磁性能和耐温性等有关，为此一般不会通过调整配方来降低成本，然加工成本可依据各种加工设备和加工工艺的更替进行改善。

钐钴永磁材料加工目前传统的生产流程为：熔炼→制粉→压型→烧结→机加工→表面处理→检验包装，其中机加工就是将烧结后的毛坯通过线切割机、切片机、套孔机和磨床等设备进行加工以达到产品尺寸和公差要求，在机加工的过程中导致加工成本昂贵的主要原因集中在两个方面，即生产效率低和材料利用率低，另外针对机加工过程主要包括电火花线切割加工、磨床加工和切片加工等，这类工序会产生废水（切削液）和废渣（磨削）等污染物，虽然这些污染物可通过收集转有资质的部门进行处理，但仍然没有从产品生产环节降低污染物的产生，为此，我们提出一种高效环保的钐钴加工工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效环保的钐钴加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效环保的钐钴加工工艺，其加工工艺包括以下步骤：

A、熔炼；

B、制粉；

C、压型；

D、生坯加工；

E、烧结；

F、机加工；

G、表面处理；

H、检验包装。

优选的，所述生坯加工包括D1、生坯退磁处理；D2、生坯加工环境；D3、生坯加工；D4、产品装盒；D5、产品烧结。

优选的，所述生坯退磁处理为：压型后的生坯其中心零位点表磁需≤10Gs，若发现生坯表面磁场＞10Gs，则需进行交变磁场退磁处理，直至表面磁场合格，因为生坯表面磁场较大，会导致生坯加工过程中粉料相符吸附，不利于切割后产品的表面清理和切割粉料的再次利用。

优选的，所述生坯加工环境为：将退磁合格的生坯放入加工设备内部，调节设备内部温度在-5℃-10℃之间，再通过惰性气体（氩气或氮气）排氧将氧含量控制在≤0.1％之间，因为该加工环境能有效的降低切割粉料的氧化速度，保证粉料的再次利用。

优选的，所述生坯加工为：依据产品尺寸进行编制切割程序，通过物理切割对生坯进行加工，可以实现方块、圆柱、圆环、瓦片和其它异形等产品的加工，可使生产效率和材料利用率大幅提高，另外加工过程的冷却问题采用低温冷却，从而避免了传统的液冷方式，进而将废液排放降低为零。

优选的，所述产品装盒为：将生坯加工后的产品轻拿轻放整齐的放入石墨盒内，整个操作过程需在生坯加工设备内完成，确保产品无氧化。

优选的，所述产品烧结为：按照传统烧结流程进行烧结。

优选的，所述生坯加工所用设备包括底板，且底板顶部的左端固定连接有Y轴拖板，Y轴拖板内侧的顶部固定安装有Y轴拖板伺服电机，且Y轴拖板伺服电机的输出轴螺纹连接有X轴拖板，X轴拖板的右侧固定连接有放料平台，且Y轴拖板的背面固定安装有X轴拖板伺服电机，X轴拖板伺服电机的输出轴与X轴拖板的左侧螺纹连接，且放料平台的顶部放置有毛坯，底板顶部的四周均固定连接有立柱，且底板顶部左前端的立柱以及底板顶部右前端的立柱，其内表面的顶部固定连接有导轮安装板，且导轮安装板的背面固定安装有储丝筒电机，储丝筒电机的输出轴固定连接有储丝筒，储丝筒正表面的中端固定连接有驱动同步带轮，导轮安装板正表面的上端通过同步丝杆活动连接有从动同步带轮，且从动同步带轮通过同步带与驱动同步带轮传动连接，导轮安装板正表面的下端活动安装有导轮，导轮安装板正表面的右端活动安装有张紧轮，且张紧轮、导轮和储丝筒之间通过金刚砂线传动连接。

优选的，所述底板为方形结构，且底板顶部的外侧固定连接有密封外罩。

优选的，所述导轮的数量为四个，且四个导轮之间为方形设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过定制专用设备，如物理线切割设备和物理套孔等设备将部分传统的烧结后加工的工序提前至烧结前进行加工，从而降低劳动强度、提高生产效率、提高材料利用率和降低环境污染，同时，本发明节约的材料主要是生坯加工后留下的料皮和切割粉，这部分材料可进行收集、再制粉和二次压型，且添加生坯加工工序，可将生产效率和材料利用率至少提高10％，同时无废液、废气和废渣的产生。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图；

图2为本发明材料利用率对比表格示意图；

图3为本发明生坯加工设备—线切割设备去除密封外罩后立体结构示意图；

图4为本发明生坯加工设备—线切割设备主视结构示意图。

图中：1底板、2放料平台、3导轮、4金刚砂线、5从动同步带轮、6同步丝杆、7储丝筒、8导轮安装板、9立柱、10储丝筒电机、11 Y轴拖板、12 X轴拖板、13毛坯、14张紧轮、15驱动同步带轮、16密封外罩、17 Y轴拖板伺服电机、18 X轴拖板伺服电机、19同步带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的底板1、放料平台2、导轮3、金刚砂线4、从动同步带轮5、同步丝杆6、储丝筒7、导轮安装板8、立柱9、储丝筒电机10、Y轴拖板11、X轴拖板12、毛坯13、张紧轮14、驱动同步带轮15、密封外罩16、Y轴拖板伺服电机17、X轴拖板伺服电机18和同步带19部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

请参阅图1-4，一种高效环保的钐钴加工工艺，其加工工艺包括以下步骤：

A、熔炼；

B、制粉；

C、压型；

D、生坯加工；

E、烧结；

F、机加工；

G、表面处理；

H、检验包装，通过定制专用设备，如物理线切割设备和物理套孔等设备将部分传统的烧结后加工的工序提前至烧结前进行加工，从而降低劳动强度、提高生产效率、提高材料利用率和降低环境污染，同时，本发明节约的材料主要是生坯加工后留下的料皮和切割粉，这部分材料可进行收集、再制粉和二次压型，且添加生坯加工工序，可将生产效率和材料利用率至少提高10％，同时无废液、废气和废渣的产生。

生坯加工包括D1、生坯退磁处理；D2、生坯加工环境；D3、生坯加工；D4、产品装盒；D5、产品烧结。

生坯退磁处理为：压型后的生坯其中心零位点表磁需≤10Gs，若发现生坯表面磁场＞10Gs，则需进行交变磁场退磁处理，直至表面磁场合格，因为生坯表面磁场较大，会导致生坯加工过程中粉料相符吸附，不利于切割后产品的表面清理和切割粉料的再次利用。

生坯加工环境为：将退磁合格的生坯放入加工设备内部，调节设备内部温度在-5℃-10℃之间，再通过惰性气体（氩气或氮气）排氧将氧含量控制在≤0.1％之间，因为该加工环境能有效的降低切割粉料的氧化速度，保证粉料的再次利用。

生坯加工为：依据产品尺寸进行编制切割程序，通过物理切割对生坯进行加工，可以实现方块、圆柱、圆环、瓦片和其它异形等产品的加工，可使生产效率和材料利用率大幅提高，另外加工过程的冷却问题采用低温冷却，从而避免了传统的液冷方式，进而将废液排放降低为零。

产品装盒为：将生坯加工后的产品轻拿轻放整齐的放入石墨盒内，整个操作过程需在生坯加工设备内完成，确保产品无氧化。

产品烧结为：按照传统烧结流程进行烧结。

生坯加工所用设备包括底板1，且底板1顶部的左端固定连接有Y轴拖板11，Y轴拖板11内侧的顶部固定安装有Y轴拖板伺服电机17，且Y轴拖板伺服电机17的输出轴螺纹连接有X轴拖板12，X轴拖板12的右侧固定连接有放料平台2，且Y轴拖板11的背面固定安装有X轴拖板伺服电机18，X轴拖板伺服电机18的输出轴与X轴拖板12的左侧螺纹连接，且放料平台2的顶部放置有毛坯13，底板1顶部的四周均固定连接有立柱9，且底板1顶部左前端的立柱9以及底板1顶部右前端的立柱9，其内表面的顶部固定连接有导轮安装板8，且导轮安装板8的背面固定安装有储丝筒电机10，储丝筒电机10的输出轴固定连接有储丝筒7，储丝筒7正表面的中端固定连接有驱动同步带轮15，导轮安装板8正表面的上端通过同步丝杆6活动连接有从动同步带轮5，且从动同步带轮5通过同步带19与驱动同步带轮15传动连接，导轮安装板8正表面的下端活动安装有导轮3，导轮3的数量为四个，且四个导轮3之间为方形设置，导轮安装板8正表面的右端活动安装有张紧轮14，且张紧轮14、导轮3和储丝筒7之间通过金刚砂线4传动连接，底板1为方形结构，且底板1顶部的外侧固定连接有密封外罩16。

使用时，生产D17±0.01[M]*41的径向圆柱，现以加工外径尺寸为例进行说明，传统生产流程一般为压制方块生坯后进行烧结处理，烧结后采用电火花线切割进行外圆加工（D17.3±0.05[M]*41），随后转为无心磨加工保证外径公差（D17±0.01[M]*41），最终实现外径加工，对电火花线切割加工而言，行业内普遍的生产效率为2000±500mm²/（h*台），而本发明的生产流程为压制方块生坯，后进行生坯加工（D21.2+0.1/-0[M]*50.9），随后进行烧结，烧结后的毛坯尺寸为D17.5+0.2/-0[M]*41，再进行无心磨加工保证外径公差（D17±0.01[M]*41），该生坯加工设备采用金刚线替代传统电火花线切割设备中的钼丝，采用物理切割取代电火花切割，采用低温取代循环水冷却模式，其生产效率可达到864000±200mm²/（h*台），比传统电火花线切割加工提高400-450倍，另外再以D17±0.01[M]*D8±0.02*41为例进行说明材料利用率方面的改善，通过图2可以看出采用生坯加工可以将材料的利用率由51.42％提高至88.94％，通过定制专用设备，如物理线切割设备和物理套孔等设备将部分传统的烧结后加工的工序提前至烧结前进行加工，从而降低劳动强度、提高生产效率、提高材料利用率和降低环境污染，同时，本发明节约的材料主要是生坯加工后留下的料皮和切割粉，这部分材料可进行收集、再制粉和二次压型，且添加生坯加工工序，可将生产效率和材料利用率至少提高10％，同时无废液、废气和废渣的产生。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：其加工工艺包括以下步骤：

A、熔炼；

B、制粉；

C、压型；

D、生坯加工；

E、烧结；

F、机加工；

G、表面处理；

H、检验包装。

2.根据权利要求1所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述生坯加工包括D1、生坯退磁处理；D2、生坯加工环境；D3、生坯加工；D4、产品装盒；D5、产品烧结。

3.根据权利要求2所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述生坯退磁处理为：压型后的生坯其中心零位点表磁需≤10Gs，若发现生坯表面磁场＞10Gs，则需进行交变磁场退磁处理，直至表面磁场合格，因为生坯表面磁场较大，会导致生坯加工过程中粉料相符吸附，不利于切割后产品的表面清理和切割粉料的再次利用。

4.根据权利要求2所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述生坯加工环境为：将退磁合格的生坯放入加工设备内部，调节设备内部温度在-5℃-10℃之间，再通过惰性气体（氩气或氮气）排氧将氧含量控制在≤0.1％之间，因为该加工环境能有效的降低切割粉料的氧化速度，保证粉料的再次利用。

5.根据权利要求2所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述生坯加工为：依据产品尺寸进行编制切割程序，通过物理切割对生坯进行加工，可以实现方块、圆柱、圆环、瓦片和其它异形等产品的加工，可使生产效率和材料利用率大幅提高，另外加工过程的冷却问题采用低温冷却，从而避免了传统的液冷方式，进而将废液排放降低为零。

6.根据权利要求2所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述产品装盒为：将生坯加工后的产品轻拿轻放整齐的放入石墨盒内，整个操作过程需在生坯加工设备内完成，确保产品无氧化。

7.根据权利要求2所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述产品烧结为：按照传统烧结流程进行烧结。

8.根据权利要求1所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述生坯加工所用设备包括底板（1），且底板（1）顶部的左端固定连接有Y轴拖板（11），Y轴拖板（11）内侧的顶部固定安装有Y轴拖板伺服电机（17），且Y轴拖板伺服电机（17）的输出轴螺纹连接有X轴拖板（12），X轴拖板（12）的右侧固定连接有放料平台（2），且Y轴拖板（11）的背面固定安装有X轴拖板伺服电机（18），X轴拖板伺服电机（18）的输出轴与X轴拖板（12）的左侧螺纹连接，且放料平台（2）的顶部放置有毛坯（13），底板（1）顶部的四周均固定连接有立柱（9），且底板（1）顶部左前端的立柱（9）以及底板（1）顶部右前端的立柱（9），其内表面的顶部固定连接有导轮安装板（8），且导轮安装板（8）的背面固定安装有储丝筒电机（10），储丝筒电机（10）的输出轴固定连接有储丝筒（7），储丝筒（7）正表面的中端固定连接有驱动同步带轮（15），导轮安装板（8）正表面的上端通过同步丝杆（6）活动连接有从动同步带轮（5），且从动同步带轮（5）通过同步带（19）与驱动同步带轮（15）传动连接，导轮安装板（8）正表面的下端活动安装有导轮（3），导轮安装板（8）正表面的右端活动安装有张紧轮（14），且张紧轮（14）、导轮（3）和储丝筒（7）之间通过金刚砂线（4）传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述底板（1）为方形结构，且底板（1）顶部的外侧固定连接有密封外罩（16）。

10.根据权利要求8所述的一种高效环保的钐钴加工工艺，其特征在于：所述导轮（3）的数量为四个，且四个导轮（3）之间为方形设置。