CN110732399B - 一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法，通过在气流磨旋风分离器和磨室之间设置的气流磨出料管处安装粉料捕获装置，粉料捕获装置包括n块磁钢、旋转基座组件、托架、导板、固定架和n个安装座，n个安装座沿一圈间隔分布，每个安装座上设置有安装腔，每块磁钢的内侧面为圆弧面，每块磁钢的表磁相同，钕铁硼细粉经由气流磨出料管输出，当通过n块磁钢处时，钕铁硼细粉中含有的超细粉被磁化后吸附到正料细粉颗粒上，由于n块磁钢持续转动，磁化后的超细粉快速从气流磨出料管输出至气流磨旋风分离器；优点是在提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的基础上，可以避免超细粉抱团现象，不会导致最终得到的烧结钕铁硼磁体磁性能的降低。

Description

一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法
技术领域
本发明涉及一种烧结钕铁硼气流磨粉料技术，尤其是涉及一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法。
背景技术
当前，流化床气流磨所制备的钕铁硼细粉，技术要求细粉的粒度(D50)控制在3.5-5.0μm之间。但因流化床气流磨本身的特点，实际制备出的粉料中不可避免含有粒度在1μm以下的细粉，且这些超细粉的重量含量通常占粉料的0.5％-1.5％。这些细粉主要成分为镨钕、镝、铽等稀土，俗称超细粉。
为了提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率，当前主流的方法是通过流化床气流磨自带的旋风分离器进行改造，使超细粉中的一部分流入正料细粉(粒度为3.5-5.0μm的粉)中，从而使粉料出材率得以提高。虽然该方法可以将粉料的出材率从98.5％提高至99％，但是该方法源于旋风分离器自身的特点，粉料经过旋风分离器时，在离心力的作用下，质量相对大的正料细粉贴近旋风分离器内壁形成细粉簇进入正料，质量相对小的超细粉会靠近旋风分离器的中心形成超细粉簇进入正料，进入正料后的超细粉簇，即使后续通过筛网过筛，由于当前工艺条件的限制，筛网孔径最小也只能使用100目左右，超细粉颗粒与超细粉颗粒的抱团现象仍未能得到改善。采用上述粉料成型成压坯后入炉烧结，高温1050-1080℃条件下进行烧结得到烧结钕铁硼磁体。在该烧结钕铁硼磁体中，抱团的超细粉作为富钕相生长成大晶粒后吞并了正料形成的基体相。而烧结钕铁硼磁体要获得好的磁体磁性能，富钕相需要均匀的包裹基体相，其微观结构如图1所示。而现有的粉料中抱团后的超细粉在烧结高温过程中生长成大晶粒，最终导致磁体磁性能的降低。该磁体微观结构如图2所示。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法，该方法在提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的基础上，可以避免超细粉抱团现象，不会导致最终得到的烧结钕铁硼磁体磁性能的降低。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法，包括以下步骤：
(1)在气流磨旋风分离器和磨室之间设置的气流磨出料管处安装粉料捕获装置，所述的粉料捕获装置包括n块磁钢、旋转基座组件、托架、导板、固定架和n个安装座， n为大于等于4的整数，所述的旋转基座组件固定安装在气流磨平台上，所述的托架悬挂固定安装在所述的旋转基座组件上，所述的固定架安装在所述的托架上，且环绕在气流磨出料管外侧，所述的导板位于所述的固定架下方与所述的固定架固定连接，n个所述的安装座位于所述的固定架内侧，n个所述的安装座沿一圈间隔分布，每个所述的安装座设置在所述的固定架且两者之间的距离可调，每个所述的安装座上设置有安装腔，每块所述的磁钢的内侧面为圆弧面，每块磁钢的表磁相同，每块磁钢的表磁为 500～3000Gs，每块所述的磁钢的尺寸相同，每块所述的磁钢的宽度为40mm～100mm，高度为30mm～150mm，长度为30mm～100mm；n块所述的磁钢一一对应安装在n个所述的安装座的安装腔内，且n块所述的磁钢的内侧面位于与气流磨出料管同心的同一圆形面上，n块所述的磁钢均被所述的导板支撑住；每块所述的磁钢的内侧面与气流磨出料管的外侧壁之间的距离为0～10mm；气流磨出料管的材料为不导磁金属材料或不导磁非金属材料；气流磨出料管的壁厚为3～10mm。
(2)开启气流磨进行磨粉，所述的旋转基座组件驱动所述的托架转动，所述的托架带着安装于其上的固定架、n个所述的安装座和n块所述的磁钢同步转动，钕铁硼细粉经由气流磨出料管输出，当通过n块所述的磁钢处时，钕铁硼细粉中含有的超细粉被磁化后吸附到正料细粉颗粒上，且由于n块所述的磁钢持续转动，磁化后的超细粉不会堆积在气流磨出料管内壁上，快速从气流磨出料管输出，经过气流磨旋风分离器后作为正料被收集。
每个所述的安装座上设置有螺孔，每个所述的安装座通过调距螺钉安装在所述的固定架上。
所述的固定架为分体结构，由至少两个固定座拼接形成，n个安装座分布在至少两个固定座上。
所述的旋转基座组件包括基座、旋转盘以及用于驱动所述的旋转盘转动的动力源，所述的旋转盘转速为50～400r/min。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过在气流磨旋风分离器和磨室之间设置的气流磨出料管处安装粉料捕获装置，粉料捕获装置包括n块磁钢、旋转基座组件、托架、导板、固定架和n个安装座，n为大于等于4的整数，旋转基座组件固定安装在气流磨平台上，托架悬挂固定安装在旋转基座组件上，固定架安装在托架上，且环绕在气流磨出料管外侧，n个安装座位于固定架内侧，n个安装座沿一圈间隔分布，每个安装座设置在固定架且两者之间的距离可调，每个安装座上设置有安装腔，每块磁钢的内侧面为圆弧面，每块磁钢的表磁相同，每块磁钢的表磁为500～3000Gs，每块磁钢的尺寸相同，每块磁钢的宽度为40mm～100mm，高度为30mm～150mm，长度为30mm～100mm；n 块磁钢一一对应安装在n个安装座的安装腔内，且n块磁钢的内侧面位于与气流磨出料管同心的同一圆形面上；每块磁钢的内侧面与气流磨出料管的外侧壁之间的距离为 0～10mm；气流磨出料管的材料为不导磁金属材料或不导磁非金属材料；气流磨出料管的壁厚为3～10mm；当开启气流磨进行磨粉，旋转基座组件驱动托架转动，托架带着安装于其上的固定架、n个安装座和n块磁钢同步转动，钕铁硼细粉经由气流磨出料管输出，当通过n块磁钢处时，钕铁硼细粉中含有的超细粉被磁化后吸附到正料细粉颗粒上，且由于n块磁钢持续转动，磁化后的超细粉不会堆积在气流磨出料管内壁上，快速从气流磨出料管输出至气流磨旋风分离器，由于超细粉颗粒正料细粉颗粒两者相互吸附，从而正料细粉颗粒重量增大，动能增强，在经过旋风分离器时，超细颗粒不会被分离出去，最终作为正料被收集，由此本发明在提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的基础上，可以避免超细粉抱团现象，不会导致最终得到的烧结钕铁硼磁体磁性能的降低。
附图说明
图1为富钕相均匀的包裹基体相的磁体的微观结构图；
图2为现有的采用改造旋风分离器方式提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法得到的粉料制备的钕铁硼磁体的微观示意图。
图3为本发明的提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法的粉料捕获装置的剖视图；
图4为本发明的提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法的粉料捕获装置安装在出料管处的示意图；
图5为本发明的提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法的粉料捕获装置安装在出料管处的俯视图；
图6为本发明的提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法的粉料捕获装置的拆分示意图；
具体实施方式
实施例：一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法，包括以下步骤：
(1)在气流磨旋风分离器和磨室之间设置的气流磨出料管1处安装粉料捕获装置，如图3～图6所示，粉料捕获装置包括n块磁钢2、旋转基座组件、托架3、导板4、固定架5和n个安装座6，n为大于等于4的整数，旋转基座组件固定安装在气流磨平台上，托架3悬挂固定安装在旋转基座组件上，固定架5安装在托架3上，且环绕在气流磨出料管1外侧，导板4位于固定架5下方与固定架5固定连接，n个安装座6位于固定架5内侧，n个安装座6沿一圈间隔分布，每个安装座6设置在固定架5且两者之间的距离可调，每个安装座6上设置有安装腔，每块磁钢2的内侧面为圆弧面，每块磁钢 2的表磁相同，每块磁钢2的表磁为500～3000Gs，每块磁钢2的尺寸相同，每块磁钢2 的宽度为40mm～100mm，高度为30mm～150mm，长度为30mm～100mm；n块磁钢2 一一对应安装在n个安装座6的安装腔内，且n块磁钢2的内侧面位于与气流磨出料管 1同心的同一圆形面上，n块磁钢均被导板4支撑住；每块磁钢2的内侧面与气流磨出料管1的外侧壁之间的距离为0～10mm；气流磨出料管1的材料为不导磁金属材料或不导磁非金属材料；气流磨出料管1的壁厚为3～10mm。
(2)开启气流磨进行磨粉，旋转基座组件驱动托架3转动，托架3带着安装于其上的固定架5、n个安装座6和n块磁钢2同步转动，钕铁硼细粉经由气流磨出料管1输出，当通过n块磁钢2处时，钕铁硼细粉中含有的超细粉被磁化后吸附到正料细粉颗粒上，且由于n块磁钢2持续转动，磁化后的超细粉不会堆积在气流磨出料管1内壁上，快速从气流磨出料管1输出，经过气流磨旋风分离器后作为正料被收集。
本实施例中，气流磨旋风分离器为未经改造的气流磨自带旋风分离器。
本实施例中，每个安装座6上设置有螺孔，每个安装座6通过调距螺钉7安装在固定架5上。
本实施例中，固定架5为分体结构，由至少两个固定座拼接形成，n个安装座6分布在至少两个固定座上。
本实施例中，旋转基座组件包括基座8、旋转盘9以及用于驱动旋转盘9转动的动力源10，旋转盘9转速为50～400r/min。
本实施例中，在气流磨中进行研磨的粗粉采用以下方法得到：首先利用真空中频熔炼炉，将钕(Nd)、镨钕(PrNd)、纯铁(Fe)、硼铁(B-Fe)、钴(Co)等金属熔炼成合金液，使用速凝工艺将合金液甩成铸片，铸片成分 Nd25Pr6Dy0.1Fe66.43Co0.5B1Ga0.1Cu0.12Al0.3Nb0.25(重量百分比)，为抑制晶粒长大，成分中还可以适当加入一定量的锆(Zr)，实称铸片重量585kg；然后将铸片装入氢碎炉，抽真空≤10pa后冲入氢气开始吸氢，吸氢压力控制在170-200kPa，吸氢饱和后加热至600±5℃进行脱氢，脱氢结束后充入Ar气进行置换氢气，最后风机冷却，得到粗粉粉料。
本实施例中，称取重量为290kg的粗粉，使用400型气流磨磨粉，磨粉前将粉料捕获装置安装固定至气流磨平台，与气流磨出料管1配合，调整调距螺钉7使得每块磁钢 2的内侧面与气流磨出料管1的外侧壁之间的距离为2mm，粉料捕获装置转速设定为100r/min，启动粉料捕获装置的动力源开关，粉料捕获装置开始转动，气流磨开始下料磨粉，得到平均粒度(D[3,2])为3.0-3.3微米的正料粉料；将成型模具安装在成型压机上，称取正料粉料为450g，将正料粉料压制成61mm×40mm×45mm的方块，成型时取向磁场为1-2T,压坯密度为4.1g/cm3压坯经等静压后，密度压制到4.6g/cm3；最后将压坯放入真空烧结炉，采用1070℃×4h+890℃×2.5h+500℃×4h的烧结工艺温度烧结，得到磁体。
为验证本发明的效果，在未安装粉料捕获装置的情况下，称取与实施例中相同粗粉，重量为295kg，采用与实施例一相同的工艺制备得到磁体(称为对比例)。
对实施例和对比例的粉料数据进行统计，相关统计数据如表1所示，对实施例和对比例的磁体性能数据进行统计，相关统计数据如表2所示。
表1
案例 D[3,2](μm) 磨粉前重量(kg) 磨粉后正料重量(kg) 粉料出材率(％)
实施例 3.08 290 289.3 99.76
对比例 3.05 295 292.1 99.02
表2
案例 磁钢尺寸(mm) B<sub>r</sub>(T) H<sub>cJ</sub>(kOe) H<sub>k</sub>/H<sub>cJ</sub>(％)
实施例 52×35×31 1.373 17.28 97.3
对比例 52×35×31 1.377 17.35 97.1
分析表1数据可知，本发明的方法的材料出料率相对于现有的方法(对比例)的材料出料率提高了0.74％。分析表2数据可知，采用本发明的方法制备的粉料制备的磁体相对于采用现有的方法制备的粉料制备的磁体(对比例)，其磁性能未出现下降。

Claims (4)

1.一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料出材率的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在气流磨旋风分离器和磨室之间设置的气流磨出料管处安装粉料捕获装置，所述的粉料捕获装置包括n块磁钢、旋转基座组件、托架、导板、固定架和n个安装座，n为大于等于4的整数，所述的旋转基座组件固定安装在气流磨平台上，所述的托架悬挂固定安装在所述的旋转基座组件上，所述的固定架安装在所述的托架上，且环绕在气流磨出料管外侧，所述的导板位于所述的固定架下方与所述的固定架固定连接，n个所述的安装座位于所述的固定架内侧，n个所述的安装座沿一圈间隔分布，每个所述的安装座设置在所述的固定架且两者之间的距离可调，每个所述的安装座上设置有安装腔，每块所述的磁钢的内侧面为圆弧面，每块磁钢的表磁相同，每块磁钢的表磁为500～3000Gs，每块所述的磁钢的尺寸相同，每块所述的磁钢的宽度为40mm～100mm，高度为30mm～150mm，长度为30mm～100mm；n块所述的磁钢一一对应安装在n个所述的安装座的安装腔内，且n块所述的磁钢的内侧面位于与气流磨出料管同心的同一圆形面上，n块所述的磁钢均被所述的导板支撑住；每块所述的磁钢的内侧面与气流磨出料管的外侧壁之间的距离为0～10mm；气流磨出料管的材料为不导磁金属材料或不导磁非金属材料；气流磨出料管的壁厚为3～10mm；
(2)开启气流磨进行磨粉，所述的旋转基座组件驱动所述的托架转动，所述的托架带着安装于其上的固定架、n个所述的安装座和n块所述的磁钢同步转动，钕铁硼细粉经由气流磨出料管输出，当通过n块所述的磁钢处时，钕铁硼细粉中含有的超细粉被磁化后吸附到正料细粉颗粒上，且由于n块所述的磁钢持续转动，磁化后的超细粉不会堆积在气流磨出料管内壁上，快速从气流磨出料管输出，经过气流磨旋风分离器后作为正料被收集。
2.根据权利要求1所述的一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料的出材率的方法，其特征在于每个所述的安装座上分别设置有螺孔，每个所述的安装座通过调距螺钉安装在所述的固定架上。
3.根据权利要求1所述的一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料的出材率的方法，其特征在于所述的固定架为分体结构，由至少两个固定座拼接形成，n个安装座分布在至少两个固定座上。
4.根据权利要求1所述的一种提高烧结钕铁硼气流磨粉料的出材率的方法，其特征在于所述的旋转基座组件包括基座、旋转盘以及用于驱动所述的旋转盘转动的动力源，所述的旋转盘转速为50～400r/min。
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