专利名称：一种各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于稀土永磁材料制备技术领域，特别是涉及一种各向异性稀土永磁合金磁粉制备装置。技术背景粘结稀土永磁材料包括=SmCo5型、Sm2Co17型、SmFeN型、NdFeN和NdFeB型磁体，有些已被大量应用于电子信息、自动化、电脑和各种微电机等领域，但目前被研制和应用的主要是各向同性的磁粉。如何提高粘结稀土永磁材料的性价比，节省不可再生的稀土资源，扩大在国民经济建设和人民生活中的应用范围，各向异性稀土永磁材料磁粉的研制被认为是一种重要的发展方向。稀土永磁材料磁粉的研制主要方法有粉末冶金法(PM)、机械合金化法(MA)、氢化法(HDDR)和熔体快淬法(RQ&RQ。其中，用机械加工变形工艺制取各向异性稀土永磁材料磁粉方法有(1)热挤压工艺。在中国专利授权公告号CN1147882C和CN1230839C中，热挤压工艺制取各向异性稀土 NdFeB磁体和磁粉，该种工艺需要昂貴和复杂的挤压机械、模具和加热设备，成本高；稀土永磁合金材料挤压前必需用金属套管在真空或保护气氛Ar、N2中被密封，工艺繁杂；挤压过后套管破裂，材料易被氧化；挤压过后材料缺陷多、材料收得率低；材料的加工热变形要求温度高，而且加工形变均勻性差，不易获得取向性好的、加工织构均勻的磁粉，磁性能虽有提高，但尚不显著等缺点。( 热锻或热镦工艺。在中国专利授权公告号CN1142562C “通过锻造制备磁性材料的方法和粉末形式的磁性材料”中，该种工艺同样存在与热挤压工艺相同的缺点，还不如挤压变形工艺，难以获得形变均勻、方向性好和加工织构均勻的高性能的各向异性磁粉。( 热轧工艺。美国曾报道用快淬NdFeB磁粉，采取钢包套轧制工艺获得能积(BH)m = 42MG0e以上的各向异性磁体，然后破碎成各向异性NdFeB磁粉，同样存在与热挤压、热锻或热镦工艺相同的缺点。中国专利授权公告号CN10117449913 “纳米晶各向异性稀土永磁磁粉的制备方法”和授权公告号CN201186350Y “各向异性纳米晶稀土永磁磁粉的制备装置”中，主要是侧重各向异性稀土 NdFeB磁粉的制备，热轧工艺对制取SmFeN，NdFeN合金永磁粉不适用，高于600°C的温度下，氮化物要分解。其次，该设备和工艺只适用做试验和研究，不能连续作业。
实用新型内容针对上述存在的技术问题，本实用新型提供一种各向异性稀土永磁合金磁粉制备
直ο为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是—种各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置，其特征在于包括真空炉体、真空炉内的中频感应炉、真空管道、中间包、水冷铜轮及中温多辊轧制装置，所述中温多辊轧制装置包括传送辊道、传动轮、多辊轧机及收料桶，多个传动轮支撑传送辊道，传送辊道穿过多辊压机，所述中频感应炉中的熔融合金流体的出口置于中间包上方，中间包溢流出槽口贴近水冷铜轮的侧上方，熔融的稀土合金或永磁合金的熔液经水冷铜轮急冷成各向同性的速凝合金薄片，带有导料槽的传送辊道置于水冷铜轮另一侧，所述导料槽置于多辊轧机输入侧，收料桶置于传送辊道尾端下方，收料桶的出口外接贮料室。所述多辊压机的线速度大于传送辊道传送的线速度，传送辊道传送的线速度大于水冷铜轮制取各向同性速凝合金薄片的线速度。所述多辊轧机的辊轮至少为四个。所述导料槽具有倾斜角度，其倾斜角与水平线成15-60°范围。所述真空炉的炉体上设有四个观察窗，分别为水冷铜轮与传送辊道相接处侧面观察的第四观察窗，中频感应炉出口对应顶部观察的第三观察窗，水冷铜轮与传送辊道相接处顶部观察的第二观察窗，及传送辊道与多辊压机相接处正面观察的第一观察窗。所述真空炉体中间用联接法兰联接。本实用新型的有益效果为1.本实用新型与挤压、锻造和热轧变形工艺相比较，其更适合制取各向异性的永磁合金粉。2.本实用新型将真空熔炼、水冷铜轮和轧机设备三者结合在一起，工艺简单，适宜小批量的试制和生产。3.经本实用新型生产的磁粉性能高，均勻性好，收得率高。4.本实用新型多辊轧机的辊轮至少为四个，为了获得具有显著的形变加工织构和良好磁性的各向异性永磁合金磁粉，变形量控制在> 50%以上。具有倾斜角度的导料槽的设置，为防止连续运行过程中在传送辊道上速凝合金薄片产生料的堵塞现象。炉体上设置的4个观察窗能够及时、全面观察到制粉装置内的工作状况。5.本实用新型制粉装置中间用联接法兰联接，方便拆卸、维修、调整各种参数和零部件的置换。
图1为本实用新型制粉装置的结构侧面剖面示意图。图2为本实用新型制粉装置的结构侧面示意图。图中1.真空炉体，2.中频感应炉，3.真空管道，4.中间包，5.水冷铜轮，6.联接法兰，7.导料槽，8.多辊轧机，9.贮料室，10.收料桶，11.传动轮，12.第一观察窗，13.速凝合金薄片，14.传送辊道，15.第二观察窗，16.各向同性合金薄片，17.第三观察窗，18.第四观察窗。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本实用新型进行详细说明。实施例1 如图1所示，本实用新型制粉装置包括真空炉体1及真空炉体1内的中频感应炉2、真空炉体1上真空管道3、中间包4、水冷铜轮5及中温多辊轧制装置，所述中温多辊轧制装置包括传送辊道14、传动轮11、多辊轧机8及收料桶10，多个传动轮11支撑传送辊道14，传送辊道14穿过多辊压机8，所述中频感应炉2熔融合金流体的出口置于中间包4上方，中间包4溢流出槽口贴近水冷铜轮5的侧上方，带有导料槽7的传送辊道14置于水冷铜轮5另一侧，所述导料槽7置于多辊轧机8输入侧，收料桶10置于传送辊道14下方，收料桶10的出口外接贮料室9 ；熔融的稀土合金或永磁合金熔液经水冷铜轮5急冷成各向同性的速凝合金薄片16，由传送辊道14传送，经导料槽7进入多辊轧机8被轧制成具有显著加工形变织构的、更薄的各向异性合金薄片13，再经传送辊道14送入收料桶10，进入到外接的贮料室9中。所述水冷贮料室9内温度降至200°C以下，取出各向异性的稀土合金或永磁合金薄片13，通过粉碎机粉碎成各向异性的稀土合金或永磁合金磁粉。[0024]本实用新型在制备稀土合金或永磁合金磁粉过程中，所述多辊压机8轧辊的线速度大于传送辊道14传送的线速度，传送辊道14传送的线速度大于制取各项同性速凝合金薄片16的水冷铜轮5的线速度。为获得具有显著的形变加工织构和良好磁性的各向异性永磁合金磁粉，变形量控制在>50%以上，所述多辊轧机8的辊轮数至少为四个。为防止在连续运行过程中传送辊道14上的速凝合金薄片16的堵塞现象，所述传送辊道14在输入多辊轧机8前的输入段带有具有倾斜角度的导料槽7。所述导料槽7的倾斜角的与水平线成15-60度范围，更佳为20-45度的范围。为方便观察，所述制粉装置的真空炉体1上设有四个观察窗，分别为水冷铜轮5与传送辊道14相接处侧面观察的第四观察窗18，中频感应炉2出口对应顶部观察的第三观察窗17，水冷铜轮5与传送辊道14相接处顶部观察的第二观察窗15，及传送辊道14与多辊压机8相接处正面观察的第一观察窗12。本实用新型的工作过程如下将成分为NdPi^a5Zra ^CuQ.A.fe^ (wt% )的稀土 NdFeB永磁合金原料，放入真空中频感应熔炼炉2中，抽真空达< 5X 10_2Pa，充入氩气至0. 04MPa,中频感应加热至熔化，温度控制在1400-1450°C，然后把熔融的稀土 NdFeB合金熔液，通过中间包4浇铸在水冷铜轮5表面，水冷铜轮5转速Vfflft= 2米/秒，约以102-104°C /秒的冷却速率铸成0. 25-0. 5mm厚，以微晶为主的各向同性的速凝NdFeB合金薄片16。然后，将处于600-900°C红热状态下的各向同性的速凝NdFeB合金薄片16，通过传送辊道14和导料槽7送至多辊轧机8进行热轧，导料槽7与水平线夹角θ = 30-40°，轧制参数传送辊道14传送的线速度Vffijl= 3米/秒，多辊轧机8的辊速Viug= 4米/秒，变形量控制在> 50%以上，这种各向同性的稀土 NdFeB速凝合金薄片16，被轧制成具有显著形变加工织构和各向异性的NdFeB永磁合金薄片13，经收料桶10进入有水冷的贮料室9，轧制条件要求多辊轧机8轧辊的线速度大于传送辊道14传送的线速度，传送辊道14传送的线速度大于制取速凝合金薄片水冷铜轮5的线速度。水冷的贮料室9冷却至200°C以下出炉。然后，用破碎机把具有显著的形变加工织构和各向异性NdFeB永磁合金薄片粉碎成100 μ左右的高性能各向异性的NdFeB永磁合金粉末。振动样品磁强计测定磁粉性能Br = 0. 89Τ Hcj = 840kA/m (BH) = 138kJ/m3 实施例2 本例与实施例1相同，本例采用成分配方为SmM (Fe1^yCuy) 17 (at % )的合金原料，由于稀土元素Sm容易挥发，熔炼过程中为了补充Sm的挥发和损耗，抑制α -Fe相的形成，需要多加入些Sm，本例中采用X = 0. 7。其次，用Cu替代部分狗，取y = 0. 1，达到细化晶粒、提高磁体矫顽力的作用。其工作过程如下将Sm2.7 (Fe0.9Cu0.) 17的合金原料放入本实用新型制粉装置的中频感应炉2中，抽真空至彡5X 10_2Pa，然后充入0. 04MPa高纯Ar，中频感应加热至熔化，温度控制在1390-1430°C，把融熔的Sm2.7 (Fea9Cu0.丨)17的合金原料以V_= lm/s速率速凝成0. 2-0. 5匪厚、以微晶为主各向同性软磁Sm2.7a^Q.9CUai)17m速凝合金薄片16。这种红热状态下(600-8000C )的Sm2.7 O^eci.9Cuai)17速凝合金薄片16，通过传送辊道14直接送入多辊轧机8轧制，导料槽7与水平线夹角θ =30°，轧制参数传送辊道14的线速度Vffijl= 2米/秒，多辊轧机8轧辊的线速度Viug= 3米/秒，在变形量60-70%的情况下，轧制成具有显著形变加工织构、各向异性的更薄的软磁合金薄片13。 这种具有显著形变加工织构、各向异性的软磁合金薄片13被粉碎成5-30 μ m的粉末，各向异性的Sm2.7 (Fea9Cua ^ 17软磁合金粉末，必须要在1大气压的纯N2或HN3气氛中，500°C温度与5小时的热扩渗N处理，才能制得具有显著形变加工织构、各向异性硬磁(永磁)Sm2.7 (Fe0.9Cu0. ^ 17NZ合金磁粉。然后，这种各向异性Sm2.7 (Fe0.9Cu0. ^ 17NZ合金磁粉，再放入压力容器室中，抽至5 X 的真容，充入高纯N2气，并在350°C下进行3小时的均勻化处理，最终，获得了高性能的、磁各向异性的硬磁Sm2.7 (Fe0.9Cu0. ^ 17N2.7固溶间隙型金属间化合物粉末。经测定磁粉中N的含量为2. 95% wt, ζ = 2. 7，振动样品磁强计测定各向异性的Sm2.7 (Fetl 9Cua J17N2.7 磁粉性能:Br = 1. 25T Hcj = 705KA/m (BH) max = 215KJ/m3。
权利要求1.一种各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置，其特征在于包括真空炉体(1)、真空炉内的中频感应炉O)、真空管道(3)、中间包0)、水冷铜轮(5)及中温(热)多辊轧制装置，所述中温轧制装置包括传送辊道(14)、传动轮(11)、多辊轧机(8)及收料桶(10)，多个传动轮(11)支撑传送辊道(14)，传送辊道(14)穿过多辊压机(8)，所述中频感应炉(2)中的熔融合金流体的出口置于中间包(4)上方，中间包溢流出槽口贴近水冷铜轮(5)的侧上方，带有导料槽(7)的传送辊道(14)置于水冷铜轮( 另一侧，所述导料槽(7)置于多辊轧机(8)输入侧，收料桶(10)置于传送辊道(14)尾端下方，收料桶(10)的出口外接贮料室(9)。
2.根据权利要求1所述各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置，其特征在于所述多辊压机(8)的线速度大于传送辊道(14)传送的线速度，传送辊道(14)传送的线速度大于水冷铜轮( 制取各向同性速凝合金薄片(16)的线速度。
3.根据权利要求1所述各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置，其特征在于所述多辊轧机(8)的辊轮至少为四个。
4.根据权利要求1所述各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置，其特征在于所述导料槽(7)具有倾斜角度，其倾斜角与水平线成15-60°范围。
5.根据权利要求1所述各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置，其特征在于所述真空炉体(1)上设有四个观察窗，分别为水冷铜轮( 与传送辊道(14)相接处侧面观察的第四观察窗(18)，中频感应炉O)出口对应顶部观察的第三观察窗(17)，水冷铜轮(5)与传送辊道(14)相接处顶部观察的第二观察窗(15)，及传送辊道(14)与多辊压机(8)相接处正面观察的第一观察窗(12)。
6.根据权利要求1所述各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置，其特征在于所述真空炉体(1)中间用联接法兰(6)联接。
专利摘要本实用新型涉及的一种各向异性稀土永磁合金磁粉的制备装置，属于稀土永磁材料制备技术领域。包括真空炉体及真空炉内的中频感应炉、中间包、水冷铜轮及中温热轧制装置，真空炉体的一端连接真空管道，所述中温轧制装置包括传送辊道、传动轮、多辊轧机及收料桶，多个传动轮支撑传送辊道，传送辊道穿过多辊压机，所述中频感应炉中的熔融合金流体的出口置于中间包上方，中间包溢流出槽口贴近水冷铜轮的侧上方，带有导料槽的传送辊道置于水冷铜轮另一侧，所述导料槽置于多辊轧机输入侧，收料桶置于传送辊道尾端下方，收料桶的出口外接贮料室。本实用新型工艺简单，适宜小批量的试制和生产，生产后磁粉性能高，均匀性好，收得率高。
文档编号B22F9/00GK202317025SQ201120464908
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者孙宝玉, 徐孝荣, 杨永泽, 裴文利 申请人:沈阳中北通磁科技股份有限公司