[發(fā)明專利]稀土永磁材料制備裝置及制備工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410588316.7
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104342721A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張祝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京薩伯工業(yè)設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: C25C7/00
• 分類號: C25C7/00;C25C3/36;H01F1/053
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及稀土永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種稀土永磁材料制備裝置及制備工藝。

背景技術(shù)

粘結(jié)稀土永磁材料具有優(yōu)異的磁性能、機械性能和良好的可加工性，廣泛應(yīng)用于電子通訊、汽車、家用電器、電子儀表、核磁共振成像儀、音響設(shè)備、微型電機、移動電話等領(lǐng)域，比鐵氧體、鋁鎳鈷性能更優(yōu)越；同時由于粘結(jié)稀土永磁材料的使用，不僅促進了永磁器件向小型化、集成化發(fā)展，且提高了產(chǎn)品的性能。因稀土為不可再生資源，如何提高粘結(jié)稀土永磁材料的性價比，節(jié)省稀土在制備過程中的用量，擴大稀土在國民經(jīng)濟建設(shè)和人民生活中的應(yīng)用范圍，發(fā)展各向異性稀土永磁材料是粘結(jié)稀土永磁材料發(fā)展的必然方向。而各向異性稀土永磁材料制備工藝主要有兩種：氫化法和熱鍛鑄，氫化法是將釹鐵硼原始合金在氫氣中加熱至750～950℃進行吸氫反應(yīng)，使主相Nd₂Fe₁₄B發(fā)生歧化分解，并在此后使歧化相放出氫氣發(fā)生逆相變的脫氫程序，從而得到晶粒細小的各向異性磁性粉末；而熱鍛鑄對工藝設(shè)備要求高，且成本高。

各向異性稀土永磁材料的參數(shù)主要有剩磁Br、矯頑力Hcb、內(nèi)稟矯頑力Hcj、磁能積(B.H)max及各向異性度，其中，矯頑力Hcb與磁粉晶粒大小有關(guān)，晶粒越小各向異性度越大，剩磁Br主要取決于各向異性度，晶體取向一致性強，即各向異性度越高，剩磁Br就越大，最終反應(yīng)為磁能積(B.H)max就越大，因此加強磁場干預(yù)對提高磁粉性能有不可替代的作用。

同時傳統(tǒng)制備粘結(jié)稀土永磁材料原料是將前道的稀土金屬氧化物，在后道經(jīng)配比冶煉等各道工藝后得到，但是在生產(chǎn)過程中人為因素較多，難以控制，進而影響批量生產(chǎn)的質(zhì)量。以釹鐵硼為例，將經(jīng)過萃取分離出的鐠、釹和鐵、硼及其他成分混合后添加至真空熔煉爐熔煉，熔煉后得到合金錠，在此過程中因為各成分的熔點不同，且受到前道混合攪拌是否均勻及人工添加時間間隔與量的控制等因素影響，易造成熔煉后的合金錠材料偏析，從而影響合金錠材料的性能與后續(xù)工藝效果，同時在生產(chǎn)過程中對操作人員的技術(shù)要求較高，且需要采用真空還原熔煉爐，這對企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備要求比較高，導(dǎo)致前期生產(chǎn)投入比較大。

因此，如何在不改變稀土永磁材料特性的前提下提高永磁材料的實際矯頑力，同時加強磁場干預(yù)，以提高磁粉性能，且避免在制備粘結(jié)稀土永磁材料原料后續(xù)熔煉時的合金錠材料產(chǎn)生偏析，并降低對生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)要求與操作人員的勞動強度，已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種稀土永磁材料制備裝置及制備工藝，以解決上述背景技術(shù)中的缺點。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

稀土永磁材料制備裝置，包括稀土金屬處理槽、調(diào)配槽、沉淀槽、電解爐、澆鑄室、恒磁場源、冷卻室、研磨機構(gòu)及真空燒結(jié)爐；其中，稀土金屬處理槽通過輸送管與調(diào)配槽連接，調(diào)配槽用于將各種單一稀土金屬氯化物調(diào)配成氯化物絡(luò)合溶液，調(diào)配槽通過絡(luò)合溶液輸送管與沉淀槽連接，沉淀槽與電解爐連接，并在電解爐一側(cè)設(shè)置有進料口，而電解爐尾端設(shè)置有澆鑄室，澆鑄室與恒磁場源連接，冷卻室與恒磁場源連接，研磨機構(gòu)通過輸出管與冷卻室連接，真空燒結(jié)爐與研磨機構(gòu)連接。

在本發(fā)明中，電解爐內(nèi)設(shè)置有電加熱部分、石墨槽、陽極導(dǎo)電管及陰極導(dǎo)電棒；此外，電解爐內(nèi)還設(shè)置有電流傳感器，稀土金屬氯化物在沉淀槽內(nèi)進行沉降處理后，被輸送至電解爐進行電解熔融生成合金液，而后進入澆鑄室澆鑄，在恒磁場源內(nèi)磁化完畢，送至冷卻室冷卻為合金錠。

在本發(fā)明中，電解爐內(nèi)還設(shè)置有隔熱層，保溫防止熱量流失，有利于提高電流利用率，節(jié)省能源消耗。

在本發(fā)明中，電解爐尾端與澆鑄室連接處設(shè)置有擋板，擋板上安裝有電磁閥，當石墨槽內(nèi)生成的合金液達到一定高度時，電磁閥自動開啟，擋板上升，合金液輸入澆鑄室進行澆鑄，待合金液輸入完畢后，擋板回歸初始位置，電解爐進行下一輪的合金液合成。

在本發(fā)明中，冷卻室內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，用于檢測冷卻室的溫度。

在本發(fā)明中，輸出管上設(shè)置有自動送料輸送帶，自動送料輸送帶上安裝有感應(yīng)器，在合金錠下落至冷卻室出口時，啟動輸送，將合金錠送至研磨機構(gòu)破碎成細粉末。

在本發(fā)明中，恒磁場源包括電磁線圈電源、電磁線圈及磁場傳感器，電磁線圈電源通過磁場傳感器連接電磁線圈，電磁線圈產(chǎn)生的恒磁場強度為0.03～8k0e，其通過電磁線圈電源進行調(diào)節(jié)，通過在合金液澆鑄形成后與冷卻工序前，施加磁場以誘導(dǎo)晶體結(jié)晶與形核，從而提高磁粉性能。