CN104399995A - 一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法 - Google Patents
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Abstract
一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,属于钕铁硼制粉技术领域。其特征在于,添加工艺为:由气流磨(1)的加料喷嘴(2)的侧壁上开设加剂口(7)压入防氧化剂与润滑剂的混合试剂,混合试剂在加剂口的加入速率为5g/min~10g/min,将混合试剂吹散成雾状与钕铁硼粗粉混合,在钕铁硼粗粉随气流吹入气流磨(1)的同时将混合试剂带入,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。本发明提供一种具有提高气流磨过程让试剂充分包裹细粉颗粒和消除腐蚀性,达到提高烧结毛坯性能和提高生产效率,降低生产成本的方法。
Description
技术领域
一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,属于钕铁硼制粉技术领域。
背景技术
随着烧结钕铁硼磁体制造行业中气流磨制粉中加剂工艺的推广应用,钕铁硼合金制粉添加抗氧化剂和润滑剂对烧结钕铁硼磁体的性能影响越来越明显。选择如何添加防氧化剂和润滑剂,对高性能钕铁硼磁体的制备有非常重要的意义。目前通用的加剂方式都是在制粉前或者制粉后添加。制粉后添加,无法在制粉过程中起到抗氧化和润滑作用;制粉前添加,即制粉前将一定比例的防氧化剂和润滑剂混合后倒入装有料粉的粉罐中,将粉罐放入混粉机中混合1小时左右,然后再上气流磨磨粉,磨完后再加入试剂放入混粉机中混合2小时左右。因大多数添加剂有腐蚀作用,会腐蚀加料皮带和加料阀,对气流磨设备损坏性大,腐蚀设备中橡胶元件,经常因为橡胶元件的损坏造成设备漏气增加安全隐患,同时也提高了产品的附加成本。另外不管是在磨前加剂或者磨后加剂都是倒入罐中再混合,这种方式一是浪费时间、效率低;二是混合效果不均匀,不能够让试剂充分包裹每一颗钕铁硼细粉。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种设备无腐蚀、混合效率高、细粉包裹充分的烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:在气流磨的加料喷嘴上开设加剂口,加剂口上连接有控压吹送组件;将氢碎或破碎机制得钕铁硼粗粉由气流磨的加料喷嘴进料,加料喷嘴接入压力为0.5 MPa ~0.6MPa的氮气源吹送钕铁硼粗粉,钕铁硼粗粉进料速率在3.3 kg/min ~5.0kg/min;同步控制防氧化剂与润滑剂的混合试剂由加剂口压入气流磨,混合试剂的压入速率为5 g/min ~10g/min,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。混合试剂吹散成雾状与钕铁硼粗粉混合,在钕铁硼粗粉随气流吹入气流磨的同时将混合试剂带入,从而达到钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂均匀附在颗粒的表面。
本发明实现的最主要特点在于在制粉的过程中同步完成的试剂的加入,提高了生产效率,降低生产成本。本发明的加剂方式选择在钕铁硼粗粉吹入气流磨的加料喷嘴处横向垂直吹入,保证吹入的钕铁硼粗粉与混合试剂充分接触,同时本发明利用高压的氮气源将混合试剂吹散成雾状,使钕铁硼粗粉与混合试剂混合均匀。本发明中混合试剂承受的压力为6 MPa ~8MPa,钕铁硼粗粉接受氮气源的压力为0.5 MPa ~0.6MPa,两种压力配合能够保证混合试剂获得的动能恰好穿透吹送的钕铁硼粗粉运行截面,保证所有的钕铁硼粗粉均能接受混合试剂,又不会穿透钕铁硼粗粉运行截面而附着于吹送管路上而造成试剂浪费。
步骤2)所述混合试剂中防氧化剂与润滑剂的混合质量比为0.5~1:0.5~1。
所述的防氧化剂为硬质酸锌、二乙二醇单丁醚、豆蔻酸、溶剂油按质量百分比1%~50% : 1%~50% : 1%~70% : 1%~70%配置的混合物;所述的润滑剂为异丙醇、硬质酸锌、硼酸酸锌脂、溶剂油按质量百分比1%~50% : 1%~50% : 1%~70% : 1%~70%配置的混合物。
本发明选用的防氧化剂和润滑剂的种类和混合比调配成的混合试剂具有适当的粘度和粗粉挂附性,该混合试剂在所选的吹送压力和口径下能够形成适当直径小液滴,这种小液滴随粗粉同步进入气流磨后在遇到磨细后的钕铁硼粗粉时,其表面张力能够促使其自动包裹在细粉表面。并具有足够的挂附能力,不会再气流磨的高速碰撞下破坏。
上述方法所使用的装置为:加剂口开设在加料喷嘴的侧壁上,加剂口的口径为 0.5 mm ~2 mm,加剂口上连接有控压吹送组件。本发明对气流磨的加料喷嘴进行改进,在加料喷嘴上开设加剂口。避免了对加剂位置前的设备腐蚀,实现在磨粉的同时是钕铁硼细粉表面包充分裹试剂。
优选的,所述的加剂口开在加料喷嘴内腔变径后的管壁上,加剂口的口径在 1.0mm ~1.2 mm。开口口径一是能够控制试剂加入量;二是增加试剂的穿透效果,保证加料喷嘴截面内所有待磨粗粉均匀裹覆试剂。
所述的控压吹送组件包括试剂管道、试剂瓶和试剂瓶给压进气管,试剂管道将加剂口与试剂瓶的出剂口连接,试剂瓶的出剂口通过试剂压出管延伸至试剂瓶内腔底部,试剂瓶上部设有开口并连接试剂瓶给压进气管,试剂瓶给压进气管连接至加压氮气源。本发明的加剂方式选择在钕铁硼粗粉吹入气流磨的原料入口处横向垂直吹入,保证吹入的钕铁硼粗粉与混合试剂充分接触,同时本发明利用高压的氮气源将混合试剂吹散成雾状,使钕铁硼粗粉与混合试剂混合均匀。
所述的试剂瓶与试剂瓶给压进气管的连接处设有调压阀。可以根据实际情况调节吹送氮气的吹入气压。保证装置正常运行。
所述的加压氮气源的压力为6 MPa ~8MPa。本发明中试剂瓶接入氮气源的压力为6 MPa ~8MPa,适应通常情况下钕铁硼粗粉0.5 MPa ~0.6MPa的吹送压力,两种压力配合能够保证混合试剂获得的动能恰好穿透吹送的钕铁硼粗粉运行截面,保证所有的钕铁硼粗粉均能接受混合试剂,又不会穿透钕铁硼粗粉运行截面而附着于吹送管路上而造成试剂浪费,保证试剂的最大利用率。
与现有技术相比,本发明的烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法所具有的有益效果是:本发明提供一种具有提高气流磨过程让试剂充分包裹细粉颗粒和消除腐蚀性,达到提高烧结毛坯性能和提高生产效率,降低生产成本的方法。本发明方法在实现了原有制粉工艺功能的同时完成了加剂的作用。本发明通过在钕铁硼磁体制粉过程使用此加剂方式,使试剂更均匀的包裹在在粉末颗粒表面,形成一层保护模,有效的防止粉末与氧气的接触,压型取向时有利于磁体的旋转。本加剂方式可以提高生产效率,降低生产成本,制粉过程中可以保证出粉速度200~300kg/h,激光粒度分布D90/D10值4.5~5.5μm。本加剂方式,防止了添加剂与设备中的橡胶等其他易腐蚀的元件接触,极大的改善设备的使用和有效的控制生产成本。本加剂方式可以有效的改善产品性能,尤其是在制作要求严格产品时对产品性能的提高效果显著。
附图说明
图1是本发明一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂装置结构示意图。
图2是本发明一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂装置在气流磨的安装位置示意图。
其中,1、气流磨 2、加料喷嘴 3、试剂管道 4、试剂瓶 5、试剂压出管 6、气流磨底喷进气口 7、加剂口 8、试剂瓶给压进气管 9、调压阀。
具体实施方式
参照图1、图2:本发明的一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂方法所用装置,包括气流磨1的加料喷嘴2、试剂管道3、试剂瓶4、加料喷嘴2的侧壁上开设有加剂口7,加剂口7在加料喷嘴2内壁上的开口口径在0.5 mm ~2mm,保证试剂的合理喷入速率;试剂管道3将加剂口7与试剂瓶4的出剂口连接,试剂瓶4的出剂口通过试剂压出管5延伸至试剂瓶4内腔底部,试剂瓶4上部设有开口并连接试剂瓶给压进气管8,试剂瓶4与试剂瓶给压进气管8的连接处设有调压阀9,能够随时根据实际情况调节充入气压;试剂瓶给压进气管8连接至加压氮气源,加压氮气源的压力为6 MPa ~8MPa,保证在试剂黏度下仍能形成足够吹入速率。
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,其中实施例1为最佳实施例。
实施例1
580kg氢碎(HD)制得的粗粉,由气流磨1的加料喷嘴2进料,加料喷嘴2接入压力为0.55MPa的氮气源吹送;由加料喷嘴2的侧壁上开设加剂口7压入防氧化剂与润滑剂的混合试剂,防氧化剂与润滑剂的混合质量比为1:1,其中防氧化剂为硬质酸锌、二乙二醇单丁醚、豆蔻酸、溶剂油按质量百分比20% : 20% : 30% : 30%配置的混合物;所述的润滑剂为异丙醇、硬质酸锌、硼酸酸锌脂、溶剂油按质量百分比20% : 20% : 30% : 30%配置的混合物;加剂口7的口径为 1.0mm,加压氮气源的压力为7MPa;经过气流磨研磨,研磨重量35kg,氧含量200ppm,转速3700转,控制气流磨加料喷嘴2的钕铁硼粗粉进料速率在5.0kg/min,同步控制加剂口7处混合试剂在加剂口的加入速率为8g/min,将混合试剂吹散成雾状与钕铁硼粗粉混合,在钕铁硼粗粉随气流吹入气流磨1的同时将混合试剂带入,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。
研磨过程中,制粉平均粒度3.0μm,D90/D10=4.3,整个制粉工艺用时4小时,磨完后再经后续工序成型-烧结后得到产品的性能:剩磁(Br)13.60kGs,矫顽力(Hcj)21.71kOe。
实施例2
580kg氢碎(HD)制得的粗粉,由气流磨1的加料喷嘴2进料,加料喷嘴2接入压力为0.55MPa的氮气源吹送;由加料喷嘴2的侧壁上开设加剂口7压入防氧化剂与润滑剂的混合试剂,防氧化剂与润滑剂的混合质量比为1:1,其中防氧化剂为硬质酸锌、二乙二醇单丁醚、豆蔻酸、溶剂油按质量百分比50% : 1% :48% : 1%配置的混合物;所述的润滑剂为异丙醇、硬质酸锌、硼酸酸锌脂、溶剂油按质量百分比50% : 1% :48% : 1%配置的混合物;加剂口7的口径为 1.2 mm,加压氮气源的压力为7MPa;经过气流磨研磨,研磨重量35kg,氧含量200ppm,转速3700转,控制气流磨加料喷嘴2的钕铁硼粗粉进料速率在5.0kg/min,同步控制加剂口7处混合试剂在加剂口的加入速率为9g/min,将混合试剂吹散成雾状与钕铁硼粗粉混合,在钕铁硼粗粉随气流吹入气流磨1的同时将混合试剂带入,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。
研磨过程中,制粉平均粒度3.0μm,D90/D10=5.0,整个制粉工艺用时4小时,磨完后再经后续工序成型-烧结后得到产品的性能:剩磁(Br)13.52kGs,矫顽力(Hcj)21.57kOe。
实施例3
580kg氢碎(HD)制得的粗粉,由气流磨1的加料喷嘴2进料,加料喷嘴2接入压力为0.5 5MPa的氮气源吹送;由加料喷嘴2的侧壁上开设加剂口7压入防氧化剂与润滑剂的混合试剂,防氧化剂与润滑剂的混合质量比为1:1,其中防氧化剂为硬质酸锌、二乙二醇单丁醚、豆蔻酸、溶剂油按质量百分比 1% : 50% : 1%:48%配置的混合物;所述的润滑剂为异丙醇、硬质酸锌、硼酸酸锌脂、溶剂油按质量百分比1% : 50% : 1%:48%配置的混合物;加剂口7的口径为 0.8mm,加压氮气源的压力为6MPa;经过气流磨研磨,研磨重量35kg,氧含量200ppm,转速3700转,控制气流磨加料喷嘴2的钕铁硼粗粉进料速率在4.2kg/min,同步控制加剂口7处混合试剂在加剂口的加入速率为7g/min,将混合试剂吹散成雾状与钕铁硼粗粉混合,在钕铁硼粗粉随气流吹入气流磨1的同时将混合试剂带入,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。
研磨过程中,制粉平均粒度2.9μm,D90/D10=5.0,整个制粉工艺用时4小时,磨完后再经后续工序成型-烧结后得到产品的性能:剩磁(Br)13.48 kGs,矫顽力(Hcj)21.6kOe。
实施例4
580kg氢碎(HD)制得的粗粉,由气流磨1的加料喷嘴2进料,加料喷嘴2接入压力为0.5 MPa的氮气源吹送;由加料喷嘴2的侧壁上开设加剂口7压入防氧化剂与润滑剂的混合试剂,防氧化剂与润滑剂的混合质量比为0.5:0.8,其中防氧化剂为硬质酸锌、二乙二醇单丁醚、豆蔻酸、溶剂油按质量百分比15% : 10 %: 5% : 70%配置的混合物;所述的润滑剂为异丙醇、硬质酸锌、硼酸酸锌脂、溶剂油按质量百分比15% : 10 %: 5% : 70%配置的混合物;加剂口7的口径为 0.5mm,加压氮气源的压力为6MPa;经过气流磨研磨,研磨重量35kg,氧含量200ppm,转速3700转,控制气流磨加料喷嘴2的钕铁硼粗粉进料速率在3.3 kg/min,同步控制加剂口7处混合试剂在加剂口的加入速率为5 g/min,将混合试剂吹散成雾状与钕铁硼粗粉混合,在钕铁硼粗粉随气流吹入气流磨1的同时将混合试剂带入,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。
研磨过程中,制粉平均粒度2.9μm,D90/D10=4.5,整个制粉工艺用时4小时,磨完后再经后续工序成型-烧结后得到产品的性能:剩磁(Br)13.54kGs,矫顽力(Hcj)21.6 kOe。
实施例5
580kg氢碎(HD)制得的粗粉,由气流磨1的加料喷嘴2进料,加料喷嘴2接入压力为0.5 MPa的氮气源吹送;由加料喷嘴2的侧壁上开设加剂口7压入防氧化剂与润滑剂的混合试剂,防氧化剂与润滑剂的混合质量比为0.5:1,其中防氧化剂为硬质酸锌、二乙二醇单丁醚、豆蔻酸、溶剂油按质量百分比5% : 15% : 70% : 10%配置的混合物;所述的润滑剂为异丙醇、硬质酸锌、硼酸酸锌脂、溶剂油按质量百分比5% : 15% : 70% : 10%配置的混合物;加剂口7的口径为0.5 mm,加压氮气源的压力为8MPa;经过气流磨研磨,研磨重量35kg,氧含量200ppm,转速3700转,控制气流磨加料喷嘴2的钕铁硼粗粉进料速率在3. 5kg/min,同步控制加剂口7处混合试剂在加剂口的加入速率为7g/min,将混合试剂吹散成雾状与钕铁硼粗粉混合,在钕铁硼粗粉随气流吹入气流磨1的同时将混合试剂带入,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。
研磨过程中,制粉平均粒度2.9μm,D90/D10=4.8,整个制粉工艺用时4小时,磨完后再经后续工序成型-烧结后得到产品的性能:剩磁(Br)13.51 kGs,矫顽力(Hcj)21.5 kOe。
实施例6
580kg氢碎(HD)制得的粗粉,由气流磨1的加料喷嘴2进料,加料喷嘴2接入压力为0.6MPa的氮气源吹送;由加料喷嘴2的侧壁上开设加剂口7压入防氧化剂与润滑剂的混合试剂,防氧化剂与润滑剂的混合质量比为1:0.5,其中防氧化剂为硬质酸锌、二乙二醇单丁醚、豆蔻酸、溶剂油按质量百分比25% : 25% : 25% : 25%配置的混合物;所述的润滑剂为异丙醇、硬质酸锌、硼酸酸锌脂、溶剂油按质量百分比25% : 25% : 25% : 25%配置的混合物;加剂口7的口径为 2 mm,加压氮气源的压力为7MPa;经过气流磨研磨,研磨重量35kg,氧含量200ppm,转速3700转,控制气流磨加料喷嘴2的钕铁硼粗粉进料速率在5.0kg/min,同步控制加剂口7处混合试剂在加剂口的加入速率为10g/min,将混合试剂吹散成雾状与钕铁硼粗粉混合,在钕铁硼粗粉随气流吹入气流磨1的同时将混合试剂带入,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。
研磨过程中,制粉平均粒度3.1μm,D90/D10=5.1,整个制粉工艺用时4小时,磨完后再经后续工序成型-烧结后得到产品的性能:剩磁(Br)13.4 kGs,矫顽力(Hcj)21.5 kOe。
对比例1
与实施例1在相同气磨条件下制粉,在制粉后与实施例1相同条件的混合试剂混合,由于在制粉过程中没有试剂起到润滑和防氧化作用,工艺制得细粉平均粒度3.0,D90/D10=5.8,整个制粉工艺用时7小时,经成型-烧结后得到产品性能:剩磁(Br)13.35kGs,矫顽力(Hcj)20.8kOe。实施例1与之相比制粉生产用时节省3小时,磁性能方面剩磁(Br)提高了0.25 kGs,矫顽力(Hcj)提高了0.91kOe。
对比例2
与实施例1在相同气磨条件下制粉,在制粉前与实施例1相同条件的混合试剂混合,由于在制粉过程中没有试剂起到润滑和防氧化作用,工艺制得细粉平均粒度3.0,D90/D10=5.5,整个制粉工艺用时6小时,经成型-烧结后得到产品性能:剩磁(Br)13.38kGs,矫顽力(Hcj)21.0kOe。虽然产品性能不错,但是在气磨过程中对气流磨的橡胶件产生不同程度的腐蚀。实施例1与之相比制粉生产用时节省3小时,磁性能方面剩磁(Br)提高了0.22kGs,矫顽力(Hcj)提高了0.71kOe。
对比例3
与实施例1在相同气磨条件下制粉,加剂口7的口径加大至3mm,由于在制粉过程中没有试剂起到润滑和防氧化作用,工艺制得细粉平均粒度3.0,D90/D10=5.2,经成型-烧结后得到产品性能:剩磁(Br)13.36kGs,矫顽力(Hcj)20.9kOe。试剂在喷入时没有在加料喷嘴2内均匀附着于粗粉表面,在气磨过程中试剂分布不够均匀,影响压型取向和抗氧化能力,导致最终产品性能不足。实施例1与之相比,磁性能方面剩磁(Br)提高了0.24kGs,矫顽力(Hcj)提高了0.81kOe。
对比例4
与实施例1在相同气磨条件下制粉,,加压氮气源的压力为10MPa,由于在制粉过程中没有试剂起到润滑和防氧化作用,工艺制得细粉平均粒度3.0,D90/D10=5.3,经成型-烧结后得到产品性能:剩磁(Br)13.33kGs,矫顽力(Hcj)20.8kOe。试剂在喷入时速率过快,没有在加料喷嘴2内均匀附着于粗粉表面并少量附着于加料喷嘴2上,在气磨过程中试剂分布不够均匀,影响压型取向和抗氧化能力,导致最终产品性能不足。实施例1与之相比,磁性能方面剩磁(Br)提高了0.27kGs,矫顽力(Hcj)提高了0.91kOe。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:在气流磨的加料喷嘴(2)上开设加剂口(7),加剂口(7)上连接有控压吹送组件;将氢碎或破碎机制得钕铁硼粗粉由气流磨(1)的加料喷嘴(2)进料,加料喷嘴(2)接入压力为0.5 MPa ~0.6MPa的氮气源吹送钕铁硼粗粉,钕铁硼粗粉进料速率在3.3 kg/min ~5.0kg/min;同步控制防氧化剂与润滑剂的混合试剂由加剂口(7)压入气流磨,混合试剂的压入速率为5 g/min ~10g/min,钕铁硼粗粉在气流磨中碰撞的过程中试剂也均匀附在颗粒的表面。
2.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:步骤2)所述混合试剂中防氧化剂与润滑剂的混合质量比为0.5~1:0.5~1。
3.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:所述的防氧化剂为硬质酸锌、二乙二醇单丁醚、豆蔻酸、溶剂油按质量百分比1%~50% : 1%~50% : 1%~70% : 1%~70%配置的混合物;所述的润滑剂为异丙醇、硬质酸锌、硼酸酸锌脂、溶剂油按质量百分比1%~50% : 1%~50% : 1%~70% : 1%~70%配置的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:所述的加剂口(7)开设在加料喷嘴(2)的侧壁上,加剂口(7)的口径为 0.5 mm ~2 mm。
5.根据权利要求1或4所述的一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:所述的加剂口(7)开在加料喷嘴(2)内腔变径后的管壁上,加剂口的口径在 1.0mm ~1.2 mm。
6.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:所述的控压吹送组件包括试剂管道(3)、试剂瓶(4)和试剂瓶给压进气管(8),试剂管道(3)将加剂口(7)与试剂瓶(4)的出剂口连接,试剂瓶(4)的出剂口通过试剂压出管(5)延伸至试剂瓶(4)内腔底部,试剂瓶(4)上部设有开口并连接试剂瓶给压进气管(8),试剂瓶给压进气管(8)连接至加压氮气源。
7.根据权利要求6所述的一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:所述的试剂瓶(4)与试剂瓶给压进气管(8)的连接处设有调压阀(9)。
8.根据权利要求6所述的一种烧结钕铁硼气流磨制粉中加剂的方法,其特征在于:所述的加压氮气源的压力为6 MPa ~8MPa。
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