CN110935881A

CN110935881A - 非晶纳米晶粉末烘烤装置及应用其的磁粉芯生产线

Info

Publication number: CN110935881A
Application number: CN201911402276.1A
Authority: CN
Inventors: 王策; 孙海波; 陈卫红
Original assignee: Foshan Zhongyan Amorphous Technology Co Ltd
Current assignee: Foshan Zhongyan Amorphous Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-03-31

Abstract

本发明提供的一种非晶纳米晶粉末烘烤装置，包括安装支架，所述安装支架中设置有用于对非晶纳米晶粉末进行加热烘烤的加热炉腔，所述加热炉腔连接有用于驱动所述加热炉腔相对所述安装支架作转动运动的第一转动驱动部；还包括用于气体输出的通气装置，所述通气装置的气体输出端延伸设置于所述加热炉腔内；还包括一种应用该烘烤装置的磁粉芯生产线；通过该非晶纳米晶粉末烘烤装置的设置，能应用于相应的非晶纳米晶粉末的绝缘包覆技术中，满足相应的成品粉末制备流程应用需求。

Description

非晶纳米晶粉末烘烤装置及应用其的磁粉芯生产线

技术领域

本发明涉及软磁合金冶金技术领域，具体为一种非晶纳米晶粉末烘烤装置及应用其的磁粉芯生产线。

背景技术

非晶材料具有高的饱和磁感、高磁导率、低矫顽力和低的高频损耗、良好的强硬度、耐磨性及耐腐蚀性、良好的温度及环境稳定性等，其优异的综合性能，代替坡莫合金、硅钢和铁氧体，在电力电子技术中应用，显示出体积小、效率高、节能等特点，在所有的金属软磁材料中具有最佳的性能价格比。

绝缘包覆是非晶及纳米晶磁粉芯制备过程中的关键技术，绝缘包覆层性能是影响磁粉芯高频损耗的重要因素，绝缘包覆层如果包覆不完整或被破坏，将急剧增加磁粉颗粒间的涡流损耗，从而增大磁粉芯的高频损耗。

现有技术应用中，绝缘包覆过程通常采用酸性溶液进行腐蚀性的绝缘包覆处理，而酸性溶液通常通过易挥发有机物进行稀释，造成了成本的上升和环境的破坏；且腐蚀过程反应控制难度较大，易出现包覆不均匀及粉粒局部放热过大造成粉粒表面非晶结构的变化。同时，粉粒的腐蚀会引起粉末磁导率下降及磁滞损耗升高的不良后果。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种非晶纳米晶粉末烘烤装置及应用其的磁粉芯生产线。

非晶纳米晶粉末烘烤装置，包括安装支架，所述安装支架中设置有用于对非晶纳米晶粉末进行加热烘烤的加热炉腔，所述加热炉腔连接有用于驱动所述加热炉腔相对所述安装支架作转动运动的第一转动驱动部；还包括用于气体输出的通气装置，所述通气装置的气体输出端延伸设置于所述加热炉腔内。

进一步地，所述通气装置的气体输出端延伸设置有通气管以延伸设置至所述加热炉腔内，所述通气管对应于所述加热炉腔内位置设置有用于排出气体的出气孔。

进一步地，所述通气管与所述加热炉腔同轴设置，所述第一转动驱动部驱动所述加热炉腔绕其中心轴以相对所述安装支架与所述通气管作转动运动。

进一步地，所述通气管对应于所述加热炉腔内位置，径向延伸设置有若干翻料挡板。

进一步地，所述通气管连接有第二转动驱动部，所述第二转动驱动部驱动所述通气管绕其中心轴作自转动运动。

进一步地，所述加热炉腔内侧壁位置径向延伸设置有若干翻料隔板。

进一步地，所述加热炉腔呈柱桶状设置，所述加热炉腔相对水平面沿轴向倾斜设置，所述加热炉腔的倾斜下侧设置有出腔口。

进一步地，所述安装支架上对应所述出腔口位置设置有接料漏斗，所述接料漏斗的出料端设置有出料储料桶。

进一步地，所述加热炉腔的倾斜上侧设置有入腔口，所述安装支架上对应所述入腔口设置有进料储料桶，所述进料储料桶的出料端以进料板配合连接至所述入腔口位置。

进一步地，所述非晶纳米晶粉末烘烤装置还包括超声振动仪，所述超声振动仪对所述加热炉腔内进行有超声波输出。

磁粉芯生产线，包括如上述所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置、搅拌装置、锻压装置、烧结装置、退火装置、固化装置及涂层处理装置。

进一步地，所述涂层处理装置与所述非晶纳米晶粉末烘烤装置驱动联动。

进一步地，所述涂层处理装置包括挂杆，所述挂杆包括杆体，所述杆体上设置有若干用于承放工件的凹槽位。

进一步地，所述涂层处理装置还包括驱动所述挂杆作自转动运动的杆转动驱动部，所述杆转动驱动部与所述第一转动驱动部驱动联动。

进一步地，所述涂层处理装置还包括用于换热介质输出的换热部，所述杆体中具有用于换热介质流通的循环流道，所述换热部与所述循环流道连通；所述循环流道与所述凹槽位之间具有热传递路径。

进一步地，所述杆体包括用于物料套接装入的装接端及用于换热介质输入的换热端。

进一步地，所述装接端呈锥状，其外径远离所述换热端位置呈递减趋势。

进一步地，所述杆体中空设置有内腔，所述内腔中设置有进液管，所述进液管内设置有进液流道；所述进液管外侧与所述内腔之间设置有出液流道，所述进液管设置有若干连通所述进液流道与出液流道的循环液口；所述换热端设置有与所述进液流道连通的进液口及设置有与所述出液流道连通的出液口。

进一步地，所述凹槽位设置有至少两个，各所述凹槽位于所述杆体上等距均布。

本发明的有益效果在于：

通过该非晶纳米晶粉末烘烤装置的设置，能应用于相应的非晶纳米晶粉末的绝缘包覆技术中，满足相应的成品粉末制备流程应用需求。

通过该磁粉芯生产线的设置，有效地满足于磁粉芯制备流程中的多种不同包覆粉末制备的需求，从而具有广阔的应用性。

该磁粉芯生产线中的涂层处理装置中的挂杆设置，有效满足磁粉芯的滚涂过程中的涂层均匀处理应用需求，并有效地提高滚涂效率、节约滚涂材料，从而能提高的该磁粉芯生产线的经济效益。

附图说明

图1为本发明的非晶纳米晶粉末烘烤装置的结构示意图；

图2为本发明的涂层处理装置的结构示意图；

附图标记说明：

杆体10、装接端101、换热端102、内腔103、进液管104、进液流道105、出液流道106、循环液口107、进液口108、出液口109、凹槽位11、循环流道12、杆转动驱动部13、安装支架20、第二转动驱动部201、加热炉腔21、第一转动驱动部211、出腔口212、进腔口213、通气管22、出气孔221、翻料挡板23、翻料隔板24、超声振动仪25、进料储料桶26、进料板27、接料漏斗28、出料储料桶29。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案、目的及其优点更清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的解释说明。

如图1至图2所示，本发明的磁粉芯生产线，用于进行非晶或纳米晶的磁粉芯制备，本实施例中，列举有相应的非晶磁粉芯制备方法，其相应的制备流程如下：

S1、将合金原料冶炼以制备得到有母合金；

S2、以所述母合金制备有相应的非晶粉末；

S3、将所述非晶粉末以进行配比混合，以得到有非晶混合粉末；

S4、将所述非晶混合粉末绝缘包覆处理，以得到有非晶包覆粉末；

S5、将所述非晶包覆粉末添加有润滑剂，并进行搅拌混合，得到有非晶成品粉末；

S6、将所述非晶成品粉末进行压制处理、烧结处理、退火处理及固化处理，得到有磁粉芯基块；

S7、将所述磁粉芯基块进行表面涂层处理，得到有非晶磁粉芯。

则应用有如上述所述的非晶磁粉芯制备方法的磁粉芯生产线，其将包括以下设备：

冶炼炉，其应用于步骤S1中，以进行相应的合金原料冶炼；

喷带机，其应用于步骤S2中，以将所得母合金进行喷带处理，以制备有相应的非晶带材；

磨粉机，其应用于步骤S2中，以将所得的非晶带材进行磨碎处理，以得到有呈片状的非晶粉末；

熔融设备，其应用于步骤S2中，以水雾化或气雾化等处理方式，以将所得母合金制备成呈类球状的非晶粉末；

筛分机，以将所得呈片状的非晶粉末及呈类球状的非晶粉末进行独立的筛分分级；

相应的搅拌设备，其应用于步骤S3及S4中，以将分级的不同目数的不同形状非晶粉末进行配比混合，并以此进行相应的绝缘包覆处理；

锥形搅拌机，其应用于步骤S5中，以进行非晶成品粉末制备；

于所述步骤S6中，应用有锻压机以对该非晶成品粉末进行压制处理，应用有烧结炉以进行烧结处理，应用有退火炉以进行退火处理，应用有真空含浸机以进行固化处理；

相应的涂层处理设备，其应用于步骤S7中，以进行相应的表面涂层处理应用。

具体而言，本发明公开有一种非晶纳米晶粉末烘烤装置，以作为所述的搅拌设备于所述步骤S3及S4中应用。

实施例1：

所述非晶纳米晶粉末烘烤装置，包括安装支架20，所述安装支架20中设置有用于对非晶纳米晶粉末进行加热烘烤的加热炉腔21，该加热炉腔21通过相应的加热设备应用以实现其腔内的控温加热；所述加热炉腔21呈圆柱桶状，所述加热炉腔21与所述安装支架20同轴设置；在外部支撑件的支撑下，所述加热炉腔21与所述安装支架20相对水平面沿轴向倾斜设置；所述加热炉腔21的倾斜下侧设置有出腔口212，所述安装支架20上对应所述出腔口212位置设置有接料漏斗28，所述接料漏斗28的出料端设置有出料储料桶29，以满足该加热炉腔21的出料储存需要；所述加热炉腔21的倾斜上侧设置有进腔口213，所述安装支架20上对应所述入腔口设置有进料储料桶26，所述进料储料桶26的出料端以进料板27配合连接至所述入腔口位置，以满足该加热炉腔21的入料应用需求。

所述安装支架20应用相应的现有技术角度调节机构以进行相应的倾斜角度调整，基于该角度调节机构的控制，是所述加热炉腔21与所述安装支架20相对水平面轴向倾斜设置，以确保加热炉腔21中烘烤加工的粉料能王其倾斜下侧的出腔口212位置输送，以便于加工完成后的粉料输出。

所述安装支架20对应其中心轴位置设置有第一转动驱动部211，所述第一转动驱动部211与所述加热炉腔21连接；所述第一转动驱动部211驱动所述加热炉腔21绕其中心轴以相对所述安装支架20作转动运动；具体而言，所述第一转动驱动部211可设置为驱动电机，以现有技术的电机驱动组合方式，满足所述加热腔的转动驱动控制应用需求。

所述安装支架20外设置有用于气体输出的通气装置，所述通气装置的气体输出端延伸设置有通气管22，所述通气管22为硬质长圆管结构；所述安装支架20对应其中心轴位置于其倾斜下侧端设置有以安装轴承连接的第二转动驱动部201，所述通气管22于所述加热炉腔21的倾斜上侧经所述进腔口213以伸入至所述加热炉腔21内，并穿接装接至所述安装轴承中，令所述通气管22与所述加热炉腔21同轴设置；所述第一转动驱动部211驱动所述加热炉腔21绕其中心轴以相对所述安装支架20与所述通气管22作转动运动；所述第二转动驱动部201驱动所述通气管22绕其中心轴作自转动运动，所述加热炉腔21的转动方向与所述通气管22的转动方向相反。

同样地，所述第二转动驱动部201也可设置为驱动电机，以现有技术的电机驱动组合方式，满足所述通气管22的转动驱动控制应用需求。

所述通气管22对应于所述加热炉腔21内位置，周侧设置有多个用于排出气体的出气孔221并径向延伸设置有多个翻料挡板23；所述加热炉腔21内侧壁位置径向延伸设置有若干翻料隔板24；当所述加热炉腔21转动时，所述翻料挡板23与所述翻料隔板24沿所述加热炉腔21的径向位置作相对的搅拌运动，以满足所述加热炉腔21中的非晶纳米晶粉末的搅拌应用需求。

该实施例1中所应用的非晶纳米晶粉末烘烤装置，涉及有一种第一绝缘包覆方法的应用，具体而言，所述第一绝缘包覆方法包括以下步骤：

S4-11、使所述加热炉腔21预热加热至240～450℃，并将相应的非晶混合粉末加入至所述加热炉腔21中；

S4-12、以所述通气管22对所述加热炉腔21内持续通入有含氧空气，所述非晶混合粉末于所述加热炉腔21内进行翻转搅拌，而令该非晶混合粉末表面与该含氧空气进行充分反应，以使所述非晶混合粉末表面固定形成有绝缘包覆层，得到有所述非晶包覆粉末。

具体而言，基于所得的呈片状和/或呈类球状非晶粉末为以应用有含Fe和Si的铁基非晶合金粉末；使将所得该非晶混合粉末以加热炉腔21进行烘烤处理以令其去应力退火；以所述通气管22对所述加热炉腔21中持续通入有含氧空气，且以其翻料挡板23或翻料隔板24对炉腔内该非晶混合粉末进行翻转搅拌，而令该非晶混合粉末表面与该含氧空气进行有充分反应，其化学反应式涉及有；Fe+O₂＝Fe₂O₃和Si+O₂＝SiO₂，翻转搅拌均匀充分反应；以使该非晶混合粉末表面形成有带相应氧化物的绝缘包覆层，以得到有包覆粉末。

该第一绝缘包覆方法的应用，通过采用热空气进行其绝缘包覆步骤中的绝缘包覆层生成，有效改善了生产成本和环境污染问题；同时能有效提高绝缘包覆层的质量；减少其绝缘包覆过程外来物质的引入对其制备的非晶磁粉芯造成有磁性能的影响。

采用相同生产条件，制备产品性能如下：其中所制备改良磁粉芯产品具有更高的磁导率，更低的损耗，更有利于产品小型化、高频化应用需求。

实施例2：

所述非晶纳米晶粉末烘烤装置还包括超声振动仪25，该超声振动仪25安装于所述安装支架20上，所述超声振动仪25对所述加热炉腔21内进行有超声波输出。

该实施例2中所应用的非晶纳米晶粉末烘烤装置，涉及有一种第二绝缘包覆方法的应用，具体而言，所述第二绝缘包覆方法包括以下步骤：

S4-21、以超声波将无机粉末混合并附着至所述非晶混合粉末上，得到有非晶附着粉末；

S4-22、将碱溶液与所述非晶附着粉末进行混合并充分反应，干燥处理并以粘结剂固定，以使所述非晶附着粉末表面固定形成有绝缘包覆层，得到有所述非晶包覆粉末。

所述无机粉末为SiO₂或Fe₂O₃等无机氧化物；所述无机粉末的目数为8000目以上，达到超细的效果，其颗粒趋近于纳米级。

具体而言，使上述各目数的该非晶混合粉末以所述非晶纳米晶粉末烘烤装置进行配合且混合搅拌均匀，同时，使所述非晶纳米晶粉末烘烤装置于该非晶混合粉末的混合搅拌过程中，应用有所述超声波振动仪，以进行超声波输出，基于该超细的无机粉末本身具备有一定的吸附能力，超声波振动以令该无机粉末均匀地附着至该非晶混合粉末上，得到有非晶附着粉末。

搅拌期间，相应的加热炉腔21可对其搅拌温度进行控制，优选控制为常温25摄氏度加热，以满足设备于高温或低温地区的搅拌应用需求，避免气温对上述搅拌混合过程的影响。

将碱溶液与所述非晶附着粉末进行混合并充分反应，所述碱溶液可选择为NaOH溶液，则上述反应过程中，或涉及有化学反应式：SiO₂+2NaOH＝Na₂SiO₃+H₂O，常温条件，搅拌均匀充分反应；对与碱溶液充分反应后的非晶附着粉末添加粘结剂以进行搅拌至均匀干燥，以使所述非晶附着粉末表面形成有带Na₂SiO₃的绝缘包覆层，以得到有非晶包覆粉末。

上述碱溶液与非晶附着粉末的反应过程，可继续应用于所述非晶纳米晶粉末烘烤装置中进行处理；或使所得的非晶附着粉末于该非晶纳米晶粉末烘烤装置导出后由其他设备进行混合反应处理。

所述粘结剂为粘结性的无机物或有机粘结剂；所述粘结剂为硅树脂或水玻璃或环氧树脂，所述粘结剂的添加量为0.2～2.5％。

该无机粉末按照形成单层的绝缘包覆层所需含量，可根据性能需求增加无机粉末的添加量；令所得附着的绝缘包覆层厚度趋近于单层，接近于完整附着。

该第一绝缘包覆方法的应用，通过采用无腐蚀处理的方法进行相应的绝缘包覆应用，以有效地改善成本问题及环境污染问题，其无需酸性溶液进行相应的腐蚀性反应，能有效避免因包覆不均匀及粉粒局部放热过大造成粉粒表面非晶结构的变化，避免非晶成品粉末的磁导率下降及其它磁性能恶化现象。

实施例3：

另一方面，本发明还包括一种涂层处理装置，以作为所述的涂层处理设备于所述步骤S7中应用。

所述涂层处理装置，包括挂杆、驱动所述挂杆作自转动运动的杆转动驱动部13及用于换热介质输出的换热部。

所述挂杆包括杆体10，所述杆体10上等距排布设置有用于承放由步骤S6所得的磁粉芯基块的多个凹槽位11，所述杆体10中具有用于换热介质流通的循环流道12，所述换热部与该循环流道12连通；所述循环流道12与所述凹槽位11之间具有热传递路径。

所述杆体10包括用于物料套接装入的装接端101及用于换热介质输入的换热端102，所述装接端101呈锥状，其外径远离所述换热端102位置呈递减趋势，以便于所述磁粉芯基块的穿接。

具体而言，所述杆体10中空设置有内腔103，所述内腔103中设置有进液管104，所述进液管104内设置有进液流道105；所述进液管104外侧与所述内腔103之间设置有出液流道106，所述进液管104设置有若干连通所述进液流道105与出液流道106的循环液口107；所述换热端102设置有与所述进液流道105连通的进液口108及设置有与所述出液流道106连通的出液口109；所述换热部输出的换热介质沿所述进液口108、进液流道105、循环液口107、出液流道106及出液口109流动，以形成所述循环流道12。

基于所述挂杆为具有导热性质的型材材料所制备，则使所述所述循环流道12与所述凹槽位11之间具有热传递路径，以满足对放置于所述凹槽位11上的磁粉芯基块的换热应用需要。

所述杆转动驱动部13可应用为现有技术的驱动电机驱动方式，或结合现有技术的皮带联动或联轴联动应用方式，以联动连接至所述第一转动驱动部211或第二转动驱动部201中，使所述第一转动驱动部211或第二转动驱动部201联动所述挂杆作自转动运动。

结合相应的现有技术转速控制应用设备，以控制所述转杆的转速为2～60r/min。使多个所述磁粉芯基块装接于所述杆体10上，并随所述杆体10的转动而联动转动。

则于所述杆体10位置下方放置有存放有滚涂绝缘材料的料盒，则结合相应升降驱动设备联动，使杆体10带所述磁粉芯与料盒中的滚涂绝缘材料接触，以满足所述磁粉芯基块的滚涂应用需要。

或可于所述杆体10位置旁侧设置有相应的喷涂设备，以相应的喷涂绝缘材料对联动转动的所述磁粉芯基块进行相应的喷涂应用。

所述换热介质应用为水，则滚涂或喷涂的过程中，在所述换热流道中换热介质的流转作用下，该换热流道的设置有效地对凹槽位11上的磁粉芯基块进行有效冷却，同时，凹槽位11的设置能避免磁粉芯基块在滚转过程中相互靠近而引起黏连，从而有效地提高其磁粉芯制备的表面涂层处理合格率。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的实施原理前提下，依然可以对所述实施例进行修改，而相应修改方案也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，包括安装支架，所述安装支架中设置有用于对非晶纳米晶粉末进行加热烘烤的加热炉腔，所述加热炉腔连接有用于驱动所述加热炉腔相对所述安装支架作转动运动的第一转动驱动部；还包括用于气体输出的通气装置，所述通气装置的气体输出端延伸设置于所述加热炉腔内。

2.如权利要求1所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，所述通气装置的气体输出端延伸设置有通气管以延伸设置至所述加热炉腔内，所述通气管对应于所述加热炉腔内位置设置有用于排出气体的出气孔。

3.如权利要求2所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，所述通气管与所述加热炉腔同轴设置，所述第一转动驱动部驱动所述加热炉腔绕其中心轴以相对所述安装支架与所述通气管作转动运动。

4.如权利要求2所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，所述通气管对应于所述加热炉腔内位置，径向延伸设置有若干翻料挡板。

5.如权利要求1所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，所述加热炉腔内侧壁位置径向延伸设置有若干翻料隔板。

6.如权利要求1至5任一所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，所述加热炉腔呈柱桶状设置，所述加热炉腔相对水平面沿轴向倾斜设置，所述加热炉腔的倾斜下侧设置有出腔口。

7.如权利要求6所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，所述安装支架上对应所述出腔口位置设置有接料漏斗，所述接料漏斗的出料端设置有出料储料桶。

8.如权利要求6所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，所述加热炉腔的倾斜上侧设置有入腔口，所述安装支架上对应所述入腔口设置有进料储料桶，所述进料储料桶的出料端以进料板配合连接至所述入腔口位置。

9.如权利要求1所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置，其特征在于，所述非晶纳米晶粉末烘烤装置还包括超声振动仪，所述超声振动仪对所述加热炉腔内进行有超声波输出。

10.磁粉芯生产线，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的非晶纳米晶粉末烘烤装置及涂层处理装置。