一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法技術

本發明專利技術屬于磁性材料技術領域，具體涉及一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法。其制備步驟包括熔煉爐熔煉母合金、保溫爐對母合金的二次熔煉及保溫、噴帶、晶化處理及制粉等步驟。其中，采用熔煉爐一次性熔煉數百公斤母合金，減少熔煉批次，減少多次熔煉產生的時間成本，改善母合金的一致性；采用保溫爐二次熔煉及保溫，通過熔液的流動翻轉，促進母合金熔液的均勻化，提高母合金熔液的質量；采用多孔噴嘴加大母合金熔液的流出量，提高生產效率。最終，可實現大批量、低成本、高效率生產均一性好的稀土永磁粉。

Method for efficiently preparing nanocrystalline rare-earth permanent magnetic powder

The invention belongs to the technical field of magnetic materials, in particular to a method for efficiently preparing nanocrystalline rare-earth permanent magnetic particles. The preparation steps include smelting furnace, smelting master alloy, holding furnace, smelting two times of the master alloy, holding heat, spraying belt, crystallizing treatment and pulverizing, etc.. Among them, the one-time smelting furnace smelting hundreds of kilograms of master alloy, reducing smelting batches, reduce the number produced by the melting time and cost, improve the consistency of the master alloy; the two melting and holding furnace insulation, through the flow of molten flip, promote the homogenization of molten alloy, improve the quality of the master alloy melt; the outflow nozzle with large porous molten alloy, improve production efficiency. Finally, the rare earth permanent magnet powder can be produced with large quantity, low cost and high efficiency.

【技術實現步驟摘要】
一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法
本專利技術主要屬于磁性材料
，具體涉及一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法。
技術介紹
稀土永磁材料是由稀土金屬和過渡族金屬形成的合金加工而成，其中釹鐵硼合金是綜合磁性能最高、應用范圍最廣、發展速度最快的稀土永磁材料。釹鐵硼永磁材料從制備方法來看主要分燒結和粘結兩大類。燒結釹鐵硼永磁材料是采用粉末冶金的方法制造，包括速凝鑄片、制粉、成型、燒結熱處理、機加工等工藝。粘結釹鐵硼永磁材料則是將釹鐵硼粉末和粘結劑按一定比例混合，再經模壓、注射、擠出壓延等方法工藝制備而成。粘結工藝可制備尺寸精度高、形狀復雜或特殊的釹鐵硼永磁材料,而且生產效率高。粘結釹鐵硼永磁材料的磁性能主要取決于磁粉的微觀結構與磁性能，而這與稀土永磁粉的制備方法密切相關。早期是永磁體鑄錠直接破碎后制備粘結磁粉，所制備的材料性能很差，無產業化價值。現在廣泛采用的方法是快淬法，是美國GM(通用汽車公司)集中力量經過五次根本性的技術改進的第六代裝備才實現了快淬磁粉的產業化生產。該工藝是在真空快淬設備中，用惰性氣體作保護，于石英管中將母合金熔化，在氬氣壓力的作用下，母合金熔液經石英管底部的噴嘴噴射到高速旋轉的銅輥的表面上，以約105～106℃/s的冷卻速度快速凝固，形成稀土永磁非晶薄帶，再經由晶化處理后制作成納米晶稀土永磁粉。但該方法產量和效率較低。針對目前工業生產中快淬法制備非晶納米晶釹鐵硼薄帶的效率和產量偏低的問題，本專利技術提出一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法。
技術實現思路
本專利技術提供一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法。通過本方法可以實現稀土永磁粉的大批量、連續化生產，提高稀土永磁粉的產量，降低生產成本，提高生產效率。為解決技術問題，本專利技術采用如下技術方案：1.熔煉母合金：按照配比要求將所需要的原材料布置到熔煉爐B1內，熔煉爐B1可一次性熔煉數百公斤原料；熔煉溫度1280～1580℃。2.母合金熔液的二次冶煉及保溫：為提高母合金熔液的質量，對母合金熔液進行二次冶煉；熔煉爐B1中的母合金熔液可經由熔煉爐B1的傾轉倒入保溫爐B2當中；熔煉爐B1中的母合金也可通過底注的方式進入保溫爐B2；保溫爐B2的溫度控制在1250～1550℃，保溫時間20～50min。3.噴帶：母合金熔液經由保溫爐B2流入中間包B4，流入中間包B4的方式可經由保溫爐B2的傾轉或從保溫爐B2底部注入，兩種方式都需要經過導流槽B3進入中間包B4；導流槽B3設有保溫裝置，保證母合金熔液的溫度穩定；中間包B4的容量限制在10kg～100kg，以降低熔體流速的波動，或者采用氬氣控制壓力來調整熔體流速；采用塞棒C1的升降控制母合金熔體的下注；中間包B4下設多孔噴嘴B5，多孔噴嘴B5每個孔徑10～20mm；母合金熔體經由多孔噴嘴B5流到高速旋轉的銅輥B6，控制輥速10～50m/s，從而制得稀土永磁非晶帶材。4.晶化熱處理并制粉：將落到收集桶B7中的稀土永磁非晶納米晶帶材裝入晶化熱處理爐中，熱處理溫度550～750℃，保溫時間5～60min；晶化完成后破碎制粉。因為稀土永磁極易氧化，所以上述步驟需要在真空環境A1中進行。本專利技術具有以下有益效果：1.本專利技術采用冶煉爐可以一次性熔煉數百公斤的稀土永磁原材料，可以有效的減少傳統工藝熔煉一次噴帶一次帶來的時間成本，是大批量高效生產稀土永磁粉的基礎。2.本專利技術增加保溫爐進行二次熔煉及保溫，藉由母合金熔液從熔煉爐到保溫爐轉移過程中的流動翻轉，可以進一步去除母合金熔液當中的雜質，更有利于獲得高質量的母合金熔液。3.本專利技術所提供的工藝可以獲得高質量的母合金熔液，而且采用小容量的中間包，保證噴帶時熔體流速的穩定。故本專利技術所制備的稀土永磁粉的質量更加穩定，性能一致性高。4.本專利技術采用了多孔噴嘴，更有利于提高單位時間內的產出。5.本專利技術當中的中間包等耗材可以反復多次利用，可有效降低生產成本。附圖說明圖1是本專利技術實施方案的示意圖。圖2是本專利技術實施案中多孔噴嘴的示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。相反，本專利技術涵蓋任何由權利要求定義的在本專利技術的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本專利技術有更好的了解，在下文對本專利技術的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本專利技術。實施例1：一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法，其步驟如下：1.熔煉母合金：按照配比要求將所需要的原材料布置到熔煉爐B1內，熔煉爐B1的原材料質量500kg；為避免稀土永磁材料被氧化，熔煉母合金的過程需要在真空無氧環境下進行；熔煉溫度1480℃。2.母合金熔液的二次冶煉及保溫：為提高母合金熔液的質量，對母合金熔液進行二次冶煉；熔煉爐B1中的母合金熔液經由熔煉爐B1的傾轉倒入保溫爐B2當中；保溫爐B2的溫度控制在1450℃，保溫時間25min。3.噴帶：母合金熔液經由導流槽B3進入中間包B4；中間包B4的容量為50kg；中間包B4下設多孔噴嘴B5，多孔噴嘴B5每個孔徑10mm；提起塞棒C1使母合金熔體下注；母合金熔體經由多孔噴嘴B5流到高速旋轉的銅輥B6，控制輥速20m/s，得稀土永磁非晶帶材。4.晶化熱處理并制粉：將落到收集桶B7中的稀土永磁非晶帶材裝入晶化熱處理爐中，晶化熱處理溫度650℃，保溫時間30min；晶化完成后破碎制粉。因為稀土永磁極易氧化，所以上述步驟需要在真空環境A1中進行。本實施例制備500kg納米晶稀土永磁粉的時間為305min，而傳統工藝需要950min。實施例2：1.熔煉母合金：按照配比要求將所需要的原材料布置到熔煉爐B1內，熔煉爐B1內的原材料質量800kg；為避免稀土永磁材料被氧化，熔煉母合金的過程需要在真空無氧環境下進行；熔煉溫度約1450℃。2.母合金熔液的二次冶煉及保溫：為提高母合金熔液的質量，對母合金熔液進行二次冶煉；熔煉爐B1中的母合金通過底注的方式進入保溫爐B2；保溫爐B2的溫度控制在1420℃，保溫時間50min。3.噴帶：母合金熔液從保溫爐B2底部經由導流槽B3流入中間包B4，其流入可通過在保溫爐B2中添加塞棒，由塞棒的升降控制；中間包B4的容量限制在80kg，可采用氬氣控制壓力來控制熔體流速；中間包B4下設多孔噴嘴B5，多孔噴嘴B5每個孔徑12mm；提起塞棒C1使母合金熔體下注；母合金熔體經由多孔噴嘴B5流到高速旋轉的銅輥B6，控制輥速28m/s，從而制得稀土永磁非晶帶材。4.晶化熱處理并制粉：將落到收集桶B7中的稀土永磁非晶帶材裝入晶化熱處理爐中，熱處理溫度700℃，保溫時間20min；晶化完成后破碎制粉。該工藝當中，所有裝置都采用密封聯結，只需要對各個裝置抽真空，而不需要提供整體的真空環境。本實施例制備800kg納米晶稀土永磁粉的時間為390min，而傳統工藝需要1430min。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法，其特征在于：1).熔煉母合金：按照配比要求將所需要的原材料布置到熔煉爐B1內，熔煉爐B1一次性熔煉數百公斤原料；2).母合金熔液的二次冶煉及保溫：對母合金熔液進行二次冶煉；熔煉爐B1中的母合金熔液經由熔煉爐B1的傾轉倒入保溫爐B2當中，或者通過底注的方式進入保溫爐B2；3).噴帶：母合金熔液經由保溫爐B2流入中間包B4，流入中間包B4的方式是由保溫爐B2的傾轉或從保溫爐B2底部注入，兩種方式都需要經過導流槽B3進入中間包B4；導流槽B3設有保溫裝置，保證母合金熔液的溫度穩定；中間包B4的容量限制在10kg～100kg，以降低熔體流速的波動，或者采用氬氣控制壓力來調整熔體流速；采用塞棒C1的升降控制母合金熔體的下注；中間包B4下設多孔噴嘴B5，母合金熔體經由多孔噴嘴B5流到高速旋轉的銅輥B6，從而制得稀土永磁非晶帶材；4).晶化熱處理并制粉：將落到收集桶B7中的稀土永磁非晶納米晶帶材裝入晶化熱處理爐中，晶化完成后破碎制粉。

【技術特征摘要】
1.一種高效制備納米晶稀土永磁粉的方法，其特征在于：1).熔煉母合金：按照配比要求將所需要的原材料布置到熔煉爐B1內，熔煉爐B1一次性熔煉數百公斤原料；2).母合金熔液的二次冶煉及保溫：對母合金熔液進行二次冶煉；熔煉爐B1中的母合金熔液經由熔煉爐B1的傾轉倒入保溫爐B2當中，或者通過底注的方式進入保溫爐B2；3).噴帶：母合金熔液經由保溫爐B2流入中間包B4，流入中間包B4的方式是由保溫爐B2的傾轉或從保溫爐B2底部注入，兩種方式都需要經過導流槽B3進入中間包B4；導流槽B3設有保溫裝置，保證母合金熔液的溫度穩定；中間包B4的容量限制在10kg～100kg，以降低熔體流速的波動，或者采用氬氣控制壓力來調整熔體流速；采用塞棒C1的升降控制母合金熔體的下注；中間包B4下設多孔噴嘴B5，母合金熔體經由多孔噴嘴B5流到高速旋轉的銅輥B6，從而制得稀土永磁非晶帶材；4).晶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高學緒，牟星，包小倩，李紀恒，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：北京,11