專利名稱：釹鐵硼多工位氫化制粉工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釹鐵硼合金的制粉工藝，具體地說，就是利用釹鐵硼合金的儲氫特性，給出一種實現(xiàn)釹鐵硼合金氫化制粉的工藝及其實現(xiàn)該工藝方法的相應(yīng)設(shè)備。
釹鐵硼合金的氫化制粉方法是目前釹鐵硼合金制粉領(lǐng)域中的公知方法，該方法可有效防止釹鐵硼合金在制粉過程中的氧化，可提高釹鐵硼合金粉碎后的顆粒分布，同時，可提高合金的制粉效率，因此，國外在高性能釹鐵硼永磁材料制粉工藝過程中已成功得到應(yīng)用。釹鐵硼氫化制粉工藝包含表面活化、吸氫、放氫、冷卻和粉碎各道工序，各工序都需在密封環(huán)境下進行，表面活化是在密封環(huán)境下，先對該環(huán)境抽真空，使合金表面得到凈化，然后在一定的溫度下(通常在室溫至200度之間)向該密封環(huán)境輸入一定壓力(0---0.5MPA)的氫氣，使合金表面開始吸氫，達到表面活化；吸氫反應(yīng)是個放熱過程，所以要適當(dāng)降低控制溫度(不超過200度)，在密封環(huán)境下，保持一定的氫氣壓力和環(huán)境溫度，使合金吸氫逐步達到飽和，達到晶格膨脹、組織疏松，增大壓力促使吸氫反應(yīng)向正的方向進行，常壓條件下溫度超過200度吸氫停止；放氫是在高溫(200至600度)和負壓條件下進行的，高溫負壓使放氫反應(yīng)向正的方向進行；冷卻是將放氫之后的合金進行冷卻；粉碎是將已經(jīng)疏松的合金在上述的密封環(huán)境下進行粉碎?，F(xiàn)有技術(shù)在完成氫化制粉時，在工藝上將表面活化、吸氫、放氫、冷卻甚至粉碎等各道工序集中在一個工位上完成，這樣，在該工位上述的密封環(huán)境一會兒需加熱一會兒需冷卻，一會兒需高壓一會兒需要負壓，為了克服溫度和壓力的慣性，工作效率低，大大影響合金的制粉效率。
本發(fā)明的目的為克服現(xiàn)有釹鐵硼氫化制粉工藝的上述缺陷，提供一種多工位的氫化制粉工藝。
本發(fā)明的另一個目的為提供實現(xiàn)上述多工位氫化制粉工藝的設(shè)備。
本發(fā)明是采用如下措施實現(xiàn)的釹鐵硼多工位氫化制粉工藝，包含表面活化、吸氫、放氫、冷卻和粉碎工序，所述各道工序是在各自的工位上完成的。這樣，合金所處的密封環(huán)境可分別處于各工序工位上，各道工序可在各自的工位上同時進行，通過順序改變合金所處密封環(huán)境的所在工序工位，完成整個工藝流程，無需像現(xiàn)有技術(shù)那樣，在一個工位上各工序順序進行，從而提高工作效率。
實現(xiàn)上述多工位氫化制粉工藝的設(shè)備，包含一組可用于周轉(zhuǎn)的、由底部設(shè)有蝶閥的罐體和帶有進、排氣閥并與罐體密封活動聯(lián)接的蓋構(gòu)成、其內(nèi)放置有隔層篩網(wǎng)的密封料罐，位于表面活化工位的低溫活化爐，位于吸氫工位、其內(nèi)注入溫水的控溫桶，位于放氫工位的高溫放氫爐，位于冷卻工位的、其內(nèi)注入冷水的冷卻桶，位于粉碎工位的、由料罐固定機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成的回轉(zhuǎn)臺。將需粉碎的合金裝入料罐，其位于隔層篩網(wǎng)的上面，粉碎后的合金落于篩網(wǎng)下部。
由于釹鐵硼合金的吸氫需在200度以下進行，而合金的吸氫過程是一個放熱的過程，因此，在表面活化工序中，一但表面吸氫開始，應(yīng)盡快轉(zhuǎn)入使密封環(huán)境恒溫的吸氫工序，否則，不等吸氫飽和，由于其放熱過程，溫度超過200度，合金就開始放氫，因此，準(zhǔn)確判斷合金表面吸氫開始并及時轉(zhuǎn)入吸氫工序是本發(fā)明所述工藝所要解決的問題，解決該問題在工藝上可由時間進行控制，即輸入氫氣經(jīng)過一定的時間既認為合金表面已開始吸氫活化，但其往往帶有經(jīng)驗性。本發(fā)明為在設(shè)備上解決該問題，在與料罐的進氣閥相聯(lián)的氣路中設(shè)一流量計。在表面活化工序，料罐抽真空后，氫氣源向料罐內(nèi)輸氫，流量計顯示流量，待料罐內(nèi)的壓力與氫氣源的壓力相同時，流量計停止顯示，再經(jīng)過一定時間，待合金表面開始吸氫時，流量計又開始顯示，這時，可以肯定合金表面吸氫開始，可以轉(zhuǎn)到下面的吸氫工位。在吸氫工位，整個吸氫過程都有流量顯示，飽和后無流量顯示即可轉(zhuǎn)到放氫工序。本發(fā)明為解決上述問題，也可預(yù)置一個與料罐進氣閥相通、其容積與料罐內(nèi)的合金的預(yù)計吸氫量匹配的帶有壓力表的儲氫罐。由于該儲氫罐的容積與料罐內(nèi)合金的預(yù)計吸氫量相匹配，合金表面開始吸氫引起的輕微壓力變化，可在其壓力表上得以顯示，因此，待儲氫罐與料罐的壓力平衡后，一定時間后壓力表顯示的壓力開始下降時，可以肯定合金表面吸氫開始，可以轉(zhuǎn)到下面的吸氫工位。
本發(fā)明在活化工位及放氫工位對料罐抽真空和抽氫過程中，也存在抽吸真空度的判斷問題，同樣可以根據(jù)經(jīng)驗抽一個固定的時間，也可以在與料罐排氣閥相連的氣路中設(shè)一真空計，以真空計的指示是否達到額定真空度，來判斷料罐是否達到所需的真空度。單位質(zhì)量合金放氫量(吸氫量)有準(zhǔn)確的比例，在氣路上放置質(zhì)量流量計也可以判定吸氫(放氫)過程是否完成，只是成本較高。
本發(fā)明在與料罐排氣閥相聯(lián)的氣路中還可預(yù)置一個真空罐，真空泵給真空罐抽真空，真空罐對料罐進行抽吸，這樣可進行一定的真空儲備，提高效率。
本發(fā)明所述設(shè)備中的料罐，為改善罐內(nèi)合金的散熱、通氣，在料罐內(nèi)隔層篩網(wǎng)上設(shè)有側(cè)壁帶有篩孔的圓形篩桶，橫穿篩桶有一支承桿，該支承桿支承于料罐內(nèi)壁的凸棱上，實現(xiàn)圓形篩桶的固定。
本發(fā)明所述設(shè)備中的料罐，為了在粉碎工序中能夠?qū)辖鸪浞址鬯?，在料罐中設(shè)有由橫穿圓形篩桶的橫桿和與橫桿固定的豎桿構(gòu)成的柵欄，在粉碎工序，料罐在正反旋轉(zhuǎn)換向時，其內(nèi)的合金與該柵欄相互碰撞，達到粉碎的目的。
本發(fā)明所述的釹鐵硼多工位氫化制粉工藝，設(shè)計思路新穎、巧妙，將現(xiàn)有單一工位多工序的工藝方法，改為多工位多工序的工藝方法，工序與工位一一對應(yīng)，提高了釹鐵硼合金氫化制粉的效率。實現(xiàn)本發(fā)明所述工藝的設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單、合理，成本低，易于在所屬領(lǐng)域內(nèi)推廣應(yīng)用。
圖1為本發(fā)明所述工藝的工序、工位流程及設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實現(xiàn)本發(fā)明所述工藝的設(shè)備中的料罐結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為低溫活化爐、放氫爐的結(jié)構(gòu)圖；圖5為粉碎工位的回轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為料罐的氣路連接結(jié)構(gòu)示意圖；下面結(jié)合附圖對實現(xiàn)本發(fā)明所述工藝的設(shè)備作進一步描述該設(shè)備，包含一組可用于周轉(zhuǎn)的、由底部設(shè)有蝶閥1的罐體2和帶有進、排氣閥3、4并與罐體密封活動聯(lián)接的蓋5構(gòu)成、其內(nèi)放置有隔層篩網(wǎng)6的密封料罐I，位于表面活化工位的低溫活化爐II，位于吸氫工位、其內(nèi)注入溫水的控溫桶III，位于放氫工位的高溫放氫爐IV，位于冷卻工位的、其內(nèi)注入冷水的冷卻桶V，位于粉碎工位的、由料罐固定機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成的回轉(zhuǎn)臺VI。在與料罐I的進氣閥3相連的氣路中設(shè)一流量計7。在料罐內(nèi)隔層篩網(wǎng)6上設(shè)有側(cè)壁帶有篩孔的圓形篩桶8，橫穿篩桶有一支承桿9，該支承桿9支承于料罐內(nèi)壁的凸棱10上。在料罐中設(shè)有由橫穿圓形篩桶的橫桿11和與橫桿固定的豎桿12構(gòu)成的柵欄。為方便料罐在各工位間的搬運，在料罐的蓋上設(shè)有吊環(huán)13。為使料罐與粉碎工位的回轉(zhuǎn)臺固定，在料罐上設(shè)有用于與粉碎工位的回轉(zhuǎn)臺固定的螺孔14。本發(fā)明所述的設(shè)備在氫氣源19與料罐進氣閥之間還設(shè)有減壓閥15，用于對氫氣源輸出的氫氣的減壓。在氫氣源與料罐進氣閥之間設(shè)有防回火閥16，用于料罐內(nèi)的合金一但燃燒，防止火焰流向氫氣源。在與料罐排氣閥相連的氣路中設(shè)一真空計17，用于判斷料罐的真空度。為提高料罐的抽吸效率，在與料罐排氣閥相聯(lián)的氣路中還可預(yù)置一個真空罐18。料罐進氣氣路和排氣氣路中所設(shè)的流量計7、減壓閥15、防回火閥16、真空計17都為現(xiàn)有的公知產(chǎn)品，可根據(jù)實際需要集中布置于一個儀表柜或儀表臺上。本發(fā)明設(shè)備中的低溫活化爐由爐外殼20、隔熱層21、爐內(nèi)襯22、環(huán)繞爐內(nèi)襯固定的電熱棒23構(gòu)成，該爐還設(shè)有爐蓋24，空置時蓋上爐蓋。放氫爐與低溫活化爐在結(jié)構(gòu)上相同，放氫爐的電熱棒功率大于低溫活化爐。粉碎工位的回轉(zhuǎn)臺，其料罐的固定機構(gòu)為可與料罐上的固定螺孔相配合固定的回轉(zhuǎn)支架25，驅(qū)動機構(gòu)由電機26和皮帶輪減速機構(gòu)27構(gòu)成，電機經(jīng)皮帶輪減速機構(gòu)驅(qū)動回轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)。工作時，釹鐵硼合金裝入料罐，將蓋密封蓋緊，料罐放入低溫活化爐內(nèi)，低溫活化爐的溫度控制在50℃至200℃之間，料罐的進氣閥關(guān)閉，用真空泵從料罐的排氣閥抽真空，抽一定的時間，或者待排氣氣路中的真空計達到額定的真空度，關(guān)閉排氣閥，打開進氣閥，氫氣源19經(jīng)減壓閥、流量計、防回火閥向料罐內(nèi)注入氫氣，待壓力平衡穩(wěn)定一定時間后，流量計再次顯示流量時，說明合金表面吸氫開始，將料罐放入吸氫工位的控溫桶內(nèi)，在低于200℃的相對恒溫下，合金充分吸氫，待進氣氣路的流量計不再有流量顯示時，說明合金吸氫飽和，將料罐放入放氫爐內(nèi)，放氫爐的溫度控制在200℃至600℃之間，同時，關(guān)閉料罐的進氣閥，打開排氣閥，真空泵經(jīng)排氣閥將料罐內(nèi)的氫氣抽出，抽一定的時間，或者待排氣氣路中的真空計達到額定的真空度時，說明放氫完畢，將料罐放入冷卻工位的冷卻桶內(nèi)進行冷卻，為增加冷卻速度，冷卻桶內(nèi)可采用冷卻水循環(huán)，當(dāng)然采用自然冷卻也是可以的，待料罐及其內(nèi)的合金充分冷卻后，將料罐置于粉碎工位的回轉(zhuǎn)臺上，用料罐上的固定螺孔將料罐固定于回轉(zhuǎn)臺上，回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，帶動料罐旋轉(zhuǎn)，在料罐內(nèi)所設(shè)柵欄的配合下，合金被粉碎，本發(fā)明中料罐內(nèi)隔層篩網(wǎng)的網(wǎng)孔選擇在10-12毫米，被粉碎的合金篩落于篩網(wǎng)下面，合金充分粉碎后，料罐置于一旁待用，需要時可將料罐底部的蝶閥打開，粉碎后的合金可直接進入氣流磨，完成氫化制粉的最后工序。
本發(fā)明設(shè)備中的料罐尺寸為φ400×1200mm，重約100公斤，低溫活化爐和放氫爐的尺寸為φ500×1300mm。采用本發(fā)明所述的工藝和設(shè)備，其效率為平均2小時出一料罐被粉碎的料。
權(quán)利要求
1.一種釹鐵硼多工位氫化制粉工藝，包含表面活化、吸氫、放氫、冷卻和粉碎工序，其特征為所述各道工序是在各自的工位上完成的。
2.實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的釹鐵硼多工位氫化制粉工藝的設(shè)備，其特征為該設(shè)備包含一組可用于周轉(zhuǎn)的、由底部設(shè)有蝶閥(1)的罐體(2)和帶有進、排氣閥(3)、(4)并與罐體密封活動聯(lián)接的蓋(5)構(gòu)成、其內(nèi)放置有隔層篩網(wǎng)(6)的密封料罐(I)，位于表面活化工位的低溫活化爐(II)，位于吸氫工位、其內(nèi)注入溫水的控溫桶(III)，位于放氫工位的高溫放氫爐(IV)，位于冷卻工位的、其內(nèi)注入冷水的冷卻桶(V)，位于粉碎工位的、由料罐固定機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成的回轉(zhuǎn)臺(VI)。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征為在與料罐(I)的進氣閥(3)相連的氣路中設(shè)一流量計(7)。
4.如權(quán)利要求2、3所述的設(shè)備，其特征為在料罐內(nèi)隔層篩網(wǎng)(6)上設(shè)有側(cè)壁帶有篩孔的圓形篩桶(8)，橫穿篩桶有一支承桿(9)，該支承桿(9)支承于料罐內(nèi)壁的凸棱(10)上。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征為在料罐中設(shè)有由橫穿圓形篩桶的橫桿(11)和與橫桿固定的豎桿(12)構(gòu)成的柵欄。
6.如權(quán)利要求2、5所述的設(shè)備，其特征為在與料罐排氣閥相連的氣路中設(shè)一真空計(17)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征為在與料罐排氣閥相連的氣路中預(yù)置一個真空罐(18)。
8.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征為低溫活化爐由爐外殼(20)、隔熱層(21)、爐內(nèi)襯(22)、環(huán)繞爐內(nèi)襯固定的電熱棒(23)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明為釹鐵硼多工位氫化制粉工藝及設(shè)備,其工藝包括表面活化、吸氫、放氫、冷卻和粉碎工序,所述各道工序是在各自的工位上完成的。設(shè)備包含料罐、低溫活化爐、控溫桶、放氫爐、冷卻桶和回轉(zhuǎn)臺,需粉碎的合金裝入料罐,通過順序改變料罐的所在工序工位,完成整個工藝流程。本發(fā)明設(shè)計思路新穎、巧妙,多工位多工序的工藝方法提高了釹鐵硼合金氫化制粉的效率。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、合理,成本低,易于在所屬領(lǐng)域內(nèi)推廣應(yīng)用。
文檔編號B22F9/02GK1326834SQ01119580
公開日2001年12月19日 申請日期2001年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月21日
發(fā)明者董中天 申請人:董中天