一种纳米稀土永磁材料的制备设备制造技术

一种纳米稀土永磁材料的制备设备，其真空快淬炉的炉体内依次设有熔化坩埚、保温坩埚及其下面的喷嘴、逐级冷却装置和接料桶，所述炉体安装有加料塔，该加料塔的上游包括钕元素的配料器、铁元素配料器、硼元素配料器和Co元素配料器，以及钕元素、硼元素和Co元素的比例控制器，该真空快淬炉的熔化坩埚与真空系统连通，该真空快淬炉与真空系统之间设有隔离阀；该真空快淬炉的熔化坩埚还与保护气体充入系统连通；该逐级冷却装置包括快淬轮，而该快淬轮与水冷却系统连通。本实用新型专利技术可制备出高剩磁、高内禀矫顽力、高磁能积的粘结钕铁硼磁粉。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米稀土永磁材料的制备设备
本技术涉及一种具有高性能的纳米稀土永磁材料的制备设备，更涉及一种粘结钦铁砸纳米稀土永磁材料的制备设备，尤其涉及一种闻剩磁、闻内票矫顽力、闻磁能积的粘结钕铁硼纳米稀土永磁材料的制备设备。术语“进水温度控制器”把温度控制在10-38°C，优选10-28°C之间。术语“出水温度控制器”把温度控制在10_30°C之间。术语“线速度控制器”把线速度控制在10-50m/s，优选2_32m/S之间。术语“真空度控制器”使真空系统保持在至少0.01兆帕。术语“保温坩埚温度控制器”把温度控制在1300-1500°C之间。术语“第一比例控制器”以重量百分比记使钕元素、硼元素和Co元素的比例控制在(12.1 ~31.2): (0.2 ~6.2): (2.0 ~9.5)，优选地，控制在(18.5 ~29.8): (0.45 ~5.0): (3.0 ~8.6);更优选地，控制在(21.1 ~ 29.2): (0.55 ~4.2): (3.2 ~7.5)，或者，所述比例控制器以重量百分比记使钕元素、硼元素和钴元素的比例控制在(25.8~30.1): (2.1 ~3.9): (3. 6 ~6.7)。术语“第二比例控制器”以重量百分比记使钕元素、硼元素和钴元素的比例控制在(26.2 ~29.8): (2.2 ~3.6): (3.8 ~6.2)。术语“第三比例控制器”以重量百分比记使钕元素、硼元素和钴元素的比例控制在(26.4 ~29.2): (2.4 ~3.2): (3.9 ~5.8)。
技术介绍
作为一种功能材料，稀土永磁材料是支撑现代工业及电子信息产业的重要基础材料。钕铁硼磁性材料是第三代高性能磁性材料，日益广泛应用于汽车工业、航空航天领域的各种微特电机及传感器、自动化等领域。然而，现有技术制备的粘结钕铁硼永磁合金已经无法满足高剩磁、高矫顽力、高磁能积的市场要求。专利技术名称为《用于替代铁氧体的可高度淬火Fe基稀土材料》的专利申请N0.200480009048.3公开了利用快速凝固工艺制造出各向同性Nd-Fe-B型磁性材料，其中，快速凝固工艺具有比生产常规磁性材料中所用的更低的最佳轮转速和更宽的最佳轮转速范围，并表现出良好磁性能和热稳定性的可高度淬火Fe基稀土磁性材料。专利申请N0.200480009048.3中以原子百分比记成分基本表达式为:(U a) uFe100_u_v_w_x_yCovMwTxBy，其中，R为Nd、Pr、钕镨(Nd和Pr以组成为Nd。.75Pr0.25的天然混合物)，它们的组合;R，为La.Ce,Y或它们的组合；M为Zr、Nb、T1、Cr、V、Mo、W和Hf中的一种或多种；和T为A1、Mn、Cu 和 Si 中的一种或多种，0.01 ≤ a ≤ 0.8，7 ≤ u ≤13,0 ≤ v ≤ 20,0.01 ≤ w ≤ 1，0.1≤X≤5和4≤y≤12。其产品在室温下能得到的最大剩磁和矫顽力值分别为7.0-8.5Kg和6.5-9.9.但最大磁能积只有11.2MG0e，难以保证产品同时获得高磁能积及高矫顽力，性能已经无法满足市场的需求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种纳米稀土永磁材料的制备设备，其是具有高磁能积，高内禀矫顽力的粘结钕铁硼纳米稀土永磁粉，通过控制快速凝固中各项工艺参数得到的该高性能纳米磁粉产品适用性强，几乎能用于生产各种磁性材料。为此，本技术提供了一种纳米稀土永磁材料的制备设备，其特征在于，其真空快淬炉的炉体内依次设有熔化坩埚、保温坩埚及其下面的喷嘴、逐级冷却装置和接料桶，所述炉体安装有加料塔，该加料塔的上游包括至少一种镧系稀土的配料器、铁元素配料器、硼元素配料器和钴元素配料器，以及镧系稀土元素、铁元素、硼元素和钴元素的比例控制器，该真空快淬炉的熔化坩埚与真空系统连通，该真空快淬炉与真空系统之间设有隔离阀；该真空快淬炉的熔化坩埚还与保护气体充入系统连通；该逐级冷却装置包括快淬轮，而该快淬轮与水冷却系统连通；所述比例控制器是第一比例控制器。优选地，所述镧系稀土元素的配料器是钕元素配料器。优选地，所述比例控制器是第二比例控制器或是第三比例控制器。优选地，所述真空系统设有真空度控制器。优选地，保温坩埚设有保温坩埚温度控制器。优选地，快淬轮设有线速度控制器。优选地，快淬轮设有进水温度控制器。优选地，快淬轮设有出水温度控制器。优选地，所述加料塔还设有钕铁硼磁粉配料器。优选地，熔化坩埚具有可慢慢将熔化坩埚内的合金液倒入保温坩埚内的倾斜装置。根据本技术，添加钕元素，添加Co过渡金属元素。根据本技术，快淬过程如下实施，即:将成分配方的元素通过配料器加入加料塔内，然后加入到坩埚内进行熔炼，待炉内真空抽至完全去除炉内的残余气体，然后充入保护气；待合金锭全部融化以后，持续抽真空；将熔化坩埚保温；慢慢将合金液倒入保温坩埚内，将合金液的液面保持一定范围内；合金液通过喷嘴喷出，高速喷射到有水冷装置的高速旋转的快淬轮上，合金液在快淬轮上快速冷却，形成薄片沿轮切线方向飞行，经破碎冷却后到达收集桶中，得到纳米级粘结钕铁硼磁粉。特别是，将成分配方的元素通过配料器加入加料塔内，然后加入到坩埚内进行熔炼；炉内真空抽至0.01兆帕后，继续抽真空一个小时以上，以完全去除炉内的残余气体；充入0.5兆帕氩气作为保护气；通过启动坩埚电源使合金锭全部融化；持续抽真空以将真空度保持在0.01兆帕以上；通过调整加热功率将熔化坩埚保温；将熔化坩埚保温在1300-1500°C之间；通过启动熔化坩埚的倾斜装置慢慢将合金液倒入保温坩埚内；可通过观察孔观察合金液的液面；和/或，快淬轮进水在10-28°C之间，出水温度在10-30°C之间，快淬轮的线速度在20-45m/s之间。特别是，制备所述纳米级粘结钕铁硼磁粉的设备包括特制的真空快淬炉，其炉体安装有加料塔，炉体连接有真空系统，炉体内设置有隔离阀、熔化坩埚、保温坩埚和保温坩埚下面设置的喷嘴、逐级冷却装置和接料桶。特别是，钕铁硼磁粉在甩带中增加破碎程序，提高冷却速度，增大过冷度。根据本技术，采用快速凝固法通过控制工艺参数得到高性能磁粉产品，不仅能保证产品的高磁能积，高剩磁，且具有高内禀矫顽力，适用性强，几乎能用于生产各种磁性材料。根据本技术，通过添加钕元素，并添加了 Co过渡金属元素。其中，添加Co不仅能够提高非晶相稳定性，细化晶粒，还可以替代铁原子，增强铁磁交换，提高居里温度。根据本技术，在成分配方的基础上，还通过控制快淬过程中各项工艺参数，如快淬过程中的温度以及冷却速度等，来达到制备高性能粘结钕铁硼目的，首先，将合金锭通过加料塔的提升装置送入快淬炉的熔化坩埚内，待炉内真空抽至0.01兆帕后，继续抽真空一个小时以上，以完全去除炉内的残余气体，然后充入0.5兆帕氩气作为保护气。启动坩埚电源，待合金锭全部融化以后，持续抽真空，将真空度保持在0.01兆帕以上。调整加热功率，将坩埚的温度保持在1300-1500°C之间，具体的温度值，根据合金成分做相应的调整。启动熔化坩埚倾斜装置，慢慢将合金液倒入保温坩埚内，通过观察孔观察，将液面保持一定范围内。合金液通过喷嘴喷出，高速喷射到有水冷装置的高速旋转的快淬轮上，快淬轮进水在10-28°C之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米稀土永磁材料的制备设备，其特征在于，其真空快淬炉的炉体内依次设有熔化坩埚、保温坩埚及其下面的喷嘴、逐级冷却装置和接料桶，所述炉体安装有加料塔，该加料塔的上游包括至少一种镧系稀土元素的配料器、铁元素配料器、硼元素配料器和钴元素配料器，以及镧系稀土元素、铁元素、硼元素和钴元素的比例控制器，该真空快淬炉的熔化坩埚与真空系统连通，该真空快淬炉与真空系统之间设有隔离阀；该真空快淬炉的熔化坩埚还与保护气体充入系统连通；该逐级冷却装置包括快淬轮，而该快淬轮与水冷却系统连通；所述比例控制器是第一比例控制器。

【技术特征摘要】
1.一种纳米稀土永磁材料的制备设备，其特征在于，其真空快淬炉的炉体内依次设有熔化坩埚、保温坩埚及其下面的喷嘴、逐级冷却装置和接料桶，所述炉体安装有加料塔，该加料塔的上游包括至少一种镧系稀土元素的配料器、铁元素配料器、硼元素配料器和钴元素配料器，以及镧系稀土元素、铁元素、硼元素和钴元素的比例控制器，该真空快淬炉的熔化坩埚与真空系统连通，该真空快淬炉与真空系统之间设有隔离阀；该真空快淬炉的熔化坩埚还与保护气体充入系统连通；该逐级冷却装置包括快淬轮，而该快淬轮与水冷却系统连通；所述比例控制器是第一比例控制器。2.如权利要求1所述的纳米稀土永磁材料的制备设备，其特征在于，所述镧系稀土元素的配料器是钕元素配料器。3.如权利要求1所述的纳米稀土永磁材料的制备设备，其特征在于，所述比例控制器第二比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫，杨安，
申请(专利权)人：江西江钨稀有金属新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36