一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火工藝及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火工藝及設(shè)備。它主要是解決現(xiàn)有的淬火裝置淬火淬不透、淬火速度慢等技術(shù)問題。其技術(shù)方案要點是：噴嘴（1）將來料噴向至鉬輪（2），旋轉(zhuǎn)的鉬輪（2）不斷將上方噴下的來料甩飛形成高溫甩帶片，高溫甩帶片被甩入料桶（3），高溫甩帶片甩入料桶（3）后被一級冷卻板（4）阻擋折向斜下方完成一級淬火，高溫甩帶片從一級冷卻板（4）處折射至二級冷卻板（5）完成二級淬火，高溫甩帶片經(jīng)過料桶（3）內(nèi)壁折射至三級冷卻板（6）完成三級淬火后從出料口流向下方的振動篩（7），再經(jīng)振動篩（7）振動進入成品收集罐，淬火全過程在充滿惰性氣體的密封環(huán)境進行，氣壓保持在2200Pa。它主要是用于多級快速淬火。
【專利說明】一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火工藝及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種淬火裝置，特別是一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火工藝及設(shè)備。【背景技術(shù)】
[0002]目前，連續(xù)快淬工藝是當(dāng)前較為先進的釹鐵硼磁粉生產(chǎn)方法，只有少數(shù)企業(yè)掌握了此工藝的核心技術(shù)。傳統(tǒng)的電弧熔煉單輥甩帶法制備粘結(jié)釹鐵硼磁粉對合金熔煉的要求不是很高，但對連續(xù)快淬甩帶而言，其熔煉要求較高，要求實現(xiàn)高潔凈度，否則重熔后溶液里的氧化物和雜質(zhì)會堵住噴嘴使生產(chǎn)無法進行，因此高潔凈度冶煉是此工藝的關(guān)鍵技術(shù)，本發(fā)明采用高真空環(huán)境下升溫高純度氬氣來對冶煉過程進行保護。傳統(tǒng)工藝是將鑄錠用破碎機破碎成3-10mm的顆粒裝入電弧溢流式快淬爐中加熱融化并甩成厚30_50mm、寬l_30mm的非晶薄帶，由于設(shè)備本身的缺陷，薄帶是在非熱力學(xué)平衡的條件下制成，其性能和一致性均不佳，無法進行長時間連續(xù)生產(chǎn)，而連續(xù)快淬解決了這個問題。本發(fā)明還通過高速旋轉(zhuǎn)的鑰輪2，利用強制換熱技術(shù)對薄帶的質(zhì)量、磁粉的性能產(chǎn)生有利影響，以提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率及收益率，使產(chǎn)品具有較高的帶厚和微觀組織均勻度，合金晶粒細小，主相含量高，并能節(jié)約稀土金屬，抑制不利相的生成。本發(fā)明不但能提高淬火效率、使材料淬火更透徹，而且還能提高材料淬火后的磁性能、加強材料的耐腐蝕性能
市場上常見的熱交換器都需要持續(xù)輸入專門的制冷劑、冷卻劑來中和熱能。在釹鐵硼磁粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的回水含有大量熱能，使用常見的熱交換器不斷輸入冷卻水排出高溫回水會大量浪費水資源和能源，使得生產(chǎn)成本過高。而釹鐵硼磁粉生產(chǎn)過程中需要使用惰性氣體，而惰性氣體呈液態(tài)時最方便運輸，但在生產(chǎn)過程中卻要求惰性氣體以氣態(tài)存在，氣化液態(tài)惰性氣體需要大量的熱能，如果直接輸出極易凍壞輸送管道，故而需要提供熱量。為了提供氣化液態(tài)惰性氣體所需要的熱量以及合理利用高溫回水，本發(fā)明利用惰性氣體氣化的過程制冷吸收高溫回水的熱量，回水大幅降溫成為低溫的冷卻水，既不需為氣化液態(tài)惰性氣體提供額外熱源，又使冷卻水得以循環(huán)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種淬火更透、淬火后磁性能更好、淬火速度更快的釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火工藝及設(shè)備。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:噴嘴(I)將來料噴向至鑰輪(2)，旋轉(zhuǎn)的鑰輪(2)不斷將上方噴下的來料甩飛，來料在此過程中初步降溫形成厚度約為0.03mm的高溫甩帶片，高溫甩帶片被甩入料桶(3)，高溫甩帶片甩入料桶(3)后被一級冷卻板(4)阻擋折向斜下方，同時完成一級淬火，高溫甩帶片從一級冷卻板(4)處折射至二級冷卻板
[5]上并再次折射向料桶(3)內(nèi)壁，完成二級淬火，高溫甩帶片經(jīng)過料桶(3)內(nèi)壁折射至三級冷卻板(6)，完成三級淬火，完成三級淬火的材料從出料口流向下方的振動篩(7)，再經(jīng)振動篩(7)振動進入成品收集罐，整個淬火過程需在充滿惰性氣體的密封環(huán)境下進行，氣壓大約保持在2200Pa 本發(fā)明它包括噴嘴1、鑰輪2、料桶3、一級冷卻板4、二級冷卻板5、三級冷卻板6，噴嘴I下方設(shè)置有鑰輪2，位于鑰輪2旋轉(zhuǎn)拋甩方向的一側(cè)設(shè)置有對應(yīng)入料口的料桶3，在料桶3上部對應(yīng)入料口的另一側(cè)設(shè)置有向下傾斜的一級冷卻板4，在料桶3中部位于一級冷卻板4下部另一側(cè)的位置設(shè)置有二級冷卻板5，在料桶3下部位于二級冷卻板5下部另一側(cè)的位置設(shè)置有三級冷卻板6，料桶3的下部設(shè)置有出料口，裝置內(nèi)充滿惰性氣體。
[0005]本發(fā)明所述一級冷卻板4內(nèi)部設(shè)置有用于熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板出水口 41和冷卻板進水口 42。
[0006]本發(fā)明在二級冷卻板5和三級冷卻板6內(nèi)部分別設(shè)置有用于熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板進水口和出水口。
[0007]本發(fā)明在一級冷卻板4、二級冷卻板5、或三級冷卻板6工作面表層設(shè)置有耐磨涂層。
[0008]本發(fā)明在料桶3下方對應(yīng)其出料口處設(shè)置有振動篩7。
[0009]本發(fā)明所述專用熱交換器包括箱體8、隔板12、蓋板9、通氣閥13，箱體8內(nèi)設(shè)置有三塊或三塊以上隔板12，箱體8設(shè)置有出水管14，制冷管10設(shè)置在箱體8內(nèi)，制冷管10內(nèi)輸有液態(tài)惰性氣體，箱體8的頂部設(shè)置有蓋板9，蓋板上設(shè)置有通氣閥13，回水管11與箱體8內(nèi)部相通，所述通氣閥13設(shè)置在蓋板9中心處與箱體8內(nèi)部相通，所述制冷管10的輸入管31和輸出管32分別靠近箱體8兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)置在蓋板9上，制冷管10外壁還設(shè)置有傳熱片，所述回水管11設(shè)置在輸出管32與較近箱體8內(nèi)壁之間的蓋板9上或直接設(shè)置在箱體8上，回水管11上設(shè)置有溫度表41，所述出水管14設(shè)置在箱體8底部，靠近箱體8外壁的一側(cè)設(shè)置有球閥71，球閥71的另一側(cè)設(shè)置有水流量計72，水流量計72的另一側(cè)設(shè)置有水泵73，水泵73的另一側(cè)設(shè)置有出水溫度表74。
[0010]本發(fā)明所述惰性氣體采用氮N2或氬Ar。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用高真空環(huán)境下升溫高純度氬氣來對冶煉過程進行保護，實現(xiàn)高潔凈度；本發(fā)明制成的薄帶性能和一致性俱佳，可進行長時間連續(xù)生產(chǎn)；本發(fā)明還通過高速旋轉(zhuǎn)的鑰輪2，利用強制換熱技術(shù)對薄帶的質(zhì)量、磁粉的性能產(chǎn)生有利影響，以提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率及收益率，使產(chǎn)品具有較高的帶厚和微觀組織均勻度，合金晶粒細小，主相含量高，并能節(jié)約稀土金屬，抑制不利相的生成；本發(fā)明不但能提高淬火效率、使材料淬火更透徹，而且還能提高材料淬火后的磁性能、加強材料的耐腐蝕性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明一級冷卻板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明圖2的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明二、三級冷卻板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6是本發(fā)明專用熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖7是本發(fā)明圖6的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-噴嘴，2-鑰輪，3-料桶，4- 一級冷卻板，41-冷卻板出水口，42-冷卻板進水口，5- 二級冷卻板,6-三級冷卻板,7-振動篩,8-箱體,9-蓋板,10-制冷管，11-回水管，12-隔板，13-通氣閥，14-出水管，31-輸入管，32-輸出管，41-溫度表，71-球閥，72-水流量計，73-水泵，74-水溫度表。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0021]實施例1，本發(fā)明噴嘴I將來料噴向至鑰輪2，來料一般為1300°C的鋼水，旋轉(zhuǎn)的鑰輪2不斷將上方噴下的來料甩飛，來料在與鑰輪2接觸時會滲入微量的鑰Mo，材料中加入鑰，可以提高彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性，來料在此過程中初步降溫形成厚度約為0.03mm的高溫甩帶片，此時高溫甩帶片的溫度大約在800°C左右，高溫甩帶片被甩入料桶3，位于鑰輪2旋轉(zhuǎn)拋甩方向的一側(cè)設(shè)置有對應(yīng)入料口的料桶3，在料桶3上部對應(yīng)入料口的另一側(cè)設(shè)置有向下傾斜的一級冷卻板4，高溫甩帶片甩入料桶3后被一級冷卻板4阻擋折向斜下方，同時完成一級淬火，在料桶3中部位于一級冷卻板4下部另一側(cè)的位置設(shè)置有二級冷卻板5，高溫甩帶片從一級冷卻板4處折射至二級冷卻板5上并再次折射向料桶3內(nèi)壁，完成二級淬火，在料桶3下部位于二級冷卻板5下部另一側(cè)的位置設(shè)置有三級冷卻板6，高溫甩帶片經(jīng)過料桶3內(nèi)壁折射至三級冷卻板6，完成三級淬火，此時高溫甩帶片的溫度降至200 V，料桶3的下部設(shè)置有出料口，完成三級淬火的材料從出料口出去，裝置內(nèi)充滿惰性氣體，所有冷卻水的循環(huán)都通過管道與專用的熱交換器相連，整個裝置處在充滿惰性氣體的密封環(huán)境，氣壓大約保持在2200Pa，所述惰性氣體采用氮N2或氬Ar，液態(tài)氮N2成本低但相對液態(tài)氬Ar更易電離，在淬火過程中易對材料產(chǎn)生不利影響，故優(yōu)選液態(tài)氬Ar。參閱圖1至圖7。
[0022]實施例2，本發(fā)明包括噴嘴1、鑰輪2、料桶3、一級冷卻板4、二級冷卻板5、三級冷卻板6，來料進入料桶3后在一級冷卻板4、二級冷卻板5、三級冷卻板6及料桶3筒壁之間流動，噴嘴I下方設(shè)置有鑰輪2，來料從噴嘴I向下噴出至鑰輪2，來料一般為1300°C的鋼水，旋轉(zhuǎn)的鑰輪2不斷將上方噴下的來料甩飛，來料在與鑰輪2接觸時會滲入微量的鑰Mo，材料中加入鑰，可以提高彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性，來料在此過程中初步降溫形成厚度約為0.03mm的高溫甩帶片，此時高溫甩帶片的溫度大約在800°C左右，高溫甩帶片被甩入料桶3，位于鑰輪2旋轉(zhuǎn)拋甩方向的一側(cè)設(shè)置有對應(yīng)入料口的料桶3，在料桶3上部對應(yīng)入料口的另一側(cè)設(shè)置有向下傾斜的一級冷卻板4，高溫甩帶片甩入料桶3后被一級冷卻板4阻擋折向斜下方，同時完成一級淬火，在料桶3中部位于一級冷卻板4下部另一側(cè)的位置設(shè)置有二級冷卻板5，高溫甩帶片從一級冷卻板4處折射至二級冷卻板5上并再次折射向料桶3內(nèi)壁，完成二級淬火，在料桶3下部位于二級冷卻板5下部另一側(cè)的位置設(shè)置有三級冷卻板6，高溫甩帶片經(jīng)過料桶3內(nèi)壁折射至三級冷卻板6，完成三級淬火，此時高溫甩帶片的溫度降至200°C，料桶3的下部設(shè)置有出料口，完成三級淬火的材料從出料口出去，裝置內(nèi)充滿惰性氣體，所有冷卻水的循環(huán)都通過管道與專用的熱交換器相連，整個裝置處在充滿惰性氣體的密封環(huán)境，氣壓大約保持在2200Pa，所有冷卻水的循環(huán)都通過管道與專用熱交換器相連，專用熱交換器利用液態(tài)惰性氣體氣化時需要吸收大量熱量的特性大幅降低高溫回水的溫度，既為液態(tài)惰性氣體氣化提供了熱源，又使回水變?yōu)槔鋮s水，可以重新進入循環(huán)利用，大大節(jié)約了水資源和能源，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，且能達到更好的淬火效果。參閱圖1至圖7。其余同實施例1。[0023]實施例3，所述一級冷卻板4內(nèi)部設(shè)置有用于熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板出水口 41和冷卻板進水口 42，不斷循環(huán)注入冷卻水進行熱交換將一級冷卻板4維持在較低溫度。參閱圖1至圖7，其余同上述實施例。
[0024]實施例4，本發(fā)明還可在二級冷卻板5和三級冷卻板6內(nèi)部分別設(shè)置有用于熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板進水口和出水口，不斷循環(huán)注入冷卻水進行熱交換將一級冷卻板4維持在較低溫度。參閱圖1至圖7，其余同上述實施例。
[0025]實施例5，本發(fā)明所述一級冷卻板4、二級冷卻板5、三級冷卻板6及料桶3內(nèi)壁設(shè)有耐磨涂層，涂層除了耐磨以外還可以提高淬火效果以及淬火速度，加快來料淬透的過程。參閱圖1至圖7，其余同上述實施例。
[0026]實施例6，本發(fā)明在料桶3下方對應(yīng)其出料口處設(shè)置有振動篩7，從料桶3出料口出來的材料可以在振動篩7上再次淬火，更進一步提高淬火的效果，達到多級淬火提高材料相關(guān)性能的目的。參閱圖1至圖7，其余同上述實施例。
[0027]實施例7，本發(fā)明所述專用熱交換器包括箱體8、隔板12、蓋板9、通氣閥13，其特征是:箱體8內(nèi)設(shè)置有三塊或三塊以上隔板12，可以使回水曲折流動，增加回水與制冷管10接觸時間和接觸面積，使回水降溫更快，箱體8設(shè)置有出水管14，冷卻后的水再通過出水管進入釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，制冷管10設(shè)置在箱體8內(nèi)，充分與箱體8內(nèi)的回水接觸，制冷管10內(nèi)輸有液態(tài)惰性氣體，使回水冷卻的同時也吸收到氣化需要的熱能，氣化后可注入釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火裝置，箱體8的頂部設(shè)置有蓋板9，蓋板上設(shè)置有通氣閥13，可溝通箱體內(nèi)外空氣平衡溫差，回水管11與箱體8內(nèi)部相通，從釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)接收回水注入箱體8內(nèi)，所述通氣閥13設(shè)置在蓋板9中心處與箱體8內(nèi)部相通，可溝通箱體內(nèi)外空氣平衡溫差，制冷管10的輸入管31和輸出管32分別靠近箱體8兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)置在蓋板9上，制冷管10外壁還設(shè)置有傳熱片，可以加快熱能傳導(dǎo)速度，所述回水管11設(shè)置在輸出管32與較近箱體8內(nèi)壁之間的蓋板9上或直接設(shè)置在箱體8上，優(yōu)選為設(shè)置在蓋板9上，也可根據(jù)實際需要選擇設(shè)置在箱體8上或其他位置，回水管11上設(shè)置有溫度表41，可隨時回水監(jiān)控溫度，所述出水管14設(shè)置在箱體8底部，設(shè)置在箱體8底部最方便出水，如有其他原因而不能設(shè)置在底部時，也可設(shè)置在其他位置，靠近箱體8外壁的一側(cè)設(shè)置有球閥71，控制出水，球閥71的另一側(cè)設(shè)置有水流量計72，實時監(jiān)控出水流量，水流量計72的另一側(cè)設(shè)置有水泵73，若水壓不夠時可用以抽水，水泵73的另一側(cè)設(shè)置有出水溫度表74，監(jiān)控出水溫度是否達標(biāo)。參閱圖1至圖7，其余同上述實施例。
[0028]實施例8，本發(fā)明所述惰性氣體采用氮N2或氬Ar，液態(tài)氮N2成本低但相對液態(tài)氬Ar更易電離，在淬火過程中易對材料產(chǎn)生不利影響，故優(yōu)選液態(tài)氬Ar。參閱圖1至圖7，其余同上述實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火工藝，其特征是:噴嘴(I)將來料噴向至鑰輪(2)，旋轉(zhuǎn)的鑰輪(2)不斷將上方噴下的來料甩飛，來料在此過程中初步降溫形成厚度約為0.03mm的高溫甩帶片，高溫甩帶片被甩入料桶(3)，高溫甩帶片甩入料桶(3)后被一級冷卻板(4)阻擋折向斜下方，同時完成一級淬火，高溫甩帶片從一級冷卻板(4)處折射至二級冷卻板(5)上并再次折射向料桶(3)內(nèi)壁，完成二級淬火，高溫甩帶片經(jīng)過料桶(3)內(nèi)壁折射至三級冷卻板(6)，完成三級淬火，完成三級淬火的材料從出料口流向下方的振動篩(7)，再經(jīng)振動篩(7)振動進入成品收集罐，整個淬火過程需在充滿惰性氣體的密封環(huán)境下進行，氣壓大約保持在2200Pa。
2.一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火設(shè)備，其特征是:它包括噴嘴(I)、鑰輪(2)、料桶(3 )、一級冷卻板(4)、二級冷卻板(5 )、三級冷卻板(6 )，噴嘴(I)下方設(shè)置有鑰輪(2 )，位于鑰輪(2 )旋轉(zhuǎn)拋甩方向的一側(cè)設(shè)置有對應(yīng)入料口的料桶(3 )，在料桶(3 )上部對應(yīng)入料口的另一側(cè)設(shè)置有向下傾斜的一級冷卻板(4)，在料桶(3)中部位于一級冷卻板(4)下部另一側(cè)的位置設(shè)置有二級冷卻板(5)，在料桶(3)下部位于二級冷卻板(5)下部另一側(cè)的位置設(shè)置有三級冷卻板(6)，料桶(3)的下部設(shè)置有出料口，裝置內(nèi)充滿惰性氣體，冷卻水循環(huán)管道與專用熱交換器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火設(shè)備，其特征是:所述一級冷卻板(4)內(nèi)部設(shè)置有用于熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板出水口(41)和冷卻板進水口(42)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火設(shè)備，其特征是:在二級冷卻板(5)和三級冷卻板(6)內(nèi)部分別設(shè)置有用于熱交換的空腔及與該空腔相通的冷卻板進水口和出水口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火設(shè)備，其特征是:在一級冷卻板(4)、二級冷卻板(5)、或三級冷卻板(6)工作面表層設(shè)置有耐磨涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火設(shè)備，其特征是:在料桶(3)下方對應(yīng)其出料口處設(shè)置有振動篩(7 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火設(shè)備，其特征是:所述專用熱交換器包括箱體(8)、隔板(12)、蓋板(9)、通氣閥(13)，箱體(8)內(nèi)設(shè)置有三塊或三塊以上隔板(12)，箱體(8)設(shè)置有出水管(14)，制冷管(10)設(shè)置在箱體(8)內(nèi)，制冷管(10)內(nèi)輸有液態(tài)惰性氣體，箱體(8)的頂部設(shè)置有蓋板(9)，蓋板上設(shè)置有通氣閥(13)，回水管(11)與箱體(8)內(nèi)部相通，所述通氣閥(13)設(shè)置在蓋板(9)中心處與箱體(8)內(nèi)部相通，所述制冷管(10)的輸入管(31)和輸出管(32)分別靠近箱體(8)兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)置在蓋板(9)上，制冷管(10)外壁還設(shè)置有傳熱片，所述回水管(11)設(shè)置在輸出管(32)與較近箱體(8)內(nèi)壁之間的蓋板(9)上或直接設(shè)置在箱體(8)上，回水管(11)上設(shè)置有溫度表(41)，所述出水管(14)設(shè)置在箱體(8)底部，靠近箱體(8)外壁的一側(cè)設(shè)置有球閥(71)，球閥(71)的另一側(cè)設(shè)置有水流量計(72)，水流量計(72)的另一側(cè)設(shè)置有水泵(73)，水泵(73)的另一側(cè)設(shè)置有出水溫度表(74)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或7所述一種釹鐵硼磁粉生產(chǎn)的多級淬火設(shè)備，其特征是:所述惰性氣體采用氮(N2)或氬(Ar)。
【文檔編號】B22F9/04GK103817338SQ201410084717
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】鮑宇飛, 李運湘 申請人:湖南京湘磁業(yè)有限公司