釤鈷永磁體真空燒結爐的制作方法
【專利摘要】釤鈷永磁體真空燒結爐，它包括抽真空系統(tǒng)、爐體、石墨電加熱器、溫控裝置、風機冷卻盤管和PLC程序控制系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)由第一、第二羅茨泵、滑閥泵和抽真空管路組成可調(diào)控真空系統(tǒng)，爐體由隔熱保溫層組成的密封爐膛和前、后門密封墊，密封爐膛內(nèi)設若干均勻分布的石墨發(fā)熱框板，在石墨發(fā)熱框板之間均勻設置若干檢測密封爐膛溫度的熱電偶，密封爐膛后端設風機冷卻盤管，抽真空管路設在密封爐膛一側和風機冷卻盤管之間。抽真空系統(tǒng)可以選擇不同真空度，均勻設置在密封爐膛內(nèi)的石墨發(fā)熱框板和測溫熱電偶監(jiān)測爐內(nèi)溫度，形成高溫燒結區(qū)和穩(wěn)定的溫度與真空度。既提高永磁體產(chǎn)品質量，又提高燒結爐生產(chǎn)效益，產(chǎn)品合格率提高30%，生產(chǎn)效率成倍提高，總能節(jié)約60%以上。
【專利說明】釤鈷永磁體真空燒結爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種釤鈷永磁材料的生產(chǎn)設備，特別是一種稀土永磁釤鈷永磁材
料真空燒結爐。
【背景技術】
[0002]燒結爐是制備釤鈷永磁材料的重要設備之一，釤鈷永磁材料的壓坯經(jīng)過高溫燒結得到所需的性能。真空燒結對真空度以及溫度穩(wěn)定性有極高的要求，因此，在燒結成型的過程中，為了防止材料被氧化而降低產(chǎn)品品質，所以在釤鈷永磁材料的生產(chǎn)過程中常用真空燒結成型的生產(chǎn)工藝，真空燒結工藝是在燒結前將燒結裝置內(nèi)的氧氣通過真空泵排出，然后再進行燒結，燒結過程中需要持續(xù)啟動真空泵，以保持燒結爐內(nèi)的真空度。而燒結溫度直接決定了釤鈷永磁體最后的磁性能，溫度偏高導致永磁體件燒壞，溫度偏低則密度未到，使釤鈷永磁體磁性能達不到要求，因此溫度的高低和均勻性都將導致磁性能的優(yōu)劣。目前部分燒結爐采用微波加熱方式，微波加熱器產(chǎn)生的熱量不連續(xù)性，不能進行均勻性的加熱，熱滯后情況明顯。使得爐內(nèi)各個區(qū)域溫差較大，導致整爐產(chǎn)品的磁性能差距過于明顯，使得最終產(chǎn)品達不到生產(chǎn)要求。部分燒結爐是采用外熱式的管式爐，存在著產(chǎn)量低，能耗大，溫區(qū)不穩(wěn)定等諸多缺陷。在燒結冷卻階段中，常采用向爐內(nèi)通入大量的氬氣和水套內(nèi)通入冷卻水來降低爐溫，但是這種方式的散熱性差，爐溫下降速度慢，生產(chǎn)周期長。現(xiàn)有的真空燒結爐用于釤鈷永磁材料的燒結工序存在諸多影響產(chǎn)品質量的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的問題是提供一種能持續(xù)保持爐內(nèi)真空度及溫度均勻性好、加快爐溫冷卻的真空燒結爐。
[0004]本實用新型采用的技術方案是:釤鈷永磁體真空燒結爐，它包括抽真空系統(tǒng)、爐體、石墨電加熱器、溫控裝置、風機冷卻盤管和PLC程序控制系統(tǒng)，其特征是抽真空系統(tǒng)由第一、第二羅茨泵、滑閥泵和抽真空管路組成可調(diào)控真空系統(tǒng)，爐體由隔熱保溫層組成的密封爐膛和前、后門密封墊，密封爐膛內(nèi)設若干均勻分布的石墨發(fā)熱框板，在石墨發(fā)熱框板之間均勻設置若干檢測密封爐膛溫度的熱電偶，密封爐膛后端設風機冷卻盤管，抽真空管路設在密封爐膛一側和風機冷卻盤管之間。
[0005]所述抽真空系統(tǒng)還包括機前閥門和設在機前閥門與滑閥泵之間的放氣閥門。
[0006]所述石墨發(fā)熱框板由二個相互平行的矩形框組成一個發(fā)熱體單元，二個發(fā)熱體單元連接一個電源電極。
[0007]所述風機冷卻盤管包括設在密封爐膛腔后端外的風扇電機，以及與密封爐膛后端的冷熱交換器相接的冷卻水管。
[0008]所述隔熱保溫層由鑰片內(nèi)殼、中間填充隔熱保溫棉和外殼不銹鋼板組成。
[0009]上述設計的有益效果是:通過二個真空羅茨泵和真空滑閥泵組成對燒結爐抽真空系統(tǒng)可以分別選擇和控制不同真空度達到燒結爐的不同真空度要求。爐內(nèi)設密封爐膛和前后密封墊，在燒結階段時用前后密封墊夾緊密封爐膛，若干均勻設置在密封爐膛內(nèi)的石墨發(fā)熱框板，形成高溫燒結區(qū)和穩(wěn)定的溫度與真空度。均勻設置在石墨發(fā)熱框板內(nèi)的測溫熱電偶監(jiān)測爐內(nèi)溫度，控制爐內(nèi)溫度，使燒結爐內(nèi)溫度均勻，設在燒結爐后端的風機冷卻盤管強制爐溫快速降溫冷卻，縮短燒結爐降溫時間，提高燒結爐周轉率，上述四方面的改進設計使燒結爐技術性能進一步提高，形成高真空、高熱量、恒溫燒結工藝，既提高永磁體產(chǎn)品質量，又提高燒結爐生產(chǎn)效益，產(chǎn)品合格率提高30%，生產(chǎn)效率成倍提高，每公斤永磁體燒結電耗從24.5度下降到8.2度，總能節(jié)約60%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型整體組成俯視圖。
[0011]圖2為圖1的A— A剖視圖。
[0012]圖3為圖1的B— B剖視圖。
[0013]圖4為石墨電加熱器俯視圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖和實施例對本實用新型做詳細說明。
[0015]參看圖1所示，永磁體真空燒結爐，包括爐體1、石墨電加熱器2、溫控裝置3、風機冷卻盤管4、抽真空系統(tǒng)5和程序控制系統(tǒng)6。
[0016]參看圖2?圖4所示，爐體I內(nèi)設燒結爐和冷熱交換器，燒結爐體由隔熱保溫層組成密封爐膛10、前門密封墊11和后門密封墊17，分別由前門氣缸13和后門氣缸15動作打開或關閉密封爐膛10。
[0017]隔熱保溫層由鑰片內(nèi)殼、中間填充隔熱保溫棉和不銹鋼外殼組成。密封爐膛10由隔熱保溫層固定銷14與爐體內(nèi)壁固定，燒結擱架19設在密封爐膛內(nèi)，由擱架腳18穿過隔熱保溫層固定在爐體內(nèi)底部。
[0018]石墨電加熱器2由設在爐體I內(nèi)的石墨電極21和平行設布在密封爐膛10內(nèi)的若干石墨發(fā)熱框板22組成，石墨發(fā)熱框板22由二個相互平行的矩形框組成一個發(fā)熱單元，二個發(fā)熱單元連接一個電源電極21，若干均勻設置在密封爐膛10內(nèi)的石墨發(fā)熱框板22組成高溫燒結區(qū)，石墨發(fā)熱框板22產(chǎn)生熱量高，且石墨板耐熱性強，熱膨脹小，熱傳遞均勻、使用壽命長。如圖4所示，供電的電源電極21分別連接爐體外的三相電源20。三相電源20電壓40V?60V，電流為700?800A，使爐體內(nèi)不產(chǎn)生火花放電，供電穩(wěn)定、發(fā)熱均勻并節(jié)約能耗。石墨發(fā)熱框板22依爐膛10腔形狀設計成正方形、長方形、圓形或橢圓形框架，加熱石墨可為板狀、棒狀或帶狀。
[0019]溫控裝置3由設在爐體I內(nèi)熱電偶31、32、33和設在爐體I外的PLC控制器6組成，三個熱電偶的感溫頭分別設在密封腔10的前端、中間和后端，分別監(jiān)測三段的爐溫，熱電偶設置不限于三個，根據(jù)加熱系統(tǒng)和溫控精度需要設置3?5個，能控制在±1°C之間變化，保證燒結溫度穩(wěn)定。
[0020]風機冷卻盤管4包括設在爐體I后端的電機41，風扇42、冷熱交換器43和和冷卻水管，電機41向爐體內(nèi)充入氬氣同時由冷熱交換器43的循環(huán)水帶走熱量，使燒結爐膛迅速降溫。[0021]抽真空系統(tǒng)5 (參看圖1所示)由兩個羅茨泵51和52，一個機前閥門53和一個滑閥泵50組成，機前閥門53和滑閥泵50之間設有機械泵放氣閥門54，進入爐體I的抽真空管道55和安全閥56，通過兩個不同功率的羅茨泵組成抽真空泵組對爐體I進行選擇性可控制真空度的抽真空，可根據(jù)不同真空度要求進行選擇控制。
[0022]程序控制系統(tǒng)6包括PLC程序控制板，與石墨電加熱器2、溫度熱電偶3、風機冷卻系統(tǒng)4和抽真空系統(tǒng)5的信號線及各接口電路。
[0023]燒結開始時，先將裝有壓坯的料盒推入爐體I內(nèi)，使料盒準確放置在密封爐膛10的擱架19上，通過兩種不同功率的真空羅茨泵51、52對設備進行選擇性抽真空，使燒結爐膛內(nèi)達到生產(chǎn)所需要的真空度時，以確保坯件在燒結時能處在真空狀態(tài)下。當真空度達到
1.0 X KT1Pa時，開始進入低溫預燒階段，對爐里坯件進行通電加熱處理，排除一些殘留的水分與汽油，二個串聯(lián)的真空羅茨泵51、52和一個滑閥泵50可以在較短的時間內(nèi)，快速的抽走廢氣。當溫度到達400°C?600°C左右時，進入升溫燒結階段，繼續(xù)對坯件加熱，排除難揮發(fā)物，提高爐內(nèi)的真空度，溫度到達1100?1200°C進行保溫燒結，此時向爐內(nèi)充入氬氣，使坯件在保護氣體的氣氛下進行燒結，使真空度和溫度保持均勻穩(wěn)定，在抽真空、排氣階段中，通過石墨框板產(chǎn)生熱量，再通過熱傳遞的方式均勻的使爐內(nèi)溫度提高，并提高爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定性，以達到產(chǎn)品性能的均勻性。
[0024]當加熱階段完成時，進入冷卻階段，啟動風機41，使冷卻氣體從密封爐膛10、石墨發(fā)熱框板22與爐體I之間的間隙，冷熱交換器43間隙快速循環(huán)流動，通過冷卻水吸收熱量并將其帶出爐體外，從而達到快速降低爐溫的目的，縮短周轉時間，提高了生產(chǎn)效率。
【權利要求】
1.釤鈷永磁體真空燒結爐，它包括抽真空系統(tǒng)、爐體、石墨電加熱器、溫控裝置、風機冷卻盤管和PLC程序控制系統(tǒng)，其特征是抽真空系統(tǒng)由第一、第二羅茨泵、滑閥泵和抽真空管路組成可調(diào)控真空系統(tǒng)，爐體由隔熱保溫層組成的密封爐膛和前、后門密封墊，密封爐膛內(nèi)設若干均勻分布的石墨發(fā)熱框板，在石墨發(fā)熱框板之間均勻設置若干檢測密封爐膛溫度的熱電偶，密封爐膛后端設風機冷卻盤管，抽真空管路設在密封爐膛一側和風機冷卻盤管之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的釤鈷永磁體真空燒結爐,其特征在于所述抽真空系統(tǒng)還包括機前閥門和設在機前閥門與滑閥泵之間的放氣閥門。
3.根據(jù)權利要求1所述的釤鈷永磁體真空燒結爐，其特征在于所述石墨發(fā)熱框板由二個相互平行的矩形框組成一個發(fā)熱體單元，二個發(fā)熱體單元連接一個電源電極。
4.根據(jù)權利要求1所述的釤鈷永磁體真空燒結爐，其特征在于所述風機冷卻盤管包括設在密封爐膛腔后端的風扇和電機，以及與密封爐膛后端的冷熱交換器相接的冷卻水管。
5.根據(jù)權利要求1所述的釤鈷永磁體真空燒結爐，其特征在于所述隔熱保溫層由鑰片內(nèi)殼、中間填充隔熱保溫棉和不銹鋼板外殼組成。
【文檔編號】F27B5/18GK203478929SQ201320469471
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月2日 優(yōu)先權日:2013年8月2日
【發(fā)明者】董建宏, 周建斌 申請人:寧波寧港永磁材料有限公司