烧结钕铁硼的生产工艺流程

烧结钕铁硼的生产工艺流程 1.1 永磁材料性能要求永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的

1.1.1 最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积

的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。 1.1.2 饱和磁化强度：是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化

强度越高，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。 1.1.3 矫顽力：铁磁体磁化到饱和后，使它的磁化强度或磁感应强度降低

到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。它表征材料抵抗退磁作用的本领。 1.1.4 剩磁：铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的剩余

磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。 1.1.5 居里温度：铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称

为居里温度或居里点。居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。 1.2 稀土永磁材料的主要类型 至今，稀土永磁材料已有两大类、三代产品。

第一大类是稀土 - 钴合金系（即 RE-Co永磁），它又包括两代产品。 1996 年 K.Strant 发现 SmCo5型合金具有极高的磁各向异常数，产生了第一代

稀土永 磁体 1:5 型 SmCo合金。从此开始了稀土永磁材料的研究开发，并于 1970年投 入生产；第二代稀土永磁材料是 2：17 型的 SmCo合金大约是 1978 年投入生产。 它们均是以金属钴为基体的永磁材料合金。 第二大类是钕铁硼合金（即 Nd-Fe-B 系永磁）。 1983 年日本和美国同时发 现了钕铁硼合金，称为第三代永磁材料，当 Nd原子和 Fe 原子分别被不同的 RE 原子和其他金属原子取代可发展成多种成分不同、性能不同的 Nd-Fe-B 系永

磁 材料。其制备方法主要有烧结法、还原扩散法、熔体快淬法、粘结法、铸造法 等，其中烧结法和粘结法在生产中应用最广泛。下表列出了不同稀土永磁材料 的磁性能。

材料种类 ((BH)m)最大 剩余磁 磁感矫顽 内禀矫顽 居里温度 -3 磁能积/Kj.m -3 通(Br)/T 力(Hcb) 力(Hcj) (Tc)

-1 /kA.m -1 /kA.m / 0C SmC5o系 100 0.76 550 680 740 SmC5o系

160 0.90 700 1120 740

（高 Hc） Sm2Co17系 240 1.10 510 530 920 Sm2Co17系

280 0.95 640 800 920

（高 Hc） 烧结 Nd- Fe-B系

240-400 1.1-1.4 800-2400 310-510

粘结 Nd- Fe-B系

56-160 0.6-1.1 800-2100 310

Sm－Fe－ Ｎ系 56-160 0.6-1.1 600-2000 310-600 从上表可以看出钕铁硼永磁材料的综合磁性能最好，并且烧结法优于粘结 法。所以下面主要介绍烧结钕铁硼永磁材料的生产流程 2 烧结钕铁硼的生产流程

总流程如下： 配料 熔炼 氢破 气流磨 成型

后加工 烧结 剥油 2.1 熔炼工段

熔炼工段主要负责将按比例称量好的原材料进行熔炼，分为配料和熔炼两 个部分

2.1.1 配料 1、常用的金属有如下几种：金属钕，镨钕，特硼，精硼，铜，铝，镓，

铽， 钴，铁（太原铁、武钢铁、上海铁），镝铁，铌铁。 2、所用仪器、工具、辅助材料等 : 不同规格的电子秤、钢筋切断机、除锈

抛光机、橡胶手套、口罩。 3、工作流程：根据当天的生产要求，统计各种原材料的用量，经核对后去

原材料库领料；回来后根据单配料。配料时以及配料完成后要完成相关的记录。 4、注意事项：

（1） 因称量金属时在空气中有金属粉末，所以在操作过程中需要戴口罩。

而 且为防止金属伤手需要佩戴专用手套 （2）由于原材料库中的铁棒较长并且容易生锈，所以在配料时需要切断并 抛光，以便于称量并减少杂质。 （3）在操作钢筋切断机时需要特别注意安全，小心伤到手指。 （4）正确熟练掌握电子称的用法，将公差严格控制在要求范围内。复称时 更需严格把关，保证后续的有效正常生产。作业过程的正确与否直接影响到产 品的优劣高低。 2.1.2 熔炼 熔炼主要负责将配好的料进行铸片。

1、铸片熔炼

（1）所用仪器、工具、辅助材料等： FMI-I-600R 真空熔炼铸片炉、行车、 原料车、吊具、铁锤、铁夹、吸尘器、辅助照明工具、炉渣桶、秒表、热电偶、 氮气、氩气、手套、防尘口罩、海绵。 2）流程图如下：

? 准备 上料 开炉盖 清理 坩埚检查 吊装流转车 装炉 装料检查 调离流转

车 检查合炉盖 清场

? 准备 装炉检查 中间包及铜锟轮检

查 关炉门检查 检查 烘炉 熔炼（充氮

升温） ? 检查 准备 取出中间包 打磨铜锟轮 中间包安装 吸尘 更换中

间包 ?清场

流程：准备→装料→抽真空→熔炼→铸片→冷却→出料 （3）操作步骤： ① 抽真空：自动→同时按下“确认”“准备”→泵准备→等待检漏完成 ②烘炉：加热运行→调至 200kw 左右（ 20min） ③ 熔炼:调至 0kw→自动→氩气导入（ 0.04 ～0.06Mpa）→手动→盘内控制 →关机械泵 1 2 →调大功率（ 480kw）→计时并记录 观→察表面完全融化→重新计 时（ 8～12min）→测温（目标温度 1450°± 10℃） ④ 保温：达到 1450°±10℃后→保温 5min（ 功率 70～100kw）→测温 1420° ±10℃→浇铸 ⑤ 浇铸：辅助机构→自动→准备→手动倾斜到合金液快要流出→开始浇铸 （注意观察流速，通过控制功率与角度控制流速）

关炉门检查 差数设置 漏气 精炼 测温 浇铸 冷却

装炉

熔炼 出炉 ? 检查 抛光

? 准备 停风机 充气 开炉门 出料 更换中间包 清理 检查 关炉门 装料

清场

冷凝锟打磨

铸片炉清理 ⑥ 浇铸完成：调 0kw→停止加热→盘内控制→氩气导入（ 73kpa 自动停止） →开风机 1 2 →关闭急冷辊→回坩埚 ⑦ 炉前：料叉下降到极限位 ⑧ 出炉开盖：冷却 2h，铸片温度＜ 35℃→盘内控制→关风机 1 2→开液压 →开机械泵 1 2 →开主阀（ 20kpa以下）→关主阀→关机械泵 1 2 （4）注意事项 ①装料时，一般坩埚口周围温度较高，操作时应穿大头鞋、防护手套、垫 好隔热垫，以免烫伤。 ② 吊装过程中必须在吊装区内作业；吊装前应仔细检查钢丝绳、吊钩、吊 架，确保正常；吊装时，应确保安全隔离区内无人，设备平台吊装车行进路线 上无人、以防人员伤害。 ③ 浇注时，上操作员应留在浇注控制位，观察浇注口液体流动情况，并时 刻留意下操作员的信息反馈；下观察员应持续观察中间包侧部溢流口及铜辊轮 与中间包结合部位情况，当发现溢流口合金液溢出或中间包底板漏液等异常现 象时应及时通知上操作员，此时应暂停浇注，待异常消除后继续浇注。 ④ 更换中间包作业需佩戴口罩，减小粉尘对人体的危害。 ⑤ 卸料及装料时操作人员应佩戴手套、口罩、不能裸手作业。防止人体对 铸片的污染；防止铸片划伤人体。 2.2 制粉工段 制粉工段负责将熔炼后的产品制成细粉，主要过程有氢碎（中

碎）、粗粉 搅拌、气流磨、细粉搅拌。产品生产流程：配料→铸片→氢碎→粗粉搅拌→气 流磨→细粉搅拌。 流程图如下：

1. 3.装

瓶 2.2.1 氢碎

1、氢碎：利用稀土金属间的吸氢特性，将钕铁硼合金置于氢气环境下，氢

气沿富钕相薄层进入合金，使之膨胀爆裂而破碎，沿富钕相层处开裂，从而使 薄片变为粗粉。 2、粗粉搅拌 粗粉搅拌是通过搅拌罐的旋转使氢碎(中碎)后的粗粉混合均

匀。 工艺流程 : (1) 搅拌罐定压：打开搅拌罐截止阀，打开搅拌罐排气罐，观察压力表，直

至符合工艺卡要求。间断打开关闭排气罐，观察压力表，达到指定压力后关闭 排气阀，压力不足时补气，达到压力后关闭截止阀。 (2) 加剂：按工艺卡要求用量筒量取加剂，然后倒入加剂装置，连接喷嘴管

与搅拌罐充气阀，打开充气阀，打开截止阀，设置搅拌时间，启动搅拌机，使 搅拌罐前后摆动，打开喷剂装置进行喷剂。 (3) 搅拌：加剂后，关闭截止阀，关闭充气阀，关闭加剂设备，取开加剂连

接设备，再开启搅拌罐旋转，搅拌结束后自动停止。 2.2.2 气流磨

1、气流磨原理：用高压气流将搅拌后的粗粉吹起，通过相互之间的碰撞使

粒度变小，成为细粉。 2、所用仪器、工具、辅助材料等： 400AFM-R型气流磨、电子称、粒度仪、

钢瓶、小推车、行车、胶圈、卡箍、橡胶榔头、防护面罩。 3、工艺流程

(1) 准备工作：安排磨粉作业，检查设备，设定参数，按生产计划排料

(2) 开机：在开机前打到自动模式状态，如已符合开机状态，按“ S11”键

返回压缩机图，按“ S3”键气流磨自动启动，记录开机时间，开启空压机。 (3) 接细粉钢瓶：将已排氧的细粉钢瓶与筛粉机出料口连接。

(4) 加料：用吊车将钢瓶吊至加料口进行加料，加料完毕要盖住加料斗口。

(5) 排氧：开启振动筛、打开出料阀，进行排氧。

(6) 磨料：分离轮转速达到要求后按下加料按钮，气流磨加料口粗粉自动进

入磨室，进行磨料；磨料落入首瓶钢瓶中，记录磨料开始时间及相关参数。 (7) 加氧钝化：当自动加料至设定值时，调整加氧流量进行加氧。