СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК B02C13/00 

Изобретение относится к мельницам ударного типа и предназначено для измельчения магнитных материалов для порошковой металлургии, например для измельчения феррита бария и неодим-железо-бора, которые широко используются при изготовлении постоянных магнитов.

Известен способ получения магнитного порошкового материала на основе карбонильного железа, включающий размол порошка в защитной среде в высокоэнергетическом размольном агрегате при удельной кинетической энергии воздействия мелющих тел на обрабатываемый материал от 65 до 600 Дж/кг до получения чешуйчатой формы частиц порошка с удельной поверхностью не менее 1,4 м²/г и величиной тангенса сверхвысокочастотных магнитных потерь не менее 1,0 (Заявка на изобретение РФ №2003121646 А, МПК 7 B 22 F 1/00, H 01 F 1/20, опубл. 2005.02.20 [1]).

Помол осуществляется аттритором, в котором измельчение производят шары, приводимые в движение вращающимся валом с закрепленными на нем лопастями в жидкой или газообразной защитных средах. При измельчении шарами происходит загрязнение материала частицами шаров и внутренней поверхности камеры за счет истирания при их относительном перемещении, что приводит к изменению химического состава порошка.

Указанный недостаток устранен в способе измельчения материалов, согласно которому формируют потоки измельчаемого материала и тем самым обеспечивают его подачу на била центрального вала и принудительное перемешивание, который осуществлен в ударной мельнице содержащей вертикальный корпус, верхнюю крышку с центральным загрузочным патрубком, размещенные в помольных камерах валы, горизонтальные поверхности бил которых установлены в одной плоскости, систему отбора готового продукта из зоны измельчения, электропривод, имеющий кинематическую связь с валами мельницы, установленный на днище. В геометрическом центре помольных камер мельницы установлен центральный вал с билами, горизонтальные поверхности которых образуют вертикальный зазор с горизонтальными поверхностями бил смежных валов, размещенных в помольных камерах. Била валов выполнены со скошенными боковыми поверхностями, обеспечивающими ориентированное отражение измельчаемого материала. Помольные камеры снабжены формирователями потоков измельчаемого материала, обеспечивающими ускорение измельчаемого материала и подачу его на била центрального вала. Система отбора готового продукта из зоны измельчения выполнена в виде формирователей потоков воздуха, соединяющих помольные камеры с атмосферой, и вертикального воздуховода со встроенным классификатором для отвода измельченного материала требуемой тонины помола из зон измельчения, установленного на верхней крышке корпуса, принимаемого за прототип (Заявка на изобретение РФ, №2003127376 А, МПК 7 В 02 С 13/14, опубл. 2005.03.10 [2]).

При использовании данного способа и устройства для измельчения магнитных материалов происходит снижение однородности выделяемой классификатором фракции, обусловленное слипанием частиц во флокулы за счет адгезионного и магнитостатического взаимодействия частиц. Кроме того, в прототипе не обеспечивается получение заданного гранулометрического состава, от которого зависят свойства постоянных магнитов. Это обусловлено тем, что в прототипе классификация происходит не по размерам частиц, а по размерам образовавшихся флокул.

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для измельчения магнитных материалов, позволяющих получить порошок с высокой однородностью тонкодисперсных частиц порядка 0,6 мкм для феррита бария и порядка 2-6 мкм для неодим-железо-бора.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение однородности порошка по размерам частиц и получение порошка с заданным средним размером частиц.

Указанные размеры частиц порошка феррита бария соответствуют требованиям, предъявляемым промышленностью к порошкам для изготовления постоянных магнитов: "Постоянные магниты": Справочник. / Альтман А.Б., Герберг А.Н., Гладышев П.А. и др.; Под ред. Ю.М. Пятина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - с.371 [3] и порошка неодим-железо-бора, использованных в патенте US 5666635 Способ получения постоянных магнитов РЗМ-Fe-В [4], опубл. 9.9.97 и в патенте US 6361738 Метод производства постоянных магнитов на РЗМ-Fe-B, опубл. 03.28.2000 [5].

Технический результат достигается тем, что способ измельчения магнитных материалов, заключающийся в воздействии на материал ударными поверхностями бил с одновременным принудительным перемешиванием в зоне измельчения материала, согласно изобретению принудительное перемешивание материала осуществляют воздействием на измельчаемый материал в зоне бил взаимно перпендикулярными однородным постоянным и неоднородным переменным магнитными полями, повышают величины индукции постоянного однородного поля и градиента индукции неоднородного переменного поля до получения удерживаемого в зоне бил устойчивого магнитовибрирующего слоя из частиц измельчаемого материала.

В частном случае выполнения способа в качестве магнитного материала использован порошок феррита бария с размером частиц до 2 мм, при этом величина индукции постоянного магнитного поля составляет 0,015 Т, а величина градиента индукции неоднородного переменного магнитного поля составляет 75 мТ/м при частоте 50 Гц, порошок измельчают из исходного материала в течение 30 мин при скорости вращения бил 15000 об/мин.

В другом частном случае выполнения способа в качестве магнитного материала использован неодим-железо-бор, при этом величина индукции постоянного магнитного поля составляет 0,01-0,02 Т, а величина градиента индукции неоднородного переменного магнитного поля составляет 60-90 мТ/м при частоте 50 Гц, неодим-железо-бор измельчают в атмосфере инертного газа из исходного материала с размером частиц до 700 мкм в течение 3-4 мин при скорости вращения бил 15000 об/мин.

Технический результат достигается также устройством для осуществления способа измельчения магнитных материалов, которое включает средство для измельчения материала, выполненное в форме вращающихся бил, имеющих ударные поверхности, взаимодействующие с материалом внутри цилиндрической камеры и средство для перемешивания измельчаемого материала, согласно изобретению средство для перемешивания измельчаемого материала содержит электромагниты постоянного и переменного тока, между полюсами которых помещена рабочая камера, при этом поверхность одного из полюсов электромагнита переменного тока имеет плоскую форму, а поверхность другого полюса выполнена в форме наконечника с заостренным концом для создания неоднородного магнитного поля между ними, магниты расположены таким образом, что их магнитные силовые линии взаимно перпендикулярны, выводы обмотки электромагнита переменного тока соединены с потенциометром, подключенным к источнику переменного напряжения, а выводы обмотки электромагнита постоянного тока соединены с потенциометром, подключенным к источнику постоянного напряжения.

В отличие от прототипа, в котором измельчаемый материал подается в зону бил восходящими потоками воздуха и перемешивается за счет отражения частиц от скошенных поверхностей бил, в настоящем изобретении достигается удержание измельчаемого материала и принудительное перемешивание в зоне бил неоднородным переменным и однородным постоянным магнитными полями. При этом происходят разрушение флокул за счет воздействия на частицы во флокуле разных по величине сил, действующих со стороны неоднородного магнитного поля, и многократные соударения частиц измельчаемого материала с ударными поверхностями бил и между собой, что все вместе приводит к повышению однородности частиц по размерам.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где

На фиг.1 приведен схематический чертеж устройства для измельчения магнитных материалов.

На фиг.2 - вид устройства сверху.

На фиг.3 - экспериментальные кривые 1, 2, 3 зависимости относительного сигнала э.д.с. , наведенного магнитным порошком феррита бария фракции менее 50 мкм в индуктивном датчике от величины индукции постоянного магнитного поля при фиксированных градиентах индукции переменного магнитного поля 60, 75 и 90 мТ/м соответственно.

На фиг.4 - экспериментальные кривые 1, 2, 3 зависимости относительного сигнала э.д.с. , наведенного магнитным порошком феррита бария фракции 200-400 мкм в индуктивном датчике от величины индукции постоянного магнитного поля при фиксированных градиентах индукции переменного магнитного поля 60, 75 и 90 мТ/м соответственно.

На фиг.5 приведены графики зависимости среднего размера частиц порошка феррита бария от времени помола при создании из порошка устойчивого магнитовибрирующего слоя в зоне бил при индукции постоянного поля 0,015 Т и градиенте индукции переменного поля 75 мТ/м - кривая 1; кривая 2 - при отсутствии электромагнитного воздействия.

На фиг.6 приведены графики зависимости дисперсии частиц порошка феррита бария от времени помола при создании из порошка устойчивого магнитовибрирующего слоя в зоне бил при индукции постоянного поля 0,015 Т и градиенте индукции переменного поля 75 мТ/м - кривая 1; кривая 2 - при отсутствии электромагнитного воздействия.

На фиг.7 приведены графики зависимости среднего размера частиц порошка быстрозакаленного аморфно-кристаллического неодим-железо-бора марки БЗМП-2 (ат. % Nd-12,3; В-6,2; Со-5,1; Fe-77,4) с максимальным размером частиц 700 мкм от времени помола при создании из порошка устойчивого магнитовибрирующего слоя в зоне бил при индукции постоянного поля 0,015 Т и градиенте индукции переменного поля 75 мТ/м - кривая 1; кривая 2 - при отсутствии электромагнитного воздействия.

На фиг.8 приведены графики зависимости дисперсии частиц порошка быстрозакаленного аморфно-кристаллического неодим-железо-бора марки БЗМП-2 (ат. % Nd-12,3; В-6,2; Со-5,1; Fe-77,4) с максимальным размером частиц 700 мкм от времени помола при создании из порошка устойчивого магнитовибрирующего слоя в зоне бил при индукции постоянного поля 0,015 Т и градиенте индукции переменного поля 75 мТ/м - кривая 1; кривая 2 - при отсутствии электромагнитного воздействия.

На фиг.9 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при В_с=0,01 Т и

На фиг.10 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при В_с=0,01 Т и

На фиг.11 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при B_с=0,01 Т и

На фиг.12 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при В_с=0,015 Т и

На фиг.13 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при В_с=0,015 Т и

На фиг.14 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при В_с=0,015 Т и

На фиг.15 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при В_с=0,02 Т и

На фиг.16 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при В_с=0,02 Т и

На фиг.17 приведена гистограмма распределения частиц порошка феррита бария по размерам после помола в течение 30 мин при В_с=0,02 Т и

На фиг.18 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,01 Т и

На фиг.19 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,01 Т

На фиг.20 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,01 Т

На фиг.21 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,015 Т и

На фиг.22 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,015 Т и

На фиг.23 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,015 Т и

На фиг.24 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,02 Т и

На фиг.25 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,02 Т и

На фиг.26 приведена гистограмма распределения частиц порошка неодим-железо-бора по размерам после помола в течение 4 мин при В_с=0,02 Т и .

Устройство для измельчения магнитных материалов (фиг.1) содержит цилиндрическую рабочую камеру 1, снабженную загрузочным отверстием 2 с затвором 3. Через рабочую камеру 1 аксиально проходит вал 4, приводящийся во вращение электродвигателем. Частота вращения вала 4 составляет 15000 об/мин. Вал 4 снабжен билами 5, ориентированными перпендикулярно друг к другу и расположенными в параллельных плоскостях. Рабочая камера 1 окружена охлаждающей рубашкой 6, в которой при измельчении циркулирует вода. Корпус 7 рабочей камеры 1 снабжен отверстием 8 для подачи инертного газа в рабочую камеру 1, чтобы исключить окисление измельчаемого материала неодим-железо-бора. При измельчении феррита бария не требуется подачи инертного газа в камеру. Рабочая камера 1 расположена между полюсами электромагнитов 9 и 10 (фиг.2), поверхность полюса 11 электромагнита 9 переменного тока имеет плоскую форму, а его другой полюс 12 выполнен в форме наконечника 13 с заостренным концом для создания неоднородного магнитного поля между ними, электромагниты 9 и 10 расположены таким образом, что их магнитные силовые линии взаимно перпендикулярны. Выводы обмотки 14 электромагнита 9 соединены с потенциометром 15, подключенным к источнику переменного напряжения 220 В, а выводы обмотки 16 электромагнита 10 соединены с потенциометром 17, подключенным к источнику постоянного напряжения. Накопитель мельницы 18 (фиг.1), отделенный от рабочей камеры 1 задвижкой 19, снабжен затвором 20.

Устройство работает следующим образом:

При помоле неодим-железо-бора рабочая камера 1 заполняется инертным газом через отверстие 8. При помоле феррита бария инертный газ не подается.

Порошок измельчаемого материала засыпается в рабочую камеру 1 через загрузочное отверстие 2, после чего затвор 3 закрывается. При включении электромагнитов 9 и 10 повышают напряжения потенциометрами 15 и 17 до образования в рабочей камере устойчивого магнитовибрирующего слоя из порошка в зоне бил 5. Электродвигатель приводит во вращение вал 4 с закрепленными на нем билами 5. Измельчение материала происходит за счет соударений частиц с вращающимися билами 5 и между собой при воздействии постоянного однородного и переменного неоднородного магнитных полей. Циркулирующая в охлаждающей рубашке 6 вода препятствует перегреву рабочей камеры 1. По истечении заданного времени помола питание электродвигателя и электромагнитов 9 и 10 отключается, открывается задвижка 19 и готовый продукт попадает из рабочей камеры 1 в накопитель 18, откуда извлекается поднятием затвора 20.

Механизм образования устойчивого магитовибрирующего слоя в способе объясняется следующими физическими процессами. Частицы магнитного порошка обладают магнитными моментами, благодаря которым они ведут себя подобно магнитным диполям в магнитном поле. Величина силы взаимодействия магнитного диполя с неоднородным магнитным полем определяется формулой

где р_m - величина магнитного момента частицы, а - угол между векторами магнитного момента частицы р_m и магнитной индукции В. Если р_m и В сонаправлены, то частица будет втягиваться в область более сильного магнитного поля. Если р_m и В антипараллельны, то сила направлена в сторону убывания магнитного поля, т.е. в противоположную. Так как частица находится в переменном магнитном поле, то направление силы, действующей на нее, меняется с той же частотой, с которой меняется поле. Таким образом, частица совершает колебательное движение. Постоянное магнитное поле удерживает колеблющиеся частицы в зоне бил. В межполюсном пространстве электромагнитов образуется устойчивый магнитовибрирующий слой, в котором частицы совершают хаотическое движение под действием переменного неоднородного магнитного поля и из-за соударений друг с другом.

Интенсивность магнитовибрирующего слоя определялась экспериментально путем измерений относительного сигнала э.д.с. , наведенного магнитным порошком различного гранулометрического состава в индуктивном датчике. По полученным данным (фиг.3, 4) определялись границы области создания магнитовибрирующего слоя из частиц разных размеров и оптимизировались режимы помола порошка феррита бария.

Для измерения в эксперименте использован индуктивный датчик, представляющий собой цилиндрическую катушку, имеющую 200 витков, намотанных на пластмассовую кювету. Наведенный в датчике сигнал измерялся вольтметром ВЗ-39. Наведенная э.д.с., в соответствии с законом электромагнитной индукции,

где N - число витков датчика, Ф - магнитный поток, пронизывающий витки датчика.

Магнитный поток, пронизывающий витки датчика, рассчитывался по формуле

где S - площадь контура, равная πr², r - средний радиус датчика. В_ν - амплитуда индукции переменного магнитного поля, где ω - частота изменения магнитного поля.

Э.д.с. индукции рассчитывалась по формуле

Вектор индукции постоянного магнитного поля В_C направлен перпендикулярно вертикальной оси, а переменное - B_V- изменяется по гармоническому закону и перпендикулярно полю B_c. Вектор результирующего поля В и магнитный момент частицы р_m колеблются около горизонтальной оси, вызывая изменения магнитного потока через поперечное сечение катушки и, как следствие, появление в ней э.д.с. π.

При неизменных параметрах установки э.д.с., наводимая в катушке, измерялась дважды: без исследуемого порошка в камере (ε₀) и с исследуемым порошком (ε). Полезный сигнал Δε определяли как разность значений наведенной э.д.с. (ε-ε₀), которая зависит от величины магнитного момента, пересекающего витки индуктивного датчика. Затем строили зависимость от В_C для двух фракций порошка феррита бария, прошедших через сито 50 мкм и 200-400 мкм (фиг.3, 4). На этих графиках максимальная хаотизация частиц, образующих устойчивый магнитовибрирующий слой, которая соответствует максимальной величине относительного сигнала, наведенного в индуктивном датчике, происходит в постоянном магнитном поле с индукцией В_C=0,015 Т и переменном магнитном поле с градиентом индукции 75 мТ/м.

В конкретной реализации питание электромагнита постоянного тока осуществлялось через выпрямитель ВСА-111А от источника ES-531. Напряжение на катушках электромагнита изменялось при помощи потенциометра. Ток в цепи электромагнита контролировался многопредельным амперметром M1104 (на чертеже не указан). Переменное магнитное поле создавалось между полюсами электромагнита, состоящего из катушки, магнитопровода и полюсных наконечников, поверхность одного из полюсов имеет плоскую форму, а поверхность другого полюса выполнена в форме наконечника с заостренным концом. Геометрия полюсов электромагнита переменного тока определена необходимостью создания в зазоре (в области вращающихся бил) неоднородного магнитного поля. Ток в обмотке электромагнита переменного тока контролировался многопредельным амперметром Д57 (на чертеже не указан).

Для экспериментального подтверждения влияния электромагнитного воздействия при измельчении порошка феррита бария на уменьшение среднего размера частиц и повышение однородности по размеру частиц помол проводили при образовании устойчивого магнитовибрирующего слоя, кривая 1 (фиг.5), и без электромагнитного воздействия, кривая 2 (фиг.5). Из этого графика следует, что при измельчении феррита бария в течение 30 мин без электромагнитного воздействия средний размер частиц составлял 12,8 мкм, а при измельчении порошка в устойчивом магнитовибрирующем слое - 0,6 мкм. Из сравнения кривых 1 и 2 (фиг.6) следует, что при измельчении порошка в устойчивом магнитовибрирующем слое достигнуто повышение однородности по размерам частиц, так как дисперсия размеров частиц порошка уменьшается до 0,4 мкм в то время как дисперсия при помоле без электромагнитного воздействия составляет 13,1 мкм.

Для экспериментального подтверждения влияния электромагнитного воздействия на уменьшение среднего размера частиц и повышение однородности размеров измельчаемого порошка неодим-железо-бора, измельчение проводили при образовании устойчивого магнитовибрирующего слоя, кривая 1 (фиг.7), и без электромагнитного воздействия, кривая 2 (фиг.7). Из этого графика следует, что при измельчении неодим-железо-бора в течение 4 мин без электромагнитного воздействия средний размер частиц составлял 14 мкм, а при измельчении с электромагнитным взаимодействием - 2 мкм. Из сравнения кривых 1 и 2 (фиг.8) следует, что при измельчении порошка в устойчивом магнитовибрирующем слое достигнуто повышение однородности по размерам частиц, так как дисперсия размеров частиц порошка уменьшается до 0,8 мкм, в то время как дисперсия при помоле без электромагнитного воздействия составляет 13 мкм.

Оптимальный режим создания магнитовибрирующего слоя в зоне бил для измельчения порошка феррита бария, используемого для изготовления постоянных магнитов, подтверждается следующими примерами:

Пример 1

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией B_с=0,01 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 1,5 мкм и дисперсией 1,1 мкм (Фиг.9).

Пример 2

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией B_с=0,01 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 0,8 мкм и дисперсией 0,6 мкм (Фиг.10).

Пример 3

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_с=0,01 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 1,0 мкм и дисперсией 0,8 мкм (Фиг.11).

Пример 4

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией B_с=0,015 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 1,2 мкм и дисперсией 0,8 мкм (Фиг.12).

Пример 5

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_с=0,015 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции при этом порошок переходил в состояние максимальной хаотизации в области бил. После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 0,6 мкм и дисперсией 0,4 мкм (Фиг.13).

Пример 6

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_c=0,015 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 0,9 мкм и дисперсией 0,7 мкм (Фиг.14).

Пример 7

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_с=0,02 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 1,8 мкм и дисперсией 1,3 мкм (Фиг.15).

Пример 8

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией B_c=0,02 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 1,4 мкм и дисперсией 1,1 мкм (Фиг.16).

Пример 9

Помол порошка феррита бария со средним размером частиц 150 мкм и дисперсией 167 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_с=0,02 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 30 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 1,6 мкм и дисперсией 1,2 мкм (Фиг.17).

Из примеров 1-9 следует, что при измельчении порошка феррита бария в полях B_с=0,015 Т и достигнуты требуемые средний размер частиц порошка 0,6 мкм и дисперсия 0,4 мкм.

Получение порошка неодим-железо-бора с размерами 2-6 мкм, используемого для изготовления постоянных магнитов, при режимах В_с=0,01-0,02 Т и подтверждается следующими примерами:

Пример 10

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_c=0,01 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 5 мкм и дисперсией 1,8 мкм (Фиг.18).

Пример 11

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией B_c=0,01 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 3 мкм и дисперсией 1,2 мкм (Фиг.19).

Пример 12

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_с=0,01 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 4 мкм и дисперсией 1,5 мкм (Фиг.20).

Пример 13

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией B_с=0,015 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 4 мкм и дисперсией 1,4 мкм (Фиг.21).

Пример 14

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией B_с=0,015 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 2 мкм и дисперсией 0,8 (Фиг.22).

Пример 15

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_с=0,015 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 3 мкм и дисперсией 1,3 мкм (Фиг.23).

Пример 16

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией B_с=0,02 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 6 мкм и дисперсией 2,1 мкм (Фиг.24).

Пример 17

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_с=0,02 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 4 мкм и дисперсией 1,5 мкм (Фиг.25).

Пример 18

Помол порошка неодим-железо-бора со средним размером частиц 189 мкм и дисперсией 234 мкм осуществлялся в рабочей камере под одновременным воздействием постоянного магнитного поля с индукцией В_с=0,02 Т и переменного магнитного поля с градиентом индукции После помола в течение 4 мин был получен порошок со средним значением размера частиц 5 мкм и дисперсией 1,8 мкм (Фиг.26).

Из примеров 10-18 следует, что при измельчении порошка неодим-железо-бора в режимах В_c=0,01-0,02 Т и достигнуты требуемые средние размеры частиц порошка 2-6 мкм.

Заявляемое изобретение используется в опытной лаборатории ДГТУ для выполнения заказов промышленности.

Источники информации

1. Заявка на изобретение РФ №2003121646 А, МПК 7 B 22 F 1/00, H 01 F 1/20, дата публикации 2005.02.20.

2. Заявка на изобретение РФ №2003127376 А, МПК 7 В 02 С 13/14, дата публикации 2005.03.10 - прототип.

3. Постоянные магниты: Справочник. /Альтман А.Б., Герберг А.Н., Гладышев П.А. и др.; Под ред. Ю.М. Пятина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 371 с.

4. Способ получения постоянных магнитов РЗМ-Fe-В. Fabrication methods for R-Fe-B permanent magnets: Пат. 5666635 США, МПК 6 B 22 F 1/00 / Kaneko Yuji, Ishigaki Naoyuki; Sumitomo Special Metals Co., Ltd. - №523928; Заявл. 6.9.95; Опубл. 9.9.97.

5. Method of producing R-Fe-B permanent magnet, and lubricant agent and release agent for use in shaping the same. Пат. 6361738 США, МПК 6 B 22 F 003/12 Kaneko; Yuji, Baba; Junichiro, Tanaka; Kazuo, Mori; Shizuo, Sumitomo Special Metals Co., Ltd., №446334, Заявл. 04.22.1999; Опубл. 03.28.2000.

Изобретение относится к мельницам ударного типа и предназначено для измельчения магнитных материалов для порошковой металлургии. Способ заключается в воздействии на материал ударными поверхностями бил с одновременным принудительным перемешиванием в зоне измельчения материала. Принудительное перемешивание материала осуществляют воздействием на измельчаемый материал в зоне бил взаимно перпендикулярными однородным постоянным и неоднородным переменным магнитными полями и повышают величины индукции постоянного однородного поля и градиента индукции неоднородного переменного поля до получения удерживаемого в зоне бил устойчивого магнитовибрирующего слоя из частиц измельчаемого материала. Изобретение повышает производительность и однородность помола порошка. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 26 ил.

1. Способ измельчения магнитных материалов, заключающийся в воздействии на материал ударными поверхностями бил с одновременным принудительным перемешиванием в зоне измельчения материала, отличающийся тем, что принудительное перемешивание материала осуществляют воздействием на измельчаемый материал в зоне бил взаимно перпендикулярными однородным постоянным и неоднородным переменным магнитными полями и повышают величины индукции постоянного однородного поля и градиента индукции неоднородного переменного поля до получения удерживаемого в зоне бил устойчивого магнитовибрирующего слоя из частиц измельчаемого материала.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве магнитного материала используют феррит бария.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что максимальная величина индукции воздействующего постоянного магнитного поля составляет 0,015 Т.4. Способ по п.2, отличающийся тем, что максимальная величина градиента индукции неоднородного переменного поля составляет 75 мТ/м при частоте 50 Гц.5. Способ по п.2, отличающийся тем, что феррит бария измельчают из исходного материала с размером частиц до 2 мм в течение 30 мин при скорости вращения бил 15000 об/мин.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве магнитного материала используют неодим-железо-бор.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что максимальная величина индукции воздействующего постоянного магнитного поля составляет 0,01-0,02 Т.8. Способ по п.6, отличающийся тем, что максимальная величина градиента индукции неоднородного переменного поля составляет 60-90 мТ/м при частоте 50 Гц.9. Способ по п.6, отличающийся тем, что неодим-железо-бор измельчают в защитной среде из исходного материала с размером частиц до 700 мкм в течение 3-4 мин при скорости вращения бил 15000 об/мин.10. Устройство для измельчения магнитных материалов, включающее средство для измельчения материала, выполненное в форме вращающихся бил, имеющих ударные поверхности, взаимодействующие с материалом внутри цилиндрической рабочей камеры, и средство для перемешивания измельчаемого материала, отличающееся тем, что средство для перемешивания измельчаемого материала содержит электромагниты постоянного и переменного тока, между полюсами которых помещена рабочая камера, при этом поверхность одного из полюсов электромагнита переменного тока имеет плоскую форму, а поверхность другого полюса выполнена в форме наконечника с заостренным концом для создания неоднородного магнитного поля между ними, магниты расположены таким образом, что их магнитные силовые линии взаимно перпендикулярны, выводы обмотки электромагнита переменного тока соединены с потенциометром, подключенным к источнику переменного напряжения, а выводы обмотки электромагнита постоянного тока соединены с потенциометром, подключенным к источнику постоянного напряжения.