钕铁硼的表面处理;
钕铁硼表面经过适当处理。钕铁硼具有多相结构,不同相的电位差较大,使得磁体本身成为潜在的电池,酸性环境加速其腐蚀。钕铁硼表面钝化简单易控制,在其表面形成一层致密的钝化膜后可提高其耐蚀性。
表面电镀处理步骤:脱脂→水洗→5%硝酸酸洗→超声波水洗→水洗→MJ670钝化→水洗→水洗→电镀锌镍和电泳。经过可靠性验证,镀锌、盐雾过程可达140小时以上。
表面钝化处理步骤:脱脂→水洗→5%硝酸酸洗→超声波清洗→水洗MJ685活化→水洗→MJ670钝化→水洗→水洗→水洗→水洗→水洗→风干。经可靠性验证,该工艺处理的钕铁硼表面颜色为均匀的银白色,不掉灰,盐水检验2小时以上。钕铁硼HD氢化破碎法只适用于氢化金属或合金的粗碎和中碎。给料粒度为100-0.1 mm,粉体粒度为10-1000UM,已满足贮氢合金镍氢电池负极材料所需粉体的实用要求。钕铁硼永磁体的粉末粒度应在3-5UM,用气流细磨。氢化碎裂(HD)是吸氢晶格膨胀和脱氢还原细化颗粒尺寸的过程,吸氢或脱氢是可逆的化学反应过程,物理化学反应有其化学成分和磁性的变化。
钕铁硼吸氢,产生的氢化物晶格膨胀,产生热和化学过程;膨胀内应力使钕铁硼晶体开裂变松是物理现象,两者同时进行;加热脱氢后,大部分主相氢化物变回原来的nd2Fe14B粉末,部分残留的富Nd相氢化物需要进一步处理。在钕铁硼吸氢过程中,首先吸氢的是暴露在表面的富Nd相,然后主相Nd2Fe14B与H2反应。主相中氢化物的形成伴随着放热反应,总热量可使反应物温度升高到300度。晶格常数增大,热膨胀过程产生粉末爆炸,NdFeB的HD粉末发生了质变。
脱氢使Nd2Fe14Bhy变成Nd2Fe14B,也就是氢化物分解。温度和压力的影响,650。c时,富钕相变是软熔的,当温度升高时,HDDE反应继续发生。目前最佳脱氢温度为500℃。c,在此条件下,主相氢化物中的氢全部释放,富nd相氢化物的NdH3在500。在C之后,一些氢被除去成为NdH2,1040。c能完全排出主相Nd2Fe14B中的氢。1,HD+JM(气流磨)的粉磨效率提高2-3倍,达到90-100KG/HR(原来只有30k g/HR);接近NDFEB (RE=11.76at%)的主相成分,在力学性能方面比较硬韧(Hv=530,抗弯强度24-26kg/mm2);
2.有效降低磁粉的氧含量。HD加氢破碎法有效降低了研磨段的氧化程度((200-800)×10-O2)。在烧结过程中,氢的存在可以还原氧化钕,净化晶界,促进致密化,实现部分活化烧结。
3.HD粉多沿晶界相开裂:HD+JM粉多为单晶颗粒,接近最佳粒径2-3UM,晶粒边缘有富钕相,能有效提高IHC,实际提高500-5000Oe。
4.HD磁粉性能略有变化:HD+JM粉以氧化物形式存在(Nd2Fe14BHxNdHy),其磁性变化为:4πJs高,Br和IHC低,磁性弱,易脱模,外观整齐,堆放方便;
5.HD粉抗氧化性好:HD+JM粉抗氧化性好,存放时间长。实践表明,粉末≥4UM在空气中不易燃烧;
6、HD氧化粉碎法的负面效应和影响:
(1)HD加氢工艺的安全性在化工、冶金生产领域的某些场合需要使用氢气,氢气会自燃爆炸。
因此,相关的工艺设备必须考虑消除爆炸的条件,如氢气和氧气混合到一定浓度,在爆炸前有明火。另外,为了防止氢脆,储氢窗和管道的材料必须由耐氢材料(与氢生成发生化学反应的材料)组成,例如不锈钢1Cr18NI9Ti就是一种很好的耐氢材料。
(2)超细粉太多。HD+JM粉末易于研磨,因此有必要改进气流磨以生产所有有用的粉末。
(3)HD+HM粉末表面有许多棱角,在磁场取向和晕化过程中摩擦系数增大,导致取向度降低,剩余磁感应强度降低。与同成分NDFEB合金的机械球磨相比,HD+HM粉末减少了氧化,Nd(R)成分相对高于同成分合金,非磁性相的增加也导致Br降低。
(4)烧结过程中的脱氢和异常晶粒生长(AGG ), HD+JM粉末中的氢含量不同,最终可以在烧结过程中去除。在加热的过程中会产生开裂,真空度不高,导致氧化和氮化。原因是混合料烧结,设备不合适,加热不正确。HD+JM粉含氢且粉末较细(~ 3微米),容易造成晶粒异常长大的问题(矫顽力HC大大降低)。解决方法是将烧结温度从1060度降低到960度,并加入晶粒抑制剂。
(5)如果将HD+JM粉末制成的磁体与相同成分的机械粉末制成的磁体进行比较,则发现机械粉末制成的磁体的Br、Hk/Hci比更低。原因是Pr-Fe-B合金的氢化物PrFeBHx的易轴由C轴变为A轴,磁取向错位。烧结完成后,易轴由A轴变为C轴,导致Br,Hk/Hci较低,只要使用不含Pr的钕铁硼磁体,就不会出现这种现象。
氢碎(HD)设备:制备高性能磁体主要是保证低氧工艺。正是低氧环境的需求推动了加氢制粉早日实用化,HD技术是保证无氧制粉的核心技术。
流化床气流磨:高性能磁体(50MGOe)的出现,对于制粉结构来说,平均粒度为4.6 ~ 5.0 um。如果把晶粒细小均匀的要求移到球磨阶段,磁粉的平均粒度应该在3 ~ 5 um,粒度分布曲线应该非常集中和尖锐。传统工艺的磁粉频率分布曲折,与新工艺正好相反,最大颗粒为40um。长期以来,检测磁粉的标准是平均粒度(FSSS),而没有使用磁粉的频率分布曲线。平均颗粒大小应为3um,最大值约为7um。而国内的流化床气流磨很难满足这一要求。流化床冲击气流磨,闭环气流磨优势:
(1)低能耗。由于多喷嘴喷射气流的合力大,合格的细粉被分组轮及时排出,不合格的粉末返回粉碎腔再次粉碎,喷射动能得到优化利用,能耗比圆盘气流粉碎机降低30-40%;
(2)磨损和粘附小,因为喷射气流的物料是以分流的方式进入识别室的,避免了途中颗粒的冲击、摩擦和粘附沉积,也避免了喷嘴和管道的磨损。
(3)分级机可独立调节,粒度分布相对集中。
(4)自动操作,结构紧凑,磨损小,拆卸清洗方便。
(5)闭环式可防止氧化和污染。
闭路气流磨的缺点:
(1)在粉碎腔内,如果原料颗粒过大,密度过高而呈现流化状态,则无法粉碎;
(2)分组机叶片磨损严重;
撞击式气流磨有几个问题:(1)尾粉(返料)问题,(粉碎单一品种、单一成分物料长期连续生产不存在尾粉问题,钕铁硼永磁体生产总是涉及不同成分、不同批次,不允许相互混用。比如100KG原料入磨,88KG粉料出料,65433。产生尾粉是因为原料颗粒太大,密度太高呈现流化状态,无法粉碎。但也可能是相反的原因。原料小,但要看分级轮的要求。当密度太小而不能呈现正常的流化状态时,粉碎效率很低,不能产生粉末。尾粉被困在粉碎机的粉碎室内出不来,这就是尾粉的原因。
(2)尾粉是颗粒大的原因,出口尾粉的唯一方法是停止分级轮的转动。
让粉碎室弃,吹出尾粉。旋风收粉器收集的尾粉粒度不一,批量不大,不好处理,储存起来以后集中处理。尾粉收集不完全,很多大颗粒会被截留在管道里。下一次磨机运行时,新的强大的粉流可能会将之前截留在管道中的大颗粒尾粉拖入旋风集粉器,新粉与大颗粒混在一起,这就是大颗粒的污染问题。
(3)超细粉未回收,流化床撞击横流粉碎机有两个出口,旋风集粉器为出粉口,超细粉出口在过滤器下方。这种安排对于钕铁硼永磁体的生产是极不合适的,因为要用全粉而不是把细粉扔掉。已经有先进的轮式分级机,不需要设置旋流器分离马超细粉。很难收集超细粉末。其实超细粉已经变成氧化有限的废粉了。
(4)闭环系统的设计,NdFeB永磁低氧生产线的防氧化是一个重要问题,研磨氮气在系统中闭环循环。
但进出口没有完全密封,渗透的氧气被大量氮气稀释,速度慢,不经济;
(5)正常排粉困难,旋风分离器以下直至出口设计不合理,造成堵粉、粘粉、滞留。由于出粉困难,操作人员不得不用铁制工具敲打管道,靠振动出粉。
(6)氧探测仪早期使用的氧化锆探头(氧化锆探头)遇到氢气、甲烷等会失效。,其读数为0。
冲击气流磨提高了指标,实现了磁粉的低氧化、细化和均匀化,如
(1)系统完全密封。口径一致的原料罐和出料罐与机器密封对接。机器内的空气由真空系统排除,然后用高纯氮气冲洗,以保证机器工人的氧化。
(2)取消旋风分离器,用大捕集器收集全尺寸粉末。
(3)分流回收尾粉,粉碎室下方安装蝶阀和粉罐,卸下的尾粉用圆盘气流磨研磨,尾粉加入原批号,实现全回收。(4)排粉方便。由于采用了夹管阀、气动冲击锤和最佳锥角,消除了出粉时的堵卡现象。