[发明专利]一种铁基合金粉末的球磨工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于金属合金粉末的制造领域，特别涉及一种铁基合金粉末的球磨工艺及装置，具体说是一种以铁为主要成分（Fe>80%）的多元铁基合金湿法球磨成粉末的球磨工艺及装置。

背景技术

铁基合金是硬面材料中使用量大而广的一类，这类材料最大的特点是综合性能良好，使用范围很宽，而且材料价格低廉，在现代的生产中得到了广泛的使用，尤其是含Fe >80% (wt%)的软磁铁基合金，比如Fe-Si-Al、Fe-Si、Fe-Si-B等更是近年来新兴的软磁材料。

将熔炼制造的铁基合金制造成粉末，现有的制粉工艺分为两种类型：一类是利用合金的脆性机械粉碎、干法球磨制粉，另一类是通过雾化（水雾化、气雾化及水、气混合雾化）将合金钢水直接喷制成粉末。由于雾化喷制的粉末形貌是球型或近球型，而且粉末的粒度分布以粗粉末居多，导致粉末模压时致密性差，容易产生涡流损耗。其中，气雾化制粉成本太高，水雾化制粉含氧量太高，这是雾化制粉工艺的不足。所以，脆性的铁基合金当用于软磁材料时，往往采用机械粉碎、干法球磨制粉的工艺。其粉末多为不规则型，有利于模压成型和压制磁器件的致密性。 

采用机械破碎、干法球磨制造粉末工艺，现有的工艺及装置大致有以下几种：

A、卧式滚筒球磨机球磨制造粉末。将合金粗颗粒加入卧式滚筒球磨机，物料与钢球按一定比例配比，选用不同直径的钢球，钢球大小也按一定配比加入。球磨时间根据球磨的物料和对粉末的粒度要求决定。出料时钢球与物料同时放出，过筛后将钢球与物料分开，再筛分达到细度要求的粉末。筛上粗粉返回球磨机。该工艺及装置的不足之处是：滚筒转速低（一般小于60转/分钟）导致生产效率低、出料与进料之间周期长、作业间粉尘多。

B、卧式振动球磨机球磨制造粉末。将合金粗颗粒加入卧式振动球磨机，物料与钢球按一定比例配比，选用不同直径的钢球，钢球大小也按一定配比加入，球磨时间根据球磨的物料和对粉末的粒度要求来决定。出料时钢球与物料需同时放出，过筛后将钢球与物料分开，再筛分达到细度要求的粉末，筛上粗粉返回球磨机。卧式振动球磨机的振动频率在100-300次/分钟，导致球磨机与物料因快速发热而不宜连续工作。而且，振动噪音大，出料方式也决定了作业间粉尘多、进出料之间的周期长。

C、气流磨制造合金粉末。原理是：小于40目的合金粗粉由磨机粉碎仓上部下料，均布在粉碎仓壁的气管将高压空气成对撞式喷入，使下落的物料发生高速碰撞被粉碎成粉末。调节分级叶轮频率使细粉被磨机的负压吸收到回收系统，粗粉回到粉碎仓。气流磨的优点是进出料不停机、可连续生产，粉末可按粒径分级收集，作业间粉尘少，不足之处是产量小、单位耗电量比其他球磨机高3-5倍。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种铁基合金粉末的球磨工艺及装置，具体说是一种以铁为主要成分（Fe>80%）的多元铁基合金湿法球磨成粉末的球磨工艺及装置，提高制粉效率和成品率，增加班产量，改善作业环境，提高系统的自动化程度，降低噪音和生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种铁基合金粉末的球磨装置，它包括湿法球磨机和离心机，所述的湿法球磨机包括电机及变速装置、立式磨筒、立式搅拌轴、机体以及料浆泵，所述的机体安装在立式磨筒上，电机及变速装置安装在机体的顶端，立式搅拌轴的上端与电机及变速装置的输出端连接穿过机体并伸至立式磨筒的底部，立式搅拌轴的下端设置有1~8根搅拌臂，搅拌臂间的安装相对角度为60~90°，搅拌臂之间的间距不小于50mm，立式搅拌轴与立式磨筒同心并垂直于水平面，立式磨筒的顶端设置有进料斗、料浆入口和球磨介质入口，立式磨筒的侧壁上还设置有水冷夹套，立式磨筒的底部设置有出料斗，出料斗通过料管与料浆泵的进料端连接，料浆泵的出料端分别与离心机和湿法球磨机的料浆入口连接。

所述的立式磨筒的顶端还设置有检修口和观察口。

所述的水冷夹套的下端设置有进口，水冷夹套的上端设置有出口，水冷夹套中安装有螺旋式阻流板。

所述的机体由机座、安装在机座上的轴承及轴承座组成。

所述的立式磨筒的内径和高度的比值为1：1~1.2，其中内径为不小于500mm。

一种铁基合金粉末的球磨工艺，它包含以下步骤：

（1）将重量比为10：0.5~2.5：0.5~3的钢球、球磨介质、铁基合金分别加入前述的湿法球磨机里，铁基合金进料粒径小于2 mm；

（2）启动电机，变频调节搅拌轴转速（搅拌轴也可由电机和变速箱装配成恒定转速）；