6. Dự kiến đóng góp của đề tài
2.3.4. Công đoạn nghiền tinh
Sơ đồ và nguyên lý làm việc của máy nghiền tinh.
1 - Cöa cho bét vµo A -VÞ trÝ lµm viÖc N-íc Ar Ch©n kh«ng 2 - Cöa lÊy bét ra 3 - T¸ch tói bét khái m¸y nghiÒn Cấu tạo. Được chú thích cụ thể trên sơ đồ.
Nguyên lý làm việc.
+ Đặt máy vào vị trí làm việc
+ Hút chân không trong 5 phút, tới khi các đồng hồ chỉ -1atm
+ Nạp khí Ar tới khi đồng hồ áp suất báo +1,2atm.
+ Mở cửa nắp số 1 cho, do Ar nặng hơn không khí nên buồng nghiền vẫn chứa đầy Ar.
+ Mở túi bột đã qua nghiền trung gian vào trong máy nghiền. Sau đó đóng thật chặt nắp số 1.
+ Lại tiếp tục hút chân không và nạp Ar nhƣ lần trƣớc.
+ Cho máy nghiền hoạt động trong khoảng thời gian 2-4 tiếng.
+ Kết thúc nghiền ta cho máy hoạt động rung để bột rơi hết xuống túi nilon đƣợc hứng ở cửa ra của máy.
+ Nạp Ar cho túi, 2 tới 3 lần tới khi túi phồng đều nhờ Ar. Khi bột hoàn toàn nằm trong túi, tiến hành tháo túi.
+ Trƣớc khi tháo túi, hút chân không cho túi hơi xẹp lại và bắt đầu xoắn túi nhƣ hình bên để khi tháo túi ra khỏi cửa máy thì bột vẫn đƣợc bảo quản trong khí Ar bên trong túi.
- Nghiền tinh là công đoạn vô cùng quan trọng và cần thiết. Công đoạn này ngƣời ta thƣờng tiến hành trên máy nghiền bi.
- Sau khi nghiền trung gian bằng máy nghiền đĩa ta tiến hành nghiền tinh bằng máy nghiến bi theo phƣơng pháp nghiền cơ năng lƣợng cao để đƣa các hạt về kích thƣớc nano. Máy nghiền cơ năng lƣợng cao đƣợc sử dụng để chế tạo các mẫu hợp kim.Cối và bi nghiền đƣợc làm bằng thép tôi cứng không rỉ. Cối đƣợc đậy kín bằng nắp có gioong cao su bảo vệ.
- Mẫu nghiền đựng trong cối và đƣợc nghiền bởi nhiều bi nghiền có kích thƣớc khác nhau để tăng hiệu quả nghiền. Cối và bi thƣờng đƣợc làm từ cùng một loại vật liệu. Máy có thể nghiền những mẫu cứng nặng khoảng 10g.
Hình 2.8.Máy nghiền cơ (a), cối và bi nghiền (b)
Nguyên tắc hoạt động
- Khi làm việc cối đƣợc lắc đi lắc lại nhiều lần và đạt khoảng vài nghìn lần/phút. Các viên bi chuyển động, đập vào nhau và vào thành cối để nghiền mẫu khối thành dạng bột mịn. Với cấu tạo hai kẹp, máy không chỉ cho phép tăng gấp đôi mẫu đƣợc nghiền trong cùng một khoảng thời gian, mà còn giúp chuyển động cân bằng hơn, đồng thời giảm sự rung và kéo dài tuổi thọ của máy. Máy có gắn một bảng điện tử có thể điều khiển và xác định thời gian nghiền.
- Ngoài ra, máy còn có một quạt bảo vệ động cơ và giữ máy mát trong suốt thời gian sử dụng. Khi nghiền nên tiến hành nghiền vài lần, mỗi lần 1h trong dung môi là cồn hoặc xăng trắng công nghiệp để giảm thiểu sự ôxy hóa do mẫu bị nóng lên.
- Nghiền tinh kích thƣớc hạt đầu vào cỡ 0,35mm, đầu ra khoảng 4- 10µm. Sử dụng máy nghiền bi, nghiền rung. Các phƣơng pháp nghiền khác nhƣ nghiền bi năng lƣợng cao cũng đƣợc sử dụng (nghiền bi quay đƣợc coi là tốt, sử dụng 3 tới 4 loại bi. 40%-50% khối lƣợng bi trong buồng nghiền . hạt có kích thƣớc 4-6µm phải đạt trên 80%. Hạt nhỏ dƣới 1mm không mong muốn nghiền rung, nghiền bi năng lƣợng cao thƣờng tạo ra sự thăng giáng lớn trong phân bố hạt). Thời gian nghiền là 1 yếu tố công nghệ, thời gian không nên quá dài dễ gây biến dạng mạng, ô mạng.
- Do các hạt mịn có diện tích bề mặt riêng rất lớn diện tích tiếp xúc không khí lớn. Vì vậy, quá trình nghiền đƣợc thực hiện liên hoàn trong khí trơ và Nitơ nghiền thô. Trong trƣờng hợp chân không kém, khí bảo vệ kém hoặc sơ suất trong quá trình sản xuất bột NdFeB dễ dàng cháy trong không khí
Hình2.9.A Hình2.9.B
Hình A: Là bột sau khi nghiền đƣợc thu lại trong túi nilon chứa khí Ar
Hình B: Là bột đƣa ra ngoài tự do không có sự bảo quản của khí Ar nên bị cháy - Nếu không cháy thì chất lƣợng nam châm cũng rất kém.
Một cách nghiền khác gọi là nghiền ƣớt, bột cùng bi đƣợc nghiền trong môi trƣờng xăng máy bay hoặc toluen, phƣơng pháp này ít đƣợc áp dụng vì sản xuất trên quy mô nhỏ. Bột sau khi nghiền khô đƣợc trộn với chất bảo vệ để chống oxy hóa và thực hiện các công đoạn tiếp theo.