의 응용 프로그램 질소/아르곤 보호 제트 밀 네오디뮴 철 붕소(NdFeB) 소재의 초미분 분쇄에서. NdFeB 자석은 높은 자기 에너지와 강도로 유명합니다. 전자 및 재생 에너지를 포함한 많은 산업에서 필수적입니다. 이를 초미분 분말로 가공하는 것은 힘듭니다. 이는 이들이 반응성이 높고 자연 발화성이 있으며 산화되기 쉽기 때문입니다. 기존의 분쇄 방법은 종종 고급 용도에 필요한 높은 순도와 균일성을 충족하지 못합니다. 여기에는 적층 제조 및 고성능 자석이 포함됩니다. 제트 밀링, 특히 불활성 가스 환경(질소 또는 아르곤)에서 우수한 솔루션으로 부상했습니다. 이 기사에서는 NdFeB 가공에서 불활성 가스로 보호되는 제트 밀의 기술적 원리와 이점을 살펴봅니다. 또한 산업적 용도도 살펴봅니다.
NdFeB 분말 가공의 과제
재료 반응성 및 산화 위험
네오디뮴철비닐(NdFeB) 합금에는 네오디뮴과 같은 희토류 원소가 있습니다. 이러한 원소는 공기 중에서 빠르게 산화될 수 있습니다. 이 산화는 자기적 특성을 약화시키고 밀링 중에 발화 위험을 초래할 수도 있습니다. 기존 연삭은 열과 마찰을 발생시켜 산화와 오염을 악화시킵니다.
입자 크기 및 형태 요구 사항
고급 응용 분야에는 다음과 같은 분말이 필요합니다.
- 초미립자 크기 (D90 < 3 µm) 균일한 소결을 위해.
- 좁은 크기 분포 일관된 포장 밀도를 보장합니다.
- 구형 또는 등축 형태 3D 프린팅의 유동성을 개선하기 위해.
제트 밀링 기술: 불활성 가스 사용을 위한 원리 및 적응
제트밀 작동 메커니즘
제트밀은 고속 가스 흐름(압축 공기, 질소 또는 아르곤)을 사용하여 다음을 달성합니다. 입자 크기 입자 간 충돌 및 마모를 통한 감소. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 그라인딩 챔버: 입자들은 수렴-발산 노즐을 통해 초음속 속도(최대 300m/s)로 가속됩니다.
- 분류 시스템: 통합 분류기(원심 또는 관성)는 대형 물질에서 미세 입자를 분리하여 정확한 크기 제어를 보장합니다.
불활성 가스 통합
공기를 질소나 아르곤으로 대체하면 NdFeB의 반응성이 해결됩니다.
- 산소 배제: 불활성 가스는 산소가 없는 환경(<10 ppm O₂)을 조성하여 밀링 중 산화를 방지합니다.
- 냉각 효과: 가스 팽창은 열을 흡수하여 낮은 온도(예: 극저온 시스템에서는 -40°C)를 유지하여 열적 저하를 방지합니다.
- 폭발 방지: 반응성 금속 가공 시 흔히 발생하는 분진 폭발 위험을 완화합니다.
가스 선택 기준:
- 질소: 비용 효율적이고 널리 구입 가능하며 대부분 NdFeB 등급에 적합합니다.
- 아르곤: 불활성이 더 높아 초고순도 응용 분야(예: 항공 우주 부품)에 선호됩니다.
장비 설계 및 운영 모범 사례
불활성 가스 사용을 위한 제트 밀 구성
- 폐쇄 루프 시스템: 산소 센서를 통해 실시간 모니터링을 통해 소비를 최소화하기 위해 불활성 가스를 재순환시킵니다.
- 재료별 노즐 설계: 최적화된 노즐 형상(예: 라발 노즐)은 입자 가속 및 충돌 효율을 향상시킵니다.
- 극저온 적응: 액체질소 냉각과 제트 밀링을 결합하여 서브미크론 분말(D50 < 1 µm)을 제조합니다.
주요 운영 매개변수
- 가스 압력: 더 높은 압력(6~10bar)은 운동 에너지를 증가시켜 분쇄 효율을 향상시키지만 견고한 챔버 설계가 필요합니다.
- 공급 속도 제어: 일관된 공급으로 과부하를 방지하고 균일한 입자 크기 분포를 보장합니다.
- 온도 관리: 열전대와 가스 냉각기는 NdFeB의 산화 한계값(~150°C) 이하의 온도를 유지합니다.
사례 연구: 산업용 애플리케이션
고성능 자석 생산
선도적인 NdFeB 제조업체는 질소 보호 분말을 사용하여 D90 = 2.5µm 분말을 달성했습니다. 제트밀 (JetMill Pilot, 0.5–30 kg/hr 용량), 공기 분쇄 분말과 비교하여 98%만큼 산소 함량을 줄입니다.
자기 부품의 적층 제조
3D 프린팅 회사는 아르곤 보호 밀링을 사용해 바인더 분사를 위한 구형 NdFeB 분말(D50 = 15µm)을 생산하여 소결 부품에서 >99% 밀도를 달성했습니다.
NdFeB를 위한 불활성 가스 제트 밀링의 장점
- 강화된 순도: 산소 함량 <100 ppm, 높은 보자력 자석에 필수적입니다.
- 뛰어난 입자 제어: 조정 가능한 분류기로 맞춤형 크기 분포(0.1–20 µm)가 가능합니다.
- 안전 준수: ATEX 및 OSHA 표준에 맞춰 폭발 위험을 제거합니다.
과제 및 완화 전략
- 가스 비용 관리: 폐쇄 루프 시스템과 현장 질소 발생기로 운영 비용이 절감됩니다.
- 오염 위험: 강화된 스테인리스 스틸이나 세라믹으로 라이닝된 챔버가 금속 불순물을 방지합니다.
질소 및 아르곤 보호 제트 밀은 NdFeB 분말 가공에 대한 혁신적인 접근 방식을 나타내며, 정밀성, 안전성 및 재료 무결성의 균형을 이룹니다. 산업에서 고성능 자석과 지속 가능한 제조 관행을 요구함에 따라 불활성 가스 제트 밀링을 채택하는 것이 핵심이 될 것입니다.