采用Nd-Pr 合金、工業(yè)硼鐵、純鐵及海綿鋯為原料,在不同的冷卻速度下采用FMI-I-600 型真空速凝爐制備Re (Nd ,Pr) FeB 永磁合金鑄帶,分析了速凝薄帶的厚度分布,采用掃描電子顯微鏡及能譜重點(diǎn)分析了鑄錠的組織結(jié)構(gòu),從而確定了合理的冷卻范圍。本文在真空條件下加熱1400～1450 ℃,氬氣保護(hù)下在1.5～2.0m/s 的冷卻速度下獲得的速凝薄片形成了完整的柱狀晶,富稀土相均勻分散在主相周圍,有效抑制α-Fe 的生成。

　　2008 年估計(jì)中國(guó)釹鐵硼永磁總產(chǎn)量約4.5～5.0 萬(wàn)噸,速凝鑄片工藝可以看作是快淬與鑄造技術(shù)相結(jié)合,一種居中的冷凝速度的新工藝。冷卻速率一般鑄錠為0～102 ℃/ s ,鑄片為102～104 ℃/s ,快淬為104～106 ℃/s ,甚至更大的冷速^[1]。我國(guó)采用速凝爐鑄片工藝生產(chǎn)的釹鐵硼永磁產(chǎn)量可達(dá)3.5 萬(wàn)噸/ 年,約占全國(guó)總產(chǎn)量70 %^[2] 。隨著速凝技術(shù)和速凝爐的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,比例還會(huì)上升。開(kāi)發(fā)大容量的真空速凝爐已經(jīng)成為制備釹鐵硼稀土永磁母合金的一個(gè)發(fā)展方向^[3] 。眾所周知,獲得均勻厚度,有效抑制α2Fe 的生成和富Nd 相的聚集,使(Re) 2-Fe14-B主相以片狀晶的形式存在且富釹相分布均勻,才可滿足制備高性能釹鐵硼磁體的要求,否則磁體各性能參數(shù)都會(huì)下降,本文對(duì)已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)的FMI2I2600 型釹鐵硼真空速凝爐對(duì)一定配比的母合金在不同冷卻強(qiáng)度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)大容量的真空速凝爐對(duì)鑄錠組織的影響和冷卻特點(diǎn)進(jìn)行了分析研究,對(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)噸級(jí)容量的速凝爐提供參考。

1、實(shí)驗(yàn)

　　原料采用工業(yè)生產(chǎn)的75 %Nd2-5 %Pr 合金(純度為9919 %) 、20 %的工業(yè)硼鐵及工業(yè)純鐵及海綿鋯。合金中加入海綿鋯的目的主要是使其在晶界富集,細(xì)化晶粒, 提高磁體的矯頑力。合金配料為(Nd ,Pr) 13Fe78B6 。圖1 為FMI2I2600 型釹鐵硼真空速凝爐示意圖,其中合金采用中頻加熱,中頻爐容量為600kg ,冷卻銅輪規(guī)格<600 ×500mm ,轉(zhuǎn)速0～50m/ s可調(diào)。

圖1 　FMI-I-600 型釹鐵硼真空速凝爐示意圖

　　實(shí)驗(yàn)將母合金放入爐內(nèi),真空抽至10 ^{- 2}～10 ^{- 3} Pa 然后加熱到1400～1450 ℃,在氬氣保護(hù)下通過(guò)中間包分別在0.5～1.0 ,1.5～2.0 ,2.0～2.5m/ s 的輪速范圍內(nèi)選取不同的速度甩帶,分析速凝薄帶的厚度分布,采用S360 型掃描電子顯微鏡(SEM) 分析速凝薄帶的斷面組織結(jié)構(gòu)。

3、結(jié)論

　　采用配料為(Nd ,Pr) 13 Fe78B6 的合金,在FMI-I-600 型釹鐵硼真空速凝爐,真空條件下加熱到1400～1450 ℃,氬氣保護(hù)在1.5～2.0m/ s 的冷卻速度下獲得的速凝薄片形成了完整的柱狀晶,富稀土相均勻分散在主相周圍,有效抑制α-Fe 的生成。薄帶厚度分布0.2～0.45mm 范圍。在0.5～1.0m/ s 冷卻范圍的速度較慢,鑄帶組織不理想,不能有效抑制α2Fe 的生成。在2.0～3.0m/ s 范圍內(nèi)出現(xiàn)了少量為非晶態(tài),不利于后續(xù)加工。

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