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分析了鑄錠的組織結構,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 年估計中國釹鐵硼永磁總產(chǎn)量約4.5～5.0 萬噸,速凝鑄片工藝可以看作是快淬與鑄造技術相結合,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]。我國采用速凝爐鑄片工藝生產(chǎn)的釹鐵硼永磁產(chǎn)量可達3.5 萬噸/ 年,約占全國總產(chǎn)量70 %^[2] 。隨著速凝技術和速凝爐的應用不斷擴大,比例還會上升。開發(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)都會下降,本文對已經(jīng)進入市場的FMI2I2600 型釹鐵硼真空速凝爐對一定配比的母合金在不同冷卻強度下進行實驗,對大容量的真空速凝爐對鑄錠組織的影響和冷卻特點進行了分析研究,對進一步開發(fā)噸級容量的速凝爐提供參考。

1、實驗

　　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 ,轉速0～50m/ s可調。

圖1 　FMI-I-600 型釹鐵硼真空速凝爐示意圖

　　實驗將母合金放入爐內,真空抽至10 ^{- 2}～10 ^{- 3} Pa 然后加熱到1400～1450 ℃,在氬氣保護下通過中間包分別在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構。

3、結論

　　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 范圍內出現(xiàn)了少量為非晶態(tài),不利于后續(xù)加工。

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