CN100440389C - 稀土复相合金材料的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种稀土复相合金材料的制备工艺，此合金材料的复相组成特征是合金的主相为R2F14B，辅相有α-Fe，晶粒的平均直径为50nm-1μm，合金的成分为，稀土元素R为4-9at%，R指Nd或Pr或Nd+Pr，Fe大于或等于70at%，B为5-14at%，Co为1-3at%，Ga为0.1-1at%，采用熔体快冷方法制备亚微晶合金薄片材料，然后根据需要对亚微晶合金薄片进行低温均匀化热处理，即可得到用于制备永磁粉的低稀土原合金材料。

Description

稀土复相合金材料的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种稀土复相合金材料的制备工艺。
背景技术
美国GM公司快淬薄带是把真空熔炼的NdFeB合金用快淬装置以一定速度急冷凝固得到的。在最佳快淬速度条件下获得的薄带由很纯的随机取向的Nd2Fe14B晶粒组成，平均直径为30mm，它被平均宽度为2mm的Nd0.7Fe0.3共晶相包围，这种薄带的磁性好，但实际上最佳淬火结果的工艺窗口很窄。因此一般是在过快淬火速度条件下得到非晶态合金薄带，然后进行热处理即晶化处理。但是，这种高温热处理往往造成微观结构的不均匀性。专利CN1347124A提出对非晶态薄带进行晶化处理的温度为400-800℃。
发明内容
本发明的目的是针对上述高温热处理的问题，通过调整合金元素种类及凝固冷却速度，将高温晶化处理改成低温均匀化处理，以使合金材料获得稳定优异的磁性能。
为此目的，本发明稀土复相合金材料的制备工艺，其特征在于，此合金材料是一种具有亚微晶、用于制造永磁粉的合金原材料，其成分为，稀土元素R为4-9at％，R指Nd或Pr或Nd+Pr，Fe大于或等于70at％，B为5-14at％，Co为1-3at％，Ga为0.1-1at％，合金材料的复相组成特征是主相为R2F14B，辅相有α-Fe，晶粒的平均直径为50nm-1μm；首先根据具体要求及合金融化条件，确定合金中的各种元素的含量，稀土元素R为4.2-9.5at％，R指Nd或Pr或Nd+Pr，Fe大于或等于71at％，B为5.3-14.3at％，Co为1.1-3.3at％，Ga为0.12-1.1at％；其次按成分进行配料，在真空感应炉中熔制成铁基粗晶合金，晶粒的平均直径为10μm-100μm；第三步将铁基中间合金机械破碎成小块，小块的尺寸为2mm-8mm，通过连续给料装置送入真空条件下的铜坩埚中，料块在电弧作用下熔化；第四步是将熔化好的合金倾到一个高速转动的钼合金轮边缘，钼合金轮转动的线速度为15-25ms-1，液态合金在转动的钼合金轮作用下迅速凝固形成厚度为50μm-600μm的亚微晶脆性片状物；第五步是根据需要对合金薄片在350-400℃进行低温均匀化热处理，这种经过均匀化热处理的片状物可在机械的或物理的作用下被制成所需粒度的永磁粉。
本发明的特点之一是由于调整了合金成分及凝固速度，直接得到亚微晶结构，省去了高温晶化处理，保证了合金材料的质量；本发明的特点之二是，在保证性能前提下，稀土用量得到降低。
实施方式
实施方式1：在真空感应熔化炉中熔制成分为Nd4at％，Fe78at％，Co2at％，B14at％，Ga0.5at％的中间合金锭，即Nd4Fe78Co2B14Ga0.5，合金的配料成分为：Nd4.3at％，Fe79at％，Co2.1at％，B14.1at％，Ga0.5at％，在真空感应炉中熔制成铁基粗晶合金，晶粒的平均直径为10μm-100μm；然后将破碎后的锭块置于真空中的铜坩埚中，在电弧作用下，锭块再次熔化，熔化的合金在坩埚倾斜时浇在高速转动的轮边缘线速度为15ms-1的钼合金轮上，迅速凝固形成厚度为300μm-600μm的薄片，然后将合金薄片置于热处理炉中350℃保温，得到制粉原材料，合金材料的主相为R2F14B，辅相有α-Fe，晶粒的平均直径为500nm-1μm。原材料的性能见表1。
实施方式2：用真空感应炉熔制成分为Nd4at％，Pr4at％，Fe82at％，Co3at％，B6at％，Ga1at％的中间合金锭，即Nd4Pr4Fe82Co3B6Ga1，合金的配料成分为：Nd4.at％，Pr4.3at％，Fe83at％，Co3.1at％，B6.2at％、Ga1.1at％，然后将中间合金加工成制粉原料，所用方法与实施方式1基本相同，只是钼轮边缘的线速度为25ms-1，合金薄片的厚度为50μm-100μm。合金薄片置于热处理炉中390℃保温，得到制粉原材料。合金的主相为R2F14B，辅相有α-Fe，晶粒的平均直径为50nm-100nm。原材料的性能见表1。
实施方式3：用真空感应炉熔制成分为Nd9at％，Fe86at％，Co1at％，B5at％，Ga0.1at％的中间合金锭，即Nd9Fe86Co1B5Ga0.1，合金的配料成分为：Nd9.3at％，Fe87at％，Co1.2at％，B5.2at％，Ga0.15at％，然后将中间合金加工成制粉原料，所用方法与实施方式1基本相同，只是钼轮边缘的线速度为20ms-1，合金薄片的厚度为100μm-300μm。合金薄片置于热处理炉中370℃保温，得到制粉原材料，合金材料的主相为R2F14B，辅相有α-Fe，晶粒的平均直径为100nm-500nm。原材料的性能见表1。
表1原材料的性能
Figure C0311233400061

Claims (1)

1.一种稀土复相合金材料的制备工艺，其特征在于，此合金材料是一种具有亚微晶、用于制造永磁粉的合金原材料，其成分为，稀土元素R为4-9at％，R指Nd或Pr或Nd+Pr，Fe大于或等于70at％，B为5-14at％，Co为1-3at％，Ga为0.1-1at％，此合金材料的复相组成特征是主相为R2F14B，辅相有α-Fe，晶粒的平均直径为50nm-1μm；首先根据具体要求及合金融化条件，确定合金中的各种元素的含量，稀土元素R为4.2-9.5at％，R指Nd或Pr或Nd+Pr，Fe大于或等于71at％，B为5.3-14.3at％，Co为1.1-3.3at％，Ga为0.12-1.1at％；其次按成分进行配料，在真空感应炉中熔制成铁基粗晶合金，晶粒的平均直径为10μm-100μm；第三步将铁基中间合金机械破碎成小块，小块的尺寸为2mm-8mm，通过连续给料装置送入真空条件下的铜坩埚中，料块在电弧作用下熔化；第四步是将熔化好的合金倾到一个高速转动的钼合金轮边缘，钼合金轮转动的线速度为15-25ms-1，液态合金在转动的钼合金轮作用下迅速凝固形成厚度为50μm-600μm的亚微晶脆性片状物；第五步是根据需要对合金薄片在350-400℃进行低温均匀化热处理，这种经过均匀化热处理的片状物可在机械的或物理的作用下被制成所需粒度的永磁粉。
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