CN103842112B - 用于稀土烧结磁铁的原料合金铸片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供用于稀土烧结磁铁的原料合金铸片及其制造方法,其抑制了激冷晶的产生并且具有相当均匀的2‑14‑1系主相形状和富R相分散状态。本发明的合金铸片具有辊冷却面且通过使用冷却辊的带材浇铸法获得并且满足以下1)至3):1)所述合金铸片按特定比例包含选自包含钇的稀土金属元素的至少一种R、硼和包含铁的余量M;2)在以100倍率观察辊冷却面的显微镜照片中有横跨相当于880μm的线段的至少5个晶体,每个晶体都是从晶体成核点径向生长的枝晶并具有特定的长宽比和粒径;3)在以200倍率观察大致垂直于辊冷却面的截面的显微镜照片中的富R相的平均间隔为1μm以上且小于10μm。

Description

用于稀土烧结磁铁的原料合金铸片及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于稀土烧结磁铁的原料合金铸片及其制造方法。
背景技术
对车辆、风力发电等所使用的各种电机的磁铁,要求有更高的磁性以满足电子设备的小型轻型化以及节能化和资源节约化来应对近年来日益突显的全球变暖的社会需求。在已采取的各种措施中,已积极开发具有高磁通密度的R2Fe14B基稀土烧结磁铁。
通常如此获得R2Fe14B基稀土烧结磁铁,熔融并铸造原料,把所得到的用于稀土烧结磁铁的原料合金粉碎成磁铁合金粉,对粉末在磁场中成形、烧结并时效处理。用于稀土烧结磁铁的原料合金的粉碎通常通过氢爆和喷射研磨组合来完成,氢爆通过使原料合金吸附和脱附氢气来实现,而喷射研磨通过在射流中轰击原料合金来实现。用于稀土烧结磁铁的原料合金包含作为主相的R2Fe14B基复合相(有时被称为2-14-1基主相)、比2-14-1基主相包含更多稀土金属元素的富R相(下文有时简称为富R相)以及比2-14-1基主相包含更多硼的富B相(下文有时简称为富B相)。已经知道,用于稀土烧结磁铁的原料合金的由2-14-1基主相、富R相和富B相组成的合金组织会影响原料合金的可粉碎性和所得到的稀土烧结磁铁特性。
专利文献1公开一种在稀土合金生产中使用的快速冷却辊。该文献记载了,通过控制冷却辊面的Sm值和Ra值,用该冷却辊生产的稀土合金薄带的短轴粒径在薄带中心和两端能够均匀一致。
专利文献2公开一种制造含稀土的合金薄带的方法。该文献记载了能通过使用以下冷却辊来减少激冷晶和富R相极细分散的区域,在冷却辊面上形成有大致呈线状的凹凸结构,其在相对于辊转动方向至少成30°夹角的方向上显示出特定的Rz值。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP-2002-59245-A
专利文献2:JP-2004-181531-A
发明内容
发明目的
本发明目的在于提供用于稀土烧结磁铁的原料合金铸片,其抑制了激冷晶的产生并且2-14-1基主相形状和富R相分散状态相当均匀。
本发明的另一目的在于提供一种用于制造稀土烧结磁铁用原料合金铸片的方法,该方法实现上述合金铸片的工业生产。
发明技术手段
在使用冷却辊的带材浇铸法中,冷却辊表面状态通常被控制成使所得到的铸片的合金组织是均匀的。然而,没有研究关注于在辊冷却面上看到的晶体对合金结构的影响,该晶体是从晶体成核点径向生长的枝晶。本发明人已确认了在辊冷却面上观察到的晶体数量与大致垂直于与辊冷却面接触的铸片表面的截面的合金组织之间的密切关系,该晶体是从晶体成核点径向生长的枝晶,枝晶具有0.5-1.0的长宽比和30μm以上的粒径,依此完成了本发明。
根据本发明,提供一种用于稀土烧结磁铁的原料合金铸片(有时下文称为本发明的合金铸片),其满足以下的1)至3)且通过使用冷却辊的带材浇铸法获得并且具有辊冷却面:
1)所述合金铸片由27.0质量%到33.0质量%的选自由包含钇的稀土金属元素组成的组中的至少一种R、0.90质量%到1.30质量%的硼及包含铁的余量M组成;
2)在以100倍率观察辊冷却面的显微镜照片中有横跨相当于880μm的线段的至少5个晶体,每个晶体是从晶体成核点径向生长的枝晶且具有0.5到1.0的长宽比和30μm以上的粒径;
3)在以200倍率观察大致垂直于辊冷却面的截面的显微镜照片中的富R相的平均间隔在1μm以上且小于10μm。
根据本发明,也提供一种制造稀土烧结磁铁用原料合金铸片的方法,该方法包括以下步骤:提供一种原料合金熔液,该熔液由27.0质量%到33.0质量%的选自由包括钇的稀土金属元素组成的组中的至少一种R、0.90质量%到1.30质量%的硼及包含铁的余量M组成;通过冷却辊来冷却凝固上述原料合金熔液,该冷却辊具有2μm到15μm的表面粗糙度Ra和不小于-0.5且小于0的表面粗糙度Rsk。
根据本发明,还提供一种制造稀土烧结磁铁的方法,该方法包括步骤:提供合金铸片,该合金铸片具有辊冷却面、通过使用冷却辊的带材浇铸法获得并且满足1)至3);将上述合金铸片粉碎成合金粉;在磁场中成形、烧结并时效处理所获得的合金粉。
发明效果
在根据本发明的合金铸片中,激冷晶的产生得到抑制并且2-14-1基主相形状和富R相分散状态十分均匀,从而可以通过所述合金铸片制造具有优良磁性的稀土烧结磁铁。而且,根据本发明的制造方法,因为采用了通过具有特定表面结构的冷却辊冷却凝固上述特定组分的合金熔液的步骤,故允许以工业规模简单生产本发明的合金铸片。
附图说明
图1是实施例1所得到的合金铸片的辊冷却面的显微镜照片的副本。
图2是实施例1所得到的合金铸片的断面组织的显微镜照片的副本。
图3是比较例1所得到的合金铸片的辊冷却面的显微镜照片的副本。
图4是比较例1所得到的合金铸片的断面组织的显微镜照片的副本。
具体实施方式
以下将更详细描述本发明。
本发明的合金铸片满足1):由27.0质量%到33.0质量%的至少一种R、0.90质量%到1.30质量%的硼和包括铁的余量M组成,R选自由包含钇的稀土金属元素组成的组。在这里,余量M的含量是除R和硼之外的余量,但本合金铸片可选地包含不可避免的除所述元素之外的杂质。
包含钇的稀土金属元素指原子序数为57到71的镧系元素和原子序数为39的钇。虽然对R没有特别限制,但例如优选镧、铈、镨、钕、钇、钆、铽、镝、钬、铒、镱或其中两种或更多的混合物。尤其优选的是,R包含作为主要成分的镨或钕,并且还包含选自由钆、铽、镝、钬、铒、镱组成的组的至少一种重稀土元素。
这些重稀土元素主要改善磁特性中的矫顽力。尤其铽具有最显著的效果。但铽价格昂贵,因此,鉴于成本效益,优选单独地或结合钆、铽、钬等地采用镝。
R的含量是27.0质量%到33.0质量%。在小于27质量%时,用于稀土烧结磁铁的烧结体的致密化所需的液相量不足,因此烧结体的密度低,导致差的磁性。另一方面,在超过33质量%时,富R相在烧结体中的比例很高,这会降低耐蚀性。另外,2-14-1基主相的体积比很低,这会导致很低的剩磁。
当本发明的合金铸片用在单一合金方法中时的R的含量优选为29.0质量%到33.0质量%,而当本合金铸片用作双合金方法中的2-14-1基主相合金时,该含量优选为27.0质量%到29.0质量%。
硼含量是0.90质量%到1.30质量%。在小于0.90质量%时,2-14-1基主相的比例低,导致低剩磁,而当超过1.30质量%时,富B相的比例高,导致低磁特性和低耐蚀性。
余量M包含作为必要元素的铁。余量M中的铁含量通常不小于50质量%,优选为60质量%到72质量%,更优选为64质量%到70质量%。余量M可选地包含选自由除铁之外的过渡金属、硅和碳组成的组的至少一种元素,也可包含在工业规模生产中不可避免的杂质如氧和氮。
对除铁之外的过渡金属没有特别限制,优选是选自由钴、铝、铬、钛、钒、锆、铪、锰、铜、锡、钨、铌和镓组成的组中的至少一种元素。
虽然本发明的合金铸片允许不可避免的杂质存在,但碱金属元素、碱土金属元素和锌(下文有时统称为挥发性元素)的总含量优选不超过0.10质量%。所述挥发性元素的总含量更优选不超过0.05质量%,最优选不超过0.01质量%。当超过0.10质量%时,会产生激冷晶并且难以获得具有极均匀的形状的2-14-1基主相和富R相分散的合金。其理由将解释如下。
用于稀土烧结磁铁的R2Fe14B基原料合金具有超过1200℃的熔点,因此,原料的加热和熔融在高至1200℃或更高的温度下进行。而在这种情况下,由于碱金属元素、碱土金属元素和锌在更低的温度挥发,故当这些挥发性元素在合金中的含量超过0.10质量%时,会引起大量挥发。部分被挥发元素在冷却辊表面沉淀,或与炉内微量的氧或类似物反应。当在其表面沉淀有挥发性元素的冷却辊被用于原料熔液的快速冷却凝固时,辊面上的挥发性元素与辊的基础材料反应形成一层膜,该膜主要由辊表面上的挥发性元素组成。估计该膜会阻碍熔液和冷却辊之间的传热,导致对所生成的晶核的生长的不充分控制。不充分生长的晶核会因为熔液或类似物的对流而从辊表面游离并成为激冷晶。
本发明的合金铸片是具有辊冷却面并通过使用冷却辊的带材浇铸法获得的合金铸片,特别优选为在一侧具有辊冷却面并通过使用单辊的带材浇铸法获得的合金铸片。当采用单辊时,与辊冷却面相反的铸片面不接触冷却辊地凝固并被称作自由面。在此,辊冷却面是指通过在生产过程中原料合金熔液与冷却辊表面接触而冷却凝固形成的表面。
本发明合金铸片的厚度通常为约0.1mm到1.0mm,优选为约0.2mm到0.6mm。
本发明的合金铸片满足2):在以100倍率观察辊冷却面的显微镜照片中,有横跨相当于880μm的线段的至少5个晶体,每个晶体是从晶体成核点径向生长的枝晶、具有0.5到1.0的长宽比和30μm以上的粒径。更优选的是,晶体数不小于8但不超过15。工业生产上获得的晶体数通常不超过30。当晶体数不小于5时,所形成的晶核的生长不被阻碍并受到控制。这就导致截面组织几乎没有激冷晶产生并且具有相当均匀的2-14-1基主相形状和富R相分散状态。如上所述,在挥发性元素含量被同时控制时,在所述范围内的晶体数结合对挥发性元素的不利影响的抑制导致具有相当均匀组织的合金铸片,并且用该合金铸片制造的磁铁将具有非凡的磁性。
晶体数将按下面的方式计算。在100倍率下的显微镜照片中,从晶体成核点径向生长的枝晶的晶界形成闭合曲线。这被认为是一个晶体,闭合曲线的短轴长度和长轴长度的平均值当作粒径。“短轴长度/长轴长度”的值被当作长宽比。绘制各相当于880μm的三条线段以把显微照片平均分成4个部分,计算晶体数,其中每个晶体都是从晶体成核点径向生长的枝晶、具有0.5到1.0的长宽比和30μm以上的粒径并且跨越相当于880μm的一条线段。这三条线段上的晶体数的平均值作为晶体数目。
本发明的合金铸片满足3):在以200倍率观察大致垂直于辊冷却面的截面的显微镜照片中的富R相的平均间隔为1μm以上且小于10μm。更优选的是,富R相的平均间隔为3μm以上且6μm以下。
在合金铸片中的富R相之间的1μm以上且小于10μm的平均间隔是优选的,因为当合金铸片在磁铁生产的粉碎阶段经受氢爆和喷射研磨时,所得到的合金粉不太可能包含具有不同晶体取向的多个晶粒。
本发明的合金铸片的富R相之间的间距优选具有小的差异。由于差异小,故粉碎获得的合金粉可被赋予具有期望的分布的均匀粒径。富R相的间隔的差异指数通过将富R相间隔的标准偏差除以富R相的平均间隔来得到,该差异指数优选不超过0.2,更优选不超过0.18。通过这样的均匀的合金粉的使用,异常大的晶粒的生长不会在磁铁生产的烧结阶段看到,从而磁铁磁顽力得到改善。
富R相之间的平均距离可通过下面的方法进行确定。首先,利用光学显微镜以200倍率拍摄本发明合金铸片的大致垂直于(平行于铸片厚度的方向)辊冷却面的断面组织。富R相作为2-14-1基主相枝晶的边界相存在。富R相通常以线性方式存在,但在某些情况下也能以孤岛形式存在,取决于浇铸过程中的热经历。即使在富R相呈岛状时,如果以明显的线型连续排列,那么所述富R相的岛是连接在一起的且被视为线型富R相。
在大致垂直于本发明合金表铸片的与冷却辊表面接触的面的截面上绘制三条各自相当于440μm的线段以把该截面平均分成4份。计算横越每个线段的富R相数目,并将线段的长度440μm除以所得到的数目。10个合金铸片进行同样的测量以获得30个测量值,30个值的平均值被视为富R相的平均间隔。而且,标准偏差也从这30个测量值中计算出。
本发明的合金铸片优选没有α-Fe相,但也可含有α-Fe相,只要铸片的可粉碎性不显著受损。α-Fe相通常出现在合金冷却速度较低的地方。例如在通过单辊带材浇铸法制造合金铸片时,α-Fe相出现在自由面上。如果含有α-Fe相,则α-Fe相优选以不大于3μm的粒径、小于5%的体积百分比沉淀。
本发明的合金铸片几乎不包含细小等轴晶,即激冷晶,但也可包含激冷晶,只要磁性不显著受损。激冷晶主要出现在合金铸片冷却速度高的地方。例如在通过单辊带材浇铸法制造合金铸片时,激冷晶出现在靠近辊冷却面的地方。如果含有激冷晶,则激冷晶优选为体积百分比小于5%。
本发明的合金铸片可以通过例如根据本发明的以下制造方法以工业规模制得。
本发明的制造方法包含以下步骤:提供原料合金熔液,该合金熔液由27.0质量%到33.0质量%的选自由包括钇的稀土金属元素组成的组的至少一种R、0.90质量%到1.30质量%的硼和包含铁的余量M构成;通过冷却辊冷却凝固上述原料合金熔液,该冷却辊的表面粗糙度Ra值为2μm到15μm,表面粗糙度Rsk值为不小于-0.5且小于0。
原料合金熔液的余量M可选地包含除上述铁之外的余量M。
根据本发明的制造方法,依据所需的合金组分,将非合金化的R、硼、和M或者包含这些成分的合金混合作为原料。然后,混合的原料在真空中或惰性气氛中被加热熔融,并通过使用单辊或双辊的带材浇铸法冷却凝固所产生的原料合金熔液。冷却辊优选为单辊。
在本发明的方法中,碱金属元素、碱土金属元素和锌在原料中的总含量优选不超过总质量的0.15质量%。更优选地,该挥发性元素的总含量不超过0.10质量%,最优选地不超过0.05质量%。由于挥发性元素的总含量不超过0.15质量%,故所得到的合金铸片中的挥发性元素的总含量很容易被控制不超过0.10质量%。优选地,通过在加热和熔融时的真空处理,挥发性元素在沉淀到冷却辊之前被排出该体系。挥发性元素主要来自包含R的原料。据信该污染源于R的分离和提纯。通过选择原料,该挥发性元素的含量可得到控制,而该挥发性元素在过去是被视为不可避免的杂质并因而未被考虑。
在本发明方法中,如上所述,冷却辊的表面粗糙度Ra为2μm到15μm,表面粗糙度Rsk为不小于-0.5且小于0之间,更优选为不小于-0.4且小于0。通过具有不小于-0.5且小于0的表面粗糙度Rsk的冷却辊,生成的晶核从辊表面的游离可以得到抑制,换句话说,激冷晶沉淀可得到抑制。冷却辊优选具有2μm到8μm的表面粗糙度Ra。通过控制Ra值,晶体成核数目可到控制。通过具有2μm到15μm的表面粗糙度Ra和不小于-0.5且小于0的表面粗糙度Rsk的冷却辊的使用,与本发明合金铸片相关的要求(2)可得到控制。
例如,可以通过打磨、激光加工、复写、热喷涂或喷砂的方式控制冷却辊表面纹理。打磨可如此进行,先用砂纸在特定方向打磨,然后用具有更粗粒度的砂纸在相对上述特定方向成80°到90°角的方向打磨。如果不改变砂纸粒度进行打磨,则Rsk值将小于-0.5,而且激冷晶沉淀将不会被抑制。而且,冷却辊的表面不规则性趋于线型,因此枝晶不太可能会径向生长,并且如上所述的晶体数目将不能被控制为不小于5个。而且,热喷涂可以通过热喷涂材料形状和热喷涂条件的控制来进行。具体说,具有高熔点的非典型热喷涂材料可被部分地混合到热喷涂材料。喷砂可以通过喷砂材料的形状和喷砂条件的控制来进行。具体说,可以使用具有不同颗粒大小的喷砂材料或非典型喷砂材料。
在根据本发明的方法中,通过冷却辊冷却凝固而得到的合金铸片可以根据需要按照已知方法在从冷却辊上剥离后被粉碎、加热、保持在特定温度并冷却。
实施例
现将参照实施例来更详细地解释本发明,而本发明不局限于此。
实施例1
基于产量,原料被混合以最终获得由23.5质量%的Nd、6.7质量%的Dy、0.15质量%的Al、1.0质量%的Co、0.2质量%的Cu以及余量铁构成的合金铸片,使用氧化铝坩埚在处于氩气气氛中的高频感应炉中熔融原料以获得原料合金熔液。将所得到的合金熔液在具有单个水冷铜辊的铸造装置中浇铸成约0.3mm厚的合金铸片。
所用的冷却辊的表面已在辊转动方向使用120#砂纸并在相对于转动方向成90°的方向使用60#砂纸打磨过,从而冷却辊具有3.01μm的表面粗糙度Ra和-0.44的表面粗糙度Rsk。原料被选择成使原料中的挥发性元素的含量不超过0.05质量%,并且在所得到的合金铸片中的挥发性物质的含量不超过0.01质量%。
以上面讨论的方式在辊冷却面上观察所得到的合金铸片,横跨相当于880μm的线段发现晶体数是15,每个晶体都是从晶体成核点径向生长的枝晶且具有0.5到1.0的长宽比和30μm以上的粒径。对合金铸片断面组织的观察显示没有激冷晶。富R相的平均间隔是4.51μm,将富R相间隔的标准差除以富R相平均间隔所得到的值是0.15。图1所示的是所得到的合金铸片的辊冷却面的显微镜照片的副本,图2示出的是大致垂直于辊冷却面的断面组织的显微镜照片的副本。
以所得到的合金铸片为原料,制得烧结磁铁。所得到的烧结磁铁具有12.65KG的剩磁(Br)和26.49KOe的磁顽力(iHc)。其结果如表1所示。
实施例2
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例1相同的方式制备,除了所使用的冷却辊已在辊转动方向用60#砂纸并在相对于转动方向成90°的方向用30#砂纸打磨过,并具有如表1所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表1所示。
实施例3
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例1相同的方式制备,除了所使用的冷却辊被喷砂处理而不是砂纸打磨,并具有如表1所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表1所示。
实施例4
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例1相同的方式制备,除了原料被选择为具有0.90质量%的挥发性元素含量并且使用具有如表1所示的Ra值和Rsk值的冷却辊。所得的合金铸片中的挥发性元素的含量是0.11质量%。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表1所示。
比较例1
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例1相同的方式制备,除了所用的冷却辊的表面仅在辊转动方向上用60#砂纸打磨并具有如表1所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表1所示。图3所示的是所得的合金铸片的辊冷却面的显微镜照片的副本,图4是断面组织的显微镜照片的副本。
比较例2
合金铸片和烧结磁铁采用与比较例1相同的方式制备,除了原料被选择成具有0.90质量%的挥发性元素含量并使用具有如表1所示的Ra值和Rsk值的冷却辊。所得到的合金铸片中的挥发性元素的含量是质量的0.12质量%。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表1所示。
比较例3
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例1相同的方式制备,除了所用的冷却辊的表面在相对于辊转动方向成45°的方向上用60#砂纸打磨并具有如表1所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表1所示。
比较例4
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例1相同的方式制备,除了所用的冷却辊的表面在相对于辊转动方向成45°和-45°的相互交叉的方向上用60#砂纸打磨并具有如表1所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表1所示。
实施例5
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例1相同的方式制备,除了原料根据产量被配比成最终获得由29.6质量%的Nd、2.4质量%的Dy、1.0质量%的B、0.15质量%的Al、1.0质量%的Co、0.2质量%的Cu以及余量铁构成的合金铸片,并且使用氧化铝坩埚在处于氩气气氛中的高频电感应炉内进行熔融以获得原料合金熔液。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表2所示。
实施例6
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例5相同的方式制备,除了所用的冷却辊在辊转动方向用60#砂纸以及在相对于转动方向成90°的方向用30#砂纸打磨并具有如表2所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表2所示。
实施例7
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例5相同的方式制备,除了所用的冷却辊已被喷砂处理而不是砂纸打磨,并具有如表2所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表2所示。
实施例8
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例5相同的方式制备,除了原料被选择成具有0.90质量%的挥发性元素含量,且所用的冷却辊具有如表2所示的Ra值和Rsk值。所得到的合金铸片中的挥发性元素的含量是0.11质量%。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表2所示。
比较例5
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例5相同的方式制备,除了所用的冷却辊的表面仅在辊转动方向用60#砂纸打磨,并具有如表2所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表2所示。
比较例6
合金铸片和烧结磁铁采用与比较例5相同的方式制备,除了原料被选择成具有0.90质量%的挥发性元素含量,且所用的冷却辊具有如表2所示的Ra值和Rsk值。所得到的合金铸片中的挥发性元素的含量是0.12质量%。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表2所示。
比较例7
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例5相同的方式制备,除了所用的冷却辊的表面在相对于辊转动方向成45°的方向上用60#砂纸打磨,并具有如表2所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表2所示。
比较例8
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例5相同的方式制备,但所用的冷却辊的表面在相对于辊转动方向成45°和-45°的相互交叉方向上用60#砂纸打磨,并具有如表2所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表2所示。
实施例9
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例1相同的方式制备,除了原料根据产量来配比以最终获得由18.2质量%的Nd、10.8质量%的Dy、0.92质量%的B、0.15质量%的Al、1.0质量%的Co、0.2质量%的Cu以及余量铁构成的合金铸片,并使用氧化铝坩埚在处于氩气气氛中的高频电感应炉内熔融以获得原料合金熔液,而且原料被选择成具有0.07质量%的挥发性元素。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表3所示。
实施例10
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例9相同的方式制备,除了所用的冷却辊在辊转动方向用60#砂纸并在相对于转动方向成90°的方向用30#砂纸打磨,并具有如表3所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表3所示。
实施例11
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例9相同的方式制备,除了所用的冷却辊已经过喷砂处理而不是砂纸打磨,并具有如表3所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表3所示。
实施例12
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例9相同的方式制备,除了原料被选择成具有0.95质量%的挥发性元素含量,并使用具有如表3所示的Ra值和Rsk值的冷却辊。所得到的合金铸片中的挥发性元素的含量是0.13质量%。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表3所示。
比较例9
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例9相同的方式制备,除了所用的冷却辊的表面仅在辊转动方向用60#砂纸打磨过,并具有如表3所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表3所示。
比较例10
合金铸片和烧结磁铁采用与比较例9相同的方式制备,除了原料被选择成具有0.95质量%的挥发性元素含量并使用具有如表3所示的Ra值和Rsk值的冷却辊。在所得到的合金铸片中的挥发性元素的含量是0.13质量%。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表3所示。
比较例11
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例9相同的方式制备,除了所用的冷却辊的表面在相对于辊转动方向成45°的方向用60#砂纸打磨,并具有如表3所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表3所示。
比较例12
合金铸片和烧结磁铁采用与实施例9相同的方式制备,除了所用的冷却辊的表面在相对于辊转动方向成45°和-45°的相互交叉的方向用60#砂纸打磨,并具有如表3所示的Ra值和Rsk值。采用与实施例1相同的方式进行各项测量。结果如表3所示。

Claims (5)

1.一种用于稀土烧结磁铁的原料合金铸片,该原料合金铸片具有辊冷却面且通过使用冷却辊的带材浇铸法获得,所述冷却辊具有2μm到15μm的表面粗糙度Ra和-0.5以上且小于0的表面粗糙度Rsk,并且该原料合金铸片满足以下1)至3):
1)所述合金铸片由27.0质量%到33.0质量%的选自由包括钇的稀土金属元素组成的组中的至少一种R、0.90质量%到1.30质量%的硼以及包含铁的余量M组成;
2)在以100倍率观察辊冷却面的显微镜照片中有横跨相当于880μm的线段的至少5个晶体,每个晶体都是从晶体成核点径向生长的枝晶并且具有0.5到1.0的长宽比和30μm以上的粒径;
3)在以200倍率观察大致垂直于辊冷却面的截面的显微镜照片中的富R相的平均间隔为1μm以上且小于10μm,以及通过将富R相间隔的标准偏差除以富R相的平均间隔来得到的值不超过0.2。
2.根据权利要求1所述的原料合金铸片,其中,在所述1)中,所述余量M包含选自由除铁之外的过渡族金属元素、硅、碳组成的组中的至少一种元素。
3.根据权利要求1或2所述的原料合金铸片,其中,在所述1)中,除所述R、硼、余量M外,还包含总含量在0.10质量%以下的、选自由碱金属元素、碱土金属元素和锌组成的组中的至少一种杂质。
4.一种制造如权利要求1所述的原料合金铸片的方法,该方法包括如下步骤:
提供由27.0质量%到33.0质量%的至少一种R;0.90质量%到1.30质量%的硼;总含量不超过0.15质量%的、选自由碱金属元素、碱土金属元素和锌组成的组中的至少一种杂质;以及包含铁的余量M组成的原料合金熔液,其中所述R选自由包含钇的稀土金属元素组成的组;
通过冷却辊冷却凝固所述原料合金熔液,所述冷却辊具有2μm到15μm的表面粗糙度Ra和-0.5以上且小于0的表面粗糙度Rsk。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,原料合金熔液的余量M包含选自由除铁外的过渡族金属元素、硅和碳组成的组中的至少一种元素。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2589445B1 (en) * 2010-07-02 2019-10-02 Santoku Corporation Method for producing alloy flakes for a rare earth sintered magnet
CN104674115A (zh) 2013-11-27 2015-06-03 厦门钨业股份有限公司 一种低b的稀土磁铁
CN104952574A (zh) 2014-03-31 2015-09-30 厦门钨业股份有限公司 一种含W的Nd-Fe-B-Cu系烧结磁铁
CN105321647B (zh) 2014-07-30 2018-02-23 厦门钨业股份有限公司 稀土磁铁用急冷合金和稀土磁铁的制备方法
KR102265282B1 (ko) * 2014-12-26 2021-06-15 재단법인 포항산업과학연구원 고규소 철계 박판 및 그 제조방법
JP7400578B2 (ja) * 2020-03-24 2023-12-19 Tdk株式会社 合金薄帯および磁性コア

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08150442A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属薄板の連続鋳造用ロール
JPH08264363A (ja) * 1995-03-24 1996-10-11 Hitachi Metals Ltd 希土類永久磁石の製造方法
JP4419292B2 (ja) 2000-08-09 2010-02-24 住友金属工業株式会社 希土類系合金製造用急冷ロール
EP1880782B1 (en) * 2000-10-06 2015-01-07 Santoku Corporation A method for evaluating a raw alloy for a magnet
CN1306527C (zh) * 2001-12-18 2007-03-21 昭和电工株式会社 用于稀土磁体的合金薄片及其生产方法、用于稀土烧结磁体的合金粉末、稀土烧结磁体、用于结合磁体的合金粉末和结合磁体
JP2004043921A (ja) * 2002-07-15 2004-02-12 Showa Denko Kk 希土類含有合金薄片、その製造方法、希土類焼結磁石用合金粉末、希土類焼結磁石、ボンド磁石用合金粉末およびボンド磁石
JP4040571B2 (ja) * 2002-11-22 2008-01-30 昭和電工株式会社 希土類含有合金薄片の製造方法
EP1632299B1 (en) * 2003-04-22 2019-06-05 Hitachi Metals, Ltd. Method for producing rare earth based alloy powder and method for producing rare earth based sintered magnet
US20050098239A1 (en) 2003-10-15 2005-05-12 Neomax Co., Ltd. R-T-B based permanent magnet material alloy and R-T-B based permanent magnet
CN100400199C (zh) * 2004-03-31 2008-07-09 株式会社三德 稀土类烧结磁铁用合金铸片及其制造方法和稀土类烧结磁铁
JP4486084B2 (ja) * 2004-03-31 2010-06-23 株式会社三徳 希土類焼結磁石用合金鋳片の製造法、希土類焼結磁石用合金鋳片及び希土類焼結磁石
HUE028707T2 (en) 2007-07-27 2016-12-28 Hitachi Metals Ltd R-Fe-B is a rare earth sintered magnet
EP2589445B1 (en) * 2010-07-02 2019-10-02 Santoku Corporation Method for producing alloy flakes for a rare earth sintered magnet

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