CN107537990A - 一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法 - Google Patents
一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107537990A CN107537990A CN201710539777.9A CN201710539777A CN107537990A CN 107537990 A CN107537990 A CN 107537990A CN 201710539777 A CN201710539777 A CN 201710539777A CN 107537990 A CN107537990 A CN 107537990A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thin plate
- copper mold
- liquid forming
- rapid liquid
- forming device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 title 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims description 10
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims description 10
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
本发明公开了一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法，其特征在于，采用快速液态成型装置将La1+xFe13‑ySiy合金熔体快速充入40mm╳60mm╳2mm铜模腔体，在离心力作用下成型，停止加热冷却5～10分钟，从铜模内取出，即得到铸态薄板材。该铸态薄板材放在真空热处理炉中，于1373～1473K温度下进行1～2小时等温水淬处理，然后将上述水淬处理后的铸态薄板材在2T磁场下进行测试，测试结果为：磁熵变峰值为24.2～26.2J/kgK，弯曲断裂强度为120.4～127.5MPa，其制冷性能和力学性能均有提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法，属磁制冷材料技术领域。
背景技术
室温磁制冷技术具有高效节能的特点，在低碳环保的社会发展理念驱动下得以发展。室温磁制冷三大核心技术中的热交换系统和稀土永磁体的设计与加工制造是成熟技术。其中La–Fe–Si系合金是一种具有发展前途的室温磁制冷材料，但是，该磁制冷材料的脆性大，耐冲击性差，耐腐蚀差，导致难以规模化加工成磁制冷样机所需的产品，为此，需将La–Fe–Si系磁制冷材料制成薄板，以避免长时间的高温热处理以及复杂的机械再加工。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法，该方法能将La–Fe–Si系磁制冷材料制成薄板，降低高温热处理时间，显著提高材料的制冷和力学性能。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明的一种La–Fe–Si系薄板材快速液态成型方法，其特征在于，采用快速液态成型装置将La1+x Fe13-y Si y 合金熔体快速充入40mm╳60mm╳2mm铜模腔体，冷却5～10分钟后，从铜模内取出，即得到薄板材，其具体过程和步骤如下：
(1).按照La1+x Fe13-y Si y ，其中0≤x≤1，1≤y≤1.6的比例配备120～150g的镧、铁、硅原材料；
(2).将步骤(1)的原料放入快速液态成型装置中的三氧化二铝陶瓷坩埚内进行熔炼，熔炼温度为1900～2000K，保温时间为5～10分钟；
(3).将快速液态成型装置中的拉杆向上提拉，导流孔开启，La1+x Fe13-y Si y 合金熔体从三氧化二铝陶瓷坩埚底部的导流孔流出，沿着导流槽浇入下方的、以转速为900～4500rpm的高速旋转铜模，在离心力作用下使La1+x Fe13-y Si y 合金熔体快速充入尺寸为40mm╳60mm╳2mm铜模腔体，在离心力作用下成型，停止加热冷却5～10分钟，从铜模内取出，即得到铸态薄板材；
(4). 将对步骤(3)获得的铸态薄板材放在真空热处理炉中，于1373～1473K温度下进行1～2小时等温水淬处理，然后将上述水淬处理后的铸态薄板材在2T磁场下进行测试，测试结果为：磁熵变峰值为24.2～26.2J/kgK，弯曲断裂强度为120.4～127.5MPa，其制冷性能和力学性能均有提高。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：
本发明方法采用薄板材快速液态成型装置制备速度快，高温热处理时间较短，获得的La–Fe–Si板材制冷性能和力学性能均有明显提高。
附图说明
图1为本发明“一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型装置”的示意图。
具体实施方式
现对本发明方法通过具体实施例进一步说明如下：
参见图1，本发明采用的一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型装置由与高频感应真空熔炼炉控制柜相连的拉杆1、陶瓷坩埚2 和感应加热器3、合金熔体4组成，陶瓷坩埚2位于高频感应加热器3内，陶瓷坩埚2的底部中心开有导流孔5; 导流孔5下设有用于引导熔体流入铜模的导流槽6；导流孔5与拉杆2连接，拉杆2可沿导流孔5上下直线移动，用于控制导流孔5导通或断开，当拦杆向上移动打开导流孔5时，液态金属在重力作用下由导流孔5流出，沿着导流槽6进入铜模7腔体内，即得到形成的薄板材。
实施例1
一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法，其具体步骤如下：
(1). 按照La1Fe11.6Si1.4的比例配备约150g的镧、铁、硅原材料；
(2). 将步骤(1)的原料放入高频感应快速液态成型装置中的三氧化二铝陶瓷坩埚2中进行熔炼，熔炼温度为1900K，保温5分钟；
(3). 将快速液态成型装置中的拉杆1向上提拉，导流孔5开启，La1Fe11.6Si1.4合金熔体从三氧化二铝陶瓷坩埚底部的导流孔5流出，沿着导流槽6进入下方的、以转速为1500rpm的铜模7，在离心力作用下使La1Fe11.6Si1.4合金熔体快速充入尺寸为40mm╳60mm╳2mm铜模腔体成型，停止加热10分钟后，从铜模内取出，得到铸态薄板材；
(4). 将步骤(3)获得的铸态薄板材放在真空热处理，于1373K温度下进行1小时等温水淬处理，然后将上述水淬处理后的铸态薄板材在2T磁场条件下进行测试，测试结果为：磁熵变峰值为24.2J/kgK，弯曲断裂强度为123.2MPa，其制冷性能和力学性能均有提高。
实施例2
本实施例2的一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法，其具体步骤如下：
(1). 按照La1.5Fe11.6Si1.4配备约150g的镧、铁、硅原材料；
(2). 将步骤(1)的原料放入高频感应快速液态成型装置中的三氧化二铝陶瓷坩埚2中进行熔炼，熔炼温度为2000K，保温8分钟；
(3). 将快速液态成型装置中的拉杆1向上提拉，导流孔5开启，La1.5Fe11.6Si1.4合金熔体从三氧化二铝陶瓷坩埚底部的导流孔5流出，沿着导流槽6进入下方的、以转速为3000rpm的铜模7，在离心力作用下使La1.5Fe11.6Si1.4合金熔体快速充入尺寸为40mm╳60mm╳2mm铜模腔体成型，停止加热10分钟后，从铜模内取出，得到铸态薄板材；
(4). 将步骤(3)获得的铸态薄板材放在真空热处理，于1423K温度下进行2小时等温水淬处理，然后将上述水淬处理后的铸态薄板材在2T磁场条件下进行测试，测试结果为：磁熵变峰值为26.2J/kgK，弯曲断裂强度为127.5MPa，其制冷性能和力学性能均有提高。
实施例3
本实施例3的一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法，其具体步骤如下：
(1). 按照La2Fe11.6Si1.4的比例配备约150g的镧、铁、硅原材料；
(2). 将步骤(1)的原料放入高频感应快速液态成型装置中的三氧化二铝陶瓷坩埚2中进行熔炼，熔炼温度为1950K，保温10分钟；
(3). 将快速液态成型装置中的拉杆1向上提拉，导流孔5开启，La2Fe11.6Si1.4合金熔体从三氧化二铝陶瓷坩埚底部的导流孔5流出，沿着导流槽6浇入下方的、以转速为4500rpm的铜模7，在离心力作用下使La2Fe11.6Si1.4合金熔体快速充入尺寸为40mm╳60mm╳2mm铜模腔体成型，停止加热10分钟后，从铜模内取出，得到铸态薄板材；
(4). 将步骤(3)获得的铸态薄板材放在真空热处理，于1473K温度下进行1小时等温水淬处理，然后将上述水淬处理后的铸态薄板材在2T磁场条件下进行测试，测试结果为：磁熵变峰值为25.8J/kgK，弯曲断裂强度为120.4MPa，其制冷性能和力学性能均有提高。
Claims (1)
1.一种La–Fe–Si系薄板材快速液态成型方法，其特征在于，该方法采用快速液态成型装置将La1+x Fe13-y Si y 合金熔体快速充入40mm╳60mm╳2mm铜模腔体，冷却5～10分钟后，从铜模内取出，即得到薄板材，其具体过程和步骤如下：
(1).按照La1+x Fe13-y Si y ，其中0≤x≤1，1≤y≤1.6的比例配备120～150g的镧、铁、硅原材料；
(2).将步骤(1)的原料放入快速液态成型装置中的三氧化二铝陶瓷坩埚内进行熔炼，熔炼温度为1900～2000K，保温时间为5～10分钟；
(3).将快速液态成型装置中的拉杆向上提拉，导流孔开启，La1+x Fe13-y Si y 合金熔体从三氧化二铝陶瓷坩埚底部的导流孔流出，沿着导流槽浇入下方的、以转速为900～4500rpm的高速旋转铜模，在离心力作用下使La1+x Fe13-y Si y 合金熔体快速充入尺寸为40mm╳60mm╳2mm铜模腔体，在离心力作用下成型，停止加热冷却5～10分钟，从铜模内取出，即得到铸态薄板材；
(4).将对步骤(3)获得的铸态薄板材放在真空热处理炉中，于1373～1473K温度下进行1～2小时等温水淬处理，然后将上述水淬处理后的铸态薄板材在2T磁场下进行测试，测试结果为：磁熵变峰值为24.2～26.2J/kgK，弯曲断裂强度为120.4～127.5MPa，其制冷性能和力学性能均有提高。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710539777.9A CN107537990A (zh) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710539777.9A CN107537990A (zh) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107537990A true CN107537990A (zh) | 2018-01-05 |
Family
ID=60970589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710539777.9A Pending CN107537990A (zh) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107537990A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108677042A (zh) * | 2018-05-26 | 2018-10-19 | 孟静 | 高温合金的熔炼与成型装置 |
| CN108707768A (zh) * | 2018-05-26 | 2018-10-26 | 孟静 | 高温合金的熔炼与成型方法 |
| CN111872356A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-03 | 上海大学 | 一种碳纤维增强的磁制冷功能合金复合材料制备装置与制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040079446A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-04-29 | Ryosuke Kogure | Magnetic alloy material and method of making the magnetic alloy material |
| CN1705761A (zh) * | 2002-10-25 | 2005-12-07 | 昭和电工株式会社 | 包含稀土元素的合金,其生产方法,磁致伸缩器件,以及磁性冷冻剂材料 |
| JP2013010136A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-17 | Honda Seiki Kk | 高重力下で創製される高機能材料 |
| CN105478706A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-13 | 上海大学 | 离心浇铸制备大尺寸凝固亚稳薄板的方法和装置 |
-
2017
- 2017-07-05 CN CN201710539777.9A patent/CN107537990A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040079446A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-04-29 | Ryosuke Kogure | Magnetic alloy material and method of making the magnetic alloy material |
| CN1705761A (zh) * | 2002-10-25 | 2005-12-07 | 昭和电工株式会社 | 包含稀土元素的合金,其生产方法,磁致伸缩器件,以及磁性冷冻剂材料 |
| JP2013010136A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-17 | Honda Seiki Kk | 高重力下で創製される高機能材料 |
| CN105478706A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-13 | 上海大学 | 离心浇铸制备大尺寸凝固亚稳薄板的方法和装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108677042A (zh) * | 2018-05-26 | 2018-10-19 | 孟静 | 高温合金的熔炼与成型装置 |
| CN108707768A (zh) * | 2018-05-26 | 2018-10-26 | 孟静 | 高温合金的熔炼与成型方法 |
| CN108677042B (zh) * | 2018-05-26 | 2019-08-16 | 辽宁宏基电力设备制造有限公司 | 高温合金的熔炼与成型装置 |
| CN108707768B (zh) * | 2018-05-26 | 2019-08-30 | 圣航粉末冶金河北有限公司 | 高温合金的熔炼与成型方法 |
| CN111872356A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-03 | 上海大学 | 一种碳纤维增强的磁制冷功能合金复合材料制备装置与制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106756407B (zh) | 一种CrMnFeCoNiZr高熵合金及其制备方法 | |
| CN107537990A (zh) | 一种La–Fe–Si系薄板材的快速液态成型方法 | |
| CN104505207B (zh) | 大长径比辐向热压永磁环及其制备方法 | |
| CN103817313B (zh) | 一种整体细晶向心叶轮铸件的制备方法 | |
| CN103266257B (zh) | 一种低温度系数铝镍钴永磁合金及其制备方法 | |
| CN101302605A (zh) | 强静磁场控制高温合金定向凝固组织枝晶的方法 | |
| CN104294066B (zh) | 一种超高强塑性TiNiNbMo形状记忆合金的快速凝固制备方法 | |
| CN104762520B (zh) | 一种利用定向凝固制备高强高导Cu‑Fe‑Ag原位复合材料及方法 | |
| CN102719721B (zh) | 一种磁性形状记忆合金及其制备方法 | |
| CN104018055B (zh) | 高磁晶各向异性和大磁致应变的稀土磁性材料及制备方法 | |
| CN102392174A (zh) | 一种制备磁致伸缩材料的方法及装置 | |
| CN108031821A (zh) | 利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉及使用方法 | |
| CN110042281B (zh) | 一种铸造铝合金及其制备方法 | |
| CN114121473B (zh) | 一种烧结钕铁硼磁体速凝片铸造装置及其方法 | |
| CN103820741A (zh) | 一种用于节能电机的导磁合金材料及其制备方法 | |
| CN103882347A (zh) | 高磁性元素含量的块体及条带状铁基非晶合金及制备方法 | |
| CN104087840B (zh) | 一种铁基软磁材料的制备方法 | |
| CN107345279A (zh) | 一种超塑性Ni‑Mn‑Ga‑Ta高温记忆合金的制备方法 | |
| CN107096918A (zh) | 一种制备织构化高韧性块体材料的方法 | |
| CN107130141B (zh) | 一种高塑性、高强度Ni-Mn-Ga-Hf记忆合金的制备方法 | |
| CN204644438U (zh) | 一种金属半固态坯料的制备装置 | |
| CN103820690B (zh) | 一种用于节能电机的导磁合金材料及其制备方法 | |
| CN107475773A (zh) | 一种制备La–Fe–Si系复相共生定向棒材的方法 | |
| CN104851542B (zh) | 一种掺杂Ce的永磁材料的制备方法 | |
| CN107254599A (zh) | 具有低磁高导电率特性的铁铜合金材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180105 |