[發明專利]電磁凝固Nd-Fe-B永磁速凝片及制備方法

有效

• 申請號: 201210193054.5
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102699294A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 朱明剛;李衛;馮海波;李巖峰;黃書林;李安華;汪旭超;孫威;孫亞超
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;B22D11/115;B22D27/02;C22C38/00;H01F1/057
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料技術領域，特別是涉及一種電磁凝固Nd-Fe-B永磁速凝片及制備方法。

背景技術

在現有技術中，人們利用快速凝固鑄片（簡稱：速凝薄片）作為母合金，通過后續的磨粉、磁場取向成型、燒結等工藝制備高性能永磁材料，主要目的是提高鐵磁性相在Nd₂Fe₁₄B磁體中的體積分數，使合金中的Nd的含量接近當量成分(27wt%)，同時，阻止α-Fe的析出，改善母合金帶的質量。在現有技術制備出的Nd-Fe-B永磁速凝合金薄片的織構度較低。通常定義，許多晶粒取向集中分布在某一或某些取向位置附近時稱為擇優取向，擇優取向的多晶體取向結構稱為織構（Preferred?Orientation?Distribution）。現有速凝工藝，由于要求控制澆鑄鋼液的溫度漂移在較窄范圍，而實際操作中難以控制，致使速凝薄片邊緣與中部厚薄不均，成分與結構不均勻，主相成分仍有可能偏離化學計量比，難以得到表面光滑、平整、成分均勻的速凝薄片，現有技術制備的速凝薄片，不能直接用于生產高性能燒結稀土永磁體的單疇磁粉。

早在20世紀50年代，法國就開始對電磁場中的凝固現象進行了研究，并把電磁凝固技術應用在板材的連鑄中，以圖實現高速連鑄，無缺陷連鑄。目前，各國都注重發展電磁技術的應用研究，主要集中在各種有色金屬合金制造中，如鋁合金、低熔點的Pb-Sn合金、Fe-C合金及一些復合材料等方面。

電磁鑄造分電磁模鑄、電磁無模鑄造和電磁連鑄等．基本是通過電磁力對熔融金屬液起抑制或攪拌作用。能細化晶粒．抑制枝狀晶的生長。通過控制晶粒的大小和元素的分布達到改善材料性能的目的。但在以往的研究中，還沒有將電磁凝固技術用于Nd-Fe-B永磁速凝薄片制備方面的報道，特別是像本發明這樣的成分，以及在速凝輥的兩側施加電磁場（見圖1、2），通過調整電磁場的屬性（直流或交流）和頻率，對Nd-Fe-B永磁速凝薄片進行電磁力處理。

本發明給出的發明給出的電磁凝固Nd-Fe-B永磁速凝片及制備技術，保證了高熔點、活潑金屬的無污染熔煉，明顯的減少了縮孔、夾雜等材料晶格缺陷，容易得到宏觀上表面光滑、平整，微觀上晶粒細小、組織致密、成分與結構均勻的速凝薄片。不同的電磁場產生的電磁力大小、形狀、方向都不同，對凝固組織的影響也不同。直流磁場產生的直流磁束既可抑制液態金屬中的自然對流，也可抑制固液界面處的晶核生長，從而有利于形成柱狀晶組織，為發展單晶體提供了有利條件。在低頻交流磁場作用于熔融金屬時，則產生定時改變方向和大小的體積力。該力可對正在凝固中的熔融金屬實施攪拌，使凝固界面產生結晶的熔解、枝晶的折斷與脫開，同時使結晶核移動呈活潑狀態，并促使結晶組織等軸晶化。但如在感應圈中通入高頻電流、并使液固界面始終處在反應圈中強磁場的位置，都會使液固界面沿垂直于輥面方向的溫度梯度增大，從而增大了獲得柱狀晶的可能性。另一方面，速凝薄片實際上是在自由表面上結晶，在電磁場的作用下，由于明顯的減少了縮孔、夾雜等材料晶格缺陷，難以形成晶核，如提高合金純度或增大垂直于輥面方向的溫度梯度都會增大獲得縱向柱狀晶的生長傾向。

利用本發明給出的電磁凝固Nd-Fe-B永磁速凝片及制備技術，可以制備高質量速凝薄片，用于生產綜合磁性能H_cj(kOe)+(BH)_max(MGOe)>70的磁體。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電磁凝固Nd-Fe-B永磁速凝片及制備方法，得到可以直接使用的高性能永磁原料。

本發明的電磁凝固Nd-Fe-B永磁速凝片的合金成分化學式為：(Nd,R_輕,R_重)₂(Fe,TM)₁₄B，其中，輕稀土?R_輕為Ce、La或Pr，?R_輕的含量占總稀土含量的10%-40%，(重量%，以下同)；重稀土R_重為Dy或Tb；TM為?Co、Ga、Cu、Al或Nb。