Proses penyediaan magnet NdFeB tersinter-(1) Penyediaan bahan mentah

Magnet tersinter biasanya menggunakan logam tulen atau aloi perantaraan sebagai bahan mentah. Mereka menggunakan prinsip pemanasan aruhan elektromagnet bagi medan magnet berselang-seli untuk menjana arus pusar dalam bahan mentah. Bahan mentah dileburkan dengan aruhan frekuensi sederhana dan rendah dalam persekitaran vakum atau gas lengai supaya bahan mentah dipanaskan dan cair. Cairan dikacau untuk menghomogenkannya. Takat lebur logam nadir bumi adalah antara 800 dan 1500 darjah, Fe dan Co masing-masing 1536 darjah dan 1495 darjah, dan B tulen setinggi 2077 darjah. Takat lebur beberapa logam takat lebur tinggi yang digunakan sebagai bahan tambahan seperti Ti, Cr, Mo, atau Nb adalah pada 1600~3400 darjah. Dengan mengambil kira penindasan pemeruapan unsur nadir bumi, suhu lebur biasanya dikawal pada 1000~1600 darjah. Unsur-unsur takat lebur tinggi dicairkan dengan mengaloi leburan logam nadir bumi, atau aloi unsur takat lebur tinggi (biasanya aloi besi) digunakan secara langsung sebagai bahan mentah, seperti B-Fe (takat lebur ~ 1500 darjah ), aloi Nb-Fe (takat lebur ~1600 darjah), dll. Untuk memastikan persekitaran oksigen rendah untuk peleburan dan penuangan, adalah perlu untuk mengosongkan badan relau lebur dan tuangan dan mengempiskan sepenuhnya komponen dan bahan mentah dalam relau. Tahap vakum biasanya mencapai 10-2~10-3.

Badan relau dipanaskan Kadar peningkatan tekanan (pelepasan gas dalaman dan kebocoran udara luar) juga perlu dikawal pada tahap yang rendah. Contohnya, untuk relau peleburan dengan kapasiti 1t, kadar peningkatan tekanan hendaklah lebih rendah daripada 5×10-4~1×10-3 L/s. Peleburan vakum boleh mengempiskan cecair cair sepenuhnya, menghilangkan kekotoran mendidih rendah dan unsur gas berbahaya, dan meningkatkan ketulenan aloi. Walau bagaimanapun, kerana tekanan wap logam nadir bumi adalah sangat rendah (kurang daripada 1 Pa), kehilangan volatilisasi adalah sangat besar, jadi ia biasanya digunakan semasa proses peleburan. Badan relau diisi dengan gas lengai untuk meningkatkan tekanan udara ambien untuk menyekat volatilisasi nadir bumi. Adalah lebih mudah untuk menggunakan gas argon ketulenan tinggi, yang biasanya diisi pada tahap 50kPa. Selepas leburan aloi dihomogenkan, dibuang, dan sanga siap sepenuhnya, pemutus boleh dimulakan. Tuangan aloi adalah proses yang sangat kritikal kerana komposisi, keadaan penghabluran, dan taburan ruang fasa adalah penting untuk prestasi magnet tersinter. Jongkong aloi telah mengalami "bola meriam", "buku" setebal 20mm, dan "pankek" 5mm "Pada masa ini, ia telah berkembang menjadi kepingan penetapan pantas dengan ketebalan hanya 0.3mm. Orang dalam industri telah melakukan pelbagai usaha untuk mengelakkan pengasingan komponen dan penjanaan fasa kekotoran dan untuk mengagihkan secara munasabah pengedaran fasa kaya neodymium.

1. Peleburan

Bahan mentah nadir bumi biasanya berbentuk logam tulen dan aloi nadir bumi sering dipilih atas sebab kos, seperti logam praseodymium dan neodymium, lanthanum dan logam serium, campuran nadir bumi, dan ferroalloy dysprosium, dsb.; komponen unsur takat lebur tinggi (seperti: B, Mo, Nb, dll.) Ia kebanyakannya ditambah dalam bentuk ferroalloy. Magnet Nd-Fe-B mempunyai ciri-ciri fasa berbilang logam. Fasa kaya Nd adalah syarat yang diperlukan untuk koersitiviti tinggi, dan fasa kaya B juga mesti wujud bersama. Oleh itu, nadir bumi dan B dalam formula asal biasanya dikehendaki lebih tinggi daripada komponen positif R2Fe14B, tetapi Kadangkala untuk melaraskan komposisi fasa sempadan butiran (terutama apabila Cu, Al, dan Ga ditambah), B kandungan adalah lebih rendah sedikit daripada komponen positif. Disebabkan tindak balas antara logam nadir bumi dan bahan pijar dan volatilisasi semasa peleburan dan pensinteran, sejumlah kehilangan logam nadir bumi perlu dipertimbangkan semasa merumuskan. Untuk mengurangkan kandungan kekotoran dalam aloi, ketulenan bahan mentah mesti dikawal dengan ketat, dan lapisan oksida dan lampiran pada permukaan mesti dikeluarkan sepenuhnya. Sumber haba lebur aruhan frekuensi sederhana dan rendah ialah arus pusar teraruh yang terbentuk dalam bahan mentah oleh medan magnet berselang-seli. Kesan kulit arus pusar menyebabkan arus tertumpu pada permukaan bahan mentah. Sekiranya saiz blok bahan mentah terlalu besar, arus pusar tidak dapat menembusi pusat blok, dan hanya teras boleh dicairkan oleh pengaliran haba, yang sangat tidak realistik dalam pengeluaran sebenar. Oleh itu, saiz bahan mentah mesti diselaraskan mengikut pemilihan frekuensi dan dikawal kepada 3 hingga 6 kali ganda kedalaman kulit. Rajah di bawah menunjukkan hubungan antara kekerapan kuasa - kedalaman kulit - dan saiz bahan mentah. Ia boleh dilihat bahawa semakin tinggi kekerapan, semakin ketara kesan kulit, dan semakin kecil saiz bahan mentah yang diperlukan.

Pilihan kekerapan lebur tertakluk kepada satu lagi fungsi penting lebur aruhan - kacau elektromagnet, yang menggunakan interaksi daya antara logam lebur dan medan magnet berselang-seli untuk menggalakkan lebur pepejal yang tidak cair dan homogenisasi logam lebur. Daya elektromagnet Magnitud adalah berkadar songsang dengan punca kuasa dua frekuensi semasa. Kekerapan yang terlalu tinggi akan melemahkan kesan kacau elektromagnet bekalan kuasa berselang-seli. Jalur frekuensi yang digunakan dalam pengeluaran sebenar adalah sekitar 1000~2500Hz, dan saiz bahan mentah perlu dikawal di bawah 100mm.

Penimbunan bahan mentah dalam pijar mesti mengambil kira taburan ruang medan magnet teraruh dan suhu semasa proses lebur. Biasanya, gegelung aruhan dililit di sekeliling bahagian luar pijar. Medan magnet paling kuat di bahagian dalam mangkuk pijar dan secara beransur-ansur melemah ke arah tengah, tetapi bahagian tepi, bawah, dan atas pijar Pembukaan adalah cara utama untuk melepaskan haba, jadi suhu bahagian bawah mangkuk pijar berada di tengah, suhu lapisan atas dan bahagian tengah bawah lebih rendah, dan suhu bahagian tengah adalah yang paling tinggi. Oleh itu, apabila memuatkan, adalah dinasihatkan untuk meletakkan kepingan kecil bahan takat lebur rendah padat di bahagian bawah pijar; bahan takat lebur tinggi dan kepingan besar bahan hendaklah diletakkan di bahagian tengah dan bawah; kepingan besar bahan takat lebur rendah hendaklah diletakkan di bahagian atas dan longgar untuk mengelakkan penyambungan. Pada masa kini, teknologi peleburan-pemutus berterusan telah digunakan secara meluas. Bahan mentah ditambah secara berterusan ke dalam mangkuk pijar pada suhu tinggi melalui ruang pengecasan. Untuk mengawal pemeruapan bahan nadir bumi, besi tulen biasanya ditambah dahulu untuk mencairkannya, kemudian logam atau aloi takat lebur tinggi ditambah secara berurutan, dan akhirnya, nadir bumi ditambah.

2. Pemutus

Aloi binari atau ternari nadir bumi tidak dapat tidak menghasilkan fasa -Co atau -Fe dalam keadaan penyejukan perlahan (hampir keseimbangan). Sifat magnet lembutnya pada suhu bilik akan merosakkan sifat magnet kekal magnet dengan serius dan mesti disejukkan dengan cepat untuk menghalang pembentukannya.

Untuk mencapai kesan penyejukan pantas yang diperlukan, teknologi tuangan acuan jongkong tradisional telah berusaha untuk mengurangkan ketebalan jongkong aloi. Kelebihan tuangan acuan jongkong adalah kos peralatan yang rendah, operasi mudah, dan keupayaan untuk memenuhi keperluan pengeluaran magnet umum. Kelemahannya ialah saiz butiran tidak sekata dan fasa -Co atau -Fe sering memendakan. Rawatan haba jangka panjang jongkong aloi pada suhu di bawah takat lebur aloi boleh membantu menghilangkan fasa -Co atau -Fe, tetapi ia akan menyebabkan pengumpulan fasa kaya Nd, yang tidak kondusif untuk pengagihan bijirin yang optimum. fasa sempadan dalam magnet tersinter.

Untuk mengurangkan lagi ketebalan jongkong aloi, struktur "pengikis cakera" yang serupa dengan menyebarkan lempeng telah dibangunkan, menjadikan ketebalan aloi mencapai kira-kira 1cm. Walau bagaimanapun, peningkatan dalam kawasan aloi membawa banyak masalah kepada pengumpulan relau peleburan berkapasiti besar. . Satu lagi laluan pembangunan teknologi yang berkesan pergi ke arah yang bertentangan, bermula daripada kadar penyejukan yang sangat tinggi untuk menyediakan aloi Nd-Fe-B pelindapkejutan cepat, dan cuba mengurangkan kadar penyejukan untuk menyediakan aloi kristal penyejukan cepat, yang dipanggil jalur. teknologi tuangan atau serpihan penetapan cepat (pemutus jalur atau SC) wujud. Ia menuang aloi lebur melalui palung lencongan ke atas roda logam yang disejukkan dengan air yang berputar dengan pantas untuk mendapatkan ketebalan 0.2~0.6mm, komposisi dan tekstur fasa yang ideal. Serpihan aloi. Dalam struktur aloi tuangan jalur, pengagihan seragam fasa kaya Nd dan penindasan -Fe mengurangkan jumlah kandungan nadir bumi, yang bermanfaat untuk mendapatkan magnet berprestasi tinggi dan mengurangkan kos magnet; kelemahannya ialah disebabkan oleh pengurangan pecahan volum fasa kaya Nd, berbanding dengan magnet yang dihasilkan oleh tuangan acuan jongkong, kerapuhan magnet meningkat dan pasca pemprosesan menjadi lebih sukar.