第三章稀土永磁材料PPT课件.ppt

第三章、稀土永磁材料的制备技术;;稀土永磁材料的制备：熔炼、浇铸机械合 金化等 熔炼技术： 合金化或控制合金的结晶组织或制粉： 浇铸/机械合金化/熔体快淬法/气体雾化法/高频震荡雾化法;第一节、真空感应熔炼制备稀土磁性材料;1、电源输入系统 通常电源功率：300~500kw/t 电源频率的选择：以熔池能得到充分的搅拌为依据 中小炉子的电源频率：1~4KHZ 2、真空系统 真空感应系统的选择依据：;;二、感应电炉的工作原理;1、交变电流产生交变磁场 交变电流通过螺旋形感应线圈 线圈所包围的空间和四周产生交变磁场 一部分磁力线穿透金属炉料，一部分穿透坩埚。 2、交变磁场产生感应电流 感应电动势：;3、感应电流转化成热能;三、感应电炉的熔化特点;;2、炉料的最佳尺寸范围 穿透深度：当电磁波从导体表面向内部传播时，经过距离d后，其值衰减到表面值的1/e，这段距离称为导体的穿透深度。 d∝1/ 通常炉料直径d=3-6倍的穿透深度。 最佳炉料尺寸与电流频率的关系。;3、坩埚内的温度分布及布料原则 温度分布图： 1-中温区 3-高温区 2、4-低温区 合理的布料原则：考虑料块尺寸及熔点与坩埚内温度分布相 适应;4、感应熔炼的电磁搅拌作用 电磁搅拌：感应电炉熔炼时，导电熔体在电磁 力的作用下处于不断搅拌中，这种现象称为电磁搅 拌。 形成原因： 图：感应炉坩埚内熔体的运动 ; 电磁搅拌优点：有利于合金快速熔化和原子的扩散， 有利于熔体化学成分、温度的均匀和熔体的夹杂物上浮。 形成“驼峰”高度： H∝电磁力∝1/ 增强电磁搅拌方法： a、中频感应炉：H感应器H熔体 b、大容量电炉：增设辅助电源搅拌 ;四、真空熔炼过程的特点;元素控制因素及机理： （1）、能严格控制合金中活泼元素，保证了合金的性能、质量及稳定性。 （2）、充氩气条件下，可有效减少合金的挥发损失。 2、 真空脱气 主要是去除合金中的H、N 氢、氮在合金中的溶解度： ;3、夹杂物的防止 夹杂物：熔炼时，由于熔池表面低压条件和电磁搅拌力的作用 非金属杂质上浮 熔池表面形成一层膜，通称氧化膜。 夹杂物的防止： （1）减少污染源 （2）炉料应进行化学定量分析，以控制有害杂质含量，并经表面清理才能使用。 （3）控制炉子到预定的真空度和漏气速度、提高氩气纯度。;4、真空坩埚反应 熔炼条件下坩埚材料与合金液强烈作用 合金的又一污染源 例：刚玉坩埚、坩埚周围的MgO填充料 5、冷坩埚悬浮熔炼技术 一种以原料本身结晶的容壳为容器的晶体生长技术。 用于活泼金属、强磁性材料NdFeB及金属间化合物等的 熔炼。（示意图如下） 特点:(1)不受坩埚材料污染 (2)坩埚寿命长;;第节、真空感应熔炼稀土永磁合金工艺;;1、金属钕的选择： (1)、注意碳含量是否偏高 (2) 、少量Pr允许，其他稀土元素对磁性能不利 (3)、生产高性能NdFeB磁体要求： Ce/RE0.05% ; Nd/RE≥99.5% ; ∑RE≥99.8% 2、金属钐的选择 目前金属钐是利用金属热还原法生产的，选择时注意Cl-是否超标。;3、工业纯铁的选择： ① DT1、ZDT2 精密合金、高温合金、粉末冶金用原料。 ② DT3、DT4 生产电磁元件的原材料 ;4、硼铁合金的选择 一种铝热法生产的：硼含量波动和偏析值3.1%~4.5%，且成本高 另一种电炉法生产的：硼含量波动和偏析1.5%~1.9%