真空熔煉速凝設(shè)備和永磁速凝合金及永磁體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)出料的真空熔煉速凝設(shè)備，真空熔煉速凝設(shè)備包含熔煉坩堝、中間包、第一旋轉(zhuǎn)輥、機(jī)械破碎裝置、收料箱。熔煉坩堝安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，通過旋轉(zhuǎn)熔煉坩堝，將坩堝內(nèi)的熔融合金液平穩(wěn)澆鑄到中間包內(nèi)，中間包內(nèi)的熔融合金液通過與第一旋轉(zhuǎn)輥接觸的縫隙流到第一旋轉(zhuǎn)輥的外緣，隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，熔融合金液形成合金片；在旋轉(zhuǎn)輥下方設(shè)置有機(jī)械破碎裝置，破碎裝置下方設(shè)置有導(dǎo)料筒，導(dǎo)料筒下方有收料箱；收料箱設(shè)置在與真空殼體相連的收料室內(nèi)，收料室的兩端通過閥門分別與兩個(gè)準(zhǔn)備室相連；經(jīng)過破碎裝置破碎的合金片通過破碎裝置下方的導(dǎo)料筒導(dǎo)入收料室內(nèi)的收料箱。本發(fā)明還公開了一種稀土永磁速凝合金的制造方法及永磁體的制造方法。
【專利說明】真空熔煉速凝設(shè)備和永磁速凝合金及永磁體的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于稀土永磁領(lǐng)域，特別是涉及一種連續(xù)出料的真空熔煉速凝設(shè)備和稀土 永磁速凝合金的制造方法及永磁體的制造方法；本發(fā)明的設(shè)備還可以用于稀土儲(chǔ)氫合金、 真空速凝合金生產(chǎn)。

【背景技術(shù)】
[0002] 釹鐵硼稀土永磁材料，以其優(yōu)良的磁性能得到越來越多的應(yīng)用，被廣泛用于醫(yī)療 的核磁共振成像，計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器，音響、手機(jī)等；隨著節(jié)能和低碳經(jīng)濟(jì)的要求，釹鐵硼稀 土永磁材料又開始在汽車零部件、家用電器、節(jié)能和控制電機(jī)、混合動(dòng)力汽車，風(fēng)力發(fā)電等 領(lǐng)域應(yīng)用。
[0003] 1983年，日本專利1，622, 492和2, 137, 496首先公開了釹鐵硼稀土永磁材料，公布 了釹鐵硼稀土永磁材料的特性、成分和制造方法，美國(guó)專利US6, 461，565 ;US6, 491，765 ;US 6, 537, 385 ;US 6, 527, 874 ;US5, 645, 651也公開了釹鐵硼稀土永磁的制造方法。
[0004] 美國(guó)專利US7, 585, 378公開的釹鐵硼稀土永磁真空速凝合金的制造方法，這一方 法如圖1所示，釹鐵硼原料在坩堝1熔化后澆鑄到中間包2,從中間包溢出的合金液由冷卻 輥3冷卻速凝形成合金片4,合金片被甩到帶加熱器的旋轉(zhuǎn)筒5,在旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)合金片溫度保 持在700-900°C ;之后將合金片冷卻；該發(fā)明的特點(diǎn)是先將合金快速冷卻到700-900°C，接 著合金片在700-900°C保溫，保溫時(shí)間從15秒以上至600秒以下；與之前的單輥速凝技術(shù) 和雙輥速凝技術(shù)相比，該發(fā)明通過保溫使重稀土元素 Dy擴(kuò)散到主相中，提高了磁體的矯頑 力，由于速凝溫度高于700°C，晶界相為液態(tài)相，晶界相的變化，會(huì)產(chǎn)生晶粒的異常長(zhǎng)大，難 以形成均勻的晶粒，從與冷卻輥接觸的接輥面到自由面晶粒由小變大，無法控制一致。
[0005] 中國(guó)專利CN97, 217, 372. 2公開了雙棍冷卻的真空速凝設(shè)備，如圖2所示，該設(shè)備 的合金液通過漏斗6澆鑄到冷卻輥7和冷卻輥8的縫隙中形成合金片9 ;該技術(shù)屬于雙棍 軋制技術(shù)，由于合金液與冷卻輥的接觸時(shí)間太短，雙棍軋制后的合金片的溫度高于800°C， 盡管雙棍軋制解決了雙面冷卻的問題，但達(dá)不到細(xì)化晶粒，提高晶粒一致性，從而提高矯頑 力的要求；為了改善前述專利的缺點(diǎn)，中國(guó)專利CN01，241，237. 6公開了在雙棍軋制的基礎(chǔ) 上，在雙棍的下方再增加一個(gè)冷卻輥的技術(shù)，雖然該發(fā)明改進(jìn)了前述專利的性能，生產(chǎn)合金 片的厚度得到提高，仍然還是雙棍軋制，不能解決合金片離開冷卻輥溫度低于700°C的問 題，不能達(dá)到減少重稀土用量的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了減少了重稀土的用量，降低釹鐵硼稀土永磁的價(jià)格，需要減小釹鐵硼主相晶 粒尺寸，提高晶粒尺寸的一致性，改善晶界相的分布；本發(fā)明通過探索，找到了解決問題的 方法，研發(fā)了新的稀土永磁真空熔煉速凝設(shè)備，并制造出高性能的釹鐵硼稀土永磁體。
[0007] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種連續(xù)出料的真空熔煉速凝設(shè)備，所述的真空熔煉速凝設(shè)備包含真空殼體、熔煉坩 堝、中間包、第一旋轉(zhuǎn)輥、第二旋轉(zhuǎn)輥；所述的熔煉坩堝安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，通過旋轉(zhuǎn)熔煉坩 堝，將坩堝內(nèi)的熔融合金液平穩(wěn)澆鑄到中間包內(nèi)，中間包內(nèi)的熔融合金液通過與第一旋轉(zhuǎn) 輥接觸的縫隙流到第一旋轉(zhuǎn)輥的外緣，隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，熔融合金液形成合金片，隨后合 金片離開第一旋轉(zhuǎn)輥落到第二旋轉(zhuǎn)輥的外緣上隨著第二旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，之后合金片離開第 二旋轉(zhuǎn)輥下落，形成雙面冷卻的合金片；在所述的第二旋轉(zhuǎn)輥下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)式機(jī)械破碎 裝置，破碎裝置下方設(shè)置有導(dǎo)料筒，導(dǎo)料筒下方有收料箱，收料箱設(shè)置在與真空殼體相連的 收料室內(nèi)，收料室的兩端通過閥門分別與兩個(gè)準(zhǔn)備室相連；經(jīng)過破碎裝置破碎的合金片通 過破碎裝置下方的導(dǎo)料筒導(dǎo)入收料室內(nèi)的收料箱。
[0008] 所述的中間包在第一旋轉(zhuǎn)輥的一側(cè)，第二旋轉(zhuǎn)輥在第一旋轉(zhuǎn)輥的另一側(cè)，所述的 第一旋轉(zhuǎn)輥設(shè)置有空心轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸水平放置；所述的第二旋轉(zhuǎn)輥設(shè)置有空心轉(zhuǎn)軸，第二旋轉(zhuǎn) 輥的空心轉(zhuǎn)軸與第一旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)軸平行，第二旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)軸低于第一旋轉(zhuǎn)輥。所述的第一 旋轉(zhuǎn)輥和第二旋轉(zhuǎn)輥都是雙端支撐，旋轉(zhuǎn)輥的兩端都有空心轉(zhuǎn)軸，空心轉(zhuǎn)軸上安裝有軸承， 軸承支撐在軸承支座上，空心轉(zhuǎn)軸的端部設(shè)置有密封冷卻介質(zhì)的密封裝置，冷卻介質(zhì)通過 密封裝置進(jìn)出旋轉(zhuǎn)輥。所述的第一旋轉(zhuǎn)輥和第二旋轉(zhuǎn)輥設(shè)置有夾層，夾層內(nèi)通入冷卻介質(zhì)， 冷卻介質(zhì)由空心轉(zhuǎn)軸的內(nèi)孔引入，所述的第一旋轉(zhuǎn)棍轉(zhuǎn)速l-5m/s，第二旋轉(zhuǎn)棍轉(zhuǎn)速l-5m/ s ;所述的第一旋轉(zhuǎn)輥的直徑范圍500-900mm，第二旋轉(zhuǎn)輥直徑500-900mm。
[0009] 所述的真空殼體包含臥式爐體和兩個(gè)交替開關(guān)的側(cè)開爐門，側(cè)開爐門分別通過鉸 鏈與爐體相連，在側(cè)開爐門內(nèi)側(cè)安裝有坩堝和坩堝旋轉(zhuǎn)裝置，坩堝外設(shè)置有感應(yīng)加熱線圈， 感應(yīng)加熱線圈與電纜相連，電纜的另一端穿過爐門與真空熔煉加熱電源連接；所述的熔煉 坩堝的溫度在ll〇〇_1590°C。
[0010] 在所述的第二旋轉(zhuǎn)輥下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)式機(jī)械破碎裝置，破碎裝置下方設(shè)置有導(dǎo)料 筒，導(dǎo)料筒下方有收料箱，收料箱設(shè)置在與真空殼體相連的收料室內(nèi)，收料室的兩端通過閥 門分別與兩個(gè)準(zhǔn)備室相連；經(jīng)過破碎裝置破碎的合金片通過破碎裝置下方的導(dǎo)料筒導(dǎo)入收 料室內(nèi)的收料箱；收料箱內(nèi)有合金片冷卻機(jī)構(gòu)，合金片澆鑄時(shí)收料箱往復(fù)運(yùn)動(dòng)，收料完成 后，裝有合金片的收料箱通過閥門送入準(zhǔn)備室進(jìn)行冷卻或加熱，另一個(gè)收料箱從另一個(gè)準(zhǔn) 備室通過閥門再送入收料室。
[0011] -種稀土永磁速凝合金的制造方法，先將釹鐵硼速凝合金原料在真空或保護(hù)條件 下加熱熔化并精煉成熔融合金，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的第一旋 轉(zhuǎn)輥上形成合金片，合金片隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，之后離開旋轉(zhuǎn)輥下落到帶水冷卻的第二旋轉(zhuǎn) 輥上，隨后離開旋轉(zhuǎn)輥下落，形成雙面冷卻的合金片；所述的第一個(gè)旋轉(zhuǎn)輥與合金片的一面 接觸，第二個(gè)旋轉(zhuǎn)棍與合金片的另一面接觸；所述的合金片的厚度0. 1-0. 6mm ;所述的第一 旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速〇. 5-5m/s ;所述的合金片離開第二旋轉(zhuǎn)輥的溫度低于690°C。
[0012] 先將釹鐵硼速凝合金原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加 熱將釹鐵硼原料熔化成合金并進(jìn)行精煉，精煉溫度在1400-1470°C，精煉后將熔融的合金液 通過中間包澆鑄到帶水冷卻的第一旋旋轉(zhuǎn)輥上形成合金片，合金片隨即落到第二旋轉(zhuǎn)輥上 繼續(xù)冷卻，合金片離開第二旋轉(zhuǎn)輥的溫度在640-460°C范圍，所述的第一旋轉(zhuǎn)輥轉(zhuǎn)速l_3m/ s，第二旋轉(zhuǎn)棍轉(zhuǎn)速l_5m/s。
[0013] 所述的合金片離開第二旋轉(zhuǎn)輥后進(jìn)行機(jī)械破碎，破碎成邊長(zhǎng)小于15mm的合金片， 合金片再通過帶冷卻的導(dǎo)料筒落入收料箱；所述的合金片離開導(dǎo)料筒的溫度低于350°C;所 述的合金片冷卻到350°C的時(shí)間小于9秒。
[0014] 一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，首先將釹鐵硼原料在真空或保護(hù)條件下加熱 熔化并精煉成熔融合金，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的第一旋轉(zhuǎn)輥的 外緣上形成合金片，合金片隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，之后離開旋轉(zhuǎn)輥下落到帶水冷卻的第二旋轉(zhuǎn) 輥的外緣上，隨后離開旋轉(zhuǎn)輥下落，形成雙面冷卻的合金片；接著對(duì)冷卻后的合金片進(jìn)行氫 破碎、氣流磨、磁場(chǎng)成型、燒結(jié)、時(shí)效制成釹鐵硼稀土永磁體；永磁體再經(jīng)過機(jī)械加工、表面 處理制成釹鐵硼稀土永磁器件。
[0015] 所述的雙面冷卻的合金片的一面與第一個(gè)旋轉(zhuǎn)輥接觸，另一面與第二個(gè)旋轉(zhuǎn)輥接 觸；所述的合金片的厚度0. 1-0. 6mm ;所述的第一旋轉(zhuǎn)棍的轉(zhuǎn)速0. 5-5m/s，第二旋轉(zhuǎn)棍轉(zhuǎn)速 1- 15m/s ;所述的合金片離開第二旋轉(zhuǎn)輥的溫度低于700°C。
[0016] 所述的氣流磨制粉前還加入Dy203、Al2O 3微粉中的一種以上。
[0017] 所述的磁場(chǎng)成型后還有等靜壓工序，等靜壓后在保護(hù)氣氛下將磁塊送入真空燒結(jié) 爐進(jìn)行燒結(jié)。
[0018] 一種雙合金釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，首先將釹鐵硼合金原料在真空或保護(hù) 條件下加熱熔化并精煉成熔融合金，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的第 一旋轉(zhuǎn)輥的外緣上形成合金片，合金片隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，之后離開旋轉(zhuǎn)輥下落到帶水冷卻 的第二旋轉(zhuǎn)輥的外緣上，隨后離開旋轉(zhuǎn)輥下落，形成雙面冷卻的合金片作為第一合金，第一 合金的合金片厚度0. 1-0. 5mm ;然后采用真空烙煉速凝工藝制備第二合金，第二合金的合 金片厚度〇. 1-0. 4mm ;之后將第一合金和第二合金的合金片混合，混合后進(jìn)行氫破碎，之后 進(jìn)行氣流磨、磁場(chǎng)成型、燒結(jié)和時(shí)效制成釹鐵硼稀土永磁體；永磁體再經(jīng)過機(jī)械加工、表面 處理制成釹鐵硼稀土永磁器件。
[0019] 所述的第一合金的合金片厚度0· 2-0. 5mm，平均晶粒尺寸2-3. 5μηι，合金片中含 有NcUCo、Cu、Al元素；所述的第二合金的合金片厚度0. 1-0. 3mm，平均晶粒尺寸1-2. 5 μ m， 合金片中含有Dy、Co、Cu、Al、Ga、Zr、Mn元素，所述的永磁體中含有Nd、Dy、Co、Cu、Al、Ga、 Zr、Mn元素。
[0020] 所述的第一合金的合金片厚度0· 1-0. 3mm，平均晶粒尺寸1-2. 5 μ m，合金片中含 有Dy、Co、Cu、Al、Ga、Zr、Mn元素；所述的第二合金的合金片厚度0. 2-0. 4mm，平均晶粒尺寸 2- 3. 5 μ m，合金片中含有NcU Co、Cu、Al元素，所述的永磁體中含有NcU Dy、Co、Cu、Al、Ga、 Zr、Mn元素。
[0021] 所述的釹鐵硼稀土永磁體由主相和晶界相組成，主相具有R2 (Fe, Co, Al, MrO14B結(jié) 構(gòu)，其中主相從外緣向內(nèi)1/3范圍內(nèi)的重稀土 Dy含量高于主相中心處的重稀土 Dy含量， 晶界相中存在微小的Nd2O3微粒；其中R代表包含Nd的稀土元素中的一種以上。
[0022] 本發(fā)明的有益效果： 1.真空熔煉速凝設(shè)備雙輥接續(xù)雙面冷卻，從合金液離開中間包與第一旋轉(zhuǎn)輥接觸至 合金片離開第二旋轉(zhuǎn)輥，在旋轉(zhuǎn)輥上滯留的旋轉(zhuǎn)角度大于135°，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，冷卻均勻。
[0023] 2.制造速凝合金時(shí)，合金片在旋轉(zhuǎn)輥上滯留時(shí)間長(zhǎng)，并進(jìn)行雙面冷卻，合金片離 開第二旋轉(zhuǎn)輥時(shí)的溫度低于700°C，晶粒一致性好，晶界相細(xì)致，分布均勻。
[0024] 3、采用本發(fā)明技術(shù)制造的釹鐵硼稀土永磁體，重稀土 Dy的用量低，磁能積高，節(jié) 省稀缺的重稀土資源，產(chǎn)品成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是現(xiàn)有的真空熔煉速凝設(shè)備示意圖； 圖2是另一種現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備示意圖； 圖3是本發(fā)明的真空熔煉速凝設(shè)備示意圖； 圖4是本發(fā)明的另一種釹鐵硼稀土永磁速凝合金的真空熔煉速凝設(shè)備示意圖； 圖5是又一種雙開門真空速凝設(shè)備示意圖； 圖6是另一種真空熔煉速凝設(shè)備的收料箱示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 結(jié)合附圖，說明本發(fā)明中涉及的幾種真空熔煉速凝設(shè)備及熔煉速凝方法。
[0027] 圖1是現(xiàn)有的真空熔煉速凝設(shè)備示意圖，如圖1所示，釹鐵硼原料在坩堝1中熔化 后澆鑄到中間包2,從中間包2溢出的合金液由冷卻輥3冷卻速凝形成合金片4,合金片4 被甩到帶加熱器的旋轉(zhuǎn)筒5。
[0028] 圖2是另一種現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備示意圖，如圖2所示，熔融的合金液通過漏斗6底部 的小孔澆鑄到冷卻輥7和冷卻輥8的縫隙中形成合金片9,合金片9收集到真空快淬爐底部 的收料箱中。
[0029] 圖3是本發(fā)明的真空熔煉速凝設(shè)備示意圖，如圖3所示，釹鐵硼原料在真空感應(yīng) 加熱坩堝10內(nèi)熔化成熔融合金，恒流控制澆鑄到中間包11中，通過中間包11上的縫隙噴 嘴再恒流澆鑄到旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)輥12的外緣上，形成緊貼第一旋轉(zhuǎn)輥外緣表面的合金條 帶13,合金條帶13隨著第一旋轉(zhuǎn)輥12旋轉(zhuǎn)，在重力和離心力的作用下脫離第一旋轉(zhuǎn)輥12， 落到第二旋轉(zhuǎn)輥14的外緣上隨著第二旋轉(zhuǎn)輥14旋轉(zhuǎn)，合金條帶13的自由面與第二旋轉(zhuǎn) 輥14的外緣表面接觸，形成雙面冷卻的合金片，在重力和離心力的作用下脫離第二旋轉(zhuǎn)輥 14,落到第二旋轉(zhuǎn)棍14下方的破碎機(jī)構(gòu)15,合金片破碎成最大邊長(zhǎng)小于15mm的合金片16， 之后合金片16被收集。
[0030] 圖4是本發(fā)明的另一種釹鐵硼稀土永磁速凝合金的真空熔煉速凝設(shè)備示意圖，如 圖4所示，設(shè)備包含真空殼體19、真空機(jī)組29、真空感應(yīng)加熱電源17 ;真空殼體19內(nèi)設(shè)置 有熔煉坩堝21、中間包22、第一旋轉(zhuǎn)輥23、第二旋轉(zhuǎn)輥25 ;所述的熔煉坩堝21安裝在旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)上，熔煉坩堝21外側(cè)有感應(yīng)線圈20,由熔煉坩堝21、感應(yīng)線圈20及固定部件組成可轉(zhuǎn) 動(dòng)的感應(yīng)器，感應(yīng)器上有軸和支撐部件30,支撐在真空殼體19上，感應(yīng)線圈20通過穿過真 空殼體19的電纜18與外面的真空感應(yīng)加熱電源17相連，中間包22在第一旋轉(zhuǎn)輥23的一 偵牝第二旋轉(zhuǎn)輥25在第一旋轉(zhuǎn)輥23的另一側(cè)，第一旋轉(zhuǎn)輥23設(shè)置有空心轉(zhuǎn)軸52,轉(zhuǎn)軸52 水平放置；第二旋轉(zhuǎn)輥25設(shè)置有空心轉(zhuǎn)軸53,第二旋轉(zhuǎn)輥25的空心轉(zhuǎn)軸53與第一旋轉(zhuǎn)輥 23的轉(zhuǎn)軸53平行，第二旋轉(zhuǎn)輥25的轉(zhuǎn)軸53低于第一旋轉(zhuǎn)輥23 ;在第二旋轉(zhuǎn)輥25下方設(shè) 置有旋轉(zhuǎn)式機(jī)械破碎裝置26,機(jī)械破碎裝置26的下方設(shè)置有閥門28,閥門28的一端與真 空殼體19相連，另一端與收料罐27相連，收料罐27可以移動(dòng)，收料罐27上設(shè)置有冷卻裝 置，冷卻介質(zhì)為水、冷媒、氦氣、氮?dú)庵械囊环N以上。
[0031] 圖5是又一種雙開門真空速凝設(shè)備示意圖，如圖5所示，雙開門真空速凝設(shè)備包含 臥室真空爐體38、側(cè)開爐門31、鉸鏈32、感應(yīng)加熱器34、支撐部件33、中間包35、第一旋轉(zhuǎn) 輥36、第二旋轉(zhuǎn)輥37、破碎機(jī)構(gòu)39、真空閥門40、收料箱41 ;兩個(gè)側(cè)開爐門分別通過鉸鏈與 臥式真空爐體38連接，交替開關(guān)；感應(yīng)加熱器34包含坩堝、感應(yīng)線圈、保溫材料、導(dǎo)磁材料、 絕緣材料、固定部件、轉(zhuǎn)軸，釹鐵硼原料在感應(yīng)加熱器34內(nèi)的坩堝內(nèi)熔化，感應(yīng)加熱器34可 以繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)合金液平穩(wěn)恒流澆鑄，感應(yīng)器通過支撐部件支撐在側(cè)開爐門31上；中 間包35設(shè)置在感應(yīng)加熱器34和第一旋轉(zhuǎn)輥36之間，中間包35上帶縫隙的噴嘴接近第一 旋轉(zhuǎn)棍36的外緣，噴嘴與第一旋轉(zhuǎn)棍36外緣的距離小于5mm ;在相對(duì)于中間包35的第一 旋轉(zhuǎn)輥36的另一端設(shè)置有第二旋轉(zhuǎn)輥37,第二旋轉(zhuǎn)輥37的轉(zhuǎn)軸與第一旋轉(zhuǎn)輥36的轉(zhuǎn)軸 平行，第二旋轉(zhuǎn)輥37的轉(zhuǎn)軸在第一旋轉(zhuǎn)輥36的轉(zhuǎn)軸的下方，第一旋轉(zhuǎn)輥36與第二旋轉(zhuǎn)輥 37之間的距離大于0. 3mm，第一旋轉(zhuǎn)輥36和第二旋轉(zhuǎn)輥37相對(duì)旋轉(zhuǎn)；在第二旋轉(zhuǎn)輥37的 下方設(shè)置有破碎機(jī)構(gòu)39,合金片經(jīng)過破碎機(jī)構(gòu)39破碎后下落到破碎機(jī)構(gòu)39下方的收料箱 41 ;收料箱41通過閥門40與真空爐體38連接。
[0032] 圖6是另一種真空烙煉速凝設(shè)備的收料箱示意圖，如圖6所示，經(jīng)過破碎機(jī)構(gòu)破碎 的合金片通過破碎機(jī)構(gòu)50下方的導(dǎo)料筒42導(dǎo)入收料室46內(nèi)的收料箱47,收料箱47內(nèi)有 合金片冷卻機(jī)構(gòu)，合金片澆鑄時(shí)收料箱47往復(fù)運(yùn)動(dòng)，收料完成后，裝有合金片的收料箱47 通過閥門48送入第一準(zhǔn)備室49進(jìn)行冷卻或加熱，另一個(gè)收料箱44從第二準(zhǔn)備室43通過 閥門45再送入收料室46,關(guān)閉閥門進(jìn)行下一爐操作，循環(huán)進(jìn)行；所述的收料室46與真空殼 體51相連，第一準(zhǔn)備室49通過閥門48與收料室46相連，第二準(zhǔn)備室43也通過另一個(gè)閥 門45與收料室46的另一端相連。
[0033] 下面通過實(shí)施例的對(duì)比進(jìn)一步說明本發(fā)明的顯著效果。
[0034] 實(shí)施例1 采用圖4設(shè)備的一種釹鐵硼稀土永磁速凝合金的制造方法，首先將釹鐵硼原料600Kg 加入熔煉坩堝，的熔煉坩堝的加熱溫度在1430°C，精煉后澆鑄到中間包，通過中間包的縫 隙，合金液平穩(wěn)燒鑄到第一旋轉(zhuǎn)棍，第一旋轉(zhuǎn)棍轉(zhuǎn)速I. 2m/s，第一旋轉(zhuǎn)棍的直徑610mm，合 金片隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，合金片在第一旋轉(zhuǎn)輥上的旋轉(zhuǎn)角度140° ,隨即落到第二旋轉(zhuǎn)輥上， 自由面與第二旋轉(zhuǎn)棍接觸，形成合金片，第二旋轉(zhuǎn)棍轉(zhuǎn)速I. 6m/s,第二旋轉(zhuǎn)棍直徑610mm, 合金片在第二旋轉(zhuǎn)輥上的旋轉(zhuǎn)角度58°，合金片離開第二旋轉(zhuǎn)輥的溫度590°C，之后合金 片下落到破碎機(jī)構(gòu)上，合金片被破碎成邊長(zhǎng)小于9_的合金片，之后合金片通過打開的閥 門落入收料罐，裝料后將收料罐蓋上蓋并關(guān)閉閥門，之后將裝有合金片的收料罐移開，再 移入空的收料罐進(jìn)行下一爐操作，裝料的收料罐溫度低于90°C時(shí)打開收料罐蓋檢查合金 片，經(jīng)測(cè)量，合金片雙面都有與旋轉(zhuǎn)輥接觸的痕跡，合金片的厚度0. 2-0. 23mm，晶粒尺寸 0. 24-0. 28 μ m ;前述的旋轉(zhuǎn)輥、收料罐都設(shè)置有冷卻裝置，用冷卻水冷卻，冷卻水進(jìn)水壓力 0. 3MPa ;前述的旋轉(zhuǎn)輥的外套由銅合金制造，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)輥的旋轉(zhuǎn)方向相反，表1實(shí)施例中列 出本發(fā)明的不同Dy含量的磁性能，對(duì)比例為采用常規(guī)單合金速凝工藝制造的釹鐵硼永磁 體的性能。
[0035] 表1.對(duì)比例和本發(fā)明圖4所示設(shè)備生產(chǎn)磁體的Dy含量與磁性能的關(guān)系

【權(quán)利要求】
1. 一種連續(xù)出料的真空熔煉速凝設(shè)備，其特征在于：所述的真空熔煉速凝設(shè)備包含真 空殼體、熔煉坩堝、中間包、第一旋轉(zhuǎn)輥、機(jī)械破碎裝置、收料箱；所述的熔煉坩堝安裝在旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，通過旋轉(zhuǎn)熔煉坩堝，將坩堝內(nèi)的熔融合金液平穩(wěn)澆鑄到中間包內(nèi)，中間包內(nèi)的 熔融合金液通過與第一旋轉(zhuǎn)輥接觸的縫隙流到第一旋轉(zhuǎn)輥的外緣，隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，熔融 合金液形成合金片；在所述的旋轉(zhuǎn)輥下方設(shè)置有機(jī)械破碎裝置，破碎裝置下方設(shè)置有導(dǎo)料 筒，導(dǎo)料筒下方有收料箱；所述的收料箱設(shè)置在與真空殼體相連的收料室內(nèi)，收料室的兩端 通過閥門分別與兩個(gè)準(zhǔn)備室相連；經(jīng)過破碎裝置破碎的合金片通過破碎裝置下方的導(dǎo)料筒 導(dǎo)入收料室內(nèi)的收料箱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)出料的真空熔煉速凝設(shè)備，其特征在于：在所述的 中間包設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)輥的一側(cè)，在第一旋轉(zhuǎn)輥的另一側(cè)還設(shè)置有第二旋轉(zhuǎn)輥，所述的第 一旋轉(zhuǎn)輥設(shè)置有空心轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸水平放置；所述的第二旋轉(zhuǎn)輥設(shè)置有空心轉(zhuǎn)軸，第二旋轉(zhuǎn)輥 的空心轉(zhuǎn)軸與第一旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)軸平行，第二旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)軸低于第一旋轉(zhuǎn)輥；所述的第一旋 轉(zhuǎn)輥和第二旋轉(zhuǎn)輥都是雙端支撐，旋轉(zhuǎn)輥的兩端都有空心轉(zhuǎn)軸，空心轉(zhuǎn)軸的端部設(shè)置有密 封冷卻介質(zhì)的密封裝置，冷卻介質(zhì)通過密封裝置進(jìn)出旋轉(zhuǎn)輥；所述的第一旋轉(zhuǎn)輥和第二旋 轉(zhuǎn)輥設(shè)置有夾層，夾層內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)由空心轉(zhuǎn)軸的內(nèi)孔引入，所述的第一旋轉(zhuǎn) 棍轉(zhuǎn)速l -5m/s，第二旋轉(zhuǎn)棍轉(zhuǎn)速l-5m/s ;所述的第一旋轉(zhuǎn)棍的直徑范圍500-900mm，第二旋 轉(zhuǎn)輥直徑500-900mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)出料的真空熔煉速凝設(shè)備，其特征在于：所述的 真空殼體包含臥式爐體和兩個(gè)交替開關(guān)的側(cè)開爐門，側(cè)開爐門分別通過鉸鏈與爐體相連， 在側(cè)開爐門內(nèi)側(cè)安裝有坩堝和坩堝旋轉(zhuǎn)裝置，坩堝外設(shè)置有感應(yīng)加熱線圈，感應(yīng)加熱線圈 與電纜相連，電纜的另一端穿過爐門與真空熔煉加熱電源連接；所述的熔煉坩堝的溫度在 1100-1590°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)出料的真空熔煉速凝設(shè)備，其特征在于：在所述的 第一旋轉(zhuǎn)輥下方設(shè)置有第二旋轉(zhuǎn)輥，在第二旋轉(zhuǎn)輥下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)式機(jī)械破碎裝置，破碎 裝置下方設(shè)置有導(dǎo)料筒，導(dǎo)料筒下方有收料箱，收料箱設(shè)置在與真空殼體相連的收料室內(nèi)， 收料室的兩端通過閥門分別與兩個(gè)準(zhǔn)備室相連；經(jīng)過破碎裝置破碎的合金片通過破碎裝置 下方的導(dǎo)料筒導(dǎo)入收料室內(nèi)的收料箱；收料箱內(nèi)有合金片冷卻機(jī)構(gòu)，合金片澆鑄時(shí)收料箱 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，收料完成后，裝有合金片的收料箱通過閥門送入準(zhǔn)備室進(jìn)行冷卻或加熱，另一個(gè) 收料箱從另一個(gè)準(zhǔn)備室通過閥門再送入收料室。
5. -種稀土永磁速凝合金的制造方法，其特征在于：先將釹鐵硼速凝合金原料在真空 或保護(hù)條件下加熱熔化并精煉成熔融合金，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷 卻的第一旋轉(zhuǎn)輥上形成合金片，合金片隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，之后離開旋轉(zhuǎn)輥下落到帶水冷卻 的第二旋轉(zhuǎn)輥上，隨后離開旋轉(zhuǎn)輥下落，形成雙面冷卻的合金片；所述的第一個(gè)旋轉(zhuǎn)輥與合 金片的一面接觸，第二個(gè)旋轉(zhuǎn)棍與合金片的另一面接觸；所述的合金片的厚度〇. l-o. 6mm ; 所述的第一旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速〇. 5-5m/s ;所述的合金片離開第二旋轉(zhuǎn)輥的溫度低于690°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種稀土永磁速凝合金的制造方法，其特征在于：先將釹鐵 硼速凝合金原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將釹鐵硼原料熔 化成合金并進(jìn)行精煉，精煉溫度在1400_1470°C，精煉后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到 帶水冷卻的第一旋旋轉(zhuǎn)輥上形成合金片，合金片隨即落到第二旋轉(zhuǎn)輥上繼續(xù)冷卻，合金片 離開第二旋轉(zhuǎn)輥的溫度在640-460°C范圍，所述的第一旋轉(zhuǎn)輥轉(zhuǎn)速l-3m/s，第二旋轉(zhuǎn)輥轉(zhuǎn) 速 l-5m/s〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種稀土永磁速凝合金的制造方法，其特征在于：所述的合 金片離開第二旋轉(zhuǎn)棍后進(jìn)行機(jī)械破碎，破碎成邊長(zhǎng)小于15mm的合金片，合金片再通過帶冷 卻的導(dǎo)料筒落入收料箱；所述的合金片離開導(dǎo)料筒的溫度低于350°C;所述的合金片冷卻到 350°C的時(shí)間小于9秒。
8. -種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于：首先將釹鐵硼原料在真空或保護(hù) 條件下加熱熔化并精煉成熔融合金，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的第 一旋轉(zhuǎn)輥的外緣上形成合金片，合金片隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，之后離開旋轉(zhuǎn)輥下落到帶水冷卻 的第二旋轉(zhuǎn)輥的外緣上，隨后離開旋轉(zhuǎn)輥下落，形成雙面冷卻的合金片；接著對(duì)冷卻后的合 金片進(jìn)行氫破碎、氣流磨、磁場(chǎng)成型、燒結(jié)、時(shí)效制成釹鐵硼稀土永磁體；永磁體再經(jīng)過機(jī)械 加工、表面處理制成釹鐵硼稀土永磁器件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于：所述的雙 面冷卻的合金片的一面與第一個(gè)旋轉(zhuǎn)輥接觸，另一面與第二個(gè)旋轉(zhuǎn)輥接觸；所述的合金片 的厚度〇. 1-0. 6mm ;所述的第一旋轉(zhuǎn)棍的轉(zhuǎn)速0. 5-5m/s，第二旋轉(zhuǎn)棍轉(zhuǎn)速l-15m/s ;所述的 合金片離開第二旋轉(zhuǎn)輥的溫度低于700°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于：所述的氣 流磨制粉前還加入Dy20 3、A1203微粉中的一種以上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于：所述的磁 場(chǎng)成型后還有等靜壓工序，等靜壓后在保護(hù)氣氛下將磁塊送入真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)。
12. -種雙合金釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于：首先將釹鐵硼合金原料 在真空或保護(hù)條件下加熱熔化并精煉成熔融合金，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到 帶水冷卻的第一旋轉(zhuǎn)輥的外緣上形成合金片，合金片隨著旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，之后離開旋轉(zhuǎn)輥下 落到帶水冷卻的第二旋轉(zhuǎn)輥的外緣上，隨后離開旋轉(zhuǎn)輥下落，形成雙面冷卻的合金片作為 第一合金，第一合金的合金片厚度〇. 1-0. 5mm ;然后米用真空烙煉速凝工藝制備第二合金， 第二合金的合金片厚度〇. 1-0. 4mm ;之后將第一合金和第二合金的合金片混合，混合后進(jìn) 行氫破碎，之后進(jìn)行氣流磨、磁場(chǎng)成型、燒結(jié)和時(shí)效制成釹鐵硼稀土永磁體；永磁體再經(jīng)過 機(jī)械加工、表面處理制成釹鐵硼稀土永磁器件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種雙合金釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于： 所述的第一合金的合金片厚度〇. 2-0. 5_，平均晶粒尺寸2-3. 5 μ m，合金片中含有Nd、Co、 Cu、A1元素；所述的第二合金的合金片厚度0. 1-0. 3mm,平均晶粒尺寸1-2. 5 μ m,合金片中 含有 Dy、Co、Cu、Al、Ga、Zr、Μη 元素，所述的永磁體中含有 Nd、Dy、Co、Cu、Al、Ga、Zr、Mn 元 素。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種雙合金釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于： 所述的第一合金的合金片厚度〇. 1-0. 3mm,平均晶粒尺寸1-2. 5 μ m,合金片中含有Dy、Co、 Cu、Al、Ga、Zr、Mn元素；所述的第二合金的合金片厚度0. 2-0. 4mm,平均晶粒尺寸2-3. 5 μ m, 合金片中含有Nd、Co、Cu、Al元素，所述的永磁體中含有Nd、Dy、Co、Cu、Al、Ga、Zr、Μη元 素。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種雙合金釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于： 所述的釹鐵硼稀土永磁體由主相和晶界相組成，主相具有R2 (Fe，Co, A1，Μη) 14B結(jié)構(gòu)，其中 主相從外緣向內(nèi)1/3范圍內(nèi)的重稀土Dy含量高于主相中心處的重稀土Dy含量，晶界相中 存在微小的Nd20 3微粒；其中R代表包含Nd的稀土元素中的一種以上。
【文檔編號(hào)】B22D11/06GK104226943SQ201410461626
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】孫寶玉, 陳曉東 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)中北真空技術(shù)有限公司