Proċess ta 'preparazzjoni ta' kalamiti NdFeB sinterizzati-(1) Preparazzjoni tal-materja prima

Feb 29, 2024

Ħalli messaġġ

Il-kalamiti sinterizzati normalment jużaw metalli puri jew ligi intermedji bħala materja prima. Jużaw il-prinċipju tat-tisħin ta 'induzzjoni elettromanjetika ta' kampi manjetiċi li jalternaw biex jiġġeneraw kurrenti eddy fil-materja prima. Il-materja prima hija mdewba permezz ta 'induzzjoni ta' frekwenza medja u baxxa f'ambjent ta 'vakwu jew gass inert sabiex il-materja prima tissaħħan u mdewba. It-tidwib jitħawwad biex jiġi omoġenizzat. Il-punti tat-tidwib tal-metalli tad-dinja rari huma bejn 800 u 1500 grad, Fe u Co huma 1536 grad u 1495 grad rispettivament, u B pur huwa għoli daqs 2077 grad. Il-punti tat-tidwib ta 'xi metalli b'punt ta' tidwib għoli użati bħala addittivi bħal Ti, Cr, Mo, jew Nb huma f'1600 ~ 3400 grad. B'kont meħud tas-soppressjoni tal-volatilizzazzjoni ta 'elementi rari tad-dinja, it-temperatura tat-tidwib hija ġeneralment ikkontrollata f'1000 ~ 1600 grad. L-elementi b'punt ta 'tidwib għoli huma mdewba bil-liga tat-tidwib tal-metall tal-art rari, jew ligi ta' elementi ta 'punt ta' tidwib għoli (ġeneralment ligi tal-ħadid) jintużaw direttament bħala materja prima, bħal B-Fe (punt tat-tidwib ~ ~ 1500 grad), liga Nb-Fe (punt tat-tidwib ~ 1600 grad), eċċ Biex jiġi żgurat ambjent b'livell baxx ta 'ossiġnu għat-tidwib u l-ikkastjar, huwa meħtieġ li jiġu evakwati l-korpi tal-forn tat-tidwib u tal-ikkastjar u jitneħħew kompletament il-komponenti u l-materja prima f' il-forn. Il-livell tal-vakwu normalment jilħaq 10-2~10-3.

 

Il-korp tal-forn jissaħħan Ir-rata ta 'żieda fil-pressjoni (rilaxx ta' gass intern u tnixxija ta 'arja esterna) teħtieġ ukoll li tiġi kkontrollata f'livell baxx. Pereżempju, għal forn tat-tidwib b'kapaċità ta '1t, ir-rata ta' żieda fil-pressjoni għandha tkun inqas minn 5×10-4~1×10-3 L/s. It-tidwib bil-vakwu jista 'jneħħi kompletament il-likwidu mdewweb, ineħħi impuritajiet li jagħalu baxx u elementi ta' gass ta 'ħsara, u jtejjeb il-purità tal-liga. Madankollu, minħabba li l-pressjoni tal-fwar ta 'metalli rari tad-dinja hija baxxa ħafna (inqas minn 1 Pa), it-telf ta' volatilizzazzjoni huwa konsiderevoli ħafna, għalhekk normalment jintuża matul il-proċess tat-tidwib. Il-korp tal-forn huwa mimli b'gass inert biex iżid il-pressjoni tal-arja ambjentali biex irażżan il-volatilizzazzjoni ta 'artijiet rari. Huwa aktar konvenjenti li tuża gass argon ta' purità għolja, li ġeneralment jimtela sa livell ta' 50kPa. Wara li t-tidwib tal-liga jiġi omoġenizzat, ivventilat, u l-gagazza titlesta għal kollox, l-ikkastjar jista 'jibda. L-ikkastjar tal-liga huwa proċess kritiku ħafna minħabba li l-kompożizzjoni, l-istat tal-kristallizzazzjoni u d-distribuzzjoni spazjali tal-fażijiet huma kruċjali għall-prestazzjoni tal-kalamita sinterizzata. L-ingott tal-liga esperjenzat "cannonballs", 20mm ħoxnin "kotba", u 5mm "pancakes" "Bħalissa, żviluppat għal qxur ta 'issettjar rapidu bi ħxuna ta' 0.3mm biss. Insiders tal-industrija għamlu diversi sforzi biex jevitaw is-segregazzjoni tal-komponenti u l-ġenerazzjoni ta 'fażijiet ta' impurità u biex tqassam b'mod raġonevoli d-distribuzzjoni ta 'fażijiet b'ħafna neodimju.

 

1. Tidwib

Materja prima ta 'art rari normalment tieħu l-forma ta' metalli puri u ligi ta 'art rari ħafna drabi jintgħażlu minħabba raġunijiet ta' spejjeż, bħal metall praseodymium u neodimju, metall tal-lantanu u ċerju, art rari mħallta, u ferroalloys disprosju, eċċ.; komponenti ta 'element ta' punt ta 'tidwib għoli (bħal: B, Mo, Nb, eċċ.) Huwa miżjud l-aktar fil-forma ta' ferroalloy. Il-kalamiti Nd-Fe-B għandhom il-karatteristiċi ta 'fażijiet multi-metalliċi. Il-fażi b'ħafna Nd hija kundizzjoni meħtieġa għal koerċività għolja, u l-fażi b'ħafna B għandha wkoll teżisti flimkien. Għalhekk, l-art rari u B fil-formula oriġinali huma ġeneralment meħtieġa li jkunu ogħla mill-komponenti pożittivi ta 'R2Fe14B, iżda Kultant biex taġġusta l-kompożizzjoni tal-fażi tal-konfini tal-qamħ (speċjalment meta Cu, Al, u Ga huma miżjuda), il-B kontenut huwa kemmxejn inqas mill-komponent pożittiv. Minħabba r-reazzjoni bejn il-metalli rari tad-dinja u l-materjali tal-griġjol u l-volatilizzazzjoni waqt it-tidwib u s-sinterizzazzjoni, ċertu ammont ta 'telf ta' metalli rari tad-dinja jeħtieġ li jiġi kkunsidrat meta tifformula. Biex jitnaqqas il-kontenut tal-impurità fil-liga, il-purità tal-materja prima għandha tkun ikkontrollata b'mod strett, u s-saff tal-ossidu u t-twaħħil fuq il-wiċċ għandhom jitneħħew għal kollox. Is-sors tas-sħana tat-tidwib ta 'induzzjoni ta' frekwenza medja u baxxa huwa l-kurrent eddy indott iffurmat fil-materja prima mill-kamp manjetiku li jalterna. L-effett tal-ġilda tal-kurrent eddy jikkawża li l-kurrent jikkonċentra fuq il-wiċċ tal-materja prima. Jekk id-daqs tal-blokka tal-materja prima huwa kbir wisq, il-kurrent eddy ma jistax jippenetra ċ-ċentru tal-blokka, u l-qalba biss tista 'tidub permezz ta' konduzzjoni tas-sħana, li mhix realistika ħafna fil-produzzjoni attwali. Għalhekk, id-daqs tal-materja prima għandu jiġi aġġustat skont l-għażla tal-frekwenza u kkontrollat ​​għal 3 sa 6 darbiet il-fond tal-ġilda. Il-figura hawn taħt turi r-relazzjoni bejn il-frekwenza tal-qawwa - il-fond tal-ġilda - u d-daqs tal-materja prima. Wieħed jista 'jara li iktar ma tkun għolja l-frekwenza, iktar ikun sinifikanti l-effett tal-ġilda, u iżgħar ikun id-daqs tal-materja prima meħtieġa.

Frekwenza tal-Enerġija/Hz 50 150 1000 2500 4000 8000
Fond tal-ġilda/mm 73 42 16 10 8 6
Daqs Ottimu tal-Materja Prima/mm 220-440 125-250 50-100 30-60 25-50 15-35

 

L-għażla tal-frekwenza tat-tidwib hija soġġetta għal funzjoni importanti oħra tat-tidwib tal-induzzjoni - tħawwad elettromanjetiku, li juża l-interazzjoni tal-forza bejn il-metall imdewweb u l-kamp manjetiku li jalterna biex jippromwovi t-tidwib ta 'solidi mhux imdewweb u l-omoġenizzazzjoni tal-metall imdewweb. Il-forza elettromanjetika Il-kobor huwa inversament proporzjonali għall-għerq kwadru tal-frekwenza kurrenti. Frekwenza għolja wisq idgħajjef l-effett ta 'taħwid elettromanjetiku tal-provvista ta' enerġija alternanti. Il-medda ta 'frekwenza użata fil-produzzjoni attwali hija ta' madwar 1000 ~ 2500Hz, u d-daqs tal-materja prima jeħtieġ li jiġi kkontrollat ​​taħt il-100mm.

 

L-istivar tal-materja prima fil-griġjol għandu jqis id-distribuzzjoni spazjali tal-kamp manjetiku indott u t-temperatura matul il-proċess tat-tidwib. Normalment, il-coil ta 'induzzjoni huwa mdawwar madwar in-naħa ta' barra tal-griġjol. Il-kamp manjetiku huwa l-aktar b'saħħtu fuq ġewwa tal-griġjol u gradwalment idgħajjef lejn iċ-ċentru, iżda l-ġnub, il-qiegħ u l-parti ta 'fuq tal-griġjol Il-ftuħ huwa l-mod ewlieni biex is-sħana taħrab, għalhekk it-temperatura tan-naħa t'isfel tal-griġjol hija fin-nofs, it-temperatura tas-saff ta 'fuq u n-nofs tal-qiegħ hija aktar baxxa, u t-temperatura tal-parti tan-nofs hija l-ogħla. Għalhekk, waqt it-tagħbija, huwa rakkomandabbli li tpoġġi biċċiet żgħar ta 'materjali b'punt ta' tidwib baxx b'mod dens fil-qiegħ tal-griġjol; materjali ta 'punt ta' tidwib għoli u biċċiet kbar ta 'materjali għandhom jitqiegħdu fin-nofs u l-partijiet t'isfel; biċċiet kbar ta 'materjali b'punt ta' tidwib baxx għandhom jitqiegħdu fil-parti ta 'fuq u jkunu maħlula biex jipprevjenu pontijiet. Illum il-ġurnata, it-teknoloġija kontinwa tat-tidwib-ikkastjar intużat ħafna. Il-materja prima tiżdied kontinwament mal-griġjol f'temperaturi għoljin permezz ta 'kamra tal-iċċarġjar. Biex tikkontrolla l-volatilizzazzjoni ta 'materjali ta' l-art rari, ħadid pur huwa ġeneralment miżjud l-ewwel biex jiddewweb, imbagħad metalli jew ligi ta 'punt ta' tidwib għoli huma miżjuda b'mod sekwenzjali, u finalment, huma miżjuda rari.

 

2. Tidwib

Ligi binarji jew ternarji tad-dinja rari jiġġeneraw inevitabbilment fażijiet -Co jew -Fe taħt kundizzjonijiet ta 'tkessiħ bil-mod (kważi ekwilibriju). Il-proprjetajiet manjetiċi rotob tagħhom f'temperatura tal-kamra se jagħmlu ħsara serja lill-proprjetajiet tal-kalamita permanenti tal-kalamiti u għandhom jitkessħu malajr biex jinibixxu l-formazzjoni tagħhom.

 

Biex jinkiseb l-effett ta 'tkessiħ rapidu meħtieġ, it-teknoloġija tradizzjonali tal-ikkastjar tal-moffa tal-ingotti ilha taħdem biex tnaqqas il-ħxuna tal-ingott tal-liga. Il-vantaġġi tal-ikkastjar tal-moffa tal-ingotti huma spiża baxxa tat-tagħmir, tħaddim sempliċi, u l-abbiltà li tissodisfa r-rekwiżiti ġenerali tal-produzzjoni tal-kalamita. L-iżvantaġġ huwa li d-daqs tal-qamħ huwa irregolari u l-fażijiet -Co jew -Fe spiss jippreċipitaw. It-trattament tas-sħana fit-tul tal-ingotti tal-liga f'temperaturi taħt il-punt tat-tidwib tal-liga jista 'jgħin biex tiġi eliminata l-fażi -Co jew -Fe, iżda se tikkawża l-akkumulazzjoni ta' fażijiet b'ħafna Nd, li ma jwassalx għad-distribuzzjoni ottimali tal-qamħ fażijiet tal-konfini f'kalamiti sinterizzati.

 

Biex tnaqqas aktar il-ħxuna tal-ingott tal-liga, ġiet żviluppata struttura "disc-scraper" simili għat-tixrid ta 'pancake, li tagħmel il-ħxuna tal-liga tilħaq madwar 1ċm. Madankollu, iż-żieda fiż-żona tal-liga ġabet ħafna problemi għall-ġbir ta 'fran tat-tidwib ta' kapaċità kbira. . Mogħdija ta 'żvilupp tat-teknoloġija effettiva oħra tmur fid-direzzjoni opposta, li tibda mir-rata ta' tkessiħ estremament għolja għall-preparazzjoni ta 'ligi Nd-Fe-B li jkessħu malajr, u tipprova tnaqqas ir-rata tat-tkessiħ biex tipprepara ligi kristallini li jkessħu malajr, li jissejħu strixxi The teknoloġija ta 'ikkastjar jew qxur li jissettjaw malajr (istrixxa ikkastjar jew SC) daħlet. Tferra l-liga mdewba permezz ta 'ħawt tad-devjazzjoni fuq rota tal-metall imkessħa bl-ilma li ddur malajr biex tikseb ħxuna ta' 0.2~0.6mm, kompożizzjoni ta 'fażi ideali u tessut. Qxur tal-liga. Fl-istruttura tal-liga ta 'strixxa fonduta, id-distribuzzjoni uniformi tal-fażi b'ħafna Nd u s-soppressjoni ta' -Fe tnaqqas il-kontenut totali ta 'art rari, li huwa ta' benefiċċju biex jinkisbu kalamiti ta 'prestazzjoni għolja u jitnaqqsu l-ispejjeż tal-kalamita; l-iżvantaġġ huwa li minħabba t-tnaqqis fil-frazzjoni tal-volum tal-fażi b'ħafna Nd , meta mqabbla ma 'kalamiti prodotti mill-ikkastjar tal-moffa tal-ingotti, il-fraġilità tal-kalamiti tiżdied u l-ipproċessar ta' wara jsir aktar diffiċli.

Ibgħat l-inkjesta