还剩19页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
熔炼是指炉料在高温炉内发生一定的物理.化学变化.产生粗金属,或金属富集物和炉渣的冶金过程.熔炼时将不同的金属加热融化,变成熔融的液体,并且均匀化形成合金是将单一金属转化为合金的过程.熔炼后的收率,成分,片厚都对磁体性能至关重要中频感应炉增烟,当感应线圈通过中频电流时,根据电磁感应定律,在炉内部的炉料中产生感应电流,磁感应电流又在炉内产生感应的涡流磁场,此涡流磁场与感应线圈的电磁场方向相反,因此炉料的涡流仅集中在炉料的表面处炉料的表面涡流大,炉料中心的涡流小,炉料表面有较大的感应电流通过,因而发热使炉料温度升高,直至熔化熔炼时间长,炉渣就多,说明氧化严重.a-Fe详解(液相+Y—Fe)相区,也就是说此时会从Nd—Fe—B合金熔液中析出丫一Fe相,y—Fe相是具有fee(面心立方)结构的富相;当温度降到1428K时,—Fe与液相反应生成Nd2Fe14B相,这一过程称为包晶反Y应.包晶反应的特点是:原子从中向外扩散,通过其外围已形成的Nd2Fe14B相层,与液相中的Nd原子继续生成Nd2Fe14B相可见,这一过程是缓慢的,并且受制于丫一Fe晶粒的大小Y—Fe晶粒越粗大,Nd2Fe14B相形成越困难,因此粗大的—Fe往往会在铸定中残存下来,在低温下(约1200K),丫-Fe发生同质异Y构转变,形成具有bcc(体心立方)结构的d-Fea-Fe危害很大a—Fe具有可延展性,导致铸锭粉碎困难,而化粉末粒度的均匀性;a—Fe的存在导致铸锭中局部富Nd相聚集,造成铸锭微观结构的不均匀性;a-Fe的存在还造成铸锭中主相比例减少,使磁体难以得到高的剩磁Br;软磁性的a—Fe若存在于粉末中,在取向压型过程中由于它是各向同行的,它不会同其他粉末一道参与磁场取向,从而在烧结后的磁体中形成错取向的晶粒;软磁性的a-Fe还会使Nd-Fe-B粉末颗粒之间的磁团聚力加大,危害在取向压型过程中Nd-Fe-B粉末的磁场取向效果提高Nd-Fe-B熔融合金的凝固速度,使高温冷却是丫-Fe来不及形成Nd2Fe14B相直接从液相中析出;将Nd-Fe-B铸锭加热到1313K附近进行均匀化退火,,成分Nd-Fe-B合金,丫一Fe在(L+T1)和(L+T1+T2)相区内都不能稳定存在,添加难熔合金元素难熔合金元素不仅可以通过形成Nd-Fe-B化合物,而在铸锭中消耗部分有害a—Fe和富B相,它还可以通过增加Nd-Fe-B合金的凝固过程中Y-Fe初晶的形核几率来减小铸锭中a-Fe相的尺寸,有利于均匀化退火过程中a-Fe相的消除甩片工艺将熔融的Nd-Fe-B合金浇入一中间包中,合金液通过中间包底部的喷嘴流射到一个旋转的Cu面上(旋盘工艺),通过控制Cu辐或Cu盘的转速,使呈半熔融状态的合金甩到一个接受器中,Nd-Fe-B合金在接受器中以恒定的冷却速度完成凝固,得到厚度约为03-
0.5mm的不连续片状铸锭.用这样制备的鳞片状Nd-Fe-B合金铸锭与传统铸锭相比有很多优点:由于铸锭的凝固速度很快,即使合金成分很接近Nd2Fe14B的化学计量成分,铸锭中a-Fe的析出也能被有效控制,因而容易实现高主相比例磁体的制备;可获得内晶粒尺寸小达1-5u m的铸锭组织,铸锭中的富Nd相十分细小且分布十分均匀,对剩磁不利且对矫顽力没有贡献的大块富Nd相被抑制因此,可以比较容易获得(BH)m,400KJ/m3(50MG0e)的烧结Nd-Fe-B磁体,并同时保证足够高的矫顽力;由于铸锭晶粒细小,其尺寸范围与随后的制粉粒度相同,因此用同样的铸锭所制备的粉末缺陷较少,粒度分布均匀,加上富Nd相分布均匀的原因,粉末的抗氧化能力比较强,因而容易实现平均粒度在3um以下的粉末制备;由于铸锭中富Nd相十分细小且分布十分均匀,所制备的粉末中的富Nd相也分布十分均匀,因而容易实现较低温度烧结而获得高致密度的主相晶粒度细小而且均匀的磁体;由于凝固速度快,即使添加了比较大的C、Pr等合金元素,仍可以获得无a—Fe的铸锭,因而容易实现高耐温、耐蚀性能磁体的制备值得注意的是,由于Nd-Fe-B铸锭晶粒同时存在二个几乎相近的主相晶粒易生长方向,由于竞争生长,一个Nd-Fe-B铸锭粒往往形成“枝杈”,富Nd相处在“枝杈”之间由于凝固条件特殊,这种“枝杈”现象在Nd-Fe-B鳞片状铸锭中尤其明显.因此,用Nd-Fe-B鳞片状铸锭直接气流磨制粉后,粉末颗粒源自“树杈”而形成多晶体,造成取向压型时难以获得理想的取向度.解决此问题的有效方法是气流磨前,对Nd-Fe-B鳞片状铸锭进行氢化处理熔炼片段1o铸锭的危害a-fe树枝状,和孤立团状富Nd相,影响,在JM出粉时前中后出粉成分不同,残留粉过多,造成尺寸不均匀,富Nd相不沿晶界分布.使磁体性能降低,一致性差,2精炼的目的有三个一是使熔融金属成分均匀;二是通过精炼操作降低金属熔液中的气体、氧化物杂质;三是调整熔液温度,为下一步浇注作准备3主要设备,真空系统,补气系统,辐轮冷却系统,加热系统,母塌,中间包,(设备)4抽真空10—3pa冲入鼠气保护,大功率送电,使炉料迅速融化,减少易挥发金属的大量挥发5精炼工艺和精炼时间,钝化/(生产)6精炼完成后,将合金液倒入档流板,流入中间包,中间包与冷却辐轮,紧密贴合(生产)7冷却辐轮为铜制,接有循环水流入中间包的金属液体会流向辐轮.遇冷凝固为片状金属,(设备)8铸片厚度,与辐轮材质和导热性有关,也与辐轮转速有关(设备工艺)9片厚为
0.25-
0.35mm为佳,片与片不粘连,柱状结晶生长良好,a-Fe越少越好(工艺)10少量的添加Dy或Te都有利于a-Fe的析出,Zr添加
0.28同Nb添加
0.28可抑制a—fe(X艺)11化验后富Nd相沿晶界分布均匀,不出现块状富Nd相成分损耗在合理范围内.(质检)12铸片经1030/5时效后,能减少a-Fe的含量,有助于提高磁体性能(工艺)13熔炼炼开的液面效果为,发白,发亮,波纹晃动幅度明显可见(生产工艺)14完成的铸片要用桶装好,扎口,系好防尘,防潮.(质检)15收率为90—废-96-合用一97一合格一99一一合用——995-一废100(质检)o制粉工段粉末尺寸3—4um占尽量95%分布要狭窄呈球状为佳有助于成型取向,不栗有过大7um或过小1um的粉末,以保证都是颗粒都是单晶体,吸附的杂质和和气体尽可能的要少,尤其是氧含量要防潮粉末与氧接触会生成,Nd203,产生放热反应,1—2um的粉末和空气接触会瞬间燃烧由于粉末表面的Nd与0接触,产生强烈的化合反应,释放大量的热,产生自燃HD氢破与边料工艺工艺与原理及碎片,注意安全等氢破原理,吸脱氢产地安全3用氢爆法制作的Nd-Fe-B粉末受H2气氛保护,主相晶粒边界和富Nd相中的氧含量低微观缺陷少,因此用氢爆法制作的Nd-Fe-B磁体耐腐蚀相对较好,Nd2Fe14B与氢接触,生产氢化物,Nd2Fe14B1Hx和Nd Hx体积分别膨胀
2.8%和48%,由于Nd2Fe14B为脆性材料,伸长度几乎为0,断裂强度很低,氢化时形成氢化物的局部区域产生体积膨胀和内应力,从而使其爆裂.与氢气接触时,富Nd相首先氢化,然后是主相氢化,富Nd相氢化引起晶界断裂,主相引起穿晶断裂,由于是富Nd相首先氢化,因此磁粉大部分是单晶颗粒.所以相比传统破碎能够提供磁体剩磁,矫顽力是一种接近理想化的破碎方式.破碎后粉末较小,所以能增加气流磨工作效率脱氢300度左右,主相脱氢,350-600度富Nd相脱氢,600以上主相则产生歧化反应800—1000度样品可脱至10-30X10—6以下一般小氢破脱氢至50pa大氢破脱氢6小时一般为550—590度场地一般氢气瓶和氢气格压力均为120pa以上,用至10pa时关闭阀门,以免洗瓶.氢破场地尽量安置在通风处,以免发生意外,要经常检验氢气报警仪是否灵敏可用,氢破片段
1.氢破原理是NdFeB铸片与氢接触会产生氢化,会使铸片体积增大,其反应在高温下可逆向还原,(工艺)
2.氢气管路须经常检漏,连接处,瓶阀,连接管路,须着重检测,(生产质检)
3.主要设备有,真空系统,加热系统,氢气管路,白钢罐(设备)4,氢破工序,严禁,气焊,切割等明火作业如因工作需要,须将设备关闭,氢气瓶撤离后操作(生产)
5.吸氢初期会听到剧烈金属破碎声,电接表快速补气,后慢慢基于平稳,(生产工艺)
6.吸氢饱和,小氢破10分钟,供气表下降小于一格,大氢破炉吸氢为3小时,视为吸饱(生产工艺)
7.吸氢过程中会产生大量热量,影响吸氢效果,须浇注冷却循环水,以保证铸片吸氢效果(生产工艺)
8.脱氢,关闭氢气阀,打开稀释阀,调节好流量打开机械泵,打开加热装置,(生产工艺)
9.脱氢温度为540-580度,一般不高于600度,1000kg氢破脱氢6小时,脱氢效果与温度和压力有关(工艺)
10.少量的氢气有助于防止氧化的作用.但残留氢气过多会产生二次氢化,即产生产品氢裂(工艺)
11.氢破后的粉料比机械破碎的粉料更脆,尺寸更小,更易于后序加工,效率更高.(工艺)
12.用氢破工艺的产品Hcj比机械工艺高,但脆性,力学性,远低于机械粉(工艺)
13.如氢破边角料类,废块类,须先进行机械破碎,在将进行活化处理,即先升温致200度,再进行吸氢,如特殊需要可进行二次吸氢,使粉料氢破效果更佳,更易于后续加工.(生产工艺)
14.脱氢不净的好处,不容易氧化,便于操作,一致性好,缺点是容易产生二次氢化,即氢裂,磁体脆性增加,抗弯度降低,可加工度降低,(工艺)
15.对于氢破的吸氢时间,脱氢时间,冷却时间,进行记录并监控(质检)氢破后的粉料须先加入抗氧化剂混制30分钟…气流磨,抗氧化剂,混料,吹料,结合操作规程,原理超细粉,4气流磨原理利用气流将粉末颗粒加速到超音速使之相互对撞而破碎,气流通过喷嘴射入对撞粉碎区,使用多个喷嘴形成物料流态化区,对撞破碎后的颗粒随上升气流通过分选轮对物料进行分级,合格的粉末和小的能够通过,大的被打回对撞区继续粉碎,小的和合格的通过旋风分离器时,小的则被分离出去,留下合格的粉末冲出料口流出最后小的成为超细粉,合格的转入下序.指测试粒度合格后的粉末为合格,气流磨,片度
1.氢破后的粉料须先加入抗氧化剂混制抗氧化剂具有超流态,属于油性,能包裹住粉粒,起到防氧化效果,(工艺)
2.决定粒度的因素主要是转速,次要是工质压力,(设备工艺)
3.气流磨的动力气体为氮气纯度越高越好.
99.999%-
99.995%(生产工艺)
4.设备有研磨室,配气盘,压缩机,分选轮,细粉收集器,过滤器氮气(设备)
5.操作顺序为,分选轮,氮气阀,压缩机,排氧,研磨阀,调节压力,排氧合格后,下料,出料,(生产)
6.超细粉,必须在关机状态下打超细粉,操作者必须带防护面具接带前要先进行排氧两次接料带内超细粉不能超过三分之二.系带要迅速,现在要配有消防黄沙和桶.(生产)
7.控氧仪使用要精心.入口压力能够感觉到有一点点气即可,不用时要打到排氧(生产设备)
8.出颗粒原因,分选轮间隙过大,分选轮损坏,打底料后没有反吹,有颗粒粘在下料管道中,下料量过多,粒度过粗(设备质检)
9.新型气流磨的发展,必然是粉末分布集中,底料和粉料双出口,排氧控氧能力好,经久耐用,分选轮超耐磨(设备)
10.气流磨使用一段时间后要进行检修和粒度分布化验,(质检)
11.对气流磨的粒度进行在线测试合格可继续下料生产,需记录粒度,氧含量,批次,(质检)混料,原理衣服安全,过筛粒度检验.5混料原因成分,粉末粒度,形状不均匀,混后要筛出颗粒,测试粒度合格后,入库混料为事故多发处,也是生产事故最为严重的工序,对于员工的基本认知和上岗培训,是重中之重,其多发原因多为,氮气压力过高,喷料,罐口蝶阀故障,溢出.放料量过多,淌出,筛制粒度过细粉末,易燃,超细粉等特种配制,和违规操作,其中工作工具失灵和罐口损坏为多发事故.混料人员需配制防火阻燃工作服,佩戴防护面罩,过滤口罩,和防火鞋,衣服等要经常清洗,成品配制,误差为百分之一,混料片段
1.放料时严禁大开大合,放料工具要安全可靠,(生产)
2.接料袋要经过2次排氧后,才能接料.每袋接料量不可大于18kg,(工艺生产)
3.筛料前要空晒一会,晒后要在空晒,或者清理干净筛料机(生产)
4.筛料箱设计要合理,防氧化,易回收,不残留(设备)
5.添加纳米AI粉和稀土粉时,绝不能和汽油润滑剂,在同一时间加入(生产工艺)
6.工作现场的物料要分离摆放,以免发生连带现场要及时清理,做好落地粉收集工作,(生产)
7.配制成品,要求有质检记录,上机时间添加剂时间下机时间收率(质检)
8.成品料罐和半成品料罐要有明确的标示以便于区分使用,(质检)
9.气流磨转入的粉料(生料)要先进行混料,检验合格后,定义为(熟料)才可进行下一步骤(质检)
10.如发现工作过程中有粉料过热现象,需及时暂停并上报,由班长或段长决定是否继续(生产)
11.工作工具有,美式三维混料机,双锥高效混料机,再生塑料袋双层,扳手,二次元筛料机,(设备)
5..混料库摆放报表应急灭火器及工艺小样流程混料库的设计应安全可靠,着火后能够快速隔离和扑灭火源,粉料要防潮,防老鼠咬袋,超细粉区应与其他区隔离,不得在混料库内打开袋口配料,库存报表要准确,异常情况要及时反应,入库,出库和收率要严格监控,以防止粉料配错生产小样压制流程混制好的成品由工艺员领取一定量的粉料,做小样实验,其中包括,规格(生产工艺),毛坯压高(工艺磨具),投料量(磨具),烧结位置(工艺质检),出炉尺寸(工艺磨具),表面状态(工艺质检),磁体性能曲线(质检),密度(质检),烧结温度(工艺),表场/热损/磁通(质检)工艺流程及尺寸调整/中样压制(工艺生产),结果反馈(质检)产品余量工艺流程及尺寸调整,(工艺生产质检)大批生产质检工艺生产通过签字小样合格后可进行中样实验,中样合格后,根据结果及余量,制定生产要点和注意事项即可进行大批生产压型细则和压机等,称料,粉料包装袋,颜色区分,6粉末磁场取向是制造高性能烧结Nd-Fe—B永磁体的又一■关键工艺技术之一烧结Nd—Fe-B系永磁体的磁性能主要来源于具有四方结构的Nd2Fe14B主相,它是单轴晶体,c轴为易磁化轴,a轴为难磁化轴对于单晶体来说,当沿其易磁化轴(充磁方向)磁化(充磁)时,有最大的剩磁,如果烧结永磁体的各个粉末颗粒的c轴是混乱取向或者取向磁场不够时,则得到的磁体,是非常低的成型取向是为了如果使每一个粉末颗粒都沿易磁化方向(c轴)沿相同方向取向,这样在充磁时才有最大的剩磁但是由于粉末自身结构等原因,C轴与曲线场会形成夹角,磁场不够的话便难以完全取向,一般取向场需大于15000才能改善这一状态成型的目和方法,
1.按客户需求将粉末压制成一定的形状与尺寸,
2.在大于15000高斯的取向场,取向,即自然界无磁性的原因,充磁方向,
3.双向压制加等静压(油压)工艺,脱模毛坯加增加毛坯密度,防掉角,防氧化易于操作
4.部分高性能产品需在氮气保护下成型部分可根据工艺余量裸压取向方向与C轴只作为了解即可,具体办法应寄托于压机制造商提高技术,更换新设备成型片段
1.压制高性能粉料是要实行封闭压制,即易氧化,粒度细,特殊配方的产品(工艺生产)
2.粉末与氧接触会有放热反应,大面积于氧接触粉末便会自燃,压制时如果发现粉末过热时要及时上报处理,停车压制,以免烧伤,(生产工艺)
3.首块压制时需三方向检尺,仔细核对磨具单(生产质检)
4.成型后的毛坯,要及时封口,及时油压,(生产)
1.
1.向场要定期检测,即更换磨具后,交接班后,(质检)
6.成型的关键点为压手,即摊料,压制速度,应格外重视(生产)
7.易混和不易区分的毛坯可用不同颜色的垫布进行区分,(质检)
8.成型毛坯由操作者进行自检20块一量尺,检测员进行抽检(质检)
9.成型设备有,压机,电子秤或者自动粉料机,卡尺,包装袋,塑料垫布,真空封口机(设备)
10.塑料垫布应具体以下特点,有颜色之分,可拉扯度大,不易损坏,柔软(质检)
11.压机压力应在可控范围内,不应过大(生产质检工艺)等静压(油压)7以油位介质,通过增压泵增压,让油腔内压力升高,并保持一定的时间,然后泄压,出料将粉末生坯置于某种传压介质中,压力由传压介质通过包裹于生坯表面的弹性隔膜从四周均匀施加于生坯,从而得到均匀的,高密度的粉末毛坯的工艺称为等静压(Isostatic Pressing)o传压介质可以是固体、液体或气体,隔膜材料一般是用塑料膜、橡皮模或金属箔膜由于在冷等静压过程中粉末的运动是均匀的指向压坯的几何中心,因此,冷等静压对压坯取向度影响很小,而要达到相同的生坯密度和强度,油压后的漏油毛坯需及时更换包装袋,如果发现进油则可直接打废处理.进油废块和掉角块要分开处理油块需除油后才可进行添加,一般压力应大于16Mpao油压片段,
1.油压后的摆放区应设有漏油桌面,以回收利用,收集好的油需过滤后使用,(生产)
2.油压区应无尖锐物,以免划坏包装,(生产质检)
3.拨油袋可采用手剥,工具刀片拨,(自动开口机,磨床方式软固定,送料,开口区为锋利刀片旋转上下可调,一人送料两人拿出,摆好,)(设备)Dy
0.
71120005808.12Ho0o817600540821OEr
0.968005308o26Tm
1.
158.35Yb—
8.
411.17Lu
20801.38Y1440二性能含义和理想状态主相即剩磁铁磁体,在磁场中磁化至技术饱和,并去掉外磁场后,在磁化方向剩余的磁极化强度,和剩余磁感应强度,称为剩磁目前剩磁为理论值的
96.27单畴临界尺寸为,
0.26u m但是生产中多以高于其尺寸出现,必然是多畴所以解释了粒度越细,磁体性能越高也是细化晶粒尺寸技术的推动力和发展方向粒度的分度,则直接影响取向,所以影响也磁体性能永磁材料在闭路状态下经外磁场磁化饱和后,再撤消外磁场时,永磁材料的磁极化强度J和内部磁感应强度B并不会因外磁场H的消失而消失,而会保持一定大小的值,该值即称为该材料的剩余磁极化强度Jr和剩余磁感应强度Br,统称剩磁磁体的致密度、取向度和正向磁畴的体积分数.其中提高正向磁畴的体积分数可同时提高Br和He jo提高正向磁畴的体积分数的最有效方案是减少磁体的主相晶粒尺寸,磁体的主相晶粒尺寸越细小,尺寸分布越均匀,晶粒与晶粒之间的弥散磁场就越小,每个晶粒内部形成反向磁畴的几4,拨出第一层后,摆好,不得用带油的手剥掉第二层,(生产)
5.严禁带油物直接接触毛坯如发现进油块应及时隔离,除油后回收(生产质检)
6.如裸露装炉,装料车,应具有隔离式功能,并保证一定的装料速度,(设备质检)
7.封闭式装料,应注意封闭,和油脂粘现象.(生产工艺质检)
8.装炉应配制专业装炉摆放手,已减少掉角几率(生产)
9.装小样时工艺员应全程跟踪至入炉,包括位置等,(工艺质检)
10.装料时不同规格和不同性能的要使用明显铁片铁环进行区分,(质检)
11.应设立装炉区和摆放区,油压桌面最好是移动式,灵活性提高,方便管理(生产)模具的设计和密度烧结真空升温曲线,回火设备8烧结是极为重要的工艺,所有的生产厂家和广大的研究者都极为重视真空烧结的温度、时间取决于磁体毛坯的尺寸、合金成分、粉末粒度、烧结毛坯的重量等因素由于真空烧结过程中磁体的加热主要靠辐射传热,炉料的热滞后很大,因此升温工艺、料盒材质、磁体的摆放方式都非常重要这些工艺参数控制不当,都会造成加热不均匀而影响磁体性能的一致性另外,烧结后的气体淬火工艺也很重要.使磁体淬火开裂的临界冷却速度以上,淬火速度越快,磁体磁性能的均一性越好,生产效率越高NdFeB粉末压坯的相对密度一般为50%~70%,孔隙度一般为30%50%,颗粒间的结合全部都是机械结合,〜结合的强度极低如果成型压力非常大时,已经相互接触的颗粒有的已经产生弹性或者塑性变形,这时样品较为容易裂开,且其显微组织不足以产生高的磁性能在生坯的烧结过程中,将发生一系列的物理化学变化.首先,粉末颗粒表面吸附的气体(包括水蒸气)排除,有机物(如等静压中可能沾上的油或者添加的抗氧化剂和润滑剂等)的蒸发与挥发,应力的消除,粉末颗粒表面的氧化物的还原,变形粉末颗粒的回复和再结晶其次,原子扩散,物质迁移,颗粒之间的接触由机械接触改为物理化学接触,形成金属键和共价键的结合最后,粉末间的接触面扩大,出现烧结颈,接下来是烧结颈长大,密度提高,晶粒长大等粉末生坯的孔隙率大,表面积也大,因此表面能也大,同时还具有晶格畸变能,使粉末生坯整体上处于高能状态随着颗粒间的接触面的扩大,生坯开始收缩和致密化,最后成为一个烧结体简言之,烧结就是粉末结合体由生坯变为毛坯的过程烧结分为液相烧结和固相烧结,这两种烧结方式有很多共同之处
1、液相烧结钱铁硼系烧结永磁体由主相Nd2Fe14B>富Nd相和富B Nd
1.1Fe4B4相组成若该磁体中的B含量小于
6.8%,则富B相的成分就很少,那么可以认为磁体是由主相和富Nd相组成的,主相的熔点约为1185℃,富Nd相的熔点约为655℃平衡态NdFeB系永磁体的烧结温度一般为1080℃o在该温度下,一般由固态的主相和液态的富Nd相组成,此时就称为液相烧结.液相烧结的基本过程液相烧结大体可以分为三个阶段,第一,液相的生成和流动;第二,溶解与析出,即若固相可以溶解在液相中,则当液相出现后,细小的颗粒和大颗粒的突起和棱角部分就会溶解于液相中,当固相在液相中的溶解度超过其饱和度时,就要在大颗粒表面析出;第三,固相烧结,就是如果液相烧结时的液相不足时,部分颗粒间就会直接接触,从而成为固相烧结因此可以说固相烧结是液相烧结的后一阶段
2、固相烧结烧结前粉末是机械接触,在烧结温度下,为减少表面能,其接触面积逐渐扩大形成烧结颈.烧结颈的扩大通过原子扩散和物质迁移来实现,其结果就是使得粉末颗粒更加接近,从而导致烧结体致密化液相烧结的致密化液相烧结中的各个阶段是相互融合的,即在第一个阶段还没有结束时,第二个阶段就已经开始,同样,第二个阶段还没有结束时,第三个阶段就已经开始了第一个阶段由于液相的形成,收缩率迅速提高,此时的收缩率主要取决于液相的数量.随烧结温度的提高,液相数量增加,收缩的量也在增加.第二阶段主要是固相的析出和和溶解来致密化,且速率减缓第三阶段主要靠固相的扩散或者物质迁移来致密化,致密过程速率进一步减缓液相烧结的致密化与液相的数量,液相对固相的浸润性,界面能、粉末颗粒尺寸、固相与液相间溶解度等因素有关其致密化过程可以用致密化系数a来表示,如下式所示.a=(p烧一p压/p理一p压)X100%式中,a一致密化系数;P烧一烧结体密度;p压一压结体密度;P理一致密体理论密度时效回火显著提高Nd-Fe-B合金的磁性能,尤其是矫顽力因,烧结后会产生过高温液相过冷态,回火处理会使其转变为主相和富Nd相的相变,回火中,永磁体的交换耦合处的团状富Nd变成液相,靠毛细管表面张力的作用,隔离主相,部分富Nd相是不连续的,变得平直,规矩,没有锯齿状.处理后明显改善.一步是在约900℃恒温后淬冷,在此温度下Nd2Fe17等有害相不能稳定存在而消失一级回火处理,900—920左右,在合金二元共晶温度以下附近,二级回火处理,480—580左右,在合金三元共晶温度以下附近,烧结片段,
1.烧结系统为真空系统,加热系统,冷却系统,(设备)
2.操作顺序为,机械泵一粗抽阀一罗茨泵-前级阀加热/程序启动一扩散泵-------------------------粗换主阀-----------(生产)
3.关闭炉门前要擦拭炉门一圈,以免关闭不严或损伤胶圈.(生产工艺)
4.真空规管不可再烧结中更换,(设备生产)
5.由于氢气原因,烧结排气管路应结实可靠,出口配上抽气机,管路材料要能在氢爆冲击下碎片等不易造成损伤(工艺生产设备)
6.烧结操作者要经常检查循环水路,是否通畅,温度是否过高,(生产质检)
7.停电后应及时启用备用电源,以保证炉内产品,并及时保温快速启动备用水泵,保证冷却系统畅通,避免胶圈损坏(设备生产)
8.烧结盒要防潮防尘,经常不使用的要高温出潮后使用.(设备生产)
9.如使用石墨盒应注意防护,避免吊车刮坏,使用时轻拿轻放,(设备生产)
10.对于温控表和真空度要经常查看,如有异常要及时上报,(生产质检)
11.炉温和真空,要经常校准和测试,(设备质检)
12.新炉要经过严格的温控,真空,测试,实验小样,中样后,整路,要全方位的位置性能测试,合格后才可投入使用,(设备工艺质检)
13.温度,时间,盒数,烧结温度,甩炉,回火,等记录要清晰可查,尤其是烧结温度,要仔细核对(生产质检)五质量检测检测工具AMT—自动磁化测试仪,磁通测试仪,密度测试仪,表场测试仪,烘箱,卡尺,千分尺,电脑,数据采集卡,平均粒度测试仪,电子称磁体性能即曲线,热损,表场,磁通,密度及其他磁性测试机,线圈要平稳,检测室内温度和湿度要控制在范围内,测试后,再次启动前漂移要小于曲线走向要平稳,不能过高或过低,测试不同的充磁高度时需要重新校准,表磁反映的是磁体局部某一点的磁感应强度磁体不同部位表磁的一致性代表单块磁体的磁性能的一致性.用高斯计或特斯拉计来测一般测试磁体中心表场或最高点表场,要求单块两极中心表面场之间的误差范围不超过5%如客户有特殊要求的按客户要求测试,并按和客户协商后确认的标准执行与粉料的成分、粒度、氧化的一致性,烧坯的表面氧化,成型磁场的一致性,磁体的部位不同有关.磁通反映的是单块磁体的磁通量.用霍尔线圈测或磁通计测,线圈的匝数和大小不一样影响测定值磁通测试结果为相对值,需和客户建立对应关系如客户对产品磁通一致性有要求的和客户协商后按确认的标准执行富稀土相沿晶粒边界均匀分布,尽量做到包围每一个主相晶粒用SC技术,可达到预期效果3)使用氢破,技术性破碎,沿富Nd相进行破碎,科学合理4)控制制粉过程,以提高粉末的粒度分布和成分的均匀性,以及防止氧化5)控制烧结过程,控制晶粒尺寸的大小及富Nd相分布的均匀性,密度的合理性6)控制回火过程,以消除磁体内部的微观缺陷及有害相.富稀土相沿晶粒边界均匀分布,最佳的回火温度,2级回火.在500—600度回火中,永磁体的交换耦合处的团状富Nd变成液相,靠毛细管表面张力的作用,隔离主相,使部分不连续的富Nd相,变得平直,规矩,没有锯齿状.控制好回火温度对于磁体有重要作用,7)通过多元提高磁体性能的,例如加入Dy TeCo等,提高的Hcj,添加能改善富Nd相与主相边界润湿性的元素,减少主相晶料的边界缺陷,添加能减少或消除磁体中软磁相(a-Fe、富B相、Nd2Fe17相、Laves相等)的元素8)通过附加金属特性的,加入AL CuGa Nd通过细化晶粒,产生提高Hcj的后多元技术,(Dy TeAL添加剂,在混料时添加,节省材料,不影响主相,浪费少)9)加入PrNd粉.是通过增加稀土相提高Hcj的是增加稀土总量提高的,技术猜想.通过纳米技术,多元化.添加Dy TeGa CoNbCu等改善晶粒10)甩片时效消除a—Fe减少杂项方形度磁体的宏观磁极化强度J是磁体内部磁畴磁极化强度的矢量和,一切宏观磁行为都与磁体的磁畴结构有关.理论与实践均表明在Nd-Fe-B烧结磁体退磁过程中,磁极化强度J的变化完全取决于磁体内部形成反向磁畴的情况若在退磁过程中各个主相晶体内部的反向磁畴不是同时形成、反向磁畴又容易生成的话,J退磁曲线的方形度Hk/Hcj就会很差.从磁体的显微结构来看,磁体的主相晶粒越细小,尺寸分布越均匀、取向度越高、晶粒与晶粒之间的弥散磁场就越小,这样每个晶粒内部形成反向磁畴的难度就越大,几率就越小,J退磁曲线方形度Hk/Hcj就越好因此,Nd-Fe-B烧结磁体的退磁曲线是一个纯组织敏感参量,它主要决定于磁体的主相取向度、晶粒度及其均匀性通俗意义讲是指纯度,如一瓶水,能装多少水是指剩磁,瓶口是指Hcj,越高倒出的水越慢越少,未装满的地方是杂质等一系列反磁化元素,就是方形度,可根据客户要求,制定出厂要求,方形度一般要大于95,部分N档可根据表场,适当低些,不影响整体使用密度,最大限度的提高磁体的相对密度越是接近于理论值,就是提高温度,烧剩磁密度高,磁体单位内的磁能力就越高,所以磁性越大,相对于不破坏方形度的前提下也和设计理论密度有关,居里温度随着温度的升高,由于物质内部基本粒子的热振荡加剧,磁性材料内部的微观磁偶极矩的揭开紊乱,宏观上表现为材料的磁极化强度J随着温度的升高而减小,当温度升高至某一值时,材料的磁极化强度J降为0,此时磁性材料的磁特性变得同空气等非磁性物质一样,将此温度称为该材料的居里温度Tc.居里温度Tc只与合金的成份有关,与材料的显微组织形貌及其分布无关工作温度的理解/热损在某一温度下永磁材料的磁性能与室温相比降低一规定的幅度,将该温度称为该磁体的可工作温度Tw由于磁性能的这一降低幅度需要视该磁体的应用条件及要求而定,因此,所谓的磁体的可工作温度Tw对于同一磁体来说是一个待定值,也就是说,同一永磁体在不同的应用场合可以有不同的可工作温度Tw.纯三元的Nd-Fe-B的磁体的Tc为312℃,而其实际可工作温度Tw通常不到100℃值得注意的是任何永磁体的可工作Tw不仅与磁体的Tc有关,还与磁体的Hcj等磁性能指标、以及磁体在磁路中的工作状态有关显然,磁性材料的居里温度Tc代表着该材料的理论工作温度极限事实上,永磁材料的实际可工作温度Tw远低于Teo成分设计思路
1.B的加入应确保与稀土和铁形成主相即Re2Fe14B,而不需要形成,富B相,考虑到熔炼时B有损耗,应添加适量的附加B o一般根据经验为Oo03质量分数但是通过配方等,技术的提高,会逐渐降低B的熔点为2000度,熔炼炉的温度为1450左右所以已BTe的形式出现,实际上是溶解Fe从而解散B,达到熔炼的目的
2.例如
29.08的稀土中,有2668是形成主相的,24是形成富Nd相的.即附加量Hcj,就是多添加PrNd0粉,提高Hcj的道理如果加入Dy会成为4元稀土磁体,(4元与3元具有成分上的根本差距,所以部分理论适用,部分要单独进行,跨元类比是非常复杂的.尽量以同元对比,)
3.根据工厂氧含量的控制,会消耗一定量的稀土,例如1(质量分数)氧消耗6(质量分数)稀土,磁体含量为03则要添加03乘以6等于
1.8的,附加量,则总数为
30.88质量分数
4.根据工厂各个环节,氧含量的增加,可能还有增加Oo5-1(质量分数)理想状态.
1.主相尺寸一致,粒度分布集中度高
2.每一个主相都被富Nd相所包围
3.富Nd相分布均匀,不团聚,交界处光滑
4.除了主相和百分之2的富Nd相,其余杂质要少,使主相的体积分数,接近于
985.磁体密度接近于设计密度的100,不同的配方理论密度不一样
6.主相晶粒C轴尽量100的沿取向轴方向.高取向场15000以上
7.内部结构均匀,有较高的方形度
8.有较高的TC即居里温度,三元素添加AI铝提高Hcj,在混料时添加纳米级也可起到作用.提高Hcj.Co钻提高Hcj提高Tc,添加量在
0.5%左右Nb银抑制晶粒长大,减小晶粒尺寸.与Zr添加028%抑制a-feZr倍抑制晶粒长大与Nb添加028%抑制a—feDy铺,大幅度提高Hcj降低剩磁少量的Dy可大幅度提高矫顽力,理论上1%的Dy取代Nd磁体可提高114KA/m实际提高也与其他元素有关联,加入Dy会降低少量剩磁,越高,越明显.Ga
0.2%提高Hcj,添加量过多无效果,Tb轼大量提高Hcj价格贵,少量降低剩磁Cu铜添加
0.2%提高Hcj,过多效果变差,氧与Nd接触形成化合物Nd203,具有放热特性,超细粉几乎是瞬间燃烧,氧过多会导致氧化,影响磁体性能,和一致性,Re-Fe-0三元系与主相浸润较好.起到磁硬化和助液相烧结作用,低氧工艺的可操作行为.和少量的氧有利于Hcj o.汽油润滑剂防氧化,提高粉末流动性,阻燃挥发温度(),在烧结()排出抗氧化剂在氢破后加入抗氧化剂,混制30分钟抗氧化剂具有超流态,属于油性,能包裹住粉粒,起到防止氧化的作用,四,生产原理技术碎片1原材料准备,成分与质量分析,配料2熔炼工艺与原理及碎片于时效甩片收率,3HD氢破与边料工艺工艺与原理及碎片,注意安全等4气流磨J M工艺与原理,超细粉粒度氧含量5混料,及伪双合金与添加剂筛料安全服,6粉料库粉料库,及小样实验,管理与库房8等静压与园柱子25mm及装炉7压型细则和压机等,称料,粉料.包装袋,颜色区分,9烧结,真空技术与烧结工艺,真空设备.10质量检测热损磁通曲线表场测试及技术抽检技术,1原材料准备,成分与质量分析材料原材料在投放前要进行成分化验,其中成分,总量,碳及杂质.根据成分合理的计算配方原材料要进行表面处理如,铸铁,部分材料要进行破碎后使用如B—Fe Nb—Fe表面要除尘处理,除去氧化层原材料片度1o Fe要进行表面抛丸处理一般为250m—45cm专门生产出的Fe氧含量低杂质少的纯Fe
2.B—Fe要先进破碎至颗粒状,由于本身熔点过高,3Nb铜和Zr错的尺寸尽量要小,4o PrNd要去除表面氧化物,尽量露出金属光泽5o要配有压缩空气管路,以便吹净原材料灰尘,6o贵重金属用小称.30kg纯Fe领出要记录与皮重
7.金属Ga要装在螺纹孔内拧好,由于易挥发性,应放入最中间8o领出时小票写好序号与抽检人员,随物料出库,
9.抽检比例为根据生产量进行可进行调整.2熔炼原理,a—Fe详解甩片技术熔炼原理。