本發明屬于先進裝備領域,特別是涉及一種真空熔煉速凝設備及速凝合金的制造方法;本發明的設備和速凝合金制造方法可以用于制造稀土永磁速凝合金、快淬釹鐵硼永磁粉、金屬軟糍粉末、真空速凝合金等。
背景技術:
稀土永磁材料,以其優良的磁性能得到越來越多的應用,被廣泛用于醫療的核磁共振成像,計算機硬盤驅動器,音響、手機等;隨著節能和低碳經濟的要求,釹鐵硼稀土永磁材料又開始在汽車零部件、家用電器、節能和控制電機、混合動力汽車,風力發電等領域應用。
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,美國專利us6,461,565、us6,491,765、us6,537,385、us6,527,874、us5,645,651也公開了釹鐵硼稀土永磁的制造方法。
制造釹鐵硼稀土永磁材料所使用的稀土永磁合金的制作方法一般有兩種,一種是將合金熔液注入模具中,然后通過較緩慢冷卻制成合金錠的錠模鑄造法。一種是將合金熔液澆注在旋轉的冷卻輥上,急冷后形成速凝合金薄帶或薄片的速凝法。由于速凝合金的晶粒更細小均勻,且富稀土相分布良好,目前制造高性能的稀土永磁材料一般都采用速凝法來制備稀土永磁合金。
美國專利us7,585,378和中國專利cn97,217,372.2、cn01,241,237.6都公開了稀土永磁真空速凝合金的制造方法,釹鐵硼原料在坩堝熔化后澆鑄到中間包,從中間包溢出的合金液由冷卻輥冷卻速凝形成合金片。
但在現有的上述用于稀土永磁材料制造的真空熔煉速凝工藝中,通常將純鐵、硼鐵、稀土原料、以及其它添加金屬等速凝合金原料采用一次性進入坩堝進行熔煉的方式,這樣在熔煉過程中可能會出現稀土等較貴重的原材料在高溫下揮發損失的現象;另外,在大氣環境中將原料放入坩堝,還會使稀土材料發生氧化,增加了熔煉中的造渣。上述因素影響了貴金屬材料的利用率,造成了一定程度的浪費。日本愛發科株式會社所生產的真空熔煉速凝爐,雖然采用了二次加料的設計,但其目的是為了填充在熔煉過程中坩堝內因原料熔化而出現的裝料空間,達到增大裝爐量的效果,并未解決貴重合金原料在高溫下發生損失以及稀土原料熔煉造渣嚴重的問題。
另一方面,由于稀土永磁材料的材料成本較高,行業內一直在研究和開發回收利用稀土永磁次品及邊角料等稀土永磁廢料的方法,用以降低稀土永磁材料的原材料成本,節約現有的自然資源。由于上述稀土永磁廢料中的氧化程度較高,如果將這些廢料作為熔煉原料重熔利用,會在熔煉過程中產生大量的熔渣,這一難題使重熔廢料工藝收到限制而無法廣泛應用。因此,日本相關企業普遍采用非重熔的工藝方法來回收利用稀土永磁廢料。例如,zl99800997.0和us6,149,861公開了一種回收利用燒結釹鐵硼廢料的方法,在這種方法中,對廢料進行粉碎、酸洗和干燥,然后對此產物進行鈣還原處理,由此獲得可再利用的原材料合金粉末,再通過向這種粉末中添加其它合金粉末來調節其成分組成,進而制造燒結釹鐵硼永磁材料。zl02800504.x和us7,056,393公開了一種利用燒結釹鐵硼次品的方法,在該方法中,采用氫破碎工藝對燒結釹鐵硼次品進行粗粉碎,然后制成細粉,然后將由次品制成的細粉與正常原材料制成的細粉進行混合后,制成燒結釹鐵硼永磁體。上述非重熔利用廢料的方法不但工序比較復雜,還需要制備不同成分的合金粉末調配其成分和改善其燒結能力,給生產過程帶來不便。更重要的事,該廢料利用方法中,由于未重熔,廢料制成的粉末中氧及其它雜質含量較高,使由此制成的稀土永磁材料的磁性能受到嚴重影響。
技術實現要素:
本發明通過以下技術方案實現:
一種真空熔煉速凝設備,真空熔煉速凝設備包含真空加料室、真空熔煉室、旋轉輥移動室、合金片冷卻室、貯料裝置;真空加料室設置在真空熔煉室的上方,在真空加料室內設置有料筐和料筐升降機構,真空加料室通過真空閥門與真空熔煉室相連;真空熔煉室內設置有真空熔煉坩堝和翻轉機構,真空熔煉坩堝安裝在翻轉機構上,真空熔煉坩堝的翻轉角度大于90度;旋轉輥移動室通過真空隔離閥門與真空熔煉室相連,旋轉輥移動室內設置有水冷旋轉輥裝置,水冷旋轉輥裝置可以移動到真空熔煉室;合金片冷卻室設置在真空熔煉室的下方,合金片冷卻室與真空熔煉室相連,在合金片冷卻室內設置有破碎裝置和冷卻滾筒;貯料裝置設置在合金片冷卻室的下方,貯料裝置內設置有貯料罐,貯料裝置通過導料閥門與合金片冷卻室相連。
所述的真空加料室內還設置有可轉動的多工位轉盤,多工位轉盤設置在可以往復移動的臺車上。
所述的真空加料室內還設置有轉盤,轉盤設置在臺車上,臺車的導軌與真空加料室的門相連,轉盤與門一起移動。
所述的真空熔煉室為臥式結構,設置有爐體、前門和后門,翻轉機構與真空熔煉室的后門相連,后門通過開門裝置與真空熔煉室的爐體相連,開門裝置上設置有用于后門前后移動的液壓缸和后門圍繞開門裝置轉軸轉動的液壓缸;所述的后門有2個,交替開關。
在另一種實施方式中,所述的真空熔煉室為臥式結構,設置有爐體、前門和后門,翻轉機構與真空熔煉室的后門相連,后門通過開門裝置與真空熔煉室的爐體相連,開門裝置上設置有用于后門圍繞開門裝置轉軸轉動的液壓缸;所述的后門有2個,交替開關。
所述的水冷旋轉輥裝置包含中間包、水冷旋轉輥、軸承、軸承座、磁流體密封裝置、旋轉輥傳送機構;中間包與軸承座相連,軸承座支撐在旋轉輥傳送機構上;水冷旋轉輥的兩端有軸,通過軸承座中的軸承支撐在軸承座上;軸承座與磁流體密封裝置相連,水冷旋轉輥的冷卻水從一端的磁流體密封裝置引入到水冷旋轉輥,從另一端的磁流體密封裝置引出;旋轉輥傳送機構的下方設置有移動導軌,水冷旋轉輥裝置沿著移動導軌可以在旋轉輥移動室和真空熔煉室之間移動和停頓;水冷旋轉輥裝置下方設置的移動導軌與旋轉輥移動室的門相連,隨旋轉輥移動室的門一起移動。
所述的水冷旋轉輥裝置包含中間包、水冷旋轉輥、軸承座、磁流體密封裝置、旋轉輥傳送機構;所述的水冷旋轉輥的直徑在590mm至1220mm范圍內,水冷旋轉輥外緣的線速度在0.8m/s至60m/s范圍內。
所述的合金片冷卻室還包含冷卻室筒體、前端蓋、后端蓋;冷卻室筒體上設置有進料口和出料口,進料口與真空熔煉室相連,出料口與導料閥門相連,進料口為矩形,在進料口設置有破碎裝置;破碎裝置包含相對旋轉的轉軸;冷卻滾筒為雙層水冷壁結構,內通冷卻水,冷卻滾筒內壁上設置有翅片,所述的翅片即不平行于冷卻滾筒的軸線也不垂直于軸線,冷卻滾筒正向旋轉或者反向旋轉。滾筒的后端有軸,軸穿過后端蓋,在軸和后端蓋之間設置有磁流體密封裝置和冷卻水引入和引出裝置。
所述的冷卻滾筒內壁上設置有螺旋狀的翅片,在螺旋狀的翅片的內部空間內還設置有圓筒,圓筒的內壁上設置有螺旋狀翅片;圓筒內壁上設置的螺旋狀翅片與冷卻滾筒內壁上的螺旋狀翅片的螺旋方向相反。
所述的真空加料室內還設置有4工位轉盤,料筐放置在4工位轉盤上,4工位轉盤設置在臺車上,臺車的導軌與真空加料室的門相連,4工位轉盤與門一起移動。
在本發明的又一種實施方式中,水冷旋轉輥裝置包括中間包、水冷旋轉輥,水冷旋轉輥中通有冷卻水;水冷旋轉輥裝置還包括小水冷旋轉輥,小水冷旋轉輥的直徑比水冷旋轉輥的直徑小;小水冷旋轉輥的軸與水冷旋轉輥的軸平行且位于水冷旋轉輥的軸的上方;小水冷旋轉輥的軸與中間包分別位于水冷旋轉輥的軸的兩側;小水冷旋轉輥中通有冷卻水。
一種速凝合金的制造方法:先將速凝合金原料裝入一個以上的料筐中,打開真空熔煉速凝設備的真空加料室門將料筐放置在多工位轉盤上送入真空加料室,抽真空后打開與真空熔煉室相連的真空閥門,在真空條件下通過真空加料室內的料筐升降機構自動將料筐中的部分速凝合金原料加入到真空熔煉室內的真空熔煉坩堝內;在真空條件下對真空熔煉坩堝內的原料進行加熱熔化;之后再將料筐中剩余的速凝合金原料或者另一個料筐中的速凝合金原料加入到真空熔煉坩堝內,在真空或保護條件下繼續加熱并精煉成熔融合金,真空熔煉速凝開始前或真空熔煉速凝過程中,水冷旋轉輥從旋轉輥移動室移動到真空熔煉室,之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到水冷旋轉輥的外緣上形成合金片,合金片離開水冷旋轉輥后下落到合金片冷卻室內的破碎裝置上,經過破碎裝置破碎后的合金片隨即下落到合金片冷卻滾筒中繼續冷卻;之后合金片導入貯料裝置的貯料罐中。
先將包含純鐵、硼鐵的速凝合金原料在真空條件下加熱到500℃以上,之后再將包含稀土的速凝合金原料加入到真空熔煉坩堝內繼續加熱,之后進行精煉,精煉溫度在1400-1470℃,精煉后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到從旋轉輥移動室移動到真空熔煉室的水冷旋轉輥的外緣上形成合金片。
所述的合金片中雜質元素mn的含量控制在60-390ppm的范圍內,合金片的平均厚度在0.16mm至0.39mm范圍內,從合金片厚度的斷面上觀察,晶界間的平均距離在3-8μm范圍;所述的合金片經過氫破碎、氣流磨制粉、磁場成型、燒結和時效制成燒結稀土永磁體,所述的燒結稀土永磁體的平均晶粒尺寸在3-9μm范圍內,雜質元素mn的含量控制在60-390ppm的范圍內。
所述的一種速凝合金的制造方法,包括:在真空條件下將包含純鐵、硼鐵、釹鐵硼廢料的一部分速凝合金原料送入真空熔煉室的坩堝,加熱到溫度1400-1500℃范圍并精煉;再利用真空熔煉速凝設備的真空加料室的提升裝置將釹鐵硼熔渣清理裝置送到真空熔煉室的坩堝熔液的表面,讓熔渣吸附到熔渣清理裝置上,之后將熔渣清理裝置提起;接著再將另一部分速凝合金原料加入到真空熔煉室內的坩堝內,之后充入氬氣和精煉;精煉后的熔液通過中間包澆鑄到水冷旋轉輥的外緣上形成合金片;離開水冷旋轉輥的合金片隨即落到合金片冷卻室的破碎裝置上,經過破碎的合金片滑入正在旋轉的冷卻滾筒,隨著冷卻滾筒的轉動,合金片進一步冷卻;翻轉冷卻滾筒,合金片進入貯料罐;所述的水冷旋轉輥的外緣的線速度在1.3m/s至3.5m/s范圍內,所述的合金片中雜質元素mn的含量在61-158ppm的范圍內,合金片的平均厚度在0.16mm至0.29mm范圍內,從合金片的斷面上觀察,晶界間的平均距離在3-6μm范圍;將所述的合金片經過氫破碎、氣流磨制粉、磁場成型、燒結和時效制成燒結稀土永磁體,所述的燒結稀土永磁體的平均晶粒尺寸在3-6μm范圍內,雜質元素mn的含量在61-158ppm的范圍內。
所述的水冷旋轉輥的外緣的線速度在0.8m/s至3.5m/s范圍內,合金片的平均厚度在0.1mm至0.5mm范圍內。
所述的水冷旋轉輥的外緣的線速度在5m/s至28m/s范圍內,合金片的平均厚度小于0.1mm,合金片的顯微結構為微晶。
所述的水冷旋轉輥的外緣的線速度在28m/s至60m/s范圍內,合金片的平均厚度小于0.06mm,合金片的顯微結構為微晶或非晶。
所述的速凝合金原料含有28-33wt%的稀土元素,所述的水冷旋轉輥的外緣的線速度在1.2m/s至3.5m/s范圍內,合金片的平均厚度在0.1mm至0.4mm范圍內;之后將合金片進行氫破碎、氣流磨制粉、磁場成型、燒結和時效制成燒結釹鐵硼稀土永磁體,所述的燒結稀土永磁體的平均晶粒尺寸在3-8μm范圍;進一步燒結釹鐵硼永磁體的平均晶粒尺寸在3-8μm范圍。
所述的速凝合金原料含有14-29wt%的稀土元素,所述的水冷旋轉輥的外緣的線速度在14m/s至40m/s范圍內,合金片的厚度小于0.05mm;之后將合金片破碎到40目以上粒度,然后進行500-600℃的熱處理制成快淬釹鐵硼永磁粉,所述的快淬釹鐵硼永磁粉具有微晶或非晶結構。
所述的速凝合金原料含有fe元素,所述的水冷旋轉輥的外緣的線速度在40m/s至60m/s范圍內,合金片的厚度小于0.03mm;之后將合金片破碎制成軟磁快淬磁粉。
在合金片冷卻過程中,所述的合金片冷卻滾筒正向旋轉,在合金片從合金片冷卻滾筒導出過程中,合金片冷卻滾筒反向旋轉。
在本發明的另一種實施方式中,所述的水冷旋轉輥上方側還設置有小水冷旋轉輥,小水冷旋轉輥的軸與水冷旋轉輥的軸平行且位于水冷旋轉輥軸的上方;熔融的合金液通過中間包澆鑄到從旋轉輥移動室移動到真空熔煉室的水冷旋轉輥的外緣上形成合金片,合金片接著通過水冷旋轉輥外緣和小水冷旋轉輥外緣之間的縫隙,小水冷旋轉輥對合金片進行再次冷卻,形成雙面冷卻的合金片;之后合金片離開水冷旋轉輥下落到合金片冷卻室內的破碎裝置上;水冷旋轉輥外緣和小水冷旋轉輥外緣之間的縫隙在0.1-0.6mm范圍內。
與現有技術相比,本發明的有益效果:
1.真空熔煉速凝開始前或真空熔煉速凝過程中,水冷旋轉輥可以從旋轉輥移動室移動到真空熔煉室,這種設計及方法可以實現連續式的真空熔煉速凝工序,減少操作人員數量、降低了勞動強度和明顯改善操作環境,更重要的是,有利于提高稀土永磁材料的性能及其一致性。
2.在真空條件下將原材料一次抽真空,多次分時加入坩堝,既避免了貴重原材料的高溫揮發,又提高了裝爐量。
3.在真空條件下將原料裝入坩堝,減少熔煉過程中的氧化造渣,提高了貴金屬材料尤其是稀土材料的利用率。
4.熔煉坩堝與后門相連,便于坩堝清理和修補,減少勞動強度,方便安全。
5.水冷旋轉輥采用雙端支撐,提高了旋轉精度,提高了生產的合金片厚度的一致性,明顯提高了產品性能;水冷旋轉輥兩端的冷卻水的軸密封采用磁流體密封,提高了真空條件下的密封可靠性。否則一旦漏水,將造成合金的氧化。
6.合金片冷卻滾筒內設置有翅片,合金片冷卻滾筒即可正向旋轉也可反向旋轉,在合金片澆鑄和冷卻過程中,所述的合金片冷卻滾筒正向旋轉,在合金片從合金片冷卻滾筒導出過程中,合金片冷卻滾筒反向旋轉;合金片冷卻充分,合金片進入貯料罐的溫度低,避免出料時合金片發生氧化。
附圖說明
圖1是本發明中的一種真空熔煉速凝設備的主視圖;
圖2是本發明中的一種真空熔煉速凝設備的側視圖;
圖3是本發明中的一種真空熔煉速凝設備的俯視圖;
圖4是本發明的另一種合金片冷卻滾筒的結構示意圖;
圖5是本發明的另一種真空熔煉速凝設備的主視圖。
具體實施方式
如圖1-4所示,所述的真空熔煉速凝設備包含真空加料室5、真空熔煉室8、旋轉輥移動室35、合金片冷卻室15、貯料裝置21;所述的真空加料室5設置在真空熔煉室8的上方,在真空加料室內5設置有料筐4、料筐升降機構6、多工位轉盤3、往復移動的臺車2;多工位轉盤3設置在可以往復移動的臺車2上,臺車2的導軌與真空加料室的門1相連,多工位轉盤3與門1一起移動;真空加料室5通過真空閥門7與真空熔煉室8相連;所述的真空熔煉室8設置有爐體10、前門26和后門11,前門26上設置有導料罩25,真空熔煉室8內設置有真空熔煉坩堝9和翻轉機構12,真空熔煉坩堝9安裝在翻轉機構12上,真空熔煉坩堝9的翻轉角度大于90度,翻轉機構12與真空熔煉室8的后門11相連,后門11通過開門裝置45與真空熔煉室8的爐體10相連,開門裝置45上設置有用于后門前后移動的液壓缸47和后門圍繞開門裝置轉軸轉動的液壓缸46;后門11有兩個,第二個后門50的開門裝置53上同樣有用于后門前后移動的液壓缸51和后門圍繞開門裝置轉軸轉動的液壓缸52;第二個后門50相連有翻轉機構49以及安裝在翻轉機構49上的真空熔煉坩堝48,兩個后門交替開關;真空熔煉室8的爐體10上還設置有測溫裝置37、搗料裝置38和觀察窗39;旋轉輥移動室35通過真空隔離閥門36與真空熔煉室8相連,旋轉輥移動室35內設置有水冷旋轉輥裝置29,水冷旋轉輥裝置29通過旋轉輥傳送機構41驅動在旋轉輥移動室35和真空熔煉室8之間移動;所述的水冷旋轉輥裝置29包含中間包34、水冷旋轉輥28、軸承31、軸承座32、磁流體密封裝置30、旋轉輥轉動裝置33、旋轉輥傳送機構41;中間包34與軸承座32相連,軸承座32支撐在旋轉輥傳送機構41上;水冷旋轉輥28的兩端有軸,通過軸承31支撐在軸承座32上;軸承座32與磁流體密封裝置30相連,水冷旋轉輥28中的冷卻水從一端的磁流體密封裝置30引入,從另一端的磁流體密封裝置30引出;旋轉輥傳送機構41的下方設置有移動導軌40,水冷旋轉輥裝置29沿著移動導軌40在旋轉輥移動室35和真空熔煉室8之間移動和停頓;移動導軌40與旋轉輥移動室門27相連,在旋轉輥移動室門驅動裝置42的帶動下隨門27一起移動;合金片冷卻室15設置在真空熔煉室8的下方,合金片冷卻室15與真空熔煉室8的爐體10相連,所述的合金片冷卻室15包含冷卻室筒體13、前端蓋22、后端蓋16、合金片破碎裝置24、合金片冷卻滾筒14;冷卻室筒體13上設置有進料口和出料口,進料口與真空熔煉室8相連,出料口與導料閥門20相連,進料口為矩形,在進料口設置有合金片破碎裝置24;合金片冷卻滾筒14為雙層水冷壁結構,內通冷卻水,滾筒14內壁上設置有翅片23,所述的翅片既不平行于合金片冷卻滾筒14的軸線也不垂直于軸線,合金片冷卻滾筒14或者正向旋轉或者反向旋轉滾;筒的后端設置有傳動軸19,傳動軸19穿過后端蓋16,在傳動軸和后端蓋16之間設置有磁流體密封裝置17和冷卻水引入和引出裝置18;圖4所示的是另一種合金片冷卻滾筒的結構,所述的合金片冷卻滾筒內壁上設置有螺旋狀的翅片56,在螺旋狀的翅片的內部空間內還設置有圓筒57,圓筒的內壁上設置有螺旋狀翅片58,圓筒的內壁上設置的螺旋狀翅片與合金片冷卻滾筒內壁上的螺旋狀翅片的螺旋方向相反;所述的貯料裝置21設置在合金片冷卻室15的下方,貯料裝置21內設置有貯料罐,貯料裝置21通過導料閥門與合金片冷卻室15相連;本發明的設備還包含冷卻水系統54、抽真空機組55、上平臺43和下平臺44。
圖5是本發明的另一種真空熔煉速凝設備的結構示意圖。在這種實施方式中,水冷旋轉輥裝置29包括中間包34、水冷旋轉輥28,水冷旋轉輥28中通有冷卻水;水冷旋轉輥裝置29還包括小水冷旋轉輥59,小水冷旋轉輥59的直徑比水冷旋轉輥28的直徑小;小水冷旋轉輥59的軸與水冷旋轉輥28的軸平行且位于水冷旋轉輥28的軸的上方;小水冷旋轉輥59的軸與中間包34分別位于水冷旋轉輥28的軸的兩側;小水冷旋轉輥59中通有冷卻水。
下面通過實施例的對比進一步說明本發明的顯著效果。
實施例1
將鐠釹合金、金屬鋱、鏑鐵、純鐵、硼鐵、金屬鎵、金屬鋯、金屬鈷、金屬鋁、金屬銅原料按重量百分比配制成pr6.3nd23.1dy2tb0.6b0.95co1.2zr0.12ga0.1al0.2cu0.2fe余量的合金原料,將純鐵和硼鐵裝入1號料筐,將純鐵、硼鐵和少量的鐠釹合金裝入2號料筐,將鐠釹合金、鏑鐵、金屬鋱、金屬鎵裝入3號料筐,將金屬鋯、金屬鈷、金屬鋁、金屬銅裝入4號料筐,之后操作包括:(1)將4個料筐送入真空熔煉速凝設備的真空加料室,抽真空后打開真空加料室和真空熔煉室間的真空閥門;(2)通過提升裝置、4工位轉盤和往復移動的臺車的配合將1號和2號料筐的原料在真空條件下加入真空熔煉室的坩堝,加熱到溫度300-1500℃范圍;(3)用前述的方法將3號料筐和4號料筐的原料也加入真空熔煉室的坩堝,之后充入氬氣和精煉;(4)將旋轉輥移動室內的水冷旋轉輥裝置傳送到真空熔煉室,傾動坩堝通過中間包將熔融狀態下的熔液澆鑄到水冷旋轉輥的外緣上形成合金片;(5)離開水冷旋轉輥的合金片隨即落到合金片冷卻室的合金片破碎裝置上,經過破碎的合金片滑入正在旋轉的合金片冷卻滾筒,(6)隨著合金片冷卻滾筒的轉動,合金片進入貯料罐,之后關閉導料閥門和給貯料罐蓋上蓋后將貯料罐移出完成操作;經測試合金片的性能如表1所示;(7)將合金片進行氫碎、氣流磨制粉、磁場成型和燒結制成釹鐵硼永磁鐵,經檢測,釹鐵硼永磁鐵性能如表2所示;由表1和表2可以看出本發明的設備和制造方法可以生產高性能釹鐵硼速凝合金和永磁體。
表1.釹鐵硼合金片的性能
表2.釹鐵硼永磁體的性能
實施例2
將含有鐠釹合金、金屬鋱、鏑鐵、純鐵、硼鐵、金屬鎵、金屬鋯、金屬鈷、金屬鋁、金屬銅的原料和釹鐵硼廢料按重量百分比配制成pr6.3nd23.1dy2tb0.6b0.95co1.2zr0.12ga0.1al0.2cu0.2fe余量的合金原料,其中,釹鐵硼廢料含量占總重量的10-60%;將純鐵和硼鐵裝入1號料筐,將釹鐵硼廢料裝入2號料筐,將釹鐵硼熔渣清理裝置裝入3號料筐,將鐠釹合金、鏑鐵、金屬鋱、金屬鎵、金屬鋯、金屬鈷、金屬鋁、金屬銅裝入4號料筐,之后操作步驟包括:(1)將料筐送入真空熔煉速凝設備的真空加料室,抽真空后打開真空加料室和真空熔煉室間的真空閥門;(2)通過提升裝置、4工位轉盤和往復移動的臺車的配合將1號和2號料筐的原料在真空條件下加入真空熔煉室的坩堝,加熱到溫度1400-1500℃范圍并精煉;(3)用前述的方法將3號料筐的熔渣清理裝置下降到真空熔煉室的坩堝熔液的表面,讓熔渣吸附到熔渣清理裝置上,之后將熔渣清理裝置提起,收入到3號料筐內,與3號料筐繼續提升,再放回到4工位轉盤;(4)用操作步驟(2)的方法將4號料筐的原料也加入真空熔煉室的坩堝,之后充入氬氣和精煉;(5)將旋轉輥移動室內的水冷旋轉輥裝置傳送到真空熔煉室,傾動坩堝通過中間包將熔融狀態下的熔液澆鑄到水冷旋轉輥的外緣上形成合金片;(6)離開水冷旋轉輥的合金片隨即落到合金片冷卻室的合金片破碎裝置上,經過破碎的合金片滑入正在旋轉的合金片冷卻滾筒,(7)隨著合金片冷卻滾筒的轉動,合金片進入貯料罐,之后關閉導料閥門和給貯料罐蓋上蓋后將貯料罐移出完成操作;經測試合金片的性能如表3所示;(8)將合金片進行氫碎、氣流磨制粉、磁場成型和燒結制成釹鐵硼永磁鐵,經檢測,釹鐵硼永磁鐵性能如表4所示;由表3和表4可以看出本發明的設備和制造方法可以用釹鐵硼廢料生產高性能釹鐵硼速凝合金和永磁體。
表3.釹鐵硼合金片的性能
表4.釹鐵硼永磁體的性能
實施例3
將含有稀土合金、純鐵、硼鐵、金屬鋯的原料按重量百分比配制成表6所示的合金,將純鐵和硼鐵裝入1號和2號料筐,將稀土合金裝入3號料筐,將金屬鋯裝入4號料筐,之后操作包括:(1)將料筐送入真空熔煉速凝設備的真空加料室,抽真空后打開真空加料室和真空熔煉室間的真空閥門;(2)通過提升裝置、4工位轉盤和往復移動的臺車的配合將1號和2號料筐的原料在真空條件下加入真空熔煉室的坩堝,加熱到溫度600-1500℃范圍;(3)用前述的方法將3號料筐和4號料筐的原料也加入真空熔煉室的坩堝,之后充入氬氣和精煉;(4)將旋轉輥移動室內的水冷旋轉輥裝置傳送到真空熔煉室,傾動坩堝通過中間包將熔融狀態下的熔液澆鑄到水冷旋轉輥的外緣上形成合金片;(5)離開水冷旋轉輥的合金片隨即落到合金片冷卻室的合金片破碎裝置上,經過破碎的合金片滑入正在旋轉的合金片冷卻滾筒,(6)隨著合金片冷卻滾筒的轉動,合金片進入貯料罐,之后關閉導料閥門和給貯料罐蓋上蓋后將貯料罐移出完成操作;經測試合金片的性能如表5所示;(7)將合金片經過晶化處理,經檢測,快淬釹鐵硼永磁粉性能如表6所示;由表5和表6可以看出本發明的設備和制造方法可以生產高性能快淬釹鐵硼永磁粉。
表5.快淬釹鐵硼合金片的性能
表6.快淬釹鐵硼磁粉的性能
實施例4
將純鐵、硼鐵、硅鐵、鈮鐵、金屬銅原料按重量百分比配制成fe78.4cu0.6nb2.5si9.5b9的合金,將原料純鐵、硼鐵、硅鐵、裝入1號至3號料筐,將原料鈮鐵、金屬銅裝入4號料筐,之后操作包括:(1)將料筐送入真空熔煉速凝設備的真空加料室,抽真空后打開真空加料室和真空熔煉室間的真空閥門;(2)通過提升裝置、4工位轉盤和往復移動的臺車的配合將1號至3號料筐的原料在真空條件下加入真空熔煉室的坩堝并加熱;(3)用前述的方法將4號料筐的原料也加入真空熔煉室的坩堝,之后進行精煉;(4)將旋轉輥移動室內的水冷旋轉輥裝置傳送到真空熔煉室,傾動坩堝通過中間包將熔融狀態下的熔液澆鑄到水冷旋轉輥的外緣上形成合金片;(5)離開水冷旋轉輥的合金片隨即落到合金片冷卻室的合金片破碎裝置上,經過破碎的合金片滑入正在旋轉的合金片冷卻滾筒,(6)隨著合金片冷卻滾筒的轉動,合金片進入貯料罐,之后關閉導料閥門和給貯料罐蓋上蓋后將貯料罐移出完成操作;經測試合金片的性能如表7所示;(7)將合金片經過晶化處理,經檢測,金屬軟磁粉性能如表8所示;由表7和表8可以看出本發明的設備和制造方法可以生產高性能金屬軟磁粉。
表7.金屬軟磁合金片的性能
表8.金屬軟磁粉的性能