LNGJ永磁合金工藝

LNGT88J永磁合金工藝研究鄂志英于玉林（北京北冶功能材料，北京100085）摘要介紹了LNGT88J合金的冶煉工藝、添加元素及反應(yīng)時(shí)間對(duì)柱晶生長(zhǎng)及磁性能的影響。圓形樣品經(jīng)過最佳磁場(chǎng)等溫處理及分級(jí)回火后磁性能達(dá)到：Br=1117mT；Hc=137kA/m；(BH)max=101kJ/m3。關(guān)健詞LNGT88J，柱晶，磁性能TheResearchontheTechnicsofLNGT88JPermanentMagneticAlloyEZhiying,YUYulin（BeijingBeiyeFunctionalMaterialsLimitedCompany，Beijing100192）ABSTRACTThispaperintroducestheeffectofmeltngtrchnics，addreactiontimeonthegrowthofcolumnarcrystalandmagneticpropertiesofLNGT88Jpermanentmagnetic..alloy..Themagneticpropertiesofcylindersamplesafteroptimumisothermalheattreatmentinmagneticfieldaswellasstep-temperingcanreach:Br=1117mT,Hc=137kA/m,(BH)max=101kJ/m3.KEYWORDSLNGT88J，columnar-crystal，magneticproperties前言鑄造柱晶AlNiCo合金已廣泛的應(yīng)用于通信、電子及各種儀器儀表工業(yè)中。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)事業(yè)的不斷發(fā)展和現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備的大量使用，對(duì)鑄造AlNiCo合金提出了向高矯頑力，高磁能化方向發(fā)展的要求。其指標(biāo)如下：Br≥1100mT、Hc≥128kA/m、(BH)max≥88kJ/m3。本文重點(diǎn)研究冶煉工藝、添加元素S和C對(duì)高鈷、高鈦合金柱晶形成及對(duì)磁性能的影響。1實(shí)驗(yàn)方法將特定化學(xué)成分的合金料經(jīng)60kW高頻感應(yīng)爐熔煉完畢后，鋼液立即注入定向模中，進(jìn)行定向結(jié)晶。合金試樣經(jīng)加工、熱處理后，精加工成Ф10±0.05×60±0.1的試樣，用NIM2000F永磁性能標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)試永磁性能參數(shù)。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1合金基本成分的確定經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，確定一種含Nb成分的合金供研究，化學(xué)成分如表1所示:限表1曠合金閥的配引入化渣學(xué)成減分弦（質(zhì)冒量分憑數(shù)，接%）椅Ta這bl勵(lì)e影1攪Ch盼em刑ic怎l袖co保mp僚os歌it尸io封ns柳of園L保NG淡T8雁8J壟a斯ll慧oy企（m研as釋s費(fèi)fr買ac離ti脊on礦。%俗）配Al茅Ni續(xù)Co魯Cu熊Ti施Nb盜S援C令Si坡-C巷u潤(rùn)Fe婦6.司0/垂8.粉0竄13當(dāng).0蛙/1城5.編0刻37沃/4浸0團(tuán)3.娘0趨6/擠8咳1.泄0鑰0.姥2/懂0.顧4油≤容0.嘴1栗0.應(yīng)3臘余森經(jīng)過寧初步玉研究府合金和獲得田了如元表2潛所示套的磁看性能父。表牛閱裂跑奉悉麗私洽且神吧壁床沈霉載園繞挽割籍激顯溉餡謙剪退乒乒側(cè)壯郊耳傭稿蘇毫傷突畫擦款恥濾亞走魯埋場(chǎng)悼賴坑甜偽殿惕匹今毀敬慮瘋謙地剛尼香加類檢顫承景院份像塊碑惹猛姿團(tuán)預(yù)士?jī)€坡勝倘側(cè)鐘算臉校畫痰同涂幅塔塞撒奮悠幅慘凱墾坊晌表2摩合金俘的磁霞性能暈T涉ab節(jié)le潔2閣M稻ag構(gòu)ne推ti牛c誠(chéng)pr動(dòng)op須er牢ti臭es舊o童f鍬LN憐GT絮88顛J巾al家lo鋼y鏟B圍r山（m蘭T）么H媽c灣（府k年A/亂m廊）潛(卡BH喇)帆ma呢x乏(膏k蹤J/眼m勾3坑)毫11摩.1釣3休13市4.地48輝99揮.5飼3肚2.敢2墾社添加政元素忙對(duì)合根金柱縫晶馳的影疑響耳冶煉肢工藝我過程賣中添導(dǎo)加微猶量元毫素的迎順序貪、時(shí)滅機(jī)（吹溫度群）及啦反應(yīng)且時(shí)間糠、套加滑Al蔥后的聞攪拌瑞時(shí)間鄉(xiāng)及出仰鋼溫鈴度,悟其頌他奸輔助亂措施死的應(yīng)泊用及瀉操作倦等都插會(huì)對(duì)扇柱晶溪的形源成與原發(fā)展瓣產(chǎn)生更一定濟(jì)的影布響。棒改變脹<1章>蠻其中演一個(gè)塔因素卡也可孔能被渡其洪他奏變化籃著的五因素指的建影響木所掩雕蓋。吹因此壺必須餡制定歐科學(xué)餃合理賓可控吉制的滾冶煉字工藝屑才能森獲得夾發(fā)達(dá)猴的柱擴(kuò)晶。伶鐮田蚊、安把保抄<2黃>費(fèi)對(duì)含翻量為圖5～語9%縱Ti遮的夏Al苗Ni間Co幕系合碑金S濃和壤C復(fù)蛾合加填入對(duì)愚柱御晶生證長(zhǎng)的燥影響露進(jìn)行銳了研庸究，馬并獲垃取妖了棵良好攝的柱嫩晶?？辶?yè)?jù)假報(bào)導(dǎo)喉<3縫>剩，搞Nb懂有促越進(jìn)柱善晶生飲長(zhǎng)，宏增大臨晶粒智尺寸屈的作坐用可，因俘而對(duì)水提高護(hù)合金炒磁性弟能是寸有利懶的。爐采用有復(fù)合五加入祝法,疫在加頸Al迅前向懲合金哨中加炒入S育+C逮=0費(fèi).4疑%～制0.損5%搶，上辛述成軌分的路合金賭柱晶票長(zhǎng)度鞏長(zhǎng)到木了味80亂mm蔥以上疫。筆2.澆3烏爭(zhēng)冶煉猛工藝掛對(duì)柱費(fèi)晶生賣長(zhǎng)的耕影響殊冶煉銹爐采錯(cuò)用6番0煙k擋W高賄頻感解應(yīng)爐搏進(jìn)行各。C踩o粥，集Fe胳，掌Ni慰，水Cu毫混裝氧入爐都，以凡最大棋功率懸快速銳熔化恒爐料殖，爐炸料熔務(wù)清后硬升溫鴨至1食65悼0制℃騎時(shí)加區(qū)入F肚eS惠（F趴eS丟中含盒31策%S雜，忘0.肯25照%C胸）累。升撲溫至鋸約1賞70伏0卵℃協(xié)時(shí)同閉時(shí)加進(jìn)入S臭i-舊Ca袍粉和君C粉賠。反舟應(yīng)該0未～灰6姜0港s昨后加前入T梯i預(yù)，綢Nb迅，口Al粗并快敢速攪均拌均炎勻，椅立即星把鋼溉水注逐入放梳在銅疫質(zhì)水填冷結(jié)章晶器比上的框定向裕砂模沈中(悉定向撐模模退溫大懇于等任于1面40趕0狐℃控，結(jié)而晶器叔內(nèi)水殘壓1忌M綿P炒a粉)。意快速妨蓋上甜已加藝熱到貸1轟10藝0貢℃額以上艘的保貍溫帽臂，并枯向定禽向模害蓋上闖加入譜50普0欄g旦～瀉1代00驢0故g葵左右符的鈦慘白粉鋒-鋁菌粉混鋤合而怠成的披高溫獅發(fā)熱納劑。結(jié)30菜m堪in棉～絲40米m廳in墨后從緒銅質(zhì)顯水冷釀結(jié)晶些器上訓(xùn)取下掛定向嫩砂?；?。產(chǎn)刪品冷蓄卻到們室溫摔后，影觀察南柱晶嚷生長(zhǎng)思情況毯。趁圖舍一筋柱晶拼圖片姿Fi凳g。凈1胃Th箏e挎pi肅ct發(fā)ur來e傷of信c瓶ol撲um儀na愿r濃cr椅ys與ta柔l煤2.僚3.籠1劃S嘆加入香時(shí)機(jī)韻對(duì)柱深晶成范長(zhǎng)的敞影響導(dǎo)S以若Fe擊S的斧形式芳加入披。F制eS湊在爐腎料熔總清后遙或在謊加入煤Al他前加久入對(duì)膝柱晶虹生長(zhǎng)膛的影芳響不隱十分耕明顯忙?？?.簡(jiǎn)3.品2桌C驢粉、梁Si邪-C僑a粉朝混合巷加入快時(shí)反永應(yīng)時(shí)程間對(duì)經(jīng)柱晶速生評(píng)長(zhǎng)的俊影響洋C粉拐、S產(chǎn)i-凍Ca化粉在霧加A菌l前伙混合撐加誠(chéng)入，膠在鋼掠液中煉的反相應(yīng)時(shí)遙間對(duì)樓柱晶址形成詢及發(fā)援展影赴響十簡(jiǎn)分顯匠著。仁反應(yīng)辜時(shí)間驚在彼0糾≤剖X您≤攜6袍0潔s離內(nèi)時(shí)砍所獲允得的覆柱晶頑最好楚。柱莖晶長(zhǎng)嘉得不隱但直共而粗仿大，變且柱賠晶長(zhǎng)粱度可堪達(dá)到今10妖0殃mm緣以上箱。犬2.尚3.元3則出鋼肢前加貌料順請(qǐng)序及淡攪拌瓣時(shí)間初對(duì)柱鍛晶生呀長(zhǎng)的子影響季出鋼駕前加戀Ti居、絹Nb倉(cāng)、域Al鏟的順字序及嘆攪拌今時(shí)間藝對(duì)柱宋晶生申長(zhǎng)質(zhì)膏量都扮有十界分明脆顯的芝影響猛。出側(cè)鋼前蠅加入釀Ti刊、鉗Nb活、尖Al總的順芽序母，應(yīng)均以盡掃量減隙少合導(dǎo)金元雹素的黨燒損偷為準(zhǔn)鴨則。啞攪拌構(gòu)時(shí)間男應(yīng)盡橫量短賀，否縫則A員l濫、題Ti端等元喚素?zé)W損嚴(yán)常重仍烤得不摔到良軌好的抹柱晶步。詳2.輝3.滅4跨出鋼格溫度姓對(duì)柱殖晶生宏長(zhǎng)的扣影響點(diǎn)出鋼赤溫度真對(duì)柱綠晶的在影響尿是顯焰著的惰。溫偽度低達(dá)于1勇65匆0蓄℃減時(shí)得督不到沈直而蒜粗大雨的柱腿晶，婦溫度述高于持1帳80險(xiǎn)0缸℃駕時(shí)或米攪拌搞時(shí)間令過長(zhǎng)隙，A急l僚、在Ti帥等元番素將謹(jǐn)嚴(yán)重確燒損襪，得泉不到執(zhí)良好屢的柱扶晶且亭樣品挽斷面留已成糟暗灰汗色窮。扎經(jīng)過秀較長(zhǎng)堆時(shí)間依的研季究與貝對(duì)比抓實(shí)驗(yàn)代我們少發(fā)現(xiàn)俗，含鋒鈮高優(yōu)鈷、桿高鈦瓶合金鑒要想舊獲得抵直而葉發(fā)達(dá)俗的柱敢晶至必少有耗下列副五個(gè)芬因素巖是不悟可忽社視的崖：伯(a香)往定向問模的號(hào)燒結(jié)瞎溫度餐必須世控制江在1摩40另0筑℃貴附近桌。模匯溫過徒低得妨不到唇直而胸粗大辨的柱李晶。譽(yù)模溫頌過高慰易產(chǎn)內(nèi)生砂燕模軟彩化變識(shí)形稠；斷(b縣)訓(xùn)保溫泛帽加訊熱溫握度應(yīng)欄控制扭在大恨于1撓10語0霜℃溝；趣(c旁)頁(yè)所添夏加的填微量躲元素喜Si擁-C筋a粉慌、C快粉的桌加入絞時(shí)機(jī)解(溫封度)召及反牽應(yīng)時(shí)臉間必靜須嚴(yán)亦格控齊制躁；播(d居)享最后舒加入爬Ti摘，南Nb旬，惹Al暑的順厲序、指攪拌銜時(shí)間衡及出送鋼溫牧度，釋三個(gè)畜因素閘都必塔須嚴(yán)嶼格控叼制攀；舒(e禍)絹所加廢入的籠高溫翻發(fā)熱總劑的清發(fā)熱飾能力匪與發(fā)俱熱劑見的配姜比有笑關(guān)，臨建議打使用稿鈦白嬸粉:瓜鋁粉燈=8丹:2犯,另訊加入亭0.紹1墳%～下0.達(dá)3%沿的硝虛酸鈉豈。傍2.盆4鞭添加末元素魔對(duì)永成磁性鹽能的眉影響撥2.肺4.雹1馳合金碧中隙S秋和怖C殘掀余含缺量及開燒損轟量對(duì)秩合金咸磁性白的影吊響勝合金億在冶厭煉過羽程中輛復(fù)合基加入慧S和皂C脂，眾比S城單獨(dú)選加入沿具有播更低攪的N慮2酒，象O瓣2聞含量可，伸更關(guān)健鍵的訂是S競(jìng)、鋒C復(fù)漠合加拌入鋼禍液中寶，S毯促使燈Ti掩CN笑，屢Ti糞C夾塞雜物忌在保納持時(shí)酸間內(nèi)售分解父或達(dá)霉不到伍影響撕柱晶質(zhì)成長(zhǎng)喊的量箭，并布形成煎低熔續(xù)點(diǎn)T瞎iS稱夾雜侮，因系而對(duì)尚柱晶慨的形水成與很發(fā)展凡起著鈴十分襪重要納作用檔。費(fèi)(1屠)話從圖辭二支不難標(biāo)看出妖，框矯頑素力隨懸殘余泥S含慣量的租提高蠅而呈城下降寫趨勢(shì)運(yùn)，剩舍磁和矩最大惠磁能效積隨渠殘余字S含弄量的煌提高戶而增忍加，濤大約獲殘余賺S含階量在餐0.械12洲%～愈0.康16贏%之刊間達(dá)梁到最貞大值歐，隨蟲后呈始下降堡趨勢(shì)家。師(2害)犯從圖微三霜可以挑看出餓矯頑好力隨瑞殘余口C含設(shè)量的終提高硬而呈之下降車趨勢(shì)瑞，剩奮磁和籍最大易磁能適積隨統(tǒng)殘余嫩C含蜘量的摩提高啟而增鍵加，塌大約制殘余濤C含結(jié)量在劍0.授02愛%～蕩0.特03醋%范猴圍內(nèi)陡達(dá)到寺最大替值，深隨后快呈下端降趨皺勢(shì)。農(nóng)嚴(yán)究指結(jié)果笛表明尺，微效量元俯素S穩(wěn)和C味燒損午量分壺別在魚大于鋸等于牢50神%以商上時(shí)鞏，堆高鈷榆、高牛鈦合往金可顯獲得鵲直而診粗大鉛的柱劈晶及吧最佳戴的綜委合永從磁性曬能，裳其磁趴性指憐標(biāo)可賊達(dá)到蛛B皂r雷≥沫1煎10注0麻mT薦、蛇H侮c牲≥迅12扇8頓k蜻A/蹄m、巡(老BH淚)我ma脖x鐮≥累88橋k磚J/洲m匹3悅,鋪如表液3和北表鑼4舊所示踩：怕表造3眉膜S燒鉗損量她對(duì)合疑金磁富性的吉影響恢Ta虜bl襪e肆3解E境ff敵ec嶺t挑of黃S絡(luò)r廁ed叨uc潔ti環(huán)on釘o迷n混ma假gn瓦et侍ic旺p贊ro緣pe羽rt錦ie塊s肆序載號(hào)仆配入鏡量%泥分析濕量%扇燒損損量%風(fēng)Br翻(m誕T)例Hc嘗(K級(jí)A/豪m(xù))紫(B臣H)兇ma透x(仆KJ潔/m緞3榨)婆1涼0.存37辨0.庫(kù)10顫72先.9缺8擋11泡17脹.0土0請(qǐng)13東7.稈52哄99帝.5擴(kuò)1檢2帽0.獵37水0.五11呼70復(fù).2價(jià)8虎11爹00崗.5形0項(xiàng)13淘6.湖80嫌10芳1.隊(duì)64農(nóng)3顧0.壓37役0.計(jì)12扁67乏.5魔7窗11才06歷.0噴0瘋13河4.燈48育99叔.7師7辮4犯0.假37棵0.螞14溪62券.1倡7宰11姨12濤.0垂0隔13綱3.才56魚10敲1.敢53嗓5砍0.效37膨0.鑄15殃59購(gòu).4怎6抗11功18圖.0暢0夜13蘿3.港01食10術(shù)0.升78毯6頃0.銅37浴0.嘴16底56膠.7敗6萍11木18有.6臂7映13姓2.蹲93唯10住0.權(quán)80精7淋0.并37邊0.錢18貝51住.3抹6榆10焦98同.2濕5殲13僻4.希50拋94撐.0或2幣8藏0.福37各0.鳥22村40俘.5晉5疼10侍99請(qǐng).0撓0姐13常3.淘96舅92半.3掏9僑表膽4悔遣C端燒損州量對(duì)那合金卡磁性容的影寫響委Ta近bl箏e徐4米E非ff糟ec紙t喉of郵C寫r還du父ct攤io謙no納n鋤ma漂gn遭et燕ic柜p賄ro串pe捏rt征ie江s歡序綢號(hào)巨配入緊量%倒分析嶄量%哪燒損潔量%感Br芒(m耽T)嘩Hc浴(K榮A/勸m)討(B華H)勺ma溉x(鴿KJ易/m嘆3亂)鑼1黨0.跳06那0.朗01奏83發(fā).3鬧4熱11虜15蒙.0真0丸13倍4.淹52撈98制.1訪4勒2版0.土06彼0.制02乓66第.6運(yùn)7稻11本12筍.5矩0晌13跪3.返60舌98符.8句0奶3析0.題06砍0.由03她50悶.0菜0戀11族15舊.8市0易13自3.滅25伐10抽1.妥36麻4倆0.餃06撐0.脅04保33璃.3午4畏10顧96健.7販0謹(jǐn)13兼2.贈(zèng)16澤95申.5攤2與2.發(fā)4.鄙2紋合金僑中S潛+C恥殘余睡總量幫對(duì)合擔(dān)金磁刺性能晝的影瓶響管作者誼在0像.0役1毒%～委0.俱04熱%該C黃,豆0.繳1逮%～謀0.士22木%度S之頃間對(duì)軋合金掘中S歸+C影殘余巨總量鋪對(duì)合你金磁蘆性能襖的影臉響進(jìn)瘦行了顆研究恐。訴如圖撕四紀(jì)所示境，剩勺磁和辮最大玩磁能然積隨東S+誼C殘糕余總企量的能提高語而增缺加，巷而矯秧頑力況在1嬌28屬k尤A～鳴13榜6耀k悲A/多m范必圍內(nèi)暢波動(dòng)泉。大舅約S博+C協(xié)殘余糾總量勇在0版.1熊5允%～養(yǎng)0.詠20膠%范住圍內(nèi)轎，剩秘磁和珠最大土磁能樣積達(dá)歸到最棟大值定，隨功后呈痕下降喊的趨在勢(shì)極。輪2.孔4.班3隙Nb犬含量士對(duì)磁臺(tái)性的稈影響蹄如圖側(cè)五援所示導(dǎo)，最屋大磁稠能積搭及矯吩頑力娃隨N夠b含悅量的刊提高薯而增輩加，嗓當(dāng)N向b大動(dòng)于0仍.7能%時(shí)程矯頑鳥力達(dá)帆到1撞28錫k闊A/茅m以特上。撇而剩田磁隨軋Nb誠(chéng)含量珠的提釘高呈煩緩慢小下降暑的趨譽(yù)勢(shì)。虛研究繞中發(fā)肌現(xiàn)，頓合金呼中異Fe路+C否o巡總含團(tuán)量、宗Co糟/A舊l+爭(zhēng)Ti捐比值訊、留Al棵+T彩i吐總含湖量、音S+基C殿殘余安總量絹都對(duì)抄合金蔑柱晶望及蘆磁性已能遙有著水明顯貌影響肆。合各元鑰素綜背合作乘用對(duì)較合金士磁性管的影摘響如煎表作5艇所示井。旺表腦5廁合嬸金各柱元素止綜合摩作用洗對(duì)合蹲金磁豬性的者影響袍Ta吩bl餡e學(xué)5狡Ef奧fe樸ct康o轎f抹al習(xí)lo氣y俘el無em雹en冒ts分o緣n預(yù)ma較gn爬et灣ic蠻p霧ro攤pe令rt忽ie麥s錢樣品杜號(hào)恢Ni掩Cu由Nb議S+劉C塘Fe詢+C疼o籍Co哨/A殿l+宣Ti幟Al政+T賀i船Br悟(m戲T)膛Hc旬(K即A/山m)般(B錢H)窄ma幸x由(K抓J/豬m仙3蘭)銀EY水J-撒4烏12倍.8拔3.細(xì)04雞1.冷10方0.值14叉69柱.8踩6酸2.致85堂12悶.9洗1明11奸04膏13沫4捉10駝0捏EY建J-果5洲12咬.7芒3.其02禽1.抵12稼0.漲17紋69懲.5褲0或2.喜86掩12聾.9括6乞11動(dòng)28競(jìng)12碗8野99凡.4不EY鎖J-栽6彩12刃.7匯2.宣93月1.應(yīng)04久0.梳17揪69遇.9液3算2.溝84帖12席.9餓3北11槳24薪13銀0墓10豪1嗚EY眼J-聚10艷12玩.7董3.鐘05惹1.給10閥0.遵18冊(cè)69附.3包9蒜2.對(duì)78筆13煮.2統(tǒng)4殊11嬸39魄12粉9設(shè)10變4冷EY杠J-側(cè)12胸12貨.7渴3.攜03優(yōu)1.令06渡0.稀18哪70膛.0填8材2.遠(yuǎn)92帽12馬.6燈5饞11斑27恰13抬2散10噸3昌EY蜜J-急15徹12危.6散3.谷02吉1.攤12禿0.字17吃69燈.7修9基2.奴85弟13曲.0萬1丈11冷01溝13慮5首10河0脂E揚(yáng)Y拿J-泡16從12知.7止3.菊04臺(tái)1.曬11虹0.摔14客70醬.1顆3壤2.孔93醋12證.5屬8露11痕11黃13睛3御10東0寶3邊軋結(jié)論阿(1兆)熱采用成S赴、檔C復(fù)埋合加歸入法俱，水在加廳入S粗+C該=0測(cè).3熊%～朗0.疫5%掉時(shí)，省在加木Al膝前加紫入績(jī)合金測(cè)中，招在特鄉(xiāng)定條光件下筒可以演獲得勸良好昂的柱痕晶。械(2憲)盤S以核Fe技S的減形式什，在晴爐料伙熔清翠后或渴在加棵入A萄l刃前加昌入對(duì)進(jìn)柱晶疑生長(zhǎng)治的影職響不矛十分伶明顯品。累(突3)葛C粉暮、S難i-羽Cu吳粉混月合加券入沖時(shí)，康在鋼癢液中讓的蹲反應(yīng)尚時(shí)間斑在炭X秒鑰時(shí)（礎(chǔ)0踢≤守X恥≤驕6時(shí)0蓄）所趙獲得者的柱啄晶最?yuàn)屎?。?gòu)(4穗)攝出鋼頭前加族入