[发明专利]双辊冷却真空熔炼速凝设备和永磁合金、永磁体的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁领域，特别是涉及一种双辊冷却的真空熔炼速凝设备及生产方法；本发明的设备还可以用于稀土储氢合金、真空速凝合金生产。 

背景技术

钕铁硼稀土永磁材料,以其优良的磁性能得到越来越多的应用，被广泛用于医疗的核磁共振成像，计算机硬盘驱动器，音响、手机等；随着节能和低碳经济的要求，钕铁硼稀土永磁材料又开始在汽车零部件、家用电器、节能和控制电机、混合动力汽车，风力发电等领域应用。 

1983年，日本专利1,622,492和2,137,496首先公开了钕铁硼稀土永磁材料，公布了钕铁硼稀土永磁材料的特性、成分和制造方法，美国专利US6,461,565；US6,491,765；US 6,537,385；US 6,527,874；US5,645,651也公开了钕铁硼稀土永磁的制造方法。 

美国专利US7,585,378公开的钕铁硼稀土永磁真空速凝合金的制造方法，这一方法如图1所示，钕铁硼原料在坩埚1熔化后浇铸到中间包2，从中间包溢出的合金液由冷却辊3冷却速凝形成合金片4，合金片被甩到带加热器的旋转筒5，在旋转筒内合金片温度保持在700-900℃；之后将合金片冷却；该发明的特点是先将合金快速冷却到700-900℃，接着合金片在700-900℃保温，保温时间从15秒以上至600秒以下；与之前的单辊速凝技术和双辊速凝技术相比，该发明通过保温使重稀土元素Dy扩散到主相中，提高了磁体的矫顽力，由于速凝温度高于700℃，晶界相为液态相，晶界相的变化，会产生晶粒的异常长大，难以形成均匀的晶粒，从与冷却辊接触的接辊面到自由面晶粒由小变大，无法控制一致。 

中国专利CN97,217,372.2公开了双棍冷却的真空速凝设备，如图2所示，该设备的合金液通过漏斗6浇铸到冷却辊7和冷却辊8的缝隙中形成合金片9；该技术属于双棍轧制技术，由于合金液与冷却辊的接触时间太短，双棍轧制后的合金片的温度高于800℃，尽管双棍轧制解决了双面冷却的问题，但达不到细化晶粒，提高晶粒一致性，从而提高矫顽力的要求；为了改善前述专利的缺点，中国专利CN01,241,237.6公开了在双棍轧制的基础上，在双棍的下方再增加一个冷却辊的技术，虽然该发明改进了前述专利的性能，生产合金片的厚度得到提高，仍然还是双棍轧制，不能解决合金片离开冷却辊温度低于700℃的问题，不能达到减少重稀土用量的目的。 

发明内容

为了减少了重稀土的用量，降低钕铁硼稀土永磁的价格，需要减小钕铁硼主相晶粒尺寸，提高晶粒尺寸的一致性，改善晶界相的分布；本发明通过探索，找到了解决问题的方法，研发了新的稀土永磁真空熔炼速凝设备，并制造出高性能的钕铁硼稀土永磁体。 

本发明通过以下技术方案实现： 

一种双辊冷却的真空熔炼速凝设备，所述的真空熔炼速凝设备包含真空壳体、熔炼坩埚、中间包、第一旋转辊、第二旋转辊；所述的熔炼坩埚安装在旋转机构上，通过旋转熔炼坩埚,将坩埚内的熔融合金液平稳浇铸到中间包内,中间包内的熔融合金液通过与第一旋转辊接触的缝隙流到第一旋转辊的外缘,随着旋转辊旋转,熔融合金液形成合金片,随后合金片离开第一旋转辊落到第二旋转辊的外缘上随着第二旋转辊旋转, 之后合金片离开第二旋转辊下落，形成双面冷却的合金片。

所述的中间包在第一旋转辊的一侧，第二旋转辊在第一旋转辊的另一侧，所述的第一旋转辊设置有空心转轴，转轴水平放置；所述的第二旋转辊设置有空心转轴，第二旋转辊的空心转轴与第一旋转辊的转轴平行，第二旋转辊的转轴低于第一旋转辊。所述的第一旋转辊和第二旋转辊都是双端支撑，旋转辊的两端都有空心转轴，空心转轴上安装有轴承，轴承支撑在轴承支座上，空心转轴的端部设置有密封冷却介质的密封装置，冷却介质通过密封装置进出旋转辊。所述的第一旋转辊和第二旋转辊设置有夹层，夹层内通入冷却介质，冷却介质由空心转轴的内孔引入，所述的第一旋转辊转速1-5m/s，第二旋转辊转速1-5m/s；所述的第一旋转辊的直径范围500-900mm，第二旋转辊直径500-900mm。 

在所述的第二旋转辊下方设置有旋转式机械破碎装置，机械破碎装置的下方设置有收料罐，收料罐上设置有冷却装置，冷却介质为水、冷媒、氩气、氮气中的一种以上。