快淬薄带热变形钕铁硼组织和性能的研究

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热压/热变形是一种制备高性能的钕铁硼磁体的重要方法,本文探索了吸铸片、快淬薄带作为热压/热变形Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6的原料选择,研究了粉末不同颗粒尺寸、热变形压力、温度对热变形钕铁硼组织和磁性的影响,具有一定的工程意义。  研究结果表明:厚度0.76mm和0.60mm的Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6吸铸片表面的峰强比I(006)/I(410)的值分别为37.92、46.31、形成了c轴织构,在吸铸片的表面2:14:1相直接从液相析出凝固,0.76mm吸铸片表面为等轴晶,0.60mm吸铸片表面为从表面向内生长的柱状晶、其长度接近吸铸片厚度的一半;在距0.76mm吸铸片表面0.135mm处α-Fe相为初生相、2:14:1相依偎在α-Fe相傍得以析出,0.60mm吸铸片α-Fe相较少。尽管吸铸片整体具有一定各向异性,但是α-Fe相的出现导致吸铸片不适宜作为热变形的原料。快淬薄带在辊速20m/s、随着温度从1483K提高到1543K,纳米晶粒尺寸逐渐减小,在1543K时为21.12nm,且不存在α-Fe相,故选取辊速20m/s、快淬温度1543K的快淬薄带作为热变形的原料。  在993K、150MPa热压2min,在变形量为60%、变形时间5min的条件下,分别对Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6-40+60目粉和-60目粉在1133~1163K进行了100MPa热变形压力的热变形,研究结果如下:-40+60目热变形磁体的密度比-60目粉热变形磁体的低,前者为7.037~7.445g/cm3,后者为7.288~7.449g/cm3;两种快淬粉热变形磁体的密度、取向性、剩磁和最大磁能积随变形温度的升高分别增强,-40+60目热变形磁体在1153K出现了少量的片状组织,-60目粉热变形磁体在1143K出现了片状组织、且1163K的热变形磁体的片状组织增多;两种粉末变形磁体的矫顽力均大于等于1346kA/m,磁能积小于等于129.6kJ/m3。  当热变形压力从100MPa提高到150MPa时,-60目粉热变形磁体研究结果表明:磁体的密度进一步提高、达到7.554g/cm3,断口组织中出现了更多的具有各向异性的片状组织,磁体的取向性进一步提高;在1143K时热变形磁体获得了最佳的磁性能,其最大磁能积、矫顽力、剩磁分别为139.5kJ/m3、1507kA/m、0.88T,相比同温度下-60目粉100MPa磁体分别提高了53%、4%、22%。
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