毛明 黃菲

摘 ?要：鉑鈷合金是一種性能優(yōu)良的永磁材料，文章介紹了鉑鈷永磁合金加工過程中開裂原因及影響因素，總結(jié)了加工過程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題，希望能夠?yàn)殂K鈷合金的生產(chǎn)加工提供一些借鑒，僅供參考。

關(guān)鍵詞：鉑鈷;永磁合金;矯頑力;磁能積;柱狀晶

前言

鉑鈷合金是優(yōu)良的永磁材料，具有較高的矯頑力和磁能積，磁穩(wěn)定性好，耐腐蝕，可在酸、堿、鹽介質(zhì)下工作，由于其價(jià)格昂貴，因此主要用于其它永磁材料無法工作的惡劣、特殊環(huán)境之中，如航空、航海、航天等領(lǐng)域。雖然鉑鈷永磁合金是高性能永磁合金中唯一可以承受冷、熱加工的合金，也能加工成板、棒、絲、管等，但在加工過程中極易發(fā)生開裂，影響成品率和產(chǎn)品質(zhì)量。鉑鈷永磁合金的加工開裂也是長(zhǎng)期困擾生產(chǎn)加工的問題。文章就造成鉑鈷永磁合金加工過程中容易開裂的幾個(gè)因素加以探討和分析，以指導(dǎo)今后的工作。

1 加工開裂的幾個(gè)影響因素

1.1 鑄錠中的氣孔

鑄錠中的氣孔是加工開裂的原因之一。鉑鈷合金的熔煉在高頻爐，氬氣保護(hù)或中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行。合金中的鈷十分容易吸氣以及鑄模壁吸附的氣體等。在合金澆鑄后，這些氣體來不及排出，大多在鑄錠內(nèi)及組織中形成氣孔。如圖1、圖2。

由于鉑鈷合金相對(duì)來說還是價(jià)格高、用量少。因此，每爐熔煉少則幾百克，多也不過是2～3公斤。因此合金鑄錠小，凝結(jié)快，鑄錠內(nèi)極易出現(xiàn)氣孔。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，高頻爐熔煉所得鑄錠比中頻爐真空熔煉的鑄錠氣孔多，加工時(shí)更容易發(fā)生開裂現(xiàn)象。

1.2 合金中的雜質(zhì)

合金原料鉑、鈷純度雖然都是99.9%，但還是存在其它雜質(zhì)，再加上使用一些回爐料，往往在晶內(nèi)、晶界上分布著很多雜質(zhì)，它們也是合金加工過程中的開裂原因之一。如圖3。

1.3 柱狀晶

因鉑鈷合金的結(jié)晶范圍狹窄，所以容易形成柱狀晶組織（如圖4-圖5），柱狀晶的生長(zhǎng)方向?yàn)閺较?，因鑄錠小，極易形成貫穿柱狀晶，柱狀晶晶粒間結(jié)合力較弱且往往散布著氧化膜及其他非金屬雜質(zhì)，而在加工時(shí)，便容易引起晶界斷裂。如圖4、圖5、圖6所示。

2 防止加工開裂加工工藝中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

2.1 提高鑄錠質(zhì)量，盡量減少鑄錠中的氣孔

為減少鑄錠中的氣孔，最有效的辦法是真空熔煉，鑄模采用水冷底墊，形成鑄模的冷卻梯度，以便形成鑄錠的集中縮孔，有利于氣體的排出。用高頻爐熔煉澆鑄前要有意識(shí)排出融池內(nèi)的氣體。

2.2 減少合金中的雜質(zhì)

原料鈷使用前要在氫氣中做還原處理，除去氧化物。使用回爐料要先洗凈油污，然后做氫還原處理，除去雜質(zhì)及氧化物。這是使用回爐料時(shí)防止加工開裂的關(guān)鍵工藝。實(shí)踐證明是非常重要的、必不可少的工藝。

2.3 加工工藝

因大多數(shù)鉑鈷合金鑄錠都不大，多半都有貫穿柱狀晶形成，因此在條件許可時(shí)盡量采用熱加工，可以減少開裂。冷加工時(shí)，盡可能使金屬變形方向與柱狀晶方向相同，可以減少開裂。道次加工率在10%以內(nèi)，總加工率可達(dá)50%。加工初期的大加工率也是造成開裂的主要原因。另外，因?yàn)殍T錠柱狀晶發(fā)達(dá)，鑄錠表面僅有一層很薄的細(xì)晶組織，這層細(xì)晶組織對(duì)防止加工開裂有很好的作用。因此，對(duì)容易發(fā)生加工開裂的產(chǎn)品，可先對(duì)鑄錠不做扒皮處理，在鍛造、軋制、旋鍛之后再做扒皮處理。這也是防止加工開裂很有效的手段之一。

3 結(jié)束語

減少鑄錠內(nèi)的氣孔、防止雜質(zhì)進(jìn)入合金、量選用熱加工、先加工后把皮是防止鉑鈷合金加工開裂、提高成品率和產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施。