快凝Nd-Fe-B厚带的制备与组织结构

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2004.01.019 第26卷第1期 北京科技大学学报 VoL.26 No.1 2004年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2004 快疑Nd-FeB厚带的制备与组织结构 惠希东王建国韩凌 寇宏超 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083 摘要采用单辊快凝法取代传统的铸锭法制备出了厚度为0.1~0.4mm的NdFeB厚带.通过 对制备快凝厚带过程中不同的工艺参数的探索，获得了工艺参数、带片厚度及显微组织间的 关系.结果表明：制备0.250.35mm厚带的最佳工艺参数为：辊轮转速在10m/s左右，喷射压 力0.08-0.I0MPa,辊嘴间距(2±0.5)mm.当带片厚度为0.3mm时，带片中以Nd,FeB相为主，沿 着(41O)方向Nd,FeB含量比例较大：其显微结构主要是Nd,FeB片状晶，富Nd薄层相之间的 间距约为5m带片厚度为0.4mm时，厚带试样中a-Fe含量明显大于Nd,FeB含量，并且择 优取向变成了(008).厚度0.1mm的厚带的显微结构中是细小的急冷等轴晶，厚度0.4mm的厚 带中有较大区域的等轴晶. 关键词单辊快凝法；NdFe-B厚带；制备工艺；组织结构；Nd,FeB相 分类号TG132.272 烧结Nd-Fe-B稀土永磁体已广泛应用于计 的影响，以及相应NdFeB厚带的相组成和显微 算机磁盘驱动器、各种微型电机、核磁共振成像 结构. 设备、通讯设备、磁力机械等领域.随着工业设备 和民用产品对器件质量要求的不断提高，烧结 1 实验方法 NdFe-B磁体的用户对其磁性能的一致性也提 用工业纯的Fe,Nd和B-Fe合金配成 出愈来愈高的要求铸锭组织是制约磁体性能的 NdzFe62BLo(质量分数，%)的合金，在真空中频 关键技术之一，研究表明：高性能烧结永磁体所 感应炉、Ar气氛下，用石英坩埚熔炼合金.均匀熔 要求的理想铸锭组织是：柱状晶生长良好，其尺 化后，合金熔液调温到1450℃，熔融金属浇到旋 寸细小：富Nd相沿晶界均匀分布，但不能有大块 转的铜辊轮上.辊轮200mm,辊轮表面线速度可 的富Nd相；以及不存在a-Fe晶体n.在通常的 调.为制取厚度为0.3mm左右的速凝片，碎片离 水冷铜模铸锭工艺条件下，NdFeB铸锭中的主磁 开辊轮后的冷速调节到小于0.5℃s.通过改变辊 性相Nd,FeB由三种形式的晶粒组织-1，即在与 轮转速、喷射压力、辊轮间距等工艺条件以制备 水冷铜模相接触的部分有少量急冷等轴晶，在低 不同条件的NdzFe2BL0厚带.用XRD检测制得 冷速的最后凝固部分有粗大等轴晶，在急冷等轴 的样品相组成和取向，利用OM和SEM分析 晶与粗大等轴晶之间有片状晶.通常情况下，水 NdzFess2B1o厚带的组织结构， 冷铜模铸锭中粗大等轴晶偏多，而且相结构也难 以控制o.利用单辊法制备NdFeB快凝薄带的研 2结果与讨论 究已经很多-，目前所制得的条带厚度一般都 在100m以下，其组织大多为非晶态结构，与烧 2.l工艺参数对NdFeB厚带厚度的影响 结永磁体所要求的理想铸锭组织相差甚远.为此 图l(a)为NdFeB厚度与辊轮表面的线速度之 笔者提出了利用单辊法制备Nd-Fe-B快凝厚带 间的关系.在喷射压力、辊嘴距离不变的条件下， 的思路，以从改善组织结构方面来提高永磁体的 调节辊轮的转速可以发现：随着辊轮转动参数的 性能.而本文研究了制备工艺参数对NdFeB厚度 提高，带片厚度由厚变薄：当转动参数小于1（转 收稿日期200304-26 惠希东男，40岁，教授 速心2.68m/s)时，二者成线性反比关系；当转动参 *国家“973”基金资助项目(G200067201-3) 数大于3（转速v>14.83m/s)时，辊轮转速对带厚的

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 快凝 一 厚带的制备与组织结构 惠希 东 王 建 国 韩 凌 寇宏 超 北京科技 大学 新 金属 材料 国家重 点 实验 室 ， 北 京 摘 要 采用单 辊 快 凝法 取 代 传 统 的铸锭法 制 备 出 了厚度 为 一 。 口 口 的 厚 带 通 过 对制 备 快凝 厚带过 程 中不 同 的工 艺 参 数的探索 ， 获得 了工 艺 参数 、 带片 厚度及 显 微组 织 间 的 关 系 结 果表 明 制 备 一 幻。 厚 带 的最佳 工 艺参 数 为 辊轮 转速 在 而 左右 ， 喷射 压 力 一 ， 辊 嘴间距 肚 当带 片厚度为 时 ， 带片 中以 ，卫 相 为主 ， 沿 着 方 向 』含量 比例 较大 其显 微 结 构主 要是 片状 晶 ， 富 薄层 相之 间 的 间距 约 为 脚 带 片厚度 为 时 ， 厚 带试样 中 一 含 量 明显 大 于 卫 含量 ， 并且 择 优取 向变成 了 厚度 的厚 带 的显 微 结构 中是 细 小 的急冷等轴 晶 ， 厚度 的厚 带 中有较大 区域 的等轴 晶 关 键 词 单 辊快凝法 一 一 厚带 制备 工 艺 组 织 结构 选 旧 相 分 类号 烧 结 企 一 稀 土 永 磁 体 已 广 泛 应 用 于 计 算机 磁 盘 驱 动 器 、 各种 微 型 电机 、 核 磁 共振 成 像 设备 、 通 讯 设备 、 磁 力机械 等领域 随着工 业 设 备 和 民用 产 品对 器 件 质 量 要 求 的不 断提 高 ， 烧 结 一 磁 体 的用 户 对 其磁 性 能 的 一 致 性 也 提 出愈来 愈 高 的要 求 铸锭 组 织 是制 约 磁 体 性 能 的 关 键 技 术 之 一 研 究表 明 高 性 能烧 结 永 磁 体所 要 求 的理 想 铸 锭 组 织 是 柱 状 晶生 长 良好 ， 其 尺 寸细 小 富 相 沿 晶界 均匀 分 布 ， 但 不 能有 大块 的富 相 以及 不存 在 一 晶体 ‘叨 在 通 常 的 水冷铜 模铸 锭 工 艺 条件 下 ， 铸 锭 中 的主 磁 性 相 卫 由三 种 形 式 的 晶粒 组 织 ‘ 一 ， 即在 与 水冷铜 模相接 触 的部分有 少量 急冷 等轴 晶 ， 在低 冷速 的最 后 凝 固部 分 有粗 大等轴 晶 ， 在 急冷 等轴 晶与粗 大等轴 晶之 间有 片 状 晶 通 常情 况 下 ， 水 冷铜 模铸锭 中粗 大 等 轴 晶偏 多 ， 而 且相 结构 也难 以控 制 ‘ ， 利 用 单 辊 法 制 备 快 凝 薄 带 的研 究 已 经 很 多 【卜 ， 目前 所 制 得 的条 带 厚度 一 般 都 在 脚 以下 ， 其 组 织 大 多 为非 晶态 结 构 ， 与烧 结永磁 体所 要 求 的理 想铸 锭 组 织 相 差 甚远 为此 笔 者提 出 了利用 单辊 法 制 备 一 快凝 厚 带 的思路 ， 以从 改善组 织 结构方 面 来提 高永磁 体 的 性 能 而 本文 研 究 了制 备 工 艺 参数对 厚度 收稿 日期 刁 惠 希东 男 ， 岁 ， 教授 国家 “ 基金 资助项 目 一 的影 响 ， 以及 相 应 厚 带 的相 组 成 和 显 微 结 构 实验 方 法 用 工 业 纯 的 ， 和 一 合 金 配 成 儿正伽 。 质 量 分 数 ， 的合 金 在 真 空 中频 感应 炉 、 气 氛 下 ， 用石 英增 祸熔 炼合 金 均匀熔 化 后 ， 合 金熔液调 温 到 ℃ ， 熔 融 金 属 浇 到 旋 转 的铜 辊轮 上 辊 轮中 ， 辊 轮 表面 线速 度可 调 为制 取 厚度 为 。 左 右 的速 凝 片 ， 碎 片 离 开 辊 轮 后 的冷速 调节 到 小 于 ℃ 通 过 改变 辊 轮 转速 、 喷射 压 力 、 辊 轮 间距 等 工 艺条件 以制 备 不 同条件 的 九正 。 尹 。 厚带 用 检测 制 得 的样 品相 组 成 和 取 向 ， 利 用 和 分 析 正饰 尹 ，。 厚 带 的组 织 结 构 结 果 与讨 论 工 艺 参数 对 厚 带厚 度 的影 响 图 为 厚 度 与辊 轮 表 面 的线速 度 之 间 的关 系 在 喷射压 力 、 辊 嘴距 离不变 的条件 下 ， 调 节 辊轮 的转速 可 以发现 随着辊轮 转动参数 的 提 高 ， 带片 厚度 由厚 变 薄 当转 动 参 数 小 于 转 速冰 耐 时 ， 二者 成 线性 反 比关 系 当转动 参 数 大于 转速 耐 时 ， 辊轮 转速 对 带厚 的 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．01．019

·70· 北京科技大 学学报 2004年第1期 0.35a 0.66) 0.5 0.25 目a4h 装0b 0.15 0.1o 0.10 0 23 0.51.01.52.02.53.03.54.04.5 辊轮转动参数 辊嘴间距/mm 0.50r 0.34(c)a o-圆孔 0.45 (d) 目0.30 心-狭缝 0.40 0.35 0.26 0.30 女 0.25 e 0.20 0.22 0.15 0.10 0.18 0.05 0 0.51.01.52.02.03.0 0.060.070.080.090.10 辊轮转动参数 喷射压力/MPa 图1制备工艺参数对NdFeB厚度的影响规律.(a)辊表面的线速度，b)辊嘴间距，(c)喷嘴形状，(d)喷射压力 Fig.1 Effect of preparation technology parameters:(a)the line veclocity of the roll,(b)the spacing between the roll and the nozzle,(e)the shape of the nozzle,and(d)the jet pressure,on the thickness of NdFeB ribbons 影响显著减小，研究发现：在辊轮转速参数小于 响.要制得厚度为0.250.35mm的厚带，应把辊 0.5(转速心2m/s)时，带片较为粗大：当转动参数轮转速调节在l0ms左右，喷射压力调节在 大于6（转速>30m/s)时，制出的带片为非常细小 0.08-0.10MPa,辊嘴间距在(2±0.5)mm,而且喷嘴 的鳞片，表面非常光亮且完整：只有转动参数为 型号也应注意选择， 12时，带片的厚度比较合适（厚度在0.250.35 2.2 NdFeB厚带的组织结构 mm),并且厚带表面很光洁. 图2和图3为NdFeB厚带的X射线衍射的相 带片厚度与辊嘴表面间距之间的关系如图1分析和取向分析结果.可见，随着工艺参数的变 (b)所示.在固定的喷射压力和辊轮转速条件下， 化，带片厚度及尺寸也会随之变化，则NdFeB带 通过调整辊嘴表面间距可发现：随辊嘴间距的提 片的主磁性相Nd,FeB的含量及取向都会不同. 高，带片厚度变大，在辊嘴间距0.5~4.5mm范围 X射线衍射谱表明，通常在富Nd相中溶有大量 内，带片厚度与辊嘴间距之间接近成正比关系。 的Fe,多数晶内富Nd薄层相是沿平行于2：14：1 不同的玻璃管喷嘴形状规格对厚带的厚薄 四方相的平面形成的m.当带片厚度h=0.3mm 也会产生影响.本实验采用了两种不同规格的玻 时，NdFeB带片中的主磁性相Nd.FenB含量远大 璃管进行了多次实验后发现：使用喷嘴孔径为 于其他相，并且有很好的择优取向，沿着方 1mm的玻璃管制出的厚带要比喷嘴为lmm宽的 向Nd.Fe:B含量比例较大；但是当厚度h-O.4mm 狭缝所制厚带要薄，如图1（©）所示. 时，NdFeB带片中的主磁性相Nd,FeB含量不仅 喷射压力对厚带的形成也有很大影响.图1 较少且不易形成，并且择优取向变成了，此 (@为带厚与喷射压力之间的关系.可见，在 时厚带试样中a一Fe的含量明显大于Nd,FeB的 0.060.10Pa范围内，带厚与喷射压力之间成正 含量. 比关系，当喷射压力等于0.lMPa时，制取的带厚 在h=O.lmm时，NdFeB厚带显微组织因冷却 可达0.5mm. 速度很快而变得非常细小，沿着带的截面部分已 上述结果表明，喷射压力、辊轮转速、辊嘴间 基本上是细小的急冷等轴晶，如图4(a)所示：在h 距、玻璃管喷嘴型号都会对厚带的制备产生影 =0.4mm时，NdFeB厚带的柱状晶很少，并且有较

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 … ， 、 、 、 、 。 一峙一月 勺︸ 尸 一尸甘 辊轮转动 参数 匕 辊嘴 间距 上 侧太犯殴追日 一口 一 圆孔 狭缝 侧大攀殴、日 辊轮转 动 参数 喷射压 力 图 制备工 艺参数对 厚 度 的影响规律 辊 表面 的线速度 ， 伪 辊嘴 间距 ， 喷嘴形 状 ， 喷射压 力 落 们 血 功践 间 卜 ， ， 比 ， ” 影 响显 著 减 小 研 究 发现 在辊 轮 转速 参 数 小 于 转速 冰 耐 时 ， 带 片较 为粗 大 当转 动 参 数 大 于 转速 耐 时 ， 制 出 的带片 为 非 常 细 小 的鳞 片 ， 表 面 非 常 光亮 且 完 整 只 有 转 动 参数 为 砚 时 ， 带 片 的厚度 比较 合 适 厚度 在 一 。 ， 并 且 厚 带表 面 很 光 洁 带片厚度 与辊嘴表 面 间距 之 间 的关 系如 图 所 示 在 固定 的喷射 压 力 和 辊 轮 转速 条件下 ， 通 过调 整辊嘴 表 面 间距 可 发现 随辊 嘴 间距 的提 高 ， 带 片 厚度 变 大 ， 在 辊 嘴 间距 范 围 内 ， 带 片 厚度 与辊 嘴 间距 之 间接 近 成 正 比关 系 不 同 的玻 璃 管 喷 嘴 形 状 规 格 对 厚 带 的 厚 薄 也 会产 生影 响 本 实验 采用 了两种 不 同规 格 的玻 璃 管 进 行 了多 次 实 验 后 发 现 使 用 喷 嘴 孔 径 为 的玻璃 管制 出的厚 带要 比 喷嘴 为 宽的 狭缝所 制厚带要 薄 ， 如 图 所 示 喷射 压 力对 厚 带 的形 成 也有 很 大 影 响 图 为 带 厚 与 喷 射 压 力 之 间 的关 系 可 见 ， 在 一 范 围 内 ， 带厚 与 喷 射 压 力之 间成 正 比关 系 ， 当喷射压 力等 于 时 ， 制 取 的带厚 可达 幻。 上述 结果 表 明 ， 喷射 压 力 、 辊 轮 转速 、 辊 嘴 间 距 、 玻璃 管 喷嘴 型 号 都 会 对 厚 带 的制 备 产 生 影 响 要 制得 厚度 为 一 口 的厚 带 ， 应把 辊 轮 转 速 调 节 在 耐 左 右 ， 喷 射 压 力 调 节 在 一 ， 辊 嘴 间距 在 牡 ， 而 且 喷嘴 型 号 也应 注 意选 择 厚 带 的组 织 结构 图 和 图 为 厚 带 的 射 线衍 射 的相 分 析和 取 向分析 结果 可 见 ， 随着工 艺参数 的变 化 ， 带片厚度 及 尺 寸也 会 随之 变化 ， 则 带 片 的主 磁 性 相 旧 的含量及 取 向都会 不 同 射 线衍 射 谱表 明 ， 通 常在 富 相 中溶有 大量 的 ， 多数 晶 内富 薄层 相 是沿 平 行 于 四 方 相 的平 面 形 成 的 ‘ 当带 片 厚度 为 时 ， 带 片 中 的主磁 性 相 含量 远 大 于其他相 ， 并且 有很 好 的择优取 向 ， 沿着 方 向 山 含 量 比例 较 大 但 是 当厚度 幻。 刃。 时 ， 带片 中 的主 磁 性相 卫 含量 不 仅 较 少且 不 易形 成 ， 并且 择优取 向变成 了 ， 此 时 厚 带试 样 中 一 的含量 明显 大 于 卫 的 含 量 在 司 幻。 们 时 ， 厚 带显 微 组 织 因冷 却 速 度很 快而变得 非 常细 小 ， 沿着带 的截面部分 已 基 本 上 是 细 小 的急冷 等轴 晶 ， 如 图 《 所 示 在 时 ， 厚 带 的柱状 晶很 少 ， 并 且 有较

VoL.26 No.1 惠希东等：快凝Nd-Fe-B厚带的制备与组织结构 71· Nd,FeuB (a) t人成t腻 -a-Fe ·富Nd相 回M女成 #富B相 ⊙t城 (a) 20 % 60 80 20 40 60 80 28/() 28/) 图2 NdFeB厚带X射线的相分析结果.(a)h-03mm, 图3 NdFeB厚带X射线的取向分析结果.(a)h0.3mm, b)h0.1mm,(c)h=0.2mm,(d）h=0.4mm (b)h-0.1 mm,(c)h-0.2 mm,(d)h-0.4 mm Fig.2 Phase composition of NdFeB ribbons analyzed by Fig.3 Phase orientations of NdFeB ribbons analyzed by using XRD method using XRD method (a) b (c) 25m 10um 20 um 图4不同厚度的dFeB厚带光学显微组织.(a)hU.lm血，(b)U.3mm,(c)h=U.4mm Fig.4 Optical microscope images of NdFeB ribbons with different thicknesses 大区域的等轴晶（粗大的及细小的），此时，厚带 次电子像如图5所示.可见，NdFeB厚带的徽结构 较易出现a-Fe,如图4(c)所示：当h=0.3mm时（如 形态与厚带的厚度有一定的对应关系，并且主相 图4b),NdFeB厚带中片状晶比例明显增多，粗 晶粒内富Nd薄层相与硬磁基体晶粒之间有取向 大的和细小的等轴晶较少，带片中基本无a-Fe 关系.当h=0.4mm时（图5(a),柱状晶较粗大，片 的出现，富Nd薄层相之间的间距为5μm.主相的 状晶厚度达几十微米，有a-Fe存在，富Nd相除 柱状晶由辊面一侧向自由表面生长，这是因为晶 沿片状晶界分布外还有孤立的团块状富Nd相， 粒生长方向一般是沿凝固过程的热流方向，柱状 冷却面存在细小等轴晶区；当h0.1mm时（图5 晶向薄片自由表面呈60-~80°的展角生长，柱状晶 (b)》,带中完全是几微米的细等轴晶，还发现有部 靠辊轮一侧间距55m,而靠自由表面一侧间距 分非晶态或纳米晶.当h-0.3mm时，是近快冷定 则为250m.这-结果与文献[3]所报道的Nd- 向凝固组织，由图5(c)可见，厚带组织中Nd,FeB FeB铸锭组织结构中晶粒组织是不同的， 相以片状晶、柱状晶的形式定向生长，a-Fe析出 NdFeB厚带微观组织的扫描电镜(SEM)二 受到抑制，同时团块状富Nd相也得到了抑制，富 (c) 10N20010.002 图5 NaFeB厚带的微观组织的SEM形貌.(a)h式.4mm;b)h式.1mm;⊙3mm Fig.5 SEM morphologies of NdFeB ribbons with different thickness

惠希东等 快凝 一 一 厚 带的制备与组织 结 构 · 选 卫 登，， ， ， 及诚侧 ， 卞 一 “ 一 丝 副 ’ 富 相 富 相 沈盘藏 ，下· ‘ ”井 骊巍一玩一 麟 、 ， ，、 暴赢 撒扇薄一一 一 ， ’ ，、 葡 。 一 侧攀衡霉 侧友霉艰 图 厚 带 射线 的相 分 析结果 儿 ， 伪 人 ， 人 ， 内 · 图 厚带 射线 的 取 向分 析结果 幻 ， 助 人 ， 刃 ， 为 刃 图 不 同 厚 度的 厚 带光学显 微组 织 ， 伪 人 。 ， 司 初 们 韶 大 区 域 的等轴 晶 粗 大 的及 细 小 的 ， 此 时 ， 厚 带 次 电子像 如 图 所 示 可 见 ， 厚 带 的微 结构 较 易 出现 一 ， 如 图 所 示 当无 习 时 如 形 态 与厚 带 的厚度 有 一 定 的对 应 关 系 ， 并且主 相 图 伪 ， 厚 带 中片状 晶 比例 明显 增 多 ， 粗 晶粒 内富 薄层 相 与硬 磁 基 体 晶粒 之 间有 取 向 大 的和 细 小 的等 轴 晶较 少 ， 带 片 中基 本 无 一 关 系 当 时 图 ， 柱状 晶较粗 大 ， 片 的 出现 ， 富 薄 层 相 之 间 的 间距 为 脚 主 相 的 状 晶厚度 达 几 十 微 米 ， 有 一 存 在 ， 富 相 除 柱状 晶 由辊面 一侧 向自由表面 生 长 ， 这 是 因为 晶 沿 片状 晶界 分 布 外 还 有 孤立 的 团块 状 富 相 ， 粒 生长 方 向一般 是 沿 凝 固过程 的热流 方 向 ， 柱状 冷 却 面 存 在 细 小 等轴 晶 区 当 司 时 图 晶 向薄片 自由表 面 呈 的展 角生 长 ， 柱状 晶 伪 ， 带 中完全 是几 微 米 的细 等轴 晶 ， 还 发现 有 部 靠 辊 轮 一侧 间距 林 ， 而 靠 自由表 面 一侧 间距 分 非 晶态 或 纳 米 晶 当 二 幻。 。 时 ， 是近 快冷 定 则 为 阿 这 一 结果 与 文 献 所 报 道 的 小 向凝 固组 织 ， 由图 可 见 ， 厚 带组 织 中 盯 泊 一 铸 锭 组 织 结 构 中 晶粒 组 织 是 不 同 的 相 以片状 晶 、 柱 状 晶 的形 式 定 向生 长 ， 一 析 出 厚 带微 观 组 织 的扫 描 电镜 二 受 到抑 制 ， 同时 团块 状 富 相 也得 到 了抑 制 ， 富 图 厚 带的微观组织 的 形 貌 丙司 伪 人 二刃 · ，厅 廿介 血

◆72 北京科技大学学报 2004年第1期 N相沿片状晶晶界均匀分布，片状晶厚度约为52刘英烈，饶晓雷，高性能烧结钕铁硼永磁材料).磁 m,是制备高性能永磁体的理想组织， 性材料及器材，2000,31(5)：26 3何叶青，熊科，高学绪，等.Nd-FeB铸锭晶体生长特 3结论 征[0.金属学报，1999,35(3)：271 4 Hiraga K,Hirabayashi M,Sagawa M,et al.A study of (I)在NdFeB厚带的制备过程中，辊轮转速、 microstructure of grain boundaries in sintered FenNdi;B, 辊嘴距离、喷射压力和喷嘴型号等工艺参数都会 permanent magnet by high resolution electron microscopy 对厚带尺寸产生影响.制备0.25-035mm厚带的 [J].Jpn J Appl Phys,1985,24(6):699 最佳工艺参数为：辊轮转速在10m/s左右，喷射 5 Bernard J,Fidler J,Sagawa M.Microstructural analysis 压力0.08~0.10MPa,辊嘴间距(2±0.5)mm,扁口喷 of strip cast Nd-Fe-B alloys for high(BH)max magnets [J.J Appl Phys,1998,83(11):6396 嘴制出的带比圆口喷嘴的厚， 6何叶青，熊科，韩丽萍等.铸锭组织的不均匀性对烧 (2)随着带片厚度及尺寸变化，NdFeB带片 结Nd-Fe-B磁体的制粉工艺及磁性能的影响]稀 的主磁性相NdFel,B的含量及取向都会不同.当 土，2000,21(1)：23 带片厚度0.3mm时，NdFeB带片中的主磁性相 7 Kaneko Y,Ishigaki N.Recent development of high-per- Nd,FeB含量远大于其他相，沿着方向 formance NEOMAX magnets[J].J Mater Eng Perform, Nd,FeB含量比例较大；当厚度为0.4mm时，厚 1994,3:228 带试样中a-Fe的含量明显大于Nd,FeB的含量， 8 Manaf A,Buckley R A,Davis HA.New nanocrystalline 并且择优取向变成了， high-remanence Nd-Fe-B by rapid solidification []J Magn Maga Mater,1993,128:302 (3)在厚带厚度为0.1mm时，NdFeB厚带的显 9 Inoue A,Takeuchi A.Hard magnetic properties of nanoc- 微结构基本全是细小的急冷等轴晶；厚度为 rystalline Fe-rich Fe-Nd-B alloys prepared by partial cry- 0.4mm时，NdFeB厚带的柱状晶很少，并且有较 stallization of amorphous phase [J].Mater Trans JIM, 大区域的等轴晶：厚度为O.3mm时，NdFeB厚带 1995,36:963 中片状晶比例明显增多，粗大的和细小的等轴晶 10 Yao J M,Chin T S.Coerecivity of melt-spun Nd-Fe-B-Ti 较少，带片中基本无a-Fe的出现，富Nd薄层相 alloys with large volume fraction of amorphous phase [J]. 之间的间距为5m. Jpn J Appl Apps,1994,33:3443 11 Herbst J E,Croat J,Pinkerton F E,et al.Relationship be- 参考文献 tween crystal structure and magnetic properties in 】周寿增，董清飞.超强水磁体一稀土铁系水磁材 Nd.Fe:B [J].Phys Rev B,1984,29:4176 料M.北京：冶金工业出版社，1999 Fabrication and Structure of Rapid Solidified Nd-Fe-B Thick Ribbons HUI Xidong,WANG Jianguo,HAN Ling,KOU Hongchao The State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The Nd-Fe-B Ribbons of 0.1-0.4 mm thick were fabricated by using single roll melt spinning in re- place of the traditional casting method.The relationship among the technological parameters,the thickness of rib- bons and the microstructure is obtained.In order to fabricate the Nd-Fe-B ribbons of 0.25-0.35 mm thick,the opti- mum technological parameters should be controlled in the following range.The rolling velocity is about 10m/s,the jet pressure is 0.08-0.10 MPa,and the gap between the roll and the nozzle is(2+0.5)mm.The microstructure of the ribbon of 0.3 mm thick is mainly composed of lamellar NdFeB phase,which grows in the preferred orientation of ,and the spacing between the Nd-rich phases is 5 um.For the ribbon of 0.4 mm thick,the amount of a-Fe is obviously higher than that of Nd,FeB,and the preferred orientation is .The microstructure of the ribbon of 0.1 mm thick is composed of fine equiaxed grains,but that of the ribbon of 0.4 mm thick,of thick equiaxed grains. KEY WORDS single roll melt spinning;Nd-Fe-B thick ribbon;fabricating technology;micrsostructure

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 相 沿 片状 晶 晶界均匀 分布 ， 片状 晶厚度 约 为 脚 ， 是 制备 高性 能永磁 体 的理 想 组 织 结论 在 厚 带 的制 备 过 程 中 ， 辊 轮 转速 、 辊 嘴距 离 、 喷射 压 力和 喷 嘴 型 号等 工 艺 参 数都会 对 厚 带尺 寸 产 生 影 响 制 备 一 厚 带 的 最佳 工 艺 参 数 为 辊 轮 转速 在 灯 左 右 ， 喷射 压 力 一 ， 辊 嘴 间距 肚 ， 扁 口 喷 嘴 制 出 的带 比 圆 口 喷 嘴 的厚 随着 带 片 厚度 及 尺 寸变 化 ， 带 片 的主磁 性相 尹 的含 量及 取 向都会 不 同 当 带 片 厚 度 时 ， 带 片 中 的主 磁 性 相 违 卫 含 量 远 大 于 其 他 相 ， 沿 着 方 向 山 含 量 比例 较 大 当厚度 为 时 ， 厚 带试 样 中 一 的含 量 明显 大 于 旧 的含量 ， 并 且 择优 取 向变 成 了 在 厚 带厚度 为 时 ， 厚 带 的显 微 结 构 基 本 全 是 细 小 的 急 冷 等 轴 晶 厚 度 为 时 ， 厚 带 的柱状 晶很 少 ， 并且 有较 大 区域 的等轴 晶 厚度 为 时 ， 厚 带 中片状 晶 比例 明显 增 多 ， 粗 大 的和 细 小 的等轴 晶 较 少 ， 带 片 中基 本 无 一 的 出现 ， 富 薄层 相 之 间 的 间距 为 娜 参 考 文 献 周 寿增 ， 董清 飞 超 强 永磁 体－ 稀 土 铁 系永磁 材 料「 北京 冶金 工 业 出版社 ， 刘英 烈 ， 饶 晓雷 高性 能烧 结钱铁硼 永磁材料 田 磁 性材料及 器 材 ， ， 何 叶青 ， 熊科 ， 高学绪 ， 等 铸锭 晶体生长特 征 · 金属 学报 ， ， 湘 盯 ， ， 廿 叮 山叮 御 ， 。 ， ， ， ， 即胃 诵 奴叮 一 一 仍玛 ， ， 何 叶青 ， 熊科 ， 韩丽 萍等 铸锭组 织的不均匀性对烧 结 ， 磁体 的制粉工 艺及 磁性 能 的影 响 稀 土 ， ， ， 一 刀 ， ， ， ， 】 一 一 一 月 毗， ， ， 毛止 ” 汀 一 一 一 汀 肠 ， ， ， 一 一 一 月 ， ， ， ， ， ， ， 加 恤 一 一 万乙了爪如， 环月 ， 月只 ， 犬口 ， ， ， 一 一 刁 加 叭 ， 面 叮 俪 一 一 刁 ， ， 刁 ， 肚 ， 七 山 卫 ， ℃ 加 ， 阴 一 阿 ， 一 山 卫 ， 以 叮 ， ， 一 一 几 而 叮