Аппарат для производства сплава и сплава с редкоземельными элементами

Аппарат для производства сплава и сплава с редкоземельными элементами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к аппарату для производства сплава. В частности, настоящее изобретение относится к аппарату для производства сплава, содержащего редкоземельный(е) элемент(ы), который включает в себя сплав R-T-B типа (в котором R представляет собой по меньшей мере один или более элементов из редкоземельных элементов, включая Y, T представляет собой металл, который всегда включает в себя Fe, а B представляет собой бор).

Данная заявка испрашивает приоритет заявки на патент Японии №2006-106793, поданной 7 апреля 2006 г., и преимущество приоритета предварительной заявки США №60/792647, поданной 18 апреля 2006 г., содержание которых включено сюда путем ссылки.

Предшествующий уровень техники

Магниты R-T-B типа, которые имеют самое высокое магнитное энергетическое произведение среди постоянных магнитов, благодаря их превосходным свойствам нашли применение в жестких дисках (HD), установке МРТ (магнитно-резонансной томографии), различных типах электродвигателей и т.п.В последние годы возросло их применение для электродвигателей, используемых в автомобилях, потому что ожидается значительное снижение потребления энергии, а термостойкость магнитов R-T-B типа была улучшена.

Магниты R-T-B типа содержат главным образом Nd, Fe и B и поэтому их обычно называют магнитами Nd-Fe-B типа или R-T-B типа. Символ R у магнитов R-T-B типа представляет собой главным образом те компоненты, в которых часть Nd замещена другими редкоземельными элементами, такими как Pr, Dy и Tb, а именно, по меньшей мере, одним из этих редкоземельных элементов, включая Y. Символ T представляет собой те компоненты, в которых часть Fe замещена металлами, такими как Со и Ni. Символ B представляет собой бор, в котором часть бора может быть замещена C или N. Кроме того, в магнит R-T-B типа в качестве дополнительных элементов могут быть добавлены Cu, Al, Ti, V, Cr, Ga, Mn, Nb, Ta, Мо, W, Ca, Sn, Zr, Hf и т.д., поодиночке или в комбинации.

Сплав R-T-B типа, который превращается в магнит R-T-B типа, является сплавом, который имеет главную фазу R₂T₁₄B, а именно ферромагнитную фазу, вносящую вклад в намагничивание, и который одновременно имеет немагнитную богатую компонентом R фазу, имеющую низкую температуру плавления, в которой сконцентрированы редкоземельные элементы, и этот сплав R-T-B типа является активным металлом. Поэтому сплав R-T-B типа до сих пор расплавляли или отливали в основном в вакууме или в инертном газе. Также для того чтобы произвести спеченный магнит из заготовки отлитого сплава R-T-B типа методом порошковой металлургии, заготовку из этого сплава измельчают в порошок сплава размером примерно 3 мкм (измеряемым с использованием анализатора размера частиц ниже границы просеивания по Фишеру (FSSS)), затем прессуют в магнитном поле и спекают при высокой температуре примерно от 1000°C до 1100°C в печи для спекания. Затем спеченный сплав обычно подвергают обработке нагреванием, механической обработке и дополнительно покрывают гальваническим покрытием для того, чтобы улучшить эрозионную стойкость, таким образом получая спеченный магнит.

Богатая компонентом R фаза спеченного магнита R-T-B типа играет следующие важные роли:

1) богатая компонентом R фаза имеет низкую температуру плавления, становится жидкой фазой при спекании и вносит вклад в уплотнение магнита, а именно в улучшение намагничивания;

2) богатая компонентом R фаза устраняет неоднородности межзеренной границы, уменьшает центры зародышеобразования в обратном магнитном домене и усиливает коэрцитивную силу; и

3) богатая компонентом R немагнитная фаза магнитно изолирует главную фазу и увеличивает коэрцитивную силу.

Следовательно, если состояние дисперсии богатых компонентом R фаз в формованном магните является плохим, это вызывает частичный недостаток спекания и низкое намагничивание, и поэтому важно, чтобы богатые компонентом R фазы были равномерно диспергированы в формованном магните. На распределение богатых компонентом R фаз значительно влияет строение материала, а именно сплава R-T-B типа.

Другая проблема возникает при литье сплава R-T-B типа, при котором в отлитом сплаве образуется α-Fe. α-Fe обладает деформируемостью и поэтому не измельчается и остается в измельчителе. Это не только снижает эффективность измельчения сплава, но и влияет на изменение состава и распределение частиц по размерам до и после измельчения. Кроме того, если α-Fe остается в магните даже после спекания, то магнитные свойства магнита ухудшаются. Поэтому считается, что α-Fe должно быть исключено из материала сплава в максимально возможной степени. Вот почему α-Fe в стандартных сплавах устраняли, подвергая их гомогенизирующей обработке, проводимой при высокой температуре в течение продолжительного периода времени там, где это необходимо. Небольшое количество α-Fe, присутствующее в материале сплава, может быть устранено посредством гомогенизирующей обработки. Однако это устранение требует твердофазного диспергирования в течение продолжительного периода времени, потому что α-Fe присутствует в виде перитектических зародышей кристаллизации. Следовательно, устранение α-Fe фактически является чрезвычайно трудным в том случае, когда слитки имеют толщину, равную нескольким сантиметрам, и количество редкоземельных элементов, составляющее 33% или менее.

Способ ленточной разливки (сокращенно упоминаемый как способ ЛР) был разработан и применялся в тех практических процессах, в которых заготовку из такого сплава отливают с более быстрой скоростью охлаждения с тем, чтобы решить проблему образования α-Fe в сплаве R-T-B типа.

Способ ЛР представляет собой технологию, при которой отливается тонкая пластинка толщиной примерно от 0,1 мм до 1 мм посредством разливки расплавленного сплава на медный валок, который внутри является водоохлаждаемым, при этом сплав закаляется и затвердевает. Поскольку в способе ЛР расплавленный сплав интенсивно охлаждается до температуры, при которой образуется фаза R₂T₁₄B (главная фаза), или ниже этой температуры, фаза R₂T₁₄B может образовываться непосредственно из расплавленного сплава и отложение α-Fe может быть контролируемым. Кроме того, за счет способа ЛР кристаллическое строение сплава становится более тонким и поэтому может быть произведен сплав, имеющий строение, при котором богатые компонентом R фазы являются тонкодиспергированными. Богатая компонентом R фаза реагирует с водородом в водородной атмосфере, расширяется и становится хрупким гидридом. При применении этого свойства в нее внедряются мелкие трещины, приводя в соответствие степень дисперсности богатых компонентом R фаз. Когда после такого процесса гидрогенизации сплав тонко измельчают, большое количество мелких трещин, образовавшихся в результате гидрогенизации, заставляет сплав ломаться и поэтому измельчаемость становится очень хорошей. Таким образом, поскольку тонкая пластинка из сплава, отлитая посредством способа ЛР, имеет внутренние богатые компонентом R фазы, тонкодиспергированные в ней, дисперсность богатых компонентом R фаз в измельченном и спеченном магните также является превосходной, тем самым успешно улучшая магнитные свойства магнита (например, см. патентный документ 1).

Кроме того, тонкая пластинка из сплава, отлитая посредством способа ЛР, имеет превосходную гомогенность строения. Гомогенность строения может быть сопоставима с диаметрами частиц кристаллов или состоянием дисперсии богатых компонентом R фаз. И хотя в тонкой пластинке из сплава, произведенного посредством способа ЛР, иногда образуются закаленные кристаллы на стороне тонкой пластинки, примыкающей к литейному валку (в дальнейшем упоминаемому как сторона литейного валка), в целом может быть получена должным образом рафинированная и однородная структура, которая является результатом быстрого охлаждения и затвердевания.

Как объяснялось выше, когда сплав R-T-B типа, отлитый посредством способа ЛР, применяется для производства спеченного магнита, гомогенность богатых компонентом R фаз в произведенном магните увеличена, и вредные влияния на процесс измельчения и намагничивание по причине α-Fe также могут предотвращаться. Таким образом, заготовка из сплава R-T-B типа, отлитая посредством способа ЛР, имеет превосходное строение для производства спеченного магнита. Однако поскольку свойства магнита улучшаются, была предпринята попытка дополнительного усовершенствования сплава R-T-B типа.

Патентный документ 1: нерассмотренная заявка на патент Японии, опубликованная под №H5-222488.

Раскрытие изобретения

Как описано выше, сплав R-T-B типа представляет собой сплав, который главным образом включает в себя элемент R, в котором часть Nd замещена другими редкоземельными элементами, такими как Pr, Dy и Tb; элемент T, в котором часть Fe замещена металлами, такими как Со и Ni; и B (бор). Обычно термостойкость магнита R-T-B типа оценивается на основе величины его коэрцитивной силы. Коэрцитивная сила увеличивается по мере того, как в составе сплава R-T-B типа увеличиваются доли Dy и Tb. Однако Dy и Tb являются очень дорогостоящими металлами. Поэтому существует проблема, заключающаяся в том, что добавление Dy и Tb при изготовлении магнита R-T-B типа является слишком дорогостоящим.

Кроме того, добавление Dy и Tb действительно улучшает коэрцитивную силу, но имеет тенденцию уменьшать остаточную магнитную индукцию (плотность магнитного потока). Это нежелательно приводит к снижению магнитно-твердых характеристик.

Настоящее изобретение было выполнено для того, чтобы решить вышеупомянутые проблемы. Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить аппарат для производства содержащего редкоземельный(е) элемент(ы) сплава, который позволяет производить редкоземельный магнит, имеющий высокую коэрцитивную силу.

Чтобы решить описанную выше задачу, настоящее изобретение предлагает следующее:

[1] Аппарат для производства сплава, включающий в себя литейное устройство, которое отливает расплавленный сплав с использованием способа ленточной разливки; измельчительное устройство, которое измельчает отлитый сплав после разливки; и нагревательное устройство, которое поддерживает тонкие пластинки отлитого сплава после измельчения при предварительно заданной температуре или которое нагревает тонкие пластинки отлитого сплава, при этом нагревательное устройство оборудовано контейнером и нагревателем.

[2] Аппарат для производства сплава по пункту [1], в котором под измельчительным устройством расположены загрузочная воронка и упомянутое нагревательное устройство.

[3] Аппарат для производства сплава по пункту [2], в котором нагреватель имеет участок отверстия, и выпуск загрузочной воронки расположен на участке отверстия.

[4] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [1] - [3], в котором контейнер оборудован контейнером для хранения и открывающейся-закрывающейся площадкой, расположенной над контейнером для хранения; тонкие пластинки отлитого сплава, подаваемые из измельчительного устройства, насыпаются на открывающуюся-закрывающуюся площадку, когда открывающаяся-закрывающаяся площадка находится в закрытом состоянии; и открывающаяся-закрывающаяся площадка сбрасывает тонкую пластинку отлитого сплава в контейнер для хранения, когда открывающаяся-закрывающаяся площадка находится в открытом состоянии.

[5] Аппарат для производства сплава по пункту [4], в котором открывающаяся-закрывающаяся площадка сбрасывает тонкие пластинки отлитого сплава в контейнер для хранения через предварительно заданный период времени с момента, когда тонкие пластинки отлитого сплава были насыпаны на открывающуюся-закрывающуюся площадку.

[6] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [1]-[5], в котором нагреватель поддерживает тонкие пластинки отлитого сплава, насыпанные на открывающуюся-закрывающуюся площадку, при предварительно заданной температуре, или же нагреватель нагревает тонкие пластинки отлитого сплава, насыпанные на открывающуюся-закрывающуюся площадку.

[7] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [1]-[6], дополнительно включающий в себя приводное устройство, которое позволяет контейнеру свободно перемещаться.

[8] Аппарат для производства сплава по пункту [7], в котором контейнер оборудован множеством открывающихся-закрывающихся площадок, и это множество открывающихся-закрывающихся площадок расположено вдоль направления движения контейнера.

[9] Аппарат для производства сплава по пункту [8], в котором тонкие пластинки отлитого сплава последовательно насыпаются на каждую открывающуюся-закрывающуюся площадку посредством перемещения контейнера в соответствии с приготовлением тонких пластинок отлитого сплава.

[10] Аппарат для производства сплава по пункту [8] или [9], в котором открывающиеся-закрывающиеся площадки последовательно сбрасывают тонкие пластинки отлитого сплава в контейнер для хранения через предварительно заданный период времени с момента, когда тонкие пластинки отлитого сплава были насыпаны на открывающиеся-закрывающиеся площадки.

[11] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [4]-[10], в котором открывающаяся-закрывающаяся площадка включает в себя плиту площадки и систему открывания-закрывания, которая открывает и закрывает плиту площадки, при этом система открывания-закрывания управляет углом наклона плиты площадки; система открывания-закрывания насыпает тонкие пластинки отлитого сплава на плиту площадки, устанавливая плиту площадки в горизонтальное положение или наклонное положение, когда открывающаяся-закрывающаяся площадка находится в закрытом состоянии; и система открывания-закрывания сбрасывает тонкие пластинки отлитого сплава в контейнер для хранения, делая угол наклона плиты площадки большим, когда открывающаяся-закрывающаяся площадка находится в открытом состоянии.

[12] Аппарат для производства сплава по пункту [11], в котором открывающаяся-закрывающаяся площадка сбрасывает тонкие пластинки отлитого сплава в контейнер для хранения, делая угол наклона плиты площадки большим через предварительно заданный период времени с момента, когда тонкие пластинки отлитого сплава были насыпаны на эту плиту площадки.

[13] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [7]-[12], в котором нагреватель расположен между измельчительным устройством и открывающимися-закрывающимися площадками вдоль направления движения контейнера.

[14] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [1]-[3], в котором между нагревателем и контейнером расположен(о) ленточный конвейер или подталкивающее устройство.

[15] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [1]-[14], в котором литейное устройство, измельчительное устройство и нагреватель расположены внутри камеры с атмосферой инертного газа.

[16] Аппарат для производства сплава по пункту [15], в котором внутри камеры предусмотрена охлаждающая камера, и контейнер выполнен с возможностью перемещаться в охлаждающую камеру.

[17] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [1]-[16], в котором сплав представляет собой сплав, содержащий редкоземельный(е) элемент(ы).

[18] Аппарат для производства сплава по пункту [17], в котором сплав, содержащий редкоземельный(е) элемент(ы), включает в себя сплав R-T-B типа, где R представляет собой по меньшей мере один элемент из редкоземельных элементов, включая Y; T представляет собой металл, который обязательно содержит Fe; а B представляет собой бор.

[19] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [1]-[16], в котором сплав представляет собой абсорбирующий водород сплав.

[20] Аппарат для производства сплава по любому из пунктов [1]-[16], в котором сплав представляет собой термоэлектрический полупроводниковый сплав.

[21] Сплав, который произведен с помощью аппарата для производства сплава по любому из пунктов [1]-[16].

[22] Сплав, содержащий редкоземельный(е) элемент(ы), который произведен с помощью аппарата для производства сплава по любому из пунктов [1]-[16].

[23] Абсорбирующий водород сплав, который произведен с помощью аппарата для производства сплава по любому из пунктов [1]-[16].

[24] Термоэлектрический полупроводниковый сплав, который произведен с помощью аппарата для производства сплава по любому из пунктов [1]-[16].

[25] Редкоземельный магнит, включающий в себя сплав с редкоземельным(и) элементом(ами) по пункту [22].

Как описано выше, в соответствии с аппаратом для производства сплава по настоящему изобретению тонкие пластинки отлитого сплава после разливки и измельчения подвергают обработке выдержкой температуры или обработке нагреванием, так что свойства сплава могли быть улучшены.

В частности, когда производимый сплав представляет собой сплав R-T-B типа, его коэрцитивная сила может быть улучшена посредством обработки выдержкой температуры, и может быть произведен редкоземельный магнит, имеющий превосходную коэрцитивную силу.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид спереди, показывающий один вариант реализации аппарата для производства сплава по настоящему изобретению;

фиг.2 - вид спереди, показывающий литейное устройство, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава;

фиг.3 - вид спереди, показывающий нагревательное устройство, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава;

фиг.4 - вид сбоку, показывающий нагревательное устройство, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава;

фиг.5 - вид сверху, показывающий открывающиеся-закрывающиеся площадки и контейнер, которые предусмотрены в аппарате для производства сплава;

фиг.6 - вид спереди, иллюстрирующий работу аппарата для производства сплава;

фиг.7 - вид спереди, иллюстрирующий работу аппарата для производства сплава;

фиг.8 - вид спереди, иллюстрирующий работу аппарата для производства сплава;

фиг.9 - вид спереди, иллюстрирующий работу аппарата для производства сплава;

фиг.10 - вид сбоку, иллюстрирующий работу аппарата для производства сплава;

фиг.11 - вид спереди, показывающий другой пример нагревательного устройства, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава;

фиг.12 - вид спереди, показывающий другой пример нагревательного устройства, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава;

фиг.13 - вид спереди, показывающий другой пример нагревательного устройства, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава;

фиг.14 - вид спереди, показывающий другой пример нагревательного устройства, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава;

фиг.15 - вид спереди, показывающий другой пример нагревательного устройства, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава;

фиг.16 - вид спереди, показывающий другой вариант реализации аппарата для производства сплава;

фиг.17 - вид, показывающий другой пример открывающейся-закрывающейся площадки; и

фиг.18 - график, описывающий зависимость между температурой выдержки и коэрцитивной силой магнитов R-T-B типа, произведенных в примерах 1-3 и сравнительном примере 1.

Лучший вариант осуществления изобретения

В дальнейшем поясняется один предпочтительный вариант реализации аппарата для производства сплава по настоящему изобретению со ссылкой на чертежи. Однако должно быть понятно, что чертежи используются только для описания конфигурации аппарата, и показанные размер, ширина, масштабы и т.д. каждого устройства не всегда отражают размер, ширину и масштабы фактического аппарата для производства сплава.

Компоновка аппарата для производства сплава

Фиг.1 представляет вид спереди, показывающий общую конфигурацию аппарата для производства сплава в качестве одного варианта реализации.

Аппарат 1 для производства сплава, показанный на фиг.1 (в дальнейшем упоминается как аппарат 1), оборудован в общем литейным устройством 2, измельчительным устройством 21 и нагревательным устройством 3. Нагревательное устройство 3 включает в себя нагреватель 31 и контейнер 5. Контейнер 5 включает в себя контейнер 4 для хранения и группу 32 открывающихся-закрывающихся площадок, предусмотренную над контейнером 4 для хранения. В этой конфигурации контейнер 5 (контейнер 4 для хранения) расположен под нагревательным устройством 3. Также аппарат 1 оборудован ленточным конвейером 51 (приводным устройством), который(ое) свободно приводит в действие контейнер 5, и контейнер 5 может перемещаться либо вправо, либо влево, приводимый в движение ленточным конвейером 51.

Также аппарат 1, показанный на фиг.1, оборудован камерой 6. Камера 6 включает в себя литейную камеру 6a и поддерживающую температуру камеру 6b для хранения, которая предусмотрена под литейной камерой 6a и которая связана с литейной камерой 6a. Литейное устройство 2 установлено в литейной камере 6a, а нагревательное устройство 3 установлено в поддерживающей температуру камере 6b для хранения. Таким образом, литейное устройство 2 и нагревательное устройство 3 установлены внутри камеры 6. Кроме того, в этой конфигурации нагревательное устройство 3 расположено под литейным устройством 2.

В поддерживающей температуру камере 6b для хранения предусмотрена заслонка 6e, и поддерживающая температуру камера 6b для хранения закрыта заслонкой 6e, за исключением того времени, когда контейнер 5 транспортируется из поддерживающей температуру камеры 6b для хранения.

Внутреннее пространство камеры 6 находится в состоянии пониженного давления инертного газа, и примеры инертного газа включают в себя аргон.

Кроме того, на стороне поддерживающей температуру камеры 6b для хранения напротив заслонки 6e может быть предусмотрена охлаждающая камера. Охлаждающая камера может быть также оборудована другой заслонкой, и контейнер 5 может быть сконструирован так, чтобы перемещаться за пределы камеры 6, когда эта заслонка остается открытой.

Литейное устройство 2 также оборудовано измельчительным устройством 21, которое измельчает заготовки из отлитого сплава, образовавшиеся посредством разливки в тонкие пластинки отлитого сплава. Кроме того, между литейным устройством 2 и группой 32 открывающихся-закрывающихся площадок предусмотрена загрузочная воронка 7. Загрузочная воронка 7 направляет тонкие пластинки отлитого сплава на группу 32 открывающихся-закрывающихся площадок.

В дальнейшем дополнительно будет подробно описано каждое из устройств, включенных в состав аппарата 1.

Конструкция литейного устройства

Фиг.2 представляет вид спереди, показывающий литейное устройство 2, которое предусмотрено в аппарате 1.

Как показано на фиг.2, литейное устройство 2 в соответствии с данным вариантом реализации представляет собой устройство, которое приготавливает тонкие пластинки отлитого сплава посредством измельчения после разливки расплавленного сплава с использованием способа ленточной разливки. В общем, литейное устройство 2 включает в себя охлаждающий валок 22, имеющий диаметр примерно от 60 мм до 80 мм, который отливает расплавленный сплав L в отлитый сплав М посредством быстрого охлаждения расплавленного сплава; промежуточное разливочное устройство 23, которое снабжает охлаждающий валок 22 расплавленным сплавом L; и измельчительное устройство 21, которое измельчает отлитый сплав М, отливаемый охлаждающим валком 22, в тонкие пластинки N отлитого сплава.

Расплавленный сплав L приготавливают в высокочастотной плавильной печи, которая предусмотрена снаружи камеры 6 (не показана). В этой высокочастотной плавильной печи материалы загружают в огнеупорный разливочный стакан в вакууме или в атмосфере инертного газа, и загруженные материалы расплавляют посредством способа высокочастотной плавки, таким образом приготавливая расплавленный сплав. Температура расплавленного сплава L варьируется с изменением типов составляющих сплава, но она регулируется в пределах диапазона от 1300°C до 1500°C. Как изображено на фиг.2, приготовленный расплавленный сплав L направляется к литейному устройству 2 по мере того, как он содержится в огнеупорном разливочном стакане 24. Затем расплавленный сплав L подается из огнеупорного разливочного стакана 24 в промежуточное разливочное устройство 23.

Промежуточное разливочное устройство 23 может быть оборудовано системой регулирования потока и/или системой удаления шлака, где это необходимо. Также охлаждающий валок 22 имеет внутри себя систему водяного охлаждения (не показана), и периферийная поверхность 22a охлаждающего валка 22 охлаждается этой системой водяного охлаждения. Что касается материала для охлаждающего валка 22, то подходящими являются медь или медный сплав, потому что они имеют превосходную теплопроводность и легкодоступны. Скоростью подачи расплавленного сплава L и скоростью вращения охлаждающего валка 22 управляют в соответствии с толщиной отлитого сплава М, но может быть подходящим, чтобы скорость вращения охлаждающего валка 22 составляла примерно от 0,5 до 3 м/с окружной скорости. В зависимости от материала для охлаждающего валка 22 или состояния периферийной поверхности 22a металлы часто имеют тенденцию прилипать к периферийной поверхности 22a охлаждающего валка 22. Поэтому там, где это необходимо, на нем может быть предусмотрено приспособление зачистки с тем, чтобы качество производимого сплава R-T-B типа было стабильным. Отлитый сплав М, затвердевший на охлаждающем валке 22, отделяется от охлаждающего валка 22 на стороне, противоположной промежуточному разливочному устройству 23.

Как показано на фиг.2 и 3, измельчительное устройство 21 включает в себя, например, пару дробильных вальцов 21a, и отлитый сплав М вводится между двумя вращающимися дробильными вальцами 21a так, что отлитый сплав М измельчается в тонкие пластинки N отлитого сплава. Измельченные тонкие пластинки N отлитого сплава падают через загрузочную воронку 7 и их транспортируют к нагревательному устройству 3.

Конструкция нагревательного устройства

Фиг.3 представляет собой вид спереди, показывающий нагревательное устройство 3, которое предусмотрено в аппарате для производства сплава, фиг.4 представляет собой его вид сбоку, а фиг.5 представляет собой его вид сверху.

Как показано на фиг.3-5, нагреватель 31, включенный в состав нагревательного устройства 3, имеет крышку 31a нагревателя и основную часть 31b, прикрепленную под крышкой 31a нагревателя. Крышка 31а нагревателя предусмотрена в нем для того, чтобы высвобождать тепло, производимое от основной части 31b, по направлению к контейнеру 5, и чтобы предотвращать высвобождение тепла к литейной камере 6a. Также если в нагревателе предусмотрена крышка 31a, то она может предотвращать повреждение основной части 31 в случае, если часть расплавленного сплава или отлитого сплава неожиданно упадет на нее.

Что касается его системы нагревания, то может быть использована любая из нагрева сопротивлением, нагрева инфракрасным излучением и индукционного нагрева. Также основной частью 31b может быть, например, любой нагревательный элемент, такой как металлические проволоки, карбид кремния и графит.

Нагреватель 31 имеет участок 31c отверстия и выпуск 7a загрузочной воронки 7, расположеный на участке 31c отверстия. Следовательно, тонкие пластинки N отлитого сплава, которые падают из литейного устройства 2 и которые проходят через загрузочную воронку 7, могут подаваться к группе 32 открывающихся-закрывающихся площадок контейнера 5, который предусмотрен под нагревателем 31.

Кроме того, нагреватель 31, как показано на фиг.1 и 3, расположен вдоль продольного направления ленточного конвейера 51 (направления движения контейнера 5), который предусмотрен внутри поддерживающей температуру камеры 6b для хранения. Эта конфигурация позволяет равномерно поддерживать температуру тонких пластинок N отлитого сплава, насыпанных на группу 32 открывающихся-закрывающихся площадок контейнера 5, или равномерно нагревать их даже в то время, когда контейнер 5 движется внутри поддерживающей температуру камеры 6b для хранения.

Группа 32 открывающихся-закрывающихся площадок, включенная в состав нагревательного устройства 3, объединена с контейнером 4 для хранения, образуя контейнер 5. То есть показанный на фиг.3-5 контейнер 5 образован контейнером 4 для хранения и группой 32 открывающихся-закрывающихся площадок, которая предусмотрена над контейнером 5.

Группа 32 открывающихся-закрывающихся площадок оборудована множеством открывающихся-закрывающихся площадок 33. Каждая открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 расположена вдоль направления движения контейнера 5. Группа 32 открывающихся-закрывающихся площадок, показанная на фиг.3-5, оборудована десятью открывающимися-закрывающимися площадками 33. Вокруг группы 32 открывающихся-закрывающихся площадок предусмотрены направляющие элементы 52 и эти направляющие элементы 52 предотвращают рассыпание тонких пластинок N отлитого сплава, которые падают через загрузочную воронку 7 в поддерживающую температуру камеру 6b для хранения.

Каждая открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 оставляет подаваемые из литейного устройства 2 тонкие пластинки N отлитого сплава, насыпанными на нее, чтобы поддерживать их температуру или нагревать их с помощью нагревателя 31 в течение предварительно заданного периода времени, и сбрасывает тонкие пластинки N отлитого сплава в контейнер 4 для хранения после прохождения периода выдержки температуры или нагревания.

Теперь открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 поясняется более подробно. Каждая открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 оборудована плитой 33a площадки и системой 33b открывания-закрывания, которая открывает или закрывает плиту 33a площадки. Каждая система 33b открывания-закрывания имеет вращающийся вал 33b₁, прикрепленный к одной стороне плиты 33a площадки; и приводной блок (не показан), который вращает вращающийся вал 33b₁. Каждый приводной блок может свободно вращать вращающийся вал 33b₁ таким образом, что углом наклона каждой плиты 33a площадки можно управлять отдельно. Угол наклона каждой плиты 33a площадки можно устанавливать любым в диапазоне от 0° (при котором плита 33a площадки является горизонтальной (положение, показанное на фиг.3 пунктирной линией)) до примерно 90° в направлении по часовой стрелке (при котором плита 33a площадки является почти вертикальной (положение, показанное на фиг.3 сплошной линией)).

Открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 находится в закрытом состоянии, когда плита 33а площадки находится в горизонтальном положении (когда угол наклона составляет примерно 0°) или когда плита 33а площадки наклонена до такой степени, что тонкие пластинки N отлитого сплава с нее не падают.С другой стороны, открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 находится в открытом состоянии при условии, что плита 33а площадки, например, слегка наклонена к положению, в котором плита 33а площадки является вертикальной (когда угол наклона составляет примерно 90°). Когда открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 находится в закрытом состоянии, тонкие пластинки N отлитого сплава могут быть насыпаны на плиту 33а площадки. Когда открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 находится в открытом состоянии, плита 33а площадки находится в наклонном состоянии, и тонкие пластинки N отлитого сплава могут падать, тем самым обеспечивая им возможность падать в контейнер 4 для хранения.

Таким образом, открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 может оставлять тонкие пластинки N отлитого сплава, насыпанными на плиту 33а площадки, в течение предварительно заданного периода выдержки температуры за счет действия системы 33b открывания-закрывания, а затем может сбрасывать тонкие пластинки N отлитого сплава вниз в контейнер 4 для хранения, делая угол наклона плиты 33а площадки большим.

Кроме того, открывающаяся-закрывающаяся площадка 33 может функционировать в качестве крышки для контейнера 4 для хранения. То есть контейнер 4 для хранения закрыт, когда открывающиеся-закрывающиеся площадки 33 находятся в закрытом состоянии. Это предотвращает передачу тепла от нагревателя 31 к контейнеру 4 для хранения, таким образом предохраняя внутреннее пространство контейнера 4 для хранения от нагревания. При этом открывающиеся-закрывающиеся площадки 33 могут блокировать теплопередачу от нагревателя 31, посредством чего хранящиеся в контейнере 4 для хранения тонкие пластинки N отлитого сплава, которые уже были подвергнуты термообработке выдержкой, не подвергаются снова выдержке температуры или нагреванию, и качество тонких пластинок N отлитого сплава сохраняется стабильным.

Далее внутри контейнера 4 для хранения предусмотрено множество охлаждающих плит 4a, как показано на фиг.3 и 4. Охлаждающие плиты 4a упорядоченно расположены в направлении их толщины с фиксированным интервалом. Когда тонкие пластинки N отлитого сплава после выдержки температуры находятся в контакте с охлаждающими плитами 4a, накопленное в тонких пластинках N отлитого сплава тепло поглощается в охлаждающие плиты 4a, и температура тонкой пластинки N отлитого сплава снижается.

В качестве материалов открывающейся-закрывающейся площадки 33 и контейнера 4 для хранения применяются различные металлы, такие как нержавеющая сталь, железо, "Хастеллой" и "Инконель", при условии, что они могут использоваться при высокой температуре.

Как показано на фиг.3 и 4, контейнер 5 установлен на ленточном конвейере 51. Ленточный конвейер 51 позволяет контейнеру 5 перемещаться в левую или правую сторону на фиг.3.

Работа аппарата для производства сплава

Далее будет объясняться работа описанного выше аппарата 1. Все фиг.6-9 представляют собой виды спереди, иллюстрирующие работу аппарата для производства сплава.

Как показано на фиг.6, контейнер 5 перемещают туда, где открывающаяся-закрывающаяся площадка 33A (представленная на левом краю группы 32 открывающихся-закрывающихся площадок) расположена непосредственно под выпуском 7a загрузочной воронки 7. Также все открывающиеся-закрывающиеся площадки 33 установлены в закрытое состояние.

Затем приготавливают тонкие пластинки N отлитого сплава, приводя в действие литейное устройство 2. Обращаясь к фиг.2, расплавленный сплав L приготавливают в плавильном устройстве (не показано). Расплавленный сплав L подают в промежуточное разливочное устройство 23, а далее подают из промежуточного разливочного устройства 23 на охлаждающий валок 22, посредством чего расплавленный сплав L затвердевает, давая отлитый сплав М. После этого отлитый сплав М смещается с охлаждающего валка 22 и проходит через дробильные вальцы 21a так, что отлитый сплав М измельчается в тонкие пластинки N отлитого сплава.

Состав расплавленного сплава L представлен, например, общей формулой R-T-B. R представляет собой главным образом те компоненты, в которых часть Nd замещена другими редкоземельными элементами, такими как Pr, Dy и Tb, а именно, по меньшей мере, одним из редкоземельных элементов, включая Y. T представляет собой те компоненты, в которых часть Fe замещена металлами, такими как Со и Ni. B представляет собой бор, в котором часть бора может быть замещена C или N. Кроме того, Cu, Al, Ti, V, Cr, Ga, Mn, Nb, Ta, Мо, W, Ca, Sn, Zr, Hf и т.д. могут быть добавлены поодиночке или в комбинации в качестве дополнительных элементов. Доли R и B в этом составе составляют 28-33% и 0,9-1,3% по массе соответственно, а остальное составляет T. Часть R может быть замещена на 15% по массе Dy и/или 15% по массе Tb. Однако состав расплавленного сплава, применяемого в аппарате 1 по настоящему изобретению, не ограничен описанным выше диапазоном и может применяться любой состав сплавов R-T-B типа.

Является предпочтительным, чтобы средняя скорость охлаждения расплавленного сплава на охлаждающем валке 22 составляла от 300°C до 3000°C в секунду. Когда скорость охлаждения составляет 300°C в секунду или более, достаточная скорость охлаждения может предотвращать отложение α-Fe и может предотвращать образование крупных выделений, таких как богатая компонентом R фаза и R₂Е₁₇-фаза. Когда скорость охлаждения составляет 3000°C в секунду или менее, его скорость охлаждения не становится чрезмерной, посредством чего тонкие пластинки отлитого сплава могут подаваться к нагревательному устройству 3 при надлежащей температуре. Также существует положительное качество, заключающееся в том, что тонкие пластинки отлитого сплава чрезмерно не охлаждаются и поэтому их не нужно снова нагревать. Кроме того, среднюю скорость охлаж