一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺的制作方法

1.本发明涉及铸片生产技术领域，特别是一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺。


背景技术：

2.钕铁硼铸片生产过程中需要添加0.1％～0.2％的微量元素来细化晶粒，目前添加的微量元素普遍为铌(nb)，最新的研究发现，由锆(zr)取代铌能更好地细化晶粒数，性能更为卓越，在钕铁硼铸片浇铸过程中，晶粒不容易长大，然而纯锆的熔点在1852℃，直接参与钕铁硼铸片生产会带来过高的功耗和不可控性，锆铁合金则存在均匀性的问题，也不适用于钕铁硼铸片的生产，而以固溶体形式存在的锆铁铸片参与钕铁硼铸片的生产，可以有效降低熔点以及提高稳定性和均匀性。
3.锆铁铸片的生产目前仍存在许多未克服的难点，例如参考钕铁硼铸片的甩带加工工艺，将熔融的原料输出到旋转的铜辊上，通过铜辊的甩带使熔融的原料瞬间冷凝成铸片，应用到锆铁铸片时就会由于锆铁铸片的混合熔融原料在流动性上不如钕铁硼铸片的混合熔融原料，存在对原料的处理、熔融原料的浇铸速度、浇铸方式以及铜辊的旋转速度控制上的难点，比如铜辊旋转过慢会导致熔融原料的断流或直接凝固在铜辊上，铜辊旋转过快则达不到铸片厚度要求；又比如熔融原料的浇铸速度过慢会导致铸片呈团块状，厚度大，金相结构杂乱，而浇铸速度过快会导致熔融原料不能及时冷凝或铸片甩带后连在一起难以分离这些情况，因此，如何将诸多因素统筹去制造符合要求的锆铁铸片是目前锆铁铸片生产的一大难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺。它具有制得的锆铁铸片厚度符合要求且分布均匀、金相组织清晰、晶粒大小均匀的优点。
5.本发明的技术方案：一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺，包括以下步骤：
6.步骤一、按以下重量份的组分配比配置原料：zr，58～60份、hf，2～4份、fe，38～40份；
7.步骤二、将步骤一配置好的原料混合放入熔炼铸片炉中，将熔炼铸片炉中的空气抽出达到真空状态；
8.步骤三、向熔炼铸片炉中充入惰性保护气体，在惰性保护气体的保护氛围下对混合原料进行加热熔炼，熔炼后的熔融原料在1600～1700℃的温度下保温5分钟；
9.步骤四、将步骤三保温后的熔融原料从熔炼铸片炉的浇口中输出，使其落到旋转的浇铸辊上，进而甩带得到铸片，浇口中原料的输出速度为1.00～1.30kg/s，浇铸辊的旋转速度为60～65rpm。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：通过选择合适配比的锆、铪、铁原料为铸片质量打下基础，原料混合后经过抽真空、熔炼等处理达到浇铸甩带的要求，输出后通过对熔融原料浇铸速度以及浇铸辊旋转速度的控制使得最终能得到厚度符合要求且分布
均匀、金相组织清晰、晶粒大小均匀的锆铁铸片。
11.前述的一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺中，步骤四中通过控制熔炼铸片炉的倾斜角度使浇口中原料的输出速度恒定在1.16kg/s。
12.前述的一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺中，熔炼铸片炉在输出熔融原料的过程中倾斜角度不断发生调整，第一次倾斜角度从0
°
调整到20
°
，调整时间40s；第二次倾斜角度从20
°
调整到30
°
，调整时间50s；第三次倾斜角度从30
°
调整到36
°
，调整时间60s；第四次倾斜角度从36
°
调整到42
°
，调整时间120s；第五次倾斜角度从42
°
调整到55
°
，调整时间150s；第六次倾斜角度从55
°
调整到62
°
，调整时间150s；第七次倾斜角度从62
°
调整到74
°
，调整时间155s；第八次倾斜角度从74
°
调整到82
°
，调整时间150s；最后一次倾斜角度从82
°
调整到90
°
，调整时间120s。
13.前述的一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺中，步骤四中浇铸辊的旋转速度为63rpm，浇铸辊的直径为550～650mm，浇口与浇铸辊顶部之间设有中间包，中间包的出料口到浇铸辊表面之间的最短距离为4～6mm。
14.前述的一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺中，从中间包出料口输出的熔融原料浇铸到浇铸辊表面的位置与浇铸辊顶部之间的最短圆弧线所对应的圆心角为12
°
～18
°
。
15.前述的一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺中，步骤一中按以下重量份的组分配比配置原料：zr，59份、hf，3份、fe，38份。
16.前述的一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺中，步骤二中将熔炼铸片炉中的空气抽出使炉内压强降至5pa以下。
17.前述的一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺中，步骤三中的保护气体为氩气，充入氩气后使熔炼铸片炉中的压强维持在40kpa。
18.前述的一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺中，所述熔炼铸片炉为800公斤真空感应熔炼铸片炉，步骤三中进行熔炼时，首先将熔炼铸片炉功率控制在200kw，保持10min，随后将熔炼铸片炉功率控制在300kw，保持10min，再将熔炼铸片炉功率控制在400kw，保持10min，再将熔炼铸片炉功率控制在500kw，保持15min，最后使熔融原料在1650℃的温度下保温5分钟。
附图说明
19.图1是实施例中通过本发明的工艺制得的铸片的金相组织图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
21.实施例：一种锆铁铸片的浇铸甩带工艺，包括以下步骤：
22.步骤一、按以下重量份的组分配比配置原料：zr，59份、hf，3份、fe，38份。
23.步骤二、将步骤一配置好的原料混合放入800公斤真空感应熔炼铸片炉中，将熔炼铸片炉中的空气抽出达到真空状态(炉内压强降至5pa以下视为符合真空状态的要求)。
24.步骤三、向熔炼铸片炉中充入惰性保护气体氩气，充入氩气后使熔炼铸片炉中的压强维持在40kpa，在氩气的保护氛围下对混合原料进行加热熔炼，首先将熔炼铸片炉功率
控制在200kw，保持10min，随后将熔炼铸片炉功率控制在300kw，保持10min，再将熔炼铸片炉功率控制在400kw，保持10min，再将熔炼铸片炉功率控制在500kw，保持15min，最后使熔融原料在1650℃的温度下保温5分钟。
25.步骤四、将步骤三保温后的熔融原料从熔炼铸片炉的浇口中输出，使其落到旋转的浇铸辊上，进而甩带得到铸片，浇口中原料的输出速度为1.16kg/s，浇铸辊的旋转速度为63rpm，浇铸辊的直径为600mm，浇口与浇铸辊顶部之间设有中间包，中间包的出料口到浇铸辊表面之间的最短距离为5mm，从中间包出料口输出的熔融原料浇铸到浇铸辊表面的位置与浇铸辊顶部之间的最短圆弧线所对应的圆心角为15
°
。
26.步骤四中通过控制熔炼铸片炉的倾斜角度使浇口中原料的输出速度恒定在1.16kg/s，熔炼铸片炉在输出熔融原料的过程中倾斜角度不断发生调整，第一次倾斜角度从0
°
调整到20
°
，调整时间40s；第二次倾斜角度从20
°
调整到30
°
，调整时间50s；第三次倾斜角度从30
°
调整到36
°
，调整时间60s；第四次倾斜角度从36
°
调整到42
°
，调整时间120s；第五次倾斜角度从42
°
调整到55
°
，调整时间150s；第六次倾斜角度从55
°
调整到62
°
，调整时间150s；第七次倾斜角度从62
°
调整到74
°
，调整时间155s；第八次倾斜角度从74
°
调整到82
°
，调整时间150s；最后一次倾斜角度从82
°
调整到90
°
，调整时间120s。
27.经本发明浇铸甩带工艺后得到的铸片金相组织如图1所示，铸片厚度在1mm左右且厚度分布均匀，金相组织清晰，晶粒大小均匀，符合制造要求。
28.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。