PtCo23.2永磁合金加工开裂原因分析

毛明 黄菲

摘  要：铂钴合金是一种性能优良的永磁材料，文章介绍了铂钴永磁合金加工过程中开裂原因及影响因素，总结了加工过程中应注意的几个问题，希望能够为铂钴合金的生产加工提供一些借鉴，仅供参考。

关键词：铂钴;永磁合金;矫顽力;磁能积;柱状晶

前言

铂钴合金是优良的永磁材料，具有较高的矫顽力和磁能积，磁稳定性好，耐腐蚀，可在酸、碱、盐介质下工作，由于其价格昂贵，因此主要用于其它永磁材料无法工作的恶劣、特殊环境之中，如航空、航海、航天等领域。虽然铂钴永磁合金是高性能永磁合金中唯一可以承受冷、热加工的合金，也能加工成板、棒、丝、管等，但在加工过程中极易发生开裂，影响成品率和产品质量。铂钴永磁合金的加工开裂也是长期困扰生产加工的问题。文章就造成铂钴永磁合金加工过程中容易开裂的几个因素加以探讨和分析，以指导今后的工作。

1 加工开裂的几个影响因素

1.1 铸锭中的气孔

铸锭中的气孔是加工开裂的原因之一。铂钴合金的熔炼在高频炉，氩气保护或中频感应炉中進行。合金中的钴十分容易吸气以及铸模壁吸附的气体等。在合金浇铸后，这些气体来不及排出，大多在铸锭内及组织中形成气孔。如图1、图2。

由于铂钴合金相对来说还是价格高、用量少。因此，每炉熔炼少则几百克，多也不过是2～3公斤。因此合金铸锭小，凝结快，铸锭内极易出现气孔。实践经验告诉我们，高频炉熔炼所得铸锭比中频炉真空熔炼的铸锭气孔多，加工时更容易发生开裂现象。

1.2 合金中的杂质

合金原料铂、钴纯度虽然都是99.9%，但还是存在其它杂质，再加上使用一些回炉料，往往在晶内、晶界上分布着很多杂质，它们也是合金加工过程中的开裂原因之一。如图3。

1.3 柱状晶

因铂钴合金的结晶范围狭窄，所以容易形成柱状晶组织（如图4-图5），柱状晶的生长方向为径向，因铸锭小，极易形成贯穿柱状晶，柱状晶晶粒间结合力较弱且往往散布着氧化膜及其他非金属杂质，而在加工时，便容易引起晶界断裂。如图4、图5、图6所示。

2 防止加工开裂加工工艺中应注意的几个问题

2.1 提高铸锭质量，尽量减少铸锭中的气孔

为减少铸锭中的气孔，最有效的办法是真空熔炼，铸模采用水冷底垫，形成铸模的冷却梯度，以便形成铸锭的集中缩孔，有利于气体的排出。用高频炉熔炼浇铸前要有意识排出融池内的气体。

2.2 减少合金中的杂质

原料钴使用前要在氢气中做还原处理，除去氧化物。使用回炉料要先洗净油污，然后做氢还原处理，除去杂质及氧化物。这是使用回炉料时防止加工开裂的关键工艺。实践证明是非常重要的、必不可少的工艺。

2.3 加工工艺

因大多数铂钴合金铸锭都不大，多半都有贯穿柱状晶形成，因此在条件许可时尽量采用热加工，可以减少开裂。冷加工时，尽可能使金属变形方向与柱状晶方向相同，可以减少开裂。道次加工率在10%以内，总加工率可达50%。加工初期的大加工率也是造成开裂的主要原因。另外，因为铸锭柱状晶发达，铸锭表面仅有一层很薄的细晶组织，这层细晶组织对防止加工开裂有很好的作用。因此，对容易发生加工开裂的产品，可先对铸锭不做扒皮处理，在锻造、轧制、旋锻之后再做扒皮处理。这也是防止加工开裂很有效的手段之一。

3 结束语

减少铸锭内的气孔、防止杂质进入合金、量选用热加工、先加工后把皮是防止铂钴合金加工开裂、提高成品率和产品质量的有效措施。