Неодим в слитках НМ-1 в Минске


Неодим в слитках НМ-1 — сырье для магнитных и лазерных систем

Неодим в слитках НМ-1 — металлический редкоземельный продукт с содержанием основного элемента не менее 99,1 % (марка НМ-1 по ТУ 48-4-208). Слитки получают методом кальциетермического восстановления из оксида неодима с последующей вакуумной дистилляцией, что обеспечивает низкое содержание газовых примесей и неметаллических включений. Материал поставляется в виде слитков массой 1–5 кг, упакованных в герметичные контейнеры под аргоном для предотвращения окисления.

Неодим НМ-1 характеризуется высокой химической активностью: на воздухе быстро окисляется с образованием рыхлой оксидной пленки, поэтому требует хранения в инертной среде или вакууме. Плотность металла — 7,01 г/см, температура плавления — 1024 C, температура кипения — 3074 C. В слитках НМ-1 контролируется содержание примесей: железа — не более 0,05 %, кремния — не более 0,03 %, кальция — не более 0,02 %, кислорода — не более 0,05 %.

Применение слитков неодима НМ-1

Основное назначение слитков НМ-1 — производство сплавов NdFeB для высококоэрцитивных постоянных магнитов. В металлургическом переделе слитки используются как шихтовая заготовка при вакуумной индукционной плавке. Кроме того, неодим НМ-1 востребован в следующих направлениях:

  • выплавка магнитных сплавов Nd-Fe-B методом вакуумной индукционной плавки с последующим стрип-кастингом;
  • легирование магниевых и алюминиевых сплавов для повышения жаропрочности (до 0,5–2,0 мас. %);
  • производство лазерных сред на основе Nd:YAG и Nd:YLF для твердотельных лазеров;
  • изготовление мастер-сплавов для спеченных и литых магнитов с энергетическим произведением до 50 МГсЭ;
  • использование в качестве раскислителя при выплавке специальных сталей и жаропрочных никелевых сплавов.

Технические характеристики слитков НМ-1

ПараметрЗначениеМетод контроляНормативПримечание
Содержание Nd, % 99,1Атомно-эмиссионный анализТУ 48-4-208основной компонент
Содержание Fe, % 0,05Масс-спектрометрияТУ 48-4-208контролируемая примесь
Содержание O, % 0,05Восстановительное плавлениеТУ 48-4-208газовая примесь
Плотность, г/см7,01Гидростатическийсправочные данныепри 20 C
Температура плавления, C1024Дифференциальная сканирующая калориметриясправочные данныедля металла
Масса слитка, кг1–5ВзвешиваниеТУ 48-4-208по согласованию

Особенности работы с неодимом НМ-1

При плавке слитков НМ-1 необходимо учитывать высокую склонность расплава к взаимодействию с кислородом и азотом. Рекомендуется вести плавку в вакуумных индукционных печах с остаточным давлением не выше 1,3 Па или под защитной атмосферой очищенного аргона. Тигли следует изготавливать из оксида иттрия или оксида алюминия с плотной структурой, исключающей контакт расплава с материалом футеровки. Для получения однородного магнитного сплава Nd-Fe-B необходимо выдерживать расплав при температуре 1350–1450 C в течение 15–20 минут с последующим быстрым охлаждением на медном водоохлаждаемом кристаллизаторе.

При хранении слитков НМ-1 на складе следует обеспечить герметичную упаковку с абсорбентом влаги. Срок хранения в заводской упаковке — не более 12 месяцев с даты отгрузки. Перед загрузкой в печь слитки рекомендуется подвергать поверхностной зачистке для удаления оксидного слоя, образовавшегося при нарушении герметичности упаковки.

Вопросы и ответы

Чем отличается неодим НМ-1 от НМ-2?

Марка НМ-1 имеет содержание неодима не менее 99,1 %, тогда как НМ-2 допускает содержание основного элемента не менее 98,5 %. В НМ-1 также более жесткие нормы по примесям железа, кремния и кислорода, что важно для магнитных сплавов с высокими коэрцитивными свойствами.

В каких печах переплавляют слитки НМ-1?

Слитки переплавляют в вакуумных индукционных печах с остаточным давлением до 1,3 Па. Для защиты расплава используют аргон высокой чистоты. Тигли — из оксида иттрия или алюминия, исключающие взаимодействие с агрессивным расплавом неодима.

Как транспортируют слитки неодима НМ-1?

Слитки упаковывают в герметичные металлические банки с аргоном, затем помещают в деревянные или металлические ящики. Транспортировка допускается всеми видами крытого транспорта при условии защиты от механических повреждений и атмосферных осадков.

Какие примеси контролируются в слитках НМ-1?

В обязательном порядке контролируются железо ( 0,05 %), кремний ( 0,03 %), кальций ( 0,02 %), кислород ( 0,05 %), а также суммарное содержание редкоземельных примесей (празеодим, лантан, церий) — не более 0,3 %.