[发明专利]金属粉末雾化装置及其制备FeCoTaZr合金粉末的方法

说明书

技术领域

本发明属于合金粉末制备技术领域，具体涉及一种金属粉末雾化装置及其制备FeCoTaZr合金粉末的方法，此合金粉末用于垂直磁记录介质软磁性底层的制备。

背景技术

在信息存储方式中，以硬盘技术为代表的磁性信息存储技术以其存储密度高、容量大、速度快以及价格低等优势一直占据着重要的地位。随着硬盘磁记录密度不断地指数式提高着，传统的水平（即纵向）磁记录方式改为垂直磁记录方式。垂直磁记录介质材料中的软磁性底层材料经过硬盘制造商和学术界多年的探索，基本确定为FeCoTaZr合金。该合金中添加Fe元素可顺利解决由于磁记录密度的增加造成极小的磁粒子与相邻粒子间耦合产生的“噪音”问题，进而大大提高了硬盘的存储能力。硬盘制造商对高质量的FeCoTaZr合金靶材的技术要求是：较高的磁透率高、极高的纯度、成分和微观组织均匀。

目前，国内外多采用真空熔炼浇铸成铸坯，然后进行热等静压方法制备FeCoTaZr合金靶材。该工艺简单、靶材的纯度有保证，但由于其是四元合金靶材，合金化难度较大，因此，造成靶材的晶粒度较大、成分均匀性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属粉末雾化装置。

本发明的目的还在于提供一种利用上述金属粉末雾化装置制备FeCoTaZr合金粉末的方法。上述合金粉末用于制备垂直磁记录介质软磁性底层用。

一种金属粉末雾化装置，此装置包括上、下两个真空罐体，上罐体为真空熔炼室1，下罐体为雾化室2；真空熔炼室1内安有中频感应熔炼炉3和中间包4；中间包4的底部安装导流管5，导流管5的出口端在雾化室2的上方；在导流管5管壁的周围设有电阻加热装置6，电阻加热装置6周围是限制式气雾化喷嘴7。

所述中频感应熔炼炉3和中间包4的材质分别为氧化钙、氧化锆或氧化钇。

所述导流管5的内径为2.0~5.0mm。

所述导流管5的材质为氧化钙、氧化锆和氧化钇中的一种或一种以上。

利用上述雾化装置制备FeCoTaZr合金粉末的方法，该方法包括下述步骤：

（1）按合金重量的重量比分别取20%~35%的Co 、5%~25% 的Ta、5%~15%的 Zr、余量Fe，进行配料；其中Fe、Co、Ta、Zr四种元素的纯度分别大于99.95%；

（2）将上述四种原料放入熔炼炉的坩埚中，在惰性气体保护下，升至1400~1600℃，将原料熔化，浇铸成预制锭；

（3）将预制锭放入雾化装置的真空熔炼室1的中频感应熔炼炉3中，在惰性气体保护下，升温至1500~1700℃将预制锭熔化完全，保温5~25min；然后将熔体浇入中间包4，利用电阻加热装置6加热使中间包4温度为900~1200℃，熔体均匀化后经导流管5流出后，在限制式气雾化喷嘴7的作用下，在雾化室2内惰性气体作用下进行雾化，随后经过球化、冷却凝固成金属粉末8；其中雾化压力为1.0~5.0MPa。

步骤（2）中所述熔炼炉的坩埚为氧化钙、氧化锆或氧化钇坩埚。

所述惰性气体为氮气、氩气或氦气，其纯度大于99.999%。

本发明的有益效果在于：利用本发明的装置和方法制备的合金化FeCoTaZr合金粉末氧含量低，杂质含量低，晶粒细小，成分均匀，合金化良好，易于进行粉末烧结，制备高性能的合金靶材，同时大幅度提高合金材料的使用率。

附图说明

图1为本发明的制备方法中制备装置示意图；

其中各标号为：1-真空熔炼室，2-雾化室，3-中频感应熔炼炉，4-中间包，5-导流管，6-电阻加热装置，7-限制式气雾化喷嘴，8-金属粉末。

图2为用本发明的方法所制备的FeCo34Ta25Zr10合金粉末的扫描电镜（SEM）图。

图3为用本发明的方法所制备的FeCo34Ta25Zr10合金粉末的内部元素面分布图。

具体实施方式

由于FeCoTaZr合金属于四元合金，其中含有高熔点和高活性元素，FeCoTaZr合金粉末属于高熔点高活性粉末，其合金化难度较大，因此必须选用快速凝固气雾化技术。因此，本发明采取下述的雾化装置配合本发明的方法制备FeCoTaZr合金粉末。