稀土合金制取(preparation of rare earth alloy)

用熔炼、还原或粉末冶金的方法制取稀土合金的过程。主要有熔炼法、金属热还原法、熔盐电解法和粉末冶金法。

熔炼法      根据合金设计成分直接将单一稀土金属(包括金属钇)或混合稀土金属与基体金属按比例配料后，在高温下进行互熔，并使合金成分达到均匀。为减少稀土金属在高温下的烧损，合金熔炼通常在保护渣(熔盐)或惰性气氛保护下进行。熔炼法又称对掺熔炼，是传统的合金熔炼方法。此法能精确地制取各种稀土合金。熔炼设备可使用坩埚电炉、真空中频感应炉、非自耗真空电弧炉和真空等离子熔炼炉。

金属热还原法      在基体金属存在下，用化学活性比稀土金属高的金属如铝、钙等作还原剂，在高温下将稀土化合物还原成金属并生成稀土合金的过程。当基体金属也是化合物时，基体金属化合物与稀土金属化合物同时被还原生成合金，此种还原称作共还原。还原过程在惰性气体保护或密闭状态下进行，一般采用真空感应炉。常用以钙为还原剂的钙热还原法或以铝为还原剂的铝热还原法。

熔盐电解法       在有离子存在的熔盐电解质中进行电解还原制取稀土合金的过程。主要有五种方法：(1)稀土氯化物熔盐电解法生产混合稀土金属；(2)在氯化物熔盐中电解稀土氯化物，以镁或铝作液态阴极制取低熔点阴极金属与稀土金属的合金，如Mg-Nd、Al-Y合金等；(3)在卤化物熔盐中，电解稀土氯化物或氧化物析出的稀土金属与自耗固态阴极上的金属形成合金，如Nd-Fe、Ce-Co合金等；(4)在氟化物熔盐中，电解稀士金属和基体金属的混合氧化物，在阴极上析出稀土金属与基体金属并生成合金，如Y-Al、Y-Mg合金等；(5)在铝电解槽内添加混合稀土化合物电解生产铝稀土合金。

粉末冶金法在低温下用高能球磨机将按合金设计成分所需的氧化钇}昆入基体金属粉末中，使氧化钇晶粒在基体金属中成弥散状态，然后用热等静压挤压成形，获得氧化钇弥散强化(ODS)合金。这是20世纪80年代后期开发的制取稀土合金的新方法，已生产出含Y₂O₃1.3％的镍基、钴基和镍铬基高温合金。此类合金具有突出的高温高强度性能。