專利名稱：一種銅基非晶合金及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及了一種新的銅基非晶合金及其制備工藝。
背景技術(shù)：
銅具有可回收性、可塑性、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性、抗腐蝕性好等特征。銅基非晶是近幾年來熱門發(fā)展的先進(jìn)材料。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在簡單的非晶合金體系中，通過多元化處理，可以提高非晶形成能力。已經(jīng)得到的銅基大塊非晶Cu-Ti-Zr-Ni-Si(H.Choi-Yim，R.Busch，W.L.JohnsonJ.Appl.Phys，1998，837993-7997)和Cu-Ti-Zr-Ni-Sn(E.S.Park，H.K.Lim，W.T.Kim，J.Non-Cryt.Solids，2002，29815-22)中，銅的原子百分含量一般小于50at.％。2001年日本的Inoue等人(A.Inoue，W.Zhang，T.Zhang，K.Kurosaka.Actamater..2001，492645-2652)得到了高銅含量(60at.％)的Cu-Zr-Ti和Cu-Hf-Ti系大塊非晶，這些銅基大塊非晶具有很好的機(jī)械性能。但是Zr、Ti、Hf原材料價格較高，不利于工業(yè)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種銅含量高且成本低的銅基非晶合金及其制備工藝。
本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的一種銅基非晶合金，含有銅和鋁，其特征是還含有鐠，各組分的原子百分比為Cu50Pr30Al20或Cu60Pr30Al10。
上述銅基非晶合金的制備工藝，其特征是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的(1)首先按原子百分比Cu50Pr30Al20或Cu60Pr30Al10稱取電解銅、純鐠及工業(yè)純鋁原料；(2)在高純氬氣保護(hù)氣氛中的真空電弧爐中進(jìn)行熔煉，熔煉電流為250-500A，每一堝料熔化三次以上，第二次及以后熔煉時加磁攪拌，保證成分分布均勻；(3)熔化結(jié)束后取出錠料，并將錠料表面打光，以備熔體甩帶實(shí)驗(yàn)用；(4)采用高頻重熔甩帶設(shè)備、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，將小塊錠料放入底端帶有小孔的石英管中進(jìn)行甩帶，甩帶過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。
上述銅基非晶合金的制備工藝，其特征是步驟(2)中真空熔煉的真空度為2-3×10-3Pa；步驟(4)中石英管上小孔的直徑為1.2-1.5mm；高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的加熱電流調(diào)節(jié)到490-510A；甩帶過程中熔體的噴射壓力為0.3Mpa以上；熔體的噴射溫度為1000-1150℃。
本發(fā)明通過合理的成分配比，可以制得Cu50Pr30Al20或Cu60Pr30Al10非晶薄帶。雖然稀土元素鐠含量較高，且鐠容易氧化，但以該成分配比，按照以上工藝可制得厚度為100μm非晶條帶。銅基非晶合金具有高強(qiáng)度、抗海水腐蝕性，可作為制造潛水艇的材料。而且銅基非晶薄帶做成纖焊材料，延展性好，可加工成型，成分均勻不含雜質(zhì)，熔點(diǎn)低，流動性好，可用于高溫合金和不銹鋼的纖焊，代替昂貴的金基纖焊合金用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)部件的焊接。
具體實(shí)施例方式下面給出本發(fā)明的兩個最佳實(shí)施例實(shí)施例1(1)原材料為電解銅(99.999％)、純鐠(99.9％)及工業(yè)純鋁(99.8％)，用精確到100mg的天平按Cu50Pr30Al20的原子百分比稱取原料，分別為Cu12.7g，Pr16.9g，Al2.2g；(2)將原料放入電弧爐中，用機(jī)械泵和分子泵抽真空至2×10-3Pa，充入高純氬氣進(jìn)行電弧熔煉，熔煉電流為500A；第一遍熔化至原料表面熔化即可，第二次熔煉時待表面熔化后立即加磁攪拌至熔體中沒有塊狀料。然后再翻轉(zhuǎn)料進(jìn)行第三次熔煉，檢查是否還有未熔原料；(3)取出錠料，用銼刀或砂紙將錠料表面清理干凈，然后做成塊料以備熔體甩帶實(shí)驗(yàn)用；(4)將小塊錠料放入底端有1.2-1.5mm小孔的石英管中進(jìn)行甩帶，甩帶過程中采用高頻重熔甩帶設(shè)備、SP-15B型感應(yīng)加熱設(shè)備，熔體的噴射壓力為0.5MPa，加熱電流調(diào)節(jié)到501A，熔體的噴射溫度為1050℃，甩帶過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。
按上述工藝得到的Cu50Pr30Al20非晶薄帶。
實(shí)施例2原材料為電解銅(99.999％)、純鐠(99.9％)及工業(yè)純鋁(99.8％)，用精確到100mg的天平按Cu60Pr30Al10的原子百分比稱取原料，各組元質(zhì)量分別為Cu15.2g，Pr16.9g，Al1.1g；采取與實(shí)施例1相同的工藝步驟，用機(jī)械泵和分子泵抽真空至3×10-3Pa，電弧爐熔煉電流為250A，高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的加熱電流調(diào)節(jié)到490A，甩帶時熔體的噴射溫度為1100℃。
按上述工藝得到的Cu60Pr30Al10非晶薄帶。
權(quán)利要求
1.一種銅基非晶合金，含有銅和鋁，其特征是還含有鐠，各組分的原子百分比為Cu50Pr30Al20或Cu60Pr30Al10。
2.一種權(quán)利要求1所述銅基非晶合金的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)首先按原子百分比Cu50Pr30Al20或Cu60Pr30Al10稱取電解銅、純鐠及工業(yè)純鋁原料；(2)在高純氬氣保護(hù)氣氛中的真空電弧爐中進(jìn)行熔煉，熔煉電流為250-500A，每一堝料熔化三次以上，第二次及以后熔煉時加磁攪拌，保證成分分布均勻；(3)熔化結(jié)束后取出錠料，并將錠料表面打光，以備熔體甩帶實(shí)驗(yàn)用；(4)采用高頻重熔甩帶設(shè)備、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，將小塊錠料放入底端帶有小孔的石英管中進(jìn)行甩帶，甩帶過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅基非晶合金的制備工藝，其特征是步驟(2)中真空熔煉的真空度為2-3×10-3Pa；步驟(4)中石英管上小孔的直徑為1.2-1.5mm；高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的加熱電流調(diào)節(jié)到490-510A；甩帶過程中熔體的噴射壓力為0.3Mpa以上；熔體的噴射溫度為1000-1150℃。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及了一種銅含量高且成本低的銅基非晶合金及其制備工藝。該銅基非晶含有銅和鋁，其特征是還含有鐠，各組分的原子百分比為Cu
文檔編號C22C45/00GK1710138SQ200510043708
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者邊秀房, 李雪蓮, 林濤 申請人:山東大學(xué)