專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋯基非晶合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋯基非晶合金的制備方法。
背景技術(shù)：
非晶金屬材料由于其特殊的結(jié)構(gòu)——長(zhǎng)程無(wú)序而短程有序，因而具有優(yōu)異的性 能高的強(qiáng)度和硬度、耐磨性、耐蝕性、較大的彈性極限和高電阻等優(yōu)越的性能，而且還表現(xiàn) 出優(yōu)良的超導(dǎo)性和低磁損耗等特點(diǎn)，因此非晶態(tài)金屬材料被公認(rèn)為最有潛力的新型結(jié)構(gòu)材 料，從而廣泛應(yīng)用到機(jī)械、IT電子、軍工等多項(xiàng)領(lǐng)域。大塊非晶材料的出現(xiàn)，極大地促進(jìn)了 非晶材料的研究和應(yīng)用。目前已知的非晶體系中同時(shí)具有較好的非晶形成能力和優(yōu)越的力 學(xué)性能的成分體系還比較少，鋯基非晶材料作為這些較平衡體系中的一種，目前已經(jīng)得到 了較為廣泛的應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)大塊非晶制備過(guò)程涉及的一些帶有共性的基本問(wèn)題，例如雜質(zhì)元 素和冷卻表面的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)非晶形成能力的影響等，缺乏系統(tǒng)深入的研究。例如，某些本征 非晶形成能力很強(qiáng)的Pd基和ττ基的非晶形成臨界冷卻速率可以低到0. 01 0. 1K/S量 級(jí)，理論上只要提供一定的冷卻條件(如水冷金屬模鑄造等)就可以得到大尺寸的非晶體。 但在實(shí)際中，大塊非晶對(duì)合金純度、環(huán)境氣氛等都十分敏感，特別是對(duì)氧的含量。非晶合金 中氧元素主要來(lái)自于原料本身所攜帶的氧元素以及在熔煉過(guò)程中帶入的氧元素，鋯基非晶 在熔煉過(guò)程中非常容易吸氧，即使在真空條件下熔煉也會(huì)造成合金基體內(nèi)氧含量的明顯升 高，而非晶合金中氧含量的增加，會(huì)降低非晶合金的形成能力，同時(shí)降低的非晶合金的力學(xué) 性能。目前，降低非晶合金中氧含量的做法主要有，采用高純度的原料來(lái)制備非晶合 金，采用高純度的原料，降低了非晶合金的氧含量，但是同時(shí)增加了非晶合金的生產(chǎn)成本， 限制了非晶合金的使用范圍。另外一種方法是使用常見(jiàn)的鋼水脫氧劑，但是由于鋼水脫氧 劑中所含有的金屬物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致非晶合金出現(xiàn)嚴(yán)重偏析，而在非晶合金中出現(xiàn)的大量晶化會(huì) 對(duì)鋯基非晶形成能力，產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種有效降低鋯基非晶合金鑄錠中的氧含 量，提高非晶合金成型能力的非晶合金制備方法。發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，非晶合金中氧元素主要來(lái)自于原料本身所攜帶的氧元 素以及在熔煉過(guò)程中帶入的氧元素，目前，降低非晶合金中氧含量的做法主要有采用高純 度的原料來(lái)制備非晶合金，采用高純度的原料，降低了非晶合金的氧含量，但是同時(shí)增加了 非晶合金的生產(chǎn)成本，限制了非晶合金的使用范圍；另外一種方法是使用常見(jiàn)的鋼水脫氧 劑，但是，由于鋼水脫氧劑中所含有的主要成分為Al、Si等金屬物質(zhì)，這些元素在吸氧的同 時(shí)會(huì)生成氧化物，而在非晶成形過(guò)程中氧化物會(huì)作為種晶，從而誘發(fā)非晶合金內(nèi)部形成晶 體，因而會(huì)導(dǎo)致非晶合金出現(xiàn)嚴(yán)重偏析，而在非晶合金中出現(xiàn)的大量晶化會(huì)對(duì)鋯基非晶形成能力，產(chǎn)生不利影響。為此，本發(fā)明提供一種鋯基非晶合金制備方法，其特征在于該方法包括a、對(duì)鋯基非晶合金鑄錠進(jìn)行除銹、脫脂、清洗處理，得到經(jīng)過(guò)處理的鋯基非晶合金 鑄錠；b、將經(jīng)過(guò)處理的鋯基非晶合金鑄錠，經(jīng)過(guò)破碎后，加入脫氧劑，混合，進(jìn)行真空熔 煉，熔煉溫度為鋯基非晶合金熔點(diǎn)溫度以上250-350°C，熔煉時(shí)間為5-20min ；C、將熔煉后的混合物溫度降至鋯基非晶合金熔點(diǎn)以上200-300°C，靜置保溫，得到 混合物熔液；d、在熔液靜置保溫過(guò)程中向混合物熔液通入氬氣，通氣時(shí)間為5-30min，流 量為2-lOL/min通入氬氣結(jié)束后，熔液經(jīng)過(guò)濾板后注入銅模中，并在保護(hù)氣氛條件下以 IO-IOOO0C /S的冷卻速率對(duì)熔液進(jìn)行冷卻，冷卻至室溫，得到鋯基非晶合金。按照本發(fā)明提供的非晶合金制備方法可以有效降低氧含量。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧含量較高時(shí)，非晶合金的非晶形成能力會(huì)相應(yīng)減弱，脆性增強(qiáng)。 當(dāng)非晶合金中的氧含量從SOOppm升高到3000ppm時(shí)，合金的臨界冷卻速率至少增加一個(gè)數(shù) 量級(jí)。非晶合金熔體中的氧化物誘發(fā)非均質(zhì)成核是氧降低塊體非晶合金玻璃形成能力的主 要原因。而且，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)氧在先析晶體內(nèi)部有偏聚、富集的趨勢(shì)，氧作用的微觀機(jī)制是 按照合金過(guò)冷熔體中晶體形核的影響。因此，氧含量過(guò)大對(duì)非晶合金熔體冷卻凝固過(guò)程中 所表現(xiàn)的非晶形成能力及獲得非晶態(tài)后加熱過(guò)程中所表現(xiàn)的熱穩(wěn)定性，產(chǎn)生不利的影響， 因此，需要尋求一種有效降低鋯基非晶合金中氧含量的非晶合金制備方法。為了降低非晶合金中的氧含量，本領(lǐng)域內(nèi)通過(guò)采用高純度的原料，如一項(xiàng)現(xiàn)有技 術(shù)中采用的^ 的純度為99. 6% -99. 9%，所用Ni的純度為99. 6% -99. 9%，所用Be的純度 為99. 5% -99. 8%,Cu的純度為99. 5% -99. 9%，而采用本發(fā)明所提供的方法，可降低對(duì)于 原材料純度的要求，在本發(fā)明所提供的非晶合金制備方法中ττ的純度為99. 0% -99. 9%, Cu 的純度為 99. 0% -99. 5%, Ni 的純度為 99. 0% -99. 9%, Be 的純度為 99. 0% -99. 5%, Ti的純度為99. 0% -99. 5%。而采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種常規(guī)脫氧劑，會(huì)使得到的合金樣品 出現(xiàn)嚴(yán)重偏析，大量晶化的現(xiàn)象。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的各種常規(guī)脫氧劑不適合作為鋯基非晶 合金的脫氧劑。本發(fā)明提供一種非晶合金制備方法，該方法包括a、對(duì)鋯基非晶合金鑄錠進(jìn)行除銹、脫脂、清洗處理，得到經(jīng)過(guò)處理的鋯基非晶合金 鑄錠；b、將經(jīng)過(guò)處理的鋯基非晶合金鑄錠，并經(jīng)過(guò)破碎后，加入脫氧劑，混合，進(jìn)行真空 熔煉，熔煉溫度為鋯基非晶合金熔點(diǎn)溫度以上250-350°C，熔煉時(shí)間為5-20min ；C、將熔煉后的混合物溫度降至鋯基非晶合金熔點(diǎn)以上200-300°C，靜置保溫，得到 混合物熔液；d、在熔液靜置保溫過(guò)程中通入氬氣，通氣時(shí)間為5-30min，流量為2-lOL/min通入 氬氣結(jié)束后，熔液經(jīng)過(guò)濾板后注入銅模中，并在保護(hù)氣氛條件下以10-1000°c /s的冷卻速 率對(duì)熔液進(jìn)行冷卻，冷卻至室溫，得到鋯基非晶合金。
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與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的非晶合金制備方法的區(qū)別在于，在經(jīng)過(guò)對(duì)非晶 合金進(jìn)行一次熔煉后，制成非晶合金鑄錠，然后再以該非晶合金鑄錠為原料，通過(guò)本發(fā)明所 述的非晶合金制備方法，制得非晶合金，因?yàn)榘l(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然，原料中的氧元素 會(huì)在熔煉過(guò)程中部分以氧化物爐渣的形式排出，但還是又部分殘留在非晶合金中，而且在 熔煉過(guò)程中伴隨著非晶合金主要成分的損失，以及熔煉過(guò)程中從環(huán)境中帶入的氧元素，這 些不利因素都影響了非晶合金的最后的性能。本發(fā)明所提供的非晶合金制備方法可以有效消除上述不利因素，在本發(fā)明所提供 的制備方法中，脫氧劑采用金屬元素和金屬碳化物組合作為脫氧劑，其中，金屬元素采用親 氧性金屬，優(yōu)選情況下選自釔、鎂、鈣中的一種或幾種，這些金屬元素的添加，可以有效提高 脫氧的效率，但是，所述的金屬元素的添加量不能過(guò)多，因?yàn)檫^(guò)多會(huì)在非晶合金體系中引入 新的雜質(zhì)，同時(shí)添加量也不能過(guò)少，數(shù)量太少，脫氧效果不明顯，在脫氧劑中金屬碳化物的 引入，一方面可以通過(guò)添加金屬氧化物，補(bǔ)充在熔煉過(guò)程中損耗的非晶合金組分，另外一方 面金屬碳化物中的碳可以與非晶合金中的氧結(jié)合生成碳氧化合物，最終以廢氣的形式排 出，這樣就可以通過(guò)多種途徑降低氧含量，并且保證非晶合金步驟a中對(duì)非晶合金鑄錠的 清洗分為除銹、脫脂、水洗等步驟，其中除銹、脫脂主要是用于除去在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中接 觸的鐵銹、有機(jī)物、油類(lèi)等物質(zhì)的影響，可分別進(jìn)行除銹、脫酯處理，其處理方法可采用本 領(lǐng)域技術(shù)人員所公知技術(shù)，這里不再贅述，經(jīng)過(guò)上述處理后非晶合金，要通過(guò)水洗除去樣品 表面在前處理中所產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物，水洗處理中所采用去的水可以是離子水、蒸餾水、自來(lái) 水中的一種，對(duì)廢料表面進(jìn)行表面清洗工藝，優(yōu)選超聲波清洗技術(shù)，該技術(shù)為本領(lǐng)域所公 知，在此不再贅述。步驟b中經(jīng)過(guò)破碎后的粉體的尺寸應(yīng)控制在2_5cm即可，非晶合金粉體尺寸在該 范圍內(nèi)，可以和脫氧劑充分混合，在熔煉過(guò)程中可以使得脫氧劑與經(jīng)過(guò)破碎的非晶合金粉 體充分接觸，以使得非晶合金中的氧元素能夠充分脫除。將經(jīng)過(guò)破碎處理的非晶合金和脫氧劑按比例混合，在真空狀態(tài)下進(jìn)行熔煉。上面提到的脫氧劑是指，能將非晶合金中的金屬氧化物還原，而本身與氧結(jié)合，形 成不溶于金屬熔體的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物的物質(zhì)，本發(fā)明中所采用的脫氧劑是由金屬元 素和金屬碳化物混合后組成復(fù)合脫氧劑，其中，以脫氧劑中金屬的總重量為基準(zhǔn)，金屬與金 屬碳化物的重量比為1 1 1 5，優(yōu)選情況下1 2 1 4，其中金屬元素是指還原 性能較強(qiáng)的金屬元素，其作用為在一定溫度下可與非晶合金內(nèi)的氧化物反應(yīng)生成不熔于非 晶合金的鹽類(lèi)，從而形成浮渣將非晶合金中的氧元素排除，優(yōu)選情況下所述的金屬元素選 自Y、Mg、Ca中的一種或幾種，因?yàn)?，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，選擇氧化物蒸汽壓和金屬蒸汽壓比值R較 大的金屬作為脫氧劑，可以有效降低非晶合金廢料中的氧含量。其中，金屬氧化物蒸氣壓與 金屬蒸氣壓之比為R :R = PMeO/PMe，其中PMeO表示金屬M(fèi)e的蒸氣壓，PMe表示Me對(duì)應(yīng)氧 化物MeO的蒸氣壓。氧含量為C(O) =Μ0/ΜΑ，其中MO為鑄錠中氧原子摩爾質(zhì)量，MA為合金 成分總的摩爾質(zhì)量，C(O)表示鑄錠中0原子的摩爾百分比。R值越大的金屬，其除氧效果越 好，即能在較低的絕對(duì)真空度下，最大限度的降低氧含量；其中金屬碳化物主要為非晶合金 成分中所含元素的碳化物，其作用為通過(guò)金屬碳化物在熔融的非晶合金熔液中釋放自身的 碳與非晶合金中的氧作用生成氣體而從非晶合金內(nèi)將氧去除，且在非晶合金熔煉的過(guò)程是 在真空條件下進(jìn)行熔煉，生成的氣體更容易排除，有利于簡(jiǎn)化后續(xù)去渣工作，同時(shí)炭化物中金屬元素是對(duì)非晶合金在熔煉的過(guò)程匯中的金屬損耗的補(bǔ)充，所述的金屬碳化物選自非 晶合金成分中所含元素炭化物中的至少一種。所添加的脫氧劑與非晶合金粉體重量比為0. 1 100-2 100混合后放 入真空熔煉爐中，進(jìn)行真空熔煉，在優(yōu)選情況下，脫氧劑與非晶合金粉體的重量比為 0.5 100-1 100。本發(fā)明中所采用的熔煉方法為真空熔煉方法，加熱方式可以采用電阻加熱、感應(yīng) 加熱，優(yōu)選感應(yīng)加熱方式。由于其工作環(huán)境為真空條件，可以保護(hù)非晶合金在熔化、澆鑄等 過(guò)程中不致被氧化，也有利于脫氧反應(yīng)生成氣體的排出和氧化渣的上浮造渣。上述的真空 熔煉的操作條件為，真空熔煉時(shí)的絕對(duì)真空度在5 5X 10_2Pa，優(yōu)選情況下，絕對(duì)真空度 為5Pa 0. lPa，熔煉時(shí)間為5_20min，熔煉溫度為合金熔點(diǎn)以上200 300°C。非晶合金粉體與脫氧劑混合后并經(jīng)過(guò)熔煉氧化造渣后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的噴嘴向非晶合 金熔液底部通入惰性氣體，使熔液底部產(chǎn)生大量彌散的小氣泡，靜置保溫，使氣泡上浮過(guò)程 帶動(dòng)氧化渣一起上浮到熔體表面實(shí)現(xiàn)造渣；惰性氣體可選氦氣或氬氣，優(yōu)選氬氣，壓力為 2 20MPa，通氣的流量為2-5L/min，通氬氣時(shí)間為2 20min，優(yōu)選為5 lOmin。在本發(fā) 明中所采用的旋轉(zhuǎn)噴嘴，為本領(lǐng)域人員所公知的旋轉(zhuǎn)噴嘴，在真空熔煉非晶合金時(shí)，脫氧劑 與非晶合金反應(yīng)生成的氧化物會(huì)分布于熔體中，這些分布在熔體氧化物在靜熔體靜置過(guò)程 中會(huì)慢慢上浮到非晶合金熔體表面，上浮的速度與氧化物的成分、顆粒大小以及熔體的粘 度有關(guān)，而且有些較小氧化物顆粒會(huì)懸浮在熔體內(nèi)無(wú)法排出。這些氧化物會(huì)在非晶成形過(guò) 程中作為晶種，從而誘發(fā)非晶發(fā)生偏聚和結(jié)晶現(xiàn)象，通過(guò)彌散的小氣泡的上浮帶動(dòng)作用，會(huì) 使合金內(nèi)大量的氧化物上浮，從而達(dá)到非晶合金的除氧凈化要求，因此，利用氣體從旋轉(zhuǎn)噴 嘴中噴出時(shí)產(chǎn)生的大量彌散氣泡可以將脫氧劑在脫氧過(guò)程中與非晶合金中的氧元素發(fā)生 反應(yīng)而生成的氧化物上浮到非晶合金熔液表面，彌散氣泡的產(chǎn)生，使得非晶合金中的氧元 素脫除的更加徹底。經(jīng)過(guò)氬氣除渣處理的非晶合金熔液，可經(jīng)過(guò)濾板后進(jìn)行澆鑄銅模中，在保 護(hù)氣氛下冷卻到室溫。澆鑄過(guò)程中所用的銅模為水冷銅模，水冷銅模中模具尺寸為 485mmX325mmX2 25mm，具體的模具尺寸可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行調(diào)整。過(guò)濾板材料為 耐高溫多孔陶瓷材料，孔隙率要求在100目以上，過(guò)濾板需先加熱至熔體溫度以上，以防止 過(guò)濾過(guò)程由于合金的凝固而造成堵塞。耐高溫多孔陶瓷材料選自氧化鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、 氧化鋯陶瓷中一種。由于采用了本發(fā)明所提供的非晶合金制備方法，使得非晶合金在制備過(guò)程中減小 了氧含量對(duì)非晶合金誘發(fā)非均質(zhì)形核從而影響非晶合金形成能力，有效降低非晶合金冶煉 對(duì)原材料純度的要求，降低非晶合金生產(chǎn)成本。經(jīng)過(guò)上述步驟可以獲得非晶合金，下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所提 供的鋯基非晶合金制備方法。實(shí)施例1將合金成分通式為&41Ti14Cu12.5Ni1QBe22.5(& 的純度為99.0%，Ti的純度為 99.0%，Cu的純度為99.0%，Ni的純度為99. l%,Be的純度為99.0% )的非晶合金塊體， 用鄂式機(jī)械破碎的方法，制備成平均尺寸為5cm的塊狀，稱(chēng)取2000g。依次進(jìn)行如下處理。 1)除銹將塊狀的非晶合金放入重量百分比為2%，濃度為20ml/L的磷酸和重量百分比為1 %，濃度為15g/L的磷酸鈉組成混合溶液，在室溫下對(duì)塊狀非晶合金進(jìn)行酸洗處理1分鐘， 然后用超聲波清洗5分鐘，然后用去離子水淋洗2次；幻除氧化物將塊狀非晶合金放入重 量百分比為4%，濃度為15ml/L的草酸和重量百分比為3%，濃度為15ml/L的乙酸溶液中 靜置2分鐘，后用去離子水淋洗3次；幻脫脂將經(jīng)過(guò)上述處理的廢料放入脫脂液中，其中 脫脂液中組成為每升脫脂液中，氫氧化鈉的含量為10克，氫氧化鉀的的含量為20克，十二 烷基苯磺酸鈉的含量為5克，塊狀非晶合金與脫脂液的接觸時(shí)間為30分鐘，然后再用去離 子水清洗4次。將經(jīng)過(guò)上述步驟處理的塊狀非晶合金與20g的脫氧劑混合后，(脫氧劑組成為 Mg ZrC=I 3)放入真空熔煉室內(nèi)，采用額定容量為25kg中頻真空感應(yīng)熔煉爐進(jìn)行熔 煉，抽取爐體真空，充入氬氣，進(jìn)行氬氣洗爐，控制真空熔煉室的絕對(duì)真空度為5 X IO-2Pa,將 混合物在1450K的條件下，熔煉10分鐘后，靜置保溫，利用旋轉(zhuǎn)噴嘴在熔體底部導(dǎo)入氬氣 (純度為99. 95% )，通氣時(shí)間為5min，通氣壓力為2. 5Mpa，流速為3L/min在熔體內(nèi)形成彌 散的氬氣氣泡，將熔液靜置lOmin，隨后將該非晶合金熔液的經(jīng)高溫的200目陶瓷過(guò)濾板， 澆注于水冷銅模中冷卻，200°C /s的冷卻速率，冷卻至室溫，制得非晶合金鑄錠樣品Al。實(shí)施例2、按照與實(shí)施例1所述相同的方法制備非晶合金鑄錠樣品，所不同的是，本實(shí)施例 中所采用的脫氧劑為鎂和碳化鋯，其中鎂和碳化鋯的重量比為1 1，最終獲得非晶合金鑄 錠樣品A2。實(shí)施例3按照與實(shí)施例1所述相同的方法制備非晶合金樣品，所不同的是，本實(shí)施例中 所采用的脫氧劑為鎂、釔、碳化鋯和碳化鈦，其中，鎂、釔、碳化鋯和碳化鈦的重量比為 2:1:4: 3，最終獲得非晶合金鑄錠樣品A3。實(shí)施例4按照與實(shí)施例1所述相同的方法制備非晶合金樣品，所不同的是，本實(shí)施例中所 采用的脫氧劑為釔、碳化鋯和碳化鋁，其中，釔、碳化鋯和碳化鋁的重量比為2 4 3，最終 獲得非晶合金鑄錠樣品A4。實(shí)施例5按照與實(shí)施例1所述相同的方法制備非晶合金樣品，所不同的是，本實(shí)施例中所 采用的脫氧劑為釔、碳化鋯和碳化鋁，其中，釔、碳化鋯和碳化鋁的重量比為1 3 1，最 終獲得非晶合金鑄錠樣品A5。實(shí)施例6按照與實(shí)施例1所述相同的方法制備非晶合金樣品，所不同的是，本實(shí)施例中所 采用的脫氧劑為鎂、鈣、碳化鋯、碳化鋁、碳化鎳，其中鎂、鈣、碳化鋯、碳化鋁、碳化鎳的重量 比為0.5 0.5 1 1 1，最終獲得非晶合金鑄錠樣品A6。對(duì)比例1按照實(shí)施例1的方法制備非晶合金樣品，不同的是，該對(duì)比例中沒(méi)有采用脫氧劑， 最終獲得非晶合金鑄錠樣品Dl。對(duì)比例2按照是實(shí)施例1的方法制備非晶合金樣品，不同的是，本實(shí)施例中所采用的脫氧劑為鋁和硅，其中鋁和硅的重量比為45 55，最終獲得非晶合金鑄錠樣品D1。實(shí)施例7-12實(shí)施例7-12用來(lái)測(cè)試實(shí)施例1-5制得的非晶合金樣品A1-A5的性能。1、含氧量測(cè)試將實(shí)施例1-6的非晶合金鑄錠樣品，分別在北京納克分析儀器有限公司生產(chǎn)設(shè)備 型號(hào)為IRO-II氧含量分析儀上進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果如表1所示。2、臨界尺寸測(cè)試按照實(shí)施例1-6的方法將合金樣品澆注成楔形狀，然后分別進(jìn)行如下測(cè)試將楔 形的樣品從該楔形的角上以1毫米的厚度進(jìn)行切割，然后對(duì)切割該樣品形成的截面進(jìn)行如 上所述的XRD分析，測(cè)定結(jié)構(gòu)類(lèi)型，若結(jié)構(gòu)類(lèi)型為非晶合金，則繼續(xù)切割，直至結(jié)構(gòu)類(lèi)型不 是非晶合金為止，記錄切割總厚度，所述臨界尺寸即為該總厚度減去1毫米后的厚度。所 測(cè)各實(shí)施例樣品臨界尺寸，如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種鋯基非晶合金的制備方法，其特征在于該方法包括a、對(duì)鋯基非晶合金鑄錠進(jìn)行除銹、脫脂、清洗處理，得到經(jīng)過(guò)處理的鋯基非晶合金鑄錠；b、將經(jīng)過(guò)處理的鋯基非晶合金鑄錠，經(jīng)過(guò)破碎后，加入脫氧劑，進(jìn)行真空熔煉，熔煉溫 度為鋯基非晶合金熔點(diǎn)溫度以上250-350°C，熔煉時(shí)間為5-20min ；C、將熔煉后的混合物溫度降至鋯基非晶合金熔點(diǎn)以上200-300°C，靜置保溫，得到混合 物熔液；d、在熔液靜置保溫過(guò)程中向混合物熔液通入氬氣，通氣時(shí)間為5-30min，流量 為2-lOL/min，通入氬氣結(jié)束后，熔液經(jīng)過(guò)濾板后注入銅模中，并在保護(hù)氣氛條件下以 IO-IOOO0C /S的冷卻速率對(duì)熔液進(jìn)行冷卻，冷卻至室溫，得到鋯基非晶合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中(b)步驟所述的非晶合金與 脫氧劑的重量比為100 0. 1-100 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中(b)步驟所述的脫氧劑由金 屬元素和金屬碳化物組成，其中金屬元素選自釔、鎂、鈣中的一種或多種元素，金屬碳化物 選自碳化鋯、碳化鋁、碳化銅、碳化鎳中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋯基非晶合金的制備方法，脫氧劑中，以金屬元素的重量為 基準(zhǔn)，金屬元素與金屬碳化物的重量比為1 1 1 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中所述的金屬碳化物為碳化鋯 和/或碳化鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中所述的金屬碳化物為碳化鋯 和碳化鋁，其中所述碳化鋯和碳化鋁的重量比為1-3 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中(b)步驟所述脫氧劑與非晶 合金的重量比0.1 100-2 100。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中(b)步驟所述的真空條件的 絕對(duì)真空度在51 5 X l(T2Pa，熔煉的時(shí)間為10 30min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中(c)步驟中所述的保溫時(shí)間 為 0.5-lh。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中(d)步驟中所述的通入壓力 為2 20MPa，通氣時(shí)間為5-20min。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基非晶合金的制備方法，其中(d)步驟中所述的保護(hù)氣氛 為氦氣或氬氣，優(yōu)選氬氣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非晶合金制備方法，該方法包括a、對(duì)鋯基非晶合金鑄錠進(jìn)行除銹、脫脂、清洗處理，得到經(jīng)過(guò)處理的鋯基非晶合金鑄錠；b、將經(jīng)過(guò)處理的鋯基非晶合金鑄錠，并經(jīng)過(guò)破碎后，加入脫氧劑，混合，進(jìn)行真空熔煉，熔煉溫度為鋯基非晶合金熔點(diǎn)溫度以上250-350℃，熔煉時(shí)間為5-20min；c、將熔煉后的混合物溫度降至鋯基非晶合金熔點(diǎn)以上200-300℃，靜置保溫，得到混合物熔液；d、在熔液靜置保溫過(guò)程中通入氬氣，通氣時(shí)間為5-30min，流量為2-10L/min通入氬氣結(jié)束后，熔液經(jīng)過(guò)濾板后注入銅模中，并在保護(hù)氣氛條件下以10-1000℃/s的冷卻速率對(duì)熔液進(jìn)行冷卻，冷卻至室溫，采用該方法得到的鋯基非晶合金具有含氧量低，非晶形成能力好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22D27/04GK102080165SQ20091018846
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者朱建軍, 菅永喜, 高寬 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司