本發(fā)明涉及一種熔煉容器及其制備方法和鋯基非晶合金的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋯基非晶合金具有較高的比強度、高硬度、高耐腐蝕性和耐磨損性，在航空航天、國防軍工、電子信息等領域具有重要的應用價值。鋯基非晶合金具有優(yōu)異的充型性和近終成形性，特別適合精密、復雜、高強、薄壁零部器件鑄造成型。在實際生產(chǎn)中，通常采用真空感應熔煉進行鋯基非晶母合金的制備及合金構(gòu)件的壓鑄生產(chǎn)。坩堝作為真空感應熔煉的關鍵材料，對合金純度及性能具有重要影響。

2、cn104209490a公開了一種非晶合金的冷坩堝熔融壓鑄方法，將用于制備非晶合金的金屬原料放置于熔融室中具有冷卻系統(tǒng)的銅坩堝中，銅坩堝設置有感應線圈；抽氣并灌入惰性氣氛，用抽氣泵將熔融室抽氣至一定的真空度，然后往熔融室灌入一定體積的惰性氣氛；通過銅坩堝的感應線圈產(chǎn)生的熱量將銅坩堝中的金屬原材料熔融，得到熔湯。利用銅坩堝的冷卻系統(tǒng)將熔湯冷卻到一定溫度；利用抽氣泵將熔融室再次抽氣至一定的真空度，將熔湯倒入壓鑄機的模具中準備進行壓鑄，利用壓鑄機進行壓鑄，得到非晶合金產(chǎn)品。該方法采用銅坩堝，銅坩堝的耐渣性和耐腐蝕性較差。

3、cn113789512a公開了一種復合涂層材料的制備方法，將石墨坩堝預處理，將經(jīng)過預處理的石墨坩堝放入化學氣相沉淀設備中制備中間層。將中間層-石墨坩堝進行表面預處理，將處理好的石墨坩堝進行等離子噴涂制備隔絕層。中間層與坯體結(jié)合，中間層為金屬鉭、鎢、鉬、鈮其中任一單質(zhì)金屬或它們相互組合成的合金。隔絕層為氧化釔涂層，制備在中間層上。氧化釔涂層的厚度為50～300微米。該方法需要采用工藝較為復雜，造價較高的化學氣相沉淀工藝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種具有復合層的熔煉容器的制備方法，該制備方法得到的熔煉容器能夠減輕石墨對合金的污染。進一步地，該制備方法的造價低，能夠提高鋯基非晶合金壓鑄余料的循環(huán)使用次數(shù)。更進一步地，該制備方法能夠提高復合層與熔煉容器之間的結(jié)合強度。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具有復合層的熔煉容器。本發(fā)明的再一個目的在于提供一種鋯基非晶合金的制備方法。該制備方法能夠降低鋯基非晶合金中的碳含量，提高壓鑄余料的循環(huán)使用次數(shù)。進一步地，該方法能夠提高鋯基非晶合金的壓縮強度。

2、上述目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。

3、一方面，本發(fā)明提供了一種具有復合層的熔煉容器的制備方法，包括如下步驟：

4、(1)采用等離子噴涂工藝在由石墨形成的熔煉容器的內(nèi)壁形成底層；其中，等離子噴涂粉末為氧化釔粗粉，所述底層的厚度為70～100μm；

5、(2)采用等離子噴涂工藝在所述底層的表面形成過渡層；其中，等離子噴涂粉末為質(zhì)量比為1：(0.5～3)的氧化釔粗粉和氧化釔細粉，所述過渡層的厚度為50～80μm；

6、(3)采用等離子噴涂工藝在所述過渡層的表面形成面層；其中，等離子噴涂粉末為氧化釔細粉，所述面層的厚度為30～50μm；

7、其中，所述氧化釔粗粉的d50為85～95μm，氧化釔細粉的d50為25～35μm。

8、根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選地，所述氧化釔粗粉的d10為70～80μm，d90為100～110μm；所述氧化釔細粉的d10為10～20μm，d90為40～50μm。

9、根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選地，步驟(1)中，主氣流量為1800～2200l/h，噴涂電壓為60～80v，噴涂電流為550～690a，噴涂距離為80～150mm，送粉速率為0.1×400～5×400r/min。

10、根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選地，步驟(2)中，主氣流量為1800～2200l/h，噴涂電壓為60～80v，噴涂電流為550～690a，噴涂距離為80～150mm，送粉速率為0.1×400～5×400r/min。

11、根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選地，步驟(3)中，主氣流量為1800～2200l/h，噴涂電壓為60～80v，噴涂電流為550～690a，噴涂距離為80～150mm，送粉速率為0.1×400～5×400r/min。

12、根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選地，步驟(1)中熔煉容器的內(nèi)壁為經(jīng)過預處理后的內(nèi)壁，還包括如下步驟：

13、將由石墨形成的熔煉容器的內(nèi)壁進行噴砂處理，得到預處理后的內(nèi)壁；其中，噴砂所使用的砂礫為粒徑為650～950μm的白剛玉砂，噴砂距離為80～150mm。

14、另一方面，本發(fā)明提供了一種具有復合層的熔煉容器，該具有復合層的熔煉容器由上述制備方法得到。

15、根據(jù)本發(fā)明的具有復合層的熔煉容器，優(yōu)選地，所述具有復合層的熔煉容器中復合層的孔隙率≤13％。

16、再一方面，本發(fā)明提供了一種鋯基非晶合金的制備方法，包括如下步驟：將原料在上述熔煉容器中熔煉，得到鋯基非晶合金。

17、根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選地，還包括如下步驟：將熔煉得到的合金錠進行壓鑄，從而得到鋯基非晶合金。

18、本發(fā)明的制備方法得到的具有復合層的熔煉容器夠減輕石墨對合金的污染。進一步地，本發(fā)明制備方法的造價低，能夠提高鋯基非晶合金壓鑄余料的循環(huán)使用次數(shù)。更進一步地，本發(fā)明的制備方法能夠提高復合層與熔煉容器之間的結(jié)合強度。本發(fā)明的鋯基非晶合金的制備方法能夠降低鋯基非晶合金中的碳含量，提高壓鑄余料的循環(huán)使用次數(shù)。進一步地，該制備方法能夠提高鋯基非晶合金的壓縮強度。

技術(shù)特征：

1.一種具有復合層的熔煉容器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化釔粗粉的d10為70～80μm，d90為100～110μm；所述氧化釔細粉的d10為10～20μm，d90為40～50μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，主氣流量為1800～2200l/h，噴涂電壓為60～80v，噴涂電流為550～690a，噴涂距離為80～150mm，送粉速率為0.1×400～5×400r/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，主氣流量為1800～2200l/h，噴涂電壓為60～80v，噴涂電流為550～690a，噴涂距離為80～150mm，送粉速率為0.1×400～5×400r/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，主氣流量為1800～2200l/h，噴涂電壓為60～80v，噴涂電流為550～690a，噴涂距離為80～150mm，送粉速率為0.1×400～5×400r/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中熔煉容器的內(nèi)壁為經(jīng)過預處理后的內(nèi)壁，還包括如下步驟：

7.一種具有復合層的熔煉容器，其特征在于，所述具有復合層的熔煉容器由權(quán)利要求1～6任一項所述的制備方法得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有復合層的熔煉容器，其特征在于，所述具有復合層的熔煉容器中復合層的孔隙率≤13％。

9.一種鋯基非晶合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將原料在權(quán)利要求7所述的熔煉容器中熔煉，得到鋯基非晶合金。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，還包括如下步驟：將熔煉得到的合金錠進行壓鑄，從而得到鋯基非晶合金。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種熔煉容器及其制備方法和鋯基非晶合金的制備方法。本發(fā)明的熔煉容器的制備方法包括如下步驟：(1)采用等離子噴涂工藝在由石墨形成的熔煉容器的內(nèi)壁形成底層；其中，等離子噴涂粉末為氧化釔粗粉，所述底層的厚度為70～100μm；(2)采用等離子噴涂工藝在所述底層的表面形成過渡層；其中，等離子噴涂粉末為氧化釔粗粉和氧化釔細粉，所述過渡層的厚度為50～80μm；(3)采用等離子噴涂工藝在所述過渡層的表面形成面層；其中，等離子噴涂粉末為氧化釔細粉，所述面層的厚度為30～50μm。該制備方法得到的熔煉容器能夠減輕石墨對合金的污染。

技術(shù)研發(fā)人員：趙娜娜,魯飛,張帥,李慧,李飛,尹高天,孫廣杰,徐瑞,劉樹峰,孫曉華
受保護的技術(shù)使用者：包頭稀土研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19