專利名稱：具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金的制作方法
具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有大過(guò)冷液相區(qū)間、低玻璃轉(zhuǎn)變溫度、強(qiáng)玻璃形成能力、優(yōu)異力學(xué)性能及良好軟磁性能的可用于超塑性加工的鐵基金屬玻璃合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬玻璃(非晶態(tài)合金)由于其特殊的原子排列結(jié)構(gòu)，使得它們具有通常晶態(tài)金屬材料無(wú)法比擬的功能特性，例如高強(qiáng)度、高比強(qiáng)、大彈性極限、優(yōu)異的軟磁性能、高耐蝕性能、過(guò)冷液態(tài)粘性流動(dòng)特性、以及精密鑄造成形性等，在能源、環(huán)境、電子、生物醫(yī)療等領(lǐng)域正逐步得到應(yīng)用。然而由于受到合金的玻璃形成能力的影響，制備該類材料需要較高的冷卻速率，一般的臨界冷卻速率在IO5 K/s以上，必須用熔體霧化、薄膜沉積以及銅輥甩帶等急冷技術(shù)來(lái)制備，材料形態(tài)常為低維材料如粉末、薄帶等，其應(yīng)用范圍因此受到限制。從二十世紀(jì)九十年代初以來(lái)，以日本和美國(guó)為首，發(fā)現(xiàn)了一系列具有強(qiáng)玻璃形成能力的合金成分，它們其臨界冷卻速率僅在I K/s量級(jí)，可以用通常的銅模鑄造和水淬等方法制備成三維塊體材料(即塊體金屬玻璃)，這使得金屬玻璃的應(yīng)用范圍得到迅速擴(kuò)展。目前，美、日等國(guó)已發(fā)展出了鋯基、鈦基、鈀基、鐵基、稀土基、鎳基和銅基等塊體金屬玻璃，并將部分塊體金屬玻璃材料實(shí)用化，取得了顯著效益。
粘性流動(dòng)是塊體金屬玻璃合金獨(dú)特而且最重要的功能特性之一。和其它玻璃態(tài)物質(zhì)一樣，金屬玻璃合金在其過(guò)冷液相區(qū)ATx ( ATx= Tx-Tg, Tx :結(jié)晶化溫度；Tg :玻璃轉(zhuǎn)變溫度)內(nèi)處于低流應(yīng)力的粘性狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)高速超塑性變形。利用這種特性，金屬玻璃合金不僅能進(jìn)行擠壓成形、模鑄、鍛造、連接、粉末固化成形等工藝，尤為特別的是，由于非晶相在納米尺度結(jié)構(gòu)的均勻性，還可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的模鑄、壓印等超塑性成形與加工。利用這種特性，還可通過(guò)短流程精密凈成形來(lái)直接生產(chǎn)形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)零件，并發(fā)展相關(guān)的新型加工工藝技術(shù)，例如微米/納米尺度高精密零件的流變成形、超高密度光學(xué)記錄光盤加工技術(shù)、材料結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)和壓鑄成形技術(shù)等，這些加工技術(shù)都具有顯著提高產(chǎn)品的性能和制備效率，大幅降低單位產(chǎn)品能耗的優(yōu)點(diǎn)。
鐵基金屬玻璃合金除高強(qiáng)度、高硬度外，還具有優(yōu)異的軟磁性能，如低矯頑力、高透磁率、高頻下的低鐵損等?？捎闷渲瞥筛鞣N磁性器件應(yīng)用于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，如電流互感器、大功率開關(guān)電源、逆變電源和程控交換機(jī)電源的變壓器、傳感器等。但通常的鐵基金屬玻璃合金的室溫塑性差，表現(xiàn)為脆性材料，難以進(jìn)行成形和加工，致使它們的應(yīng)用范圍受到了制約。而利用金屬玻璃合金特有的粘性流動(dòng)特性，不僅能解決其成形和加工的難題，還可克服鐵基合金玻璃形成能力不高的缺點(diǎn)，通過(guò)金屬玻璃粉末固化實(shí)現(xiàn)大塊體化。特別是結(jié)合鐵基金屬玻璃合金優(yōu)異的軟磁性能，利用超塑性加工可研制或批量生產(chǎn)微小型的高性能磁性元器件。
作為超塑性加 工用金屬玻璃合金，須兼?zhèn)涞蚑g，大Λ Tx，過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)低粘度、較高的玻璃形成能力、良好的力學(xué)性能等特點(diǎn)。目前，超塑性加工用金屬玻璃合金主要局限于具有低Tg和高過(guò)冷液體穩(wěn)定性的鋯基(Tg = 350^400 0C5ATx > 70 °C)、鈀基及鉬基(Tg = 250 350 0C ； Δ Tx > 80 °C )、稀土金屬基及金基(Tg = 40^200 °C ； Δ Tx > 50 °C)等合金系。 而對(duì)實(shí)用價(jià)值高的鐵基金屬玻璃合金還未得以實(shí)現(xiàn)。其主要原因是已發(fā)展的鐵基金屬玻璃合金不能同時(shí)具備低的Tg和大的Λ Tx。鐵基金屬玻璃合金的Tg通常在500 °C以上，這不僅對(duì)超塑性加工用設(shè)備要求苛刻，還存在耗能高的問題。特別是微米/納米尺度的成形/加工用模具在高溫下難以負(fù)荷。比如通常使用的硅制微米/納米模具，在500 °C以上易于與鐵基合金發(fā)生反應(yīng)而失效。而目前具有低Tg的鐵基合金的ATx比較小(〈50 °C)，即過(guò)冷液體熱穩(wěn)定性低，在結(jié)晶化前的過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)不能達(dá)到較低的粘度從而難以加工；而且在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)進(jìn)行超塑性加工時(shí)容易發(fā)生結(jié)晶化。
J. F. Wang等人曾報(bào)道了鐵基三元Fe-P-C金屬玻璃合金J. F. Wang, et al, Scripta Mater. , 65 (2011) : 536，該金屬玻璃合金的 Tg 為 417 °C，Λ Tx 為 30 °C，飽和磁化強(qiáng)度為(Is)1. 37 T，矯頑力(H。)為16. 5 A/m，同時(shí)該合金具有2. 93 GPa的屈服強(qiáng)度(0)和L 4%的塑性應(yīng)變(ερ)。
X. J. Gu等人報(bào)道過(guò)鐵基Fe-P-C-B系金屬玻璃合金X· J. Gu, et al, Acta Mater. , 56 (2008) : 88，該系列合金的Tg在428 483 °C之間，但Tg低于450 °C的合金其Λ Tx小于40°C。此外，該系列合金的σ y在2. 45 2. 9 GPa, ε p為O. 9 3. 6%。
可以看出，盡管以上兩種鐵基金屬玻璃合金的Tg較低，但其過(guò)冷液體的穩(wěn)定性很低，ATx都小于40 V，難以作為超塑性加工用金屬玻璃合金來(lái)使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種同時(shí)具備低玻璃轉(zhuǎn)變溫度、大過(guò)冷液相區(qū)間、強(qiáng)玻璃形成能力、優(yōu)異力學(xué)性能、高飽和磁化強(qiáng)度、低矯頑力的可用于超塑性加工的軟磁性鐵基金屬玻璃合金及其制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案
提供一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，由鐵、鎳、鈷、鑰、鉻、鎢、 磷、碳、硼、娃元素組成，成分表達(dá)式為FexNiyCozMoaCrbWcPdCeiBfSig,式中x、y、z、a、b、c、d、e、f、g分別表示各對(duì)應(yīng)組分的原子百分比含量，其中χ = 50 70%，y = 0 20%，z = 0 15%， a = 2 6%, b = O 4%, c = O 3%, d = 8 15%, e = 10 12%, f = 2 6%, g = O 2%,且 x+y+z = 50 75%, a+b+c= 4 10%, x+y+z+a+b+c+d+e+f+g = 100。
典型成分為Fe55Co10Ni5Mo5P10C10B50
該系列鐵基金屬玻璃合金具有低玻璃轉(zhuǎn)變溫度(43(T450 °C);大的過(guò)冷液相區(qū)間 (7(T90 °C);強(qiáng)玻璃形成能力，用銅模鑄造法制備出直徑2 4 mm的玻璃合 金棒材；良好的軟磁性能，飽和磁化強(qiáng)度在O. 7 1. O T，矯頑力在1. O 10 A/m;高的室溫屈服強(qiáng)度(3ΚΚΓ3400 MPa)，大壓縮塑變(O. 29Γ1. 5%);同時(shí)，該合金在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)有較低的粘性系數(shù)，為107_9 Pa· s數(shù)量級(jí)。用這種合金可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)和納米級(jí)的超塑性加工成形。
同時(shí)提供一種軟磁性鐵基金屬玻璃的制備方法，包括如下步驟
步驟一、采用高純?cè)匕春辖鸹瘜W(xué)成分配比進(jìn)行配料，其中磷元素通過(guò)鐵磷合金添加。各元素的純度以質(zhì)量百分比計(jì)分別為鐵99. 9%、鎳99. 9%、鈷99. 9%、鑰99. 9%、 鉻99. 9%、碳99. 999%、硼99. 5%、硅99. 999%、鐵磷合金99. 9% ；
步驟二、將原料裝入感應(yīng)熔煉爐的坩堝內(nèi)，在惰性氣體氛圍中，采用中頻感應(yīng)熔煉或高頻感應(yīng)熔煉等方法熔煉3-5遍，得到成分均勻的母合金錠；
步驟三、將母合金錠破碎后裝入石英管中，采用單輥急冷甩帶工藝，即在惰性氣體氛圍中先通過(guò)感應(yīng)熔煉加熱母合金至熔化狀態(tài)，而后利用高壓氣體將合金液體吹到高速旋轉(zhuǎn)的銅棍上，以35 m/s的速度甩帶,制得寬約2 mm、厚約20 μ m的金屬玻璃合金條帶；
步驟四、將母合金錠破碎后裝入石英管中，采用銅模噴鑄工藝，即在惰性氣體氛圍中，先通過(guò)感應(yīng)熔煉加熱母合金至熔化狀態(tài)，而后利用高壓氣體將合金液體噴入銅模內(nèi)，制得直徑為mm,長(zhǎng)度為50 mm的金屬玻璃合金棒。
本發(fā)明的效果和益處是
(I)合金主要包含常見的鐵元素，不含鋯、鎵、鈀、鉬及稀土等貴重元素，成本低，實(shí)用價(jià)值更高。
(2)與現(xiàn)有鐵基金屬玻璃合金比，本發(fā)明涉及的鐵基金屬玻璃合金同時(shí)具有以下特性
1.低玻璃轉(zhuǎn)變溫度43(Γ450 V ；
2.大的過(guò)冷液相區(qū)間:70 90 V ；
3.強(qiáng)玻璃形成能力用銅模鑄造法可制備出直徑2 4 mm的玻璃合金棒材；
4.良好的軟磁性能飽和磁化強(qiáng)度在O. 7 1. O T，矯頑力在1. O 10 A/m ；
5.良好力學(xué)性能高的室溫屈服強(qiáng)度(310(T3400MPa)，大壓縮塑變(O. 2%'1. 5%)；
6.在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)有較低的粘性系數(shù)，為107—9 Pa · s數(shù)量級(jí)。
上述特點(diǎn)可保證本發(fā)明的鐵基金屬玻璃合金易于實(shí)現(xiàn)超塑性加工，本發(fā)明的合金是一種生產(chǎn)成本低廉的超塑性加工用的新型軟磁性金屬玻璃。


圖1是實(shí)施例1中Fe55C0iciNi5M05PiciCiciB5金屬玻璃合金的DSC曲線圖。
圖2是實(shí)施例1中直徑為4 mm的Fe55C0iciNi5Mo5PiciCiciB5金屬玻璃合金棒橫截面的 XRD 圖。
圖3是實(shí)施例1中直徑為2 mm的Fe55C0iciNi5Mo5PiciCiciB5金屬玻璃合金棒的室溫壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。
圖4是實(shí)施例1中Fe55C0iciNi5M05PiciCltlB5金屬玻璃合金的粘度隨溫度的變化曲線圖。
圖5是實(shí)施例1中Fe55C0iciNi5M05PiciCltlB5金屬玻璃合金進(jìn)行微米級(jí)(a)和納米級(jí) (b)超塑性加工后樣品的掃描電鏡(SEM)圖片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
實(shí)施例1 :
Fe55Co10Ni5Mo5P10C10B5金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。
(I)采用高純?cè)匕春辖鸹瘜W(xué)成分配比進(jìn)行配料，其中磷通過(guò)鐵磷合金添加，元素的純度以質(zhì)量百分比計(jì)分別為鐵99. 9%、鈷99. 9%、鎳99. 9%、鑰99. 9%、碳99. 999%、 硼99. 5%、鐵磷99. 9%ο
(2)將配比好的原料裝入感應(yīng)熔煉爐的坩堝內(nèi)，抽真空至2 X 1(Γ3 Pa后，充入氬氣， 在氬氣氣氛中，采用高頻感應(yīng)熔煉4遍，得到成分均勻的母合金錠。
(3)將母合金錠破碎后裝入底部帶有小孔的石英管中，抽真空后，充入氬氣，在氬氣氣氛中先通過(guò)高頻感應(yīng)熔煉加熱母合金至熔化狀態(tài)，而后開啟噴射開關(guān)，利用高壓氣體將合金液體吹到高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，以35 m/s的速度甩帶，制得寬約2 mm、厚約20 μ m的金屬玻璃合金條帶；
(4)將母合金錠破碎后裝入底部帶有小孔的石英管中，抽真空后，充入氬氣，在氬氣氣氛中先通過(guò)高頻感應(yīng)熔煉加熱母合金至熔化狀態(tài)，而后開啟噴射開關(guān)，利用高壓氣體將合金液體噴入銅模內(nèi)，制得直徑為2 4 mm，長(zhǎng)度為50 mm的金屬玻璃合金棒；
(5)采用差示掃描量熱儀(DSC)評(píng)價(jià)制備合金的熱性能。圖1為制備的合金的DSC 曲線，通過(guò)曲線可以標(biāo)定該合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為443 °C，晶化溫度(Tx)為532 V, 過(guò)冷液相區(qū)間(Λ Tx)為89 °C。
(6)采用X射線衍射(XRD) (Cu Ka輻射，波長(zhǎng)λ = O. 15406 nm)分析制備合金的結(jié)構(gòu)。圖2為銅模鑄造得到的直徑為4 _的合金棒橫截面的XRD圖。從圖中可以看出制備的合金棒為單一非晶結(jié)構(gòu)。
(7)采用單軸拉伸壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)試合金在室溫下的力學(xué)性能，包含強(qiáng)度、楊氏模量和塑性應(yīng)變等，其中楊氏模量采用應(yīng)變片輔助精確測(cè)量。圖3為直徑為2 mm合金棒的室溫壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線。從圖中可以看出，合金的屈服強(qiáng)度(oe，y)為3370 MPa，塑性變形 (εp)達(dá)O. 8%，測(cè)得的楊氏模量(E)為180 GPa0
(8)采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)測(cè)量合金的飽和磁化強(qiáng)度，采用直流B-H回線測(cè)量?jī)x測(cè)量合金的矯頑力。該合金的飽和磁化強(qiáng)度(Is)為O. 85 T，矯頑力(H。)為2. 56 A/m。
(9)采用熱機(jī)械分析儀(TMA)測(cè)定合金的粘度隨溫度的變化曲線。圖4為合金的粘度隨溫度的變化曲線?？梢钥闯?，在合金的過(guò)冷液相區(qū)間(44(T520 °C)內(nèi)，合金的粘度急劇降低，可達(dá)107_9 Pa · s數(shù)量級(jí)。
(10)在1父10_2 Pa的真空度下，將金屬玻璃合金樣品加熱到460°C，同時(shí)在70 MPa 的壓力下進(jìn)行超塑性加工，加載時(shí)間為120 S。圖5是合金進(jìn)行超塑性加工后的掃描電鏡 (SEM)圖片。從圖中可以看到，該合金在微米尺度和納米尺度上均可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量良好的超塑性加工成形。
實(shí)施例2
Fe55Ni15Mo5PiciC ltlB5金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例1， 具體數(shù)據(jù)列在附表中。
實(shí)施例3
Fe65Ni5Mo5P10C10B5金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例1， 具體數(shù)據(jù)列在附表中。
實(shí)施例4:
Fe55Ni10Co5Mo5P10C10B5金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例1，具體數(shù)據(jù)列在附表中。
實(shí)施例5
Fe55Co10Ni5Mo3Cr2P10C10B5金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例1，具體數(shù)據(jù)列在附表中。
實(shí)施例6
Fe55Ni10Co5Mo5P10C10B3Si2金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例1，具體數(shù)據(jù)列在附表中。
實(shí)施例7
Fe55CoiciNi5Mo具PiqCiqB5金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例1，具體數(shù)據(jù)列在附表中。
實(shí)施例8
Fe55Ni10Co5Mo5P13C10B2金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例1，具體數(shù)據(jù)列在附表中。
實(shí)施例9:
Fe55NiltlMo5Cr2P8C12B5金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例 1，具體數(shù)據(jù)列在附表中。
實(shí)施例10
Fe55NiiciCo5Mo5P8C12B5金屬玻璃合金的制備、檢測(cè)及超塑性加工成形。步驟同實(shí)施例 1，具體數(shù)據(jù)列在附表中。
比較例I是由本專利發(fā)明者開發(fā)的成分，未添加N1、Mo等元素，雖然其玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg較低，但其過(guò)冷液相區(qū)Λ Tx也較小，僅34 V。
比較例2 選自文獻(xiàn)Τ. Bitoh, et al, Mater. Trans. , 45 (2004) : 1219中報(bào)道的合金，該合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg為459 V，過(guò)冷液相區(qū)Λ Tx為53 °C,但合金臨界尺寸僅為I mm。該合金含有價(jià)格較高的Ga元素。
比較例3選自文獻(xiàn)D.S. Song, et al, J Alloys Compel·，389 (2005) : 159，該文獻(xiàn)報(bào)道的合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg較高(524飛58 °C)，過(guò)冷液相區(qū)Λ Tx較小(17 48 °C), 且Tg較低的合金Λ Tx較小，不適合作為超塑性加工用合金使用
比較例4、5選自A.Makino, et al, Mater. Trans. , 48 (2007) : 3024],[Z. K. Zhao, et al, Mater. Trans. , 50 (2009) : 487中報(bào)道的合金,這些合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度 Tg較高(507飛62 °C)，不適合作為超塑性加工用合金使用。
比較例6 選自文獻(xiàn)X· J. Gu, et al, Acta Mater. , 56 (2008) : 88中報(bào)道的合金。盡管該合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg較低(44`3 V )，但其過(guò)冷液體的穩(wěn)定性低，過(guò)冷液相區(qū)ATx只有37 °C，遠(yuǎn)小于本發(fā)明中的合金，難以作為超塑性加工用金屬玻璃合金使用。
由此可見，本發(fā)明所涉及的鐵基金屬玻璃合金同時(shí)具備低玻璃轉(zhuǎn)變溫度，大過(guò)冷液相區(qū)間、強(qiáng)玻璃形成能力、優(yōu)異力學(xué)性能和軟磁性能，可作為一種新型的超塑性加工用軟磁合金。
附表鐵基金屬玻璃合金的熱性能、臨界尺寸、磁性能和力學(xué)性能。其中Tg為玻璃轉(zhuǎn)變溫度，Tx為結(jié)晶化溫度，λ Tx = Tx Tg,為過(guò)冷液相區(qū)間，d。為金屬玻璃合金樣品臨界尺寸，Is為飽和磁化強(qiáng)度，Hc為矯頑力，σ。, y為壓縮屈服強(qiáng)度，E為楊氏模量，ε。, ρ為壓縮塑性應(yīng)變。
權(quán)利要求
1.一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，其特征在于由鐵、鎳、鈷、鑰、 鉻、鶴、磷、碳、硼、娃元素組成，成分表達(dá)式為FexNiyCozMoaCrbWcPdCeiBfSig,式中x、y、z、a、b、c、d、e、f、g分別表示各對(duì)應(yīng)組分的原子百分比含量，其中χ = 5(T70%，y = 0 20%，z = 0 15%， a = 2 6%, b = O 4%, c = O 3%, d = 8 15%, e = 10 12%, f = 2 6%, g = O 2%,且 x+y+z = 50 75%, a+b+c = 4 10%, x+y+z+a+b+c+d+e+f+g = 100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，其典型成分為 Fe55Co10Ni5Mo5P10C10B5O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，其特征在于合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度在43(T450 °C，過(guò)冷液相區(qū)間在70°C°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，其特征在于用銅模鑄造法制備出直徑2 4 mm的金屬玻璃合金棒材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，其特征在于飽和磁化強(qiáng)度在O. 7 1. O T，矯頑力在1. O 10 A/m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，其特征在于合金的室溫屈服強(qiáng)度3100 3400 MPa，壓縮塑變O. 2% 1. 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，其特征在于合金在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)有較低的粘性系數(shù)，在IO7-9 Pa*s數(shù)量級(jí)。
8.一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金的制備方法，其特征在于包括如下步驟步驟一、采用高純?cè)匕春辖鸹瘜W(xué)成分配比進(jìn)行配料；步驟二、將原料裝入感應(yīng)熔煉爐的坩堝內(nèi)，在惰性氣體氛圍中，采用中頻感應(yīng)熔煉或高頻感應(yīng)熔煉等方法熔煉3飛遍，得到成分均勻的母合金錠；步驟三、將母合金錠通過(guò)單輥甩帶法、銅模噴鑄法等制成條帶狀、棒狀的金屬玻璃合金。
全文摘要
一種具有大過(guò)冷液相區(qū)的鐵基塊體金屬玻璃合金，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于合金由鐵、鎳、鈷、鉬、鉻、鎢、磷、碳、硼、硅元素組成，成分表達(dá)式為FexNiyCozMoaCrbWcPdCeBfSig，式中x、y、z、a、b、c、d、e、f、g分別表示各對(duì)應(yīng)組分的原子百分比含量，其中x = 50~70%，y = 0~20%，z = 0~15%，a = 2~6%，b = 0~4%，c = 0~3%，d = 8~15%，e = 10~12%，f = 2~6%，g = 0~2%，且x+y+z = 50~75%，a+b+c = 4~10%，x+y+z+a+b+c+d+e+f+g = 100。該合金的典型成分為Fe55Co10Ni5Mo5P10C10B5。本發(fā)明的效果和益處是該合金同時(shí)具有的低玻璃轉(zhuǎn)變溫度、大過(guò)冷液相區(qū)間、高玻璃形成能力、低矯頑力、良好的力學(xué)性能以及在冷液相區(qū)間有較低的粘性系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)和納米級(jí)超塑性加工，是一種生產(chǎn)成本低廉的新型鐵基超塑性加工用軟磁金屬玻璃合金。
文檔編號(hào)C22C45/02GK103060724SQ201310002060
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者張偉, 房燦峰, 李艷輝 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)