一种锆基块体非晶合金的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110396650A(43)申请公布日2019.11.01(21)申请号201910743710.6(22)申请日2019.08.13(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人何勇王传婷郭志平胡雪冰马跃何源潘绪超焦俊杰郭磊方中(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人朱沉雁(51)Int.Cl.C22C45/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种锆基块体非晶合金的制备方法(57)摘要本发明公开了一种制备锆基块体非晶合金的方法，按照合金元素的计量比称取高纯度块体材料；在高纯氩气保护气体氛围下利用超高温真空悬浮熔炼炉熔炼原材料，经过充分冷却得到混合均匀的晶体合金，将熔炼的晶体合金切割成所需的小质量块体，去除杂质洗净后重新熔化，吸铸得到锆基块体非晶合金。本发明所制备得到的锆基块体非晶合金成型质量优良，力学性能优异。本发明方法充分利用超高温磁悬浮熔炼技术将各原材料均匀混合，高速效率，适合锆基块体非晶合金的工业化生产。CN110396650ACN110396650A权利要求书1/1页1.一种锆基块体非晶合金的制备方法，其特征在于，制备工艺步骤为：步骤1、原材料配制：选用纯度高于99.5%的锆、铜、铝、镍，去除材料氧化皮层后；利用超声波清洗机洗净，按照所需制备的锆基块体非晶合金的摩尔比换算成质量比进行配料；其中锆元素的摩尔比在整个锆基块体非晶合金中占50%-60%；将混合后的原材料放在已经洗净的坩埚内；步骤2、高温真空悬浮熔炼炉排除空气：打开充高纯氩气阀门，充高纯氩气1-2分钟后打开粗抽阀；继续充氩气3-5分钟关闭阀门，排除管道以及炉内空气；步骤3、高温真空悬浮熔炼炉抽真空：利用机械泵抽低真空至10-20Pa，然后利用分子泵抽高真空至1.5×10-2Pa以下；步骤4、高温真空悬浮熔炼炉充保护气体：高温真空悬浮熔炼炉充入高纯氩气至300-500Pa；步骤5、熔炼原料：首先将加热功率加到100-110KW额定功率，稳定2-3分钟；然后以30-35KW的阶梯增加功率，每增加30-35KW的功率稳定1-2分钟，一直增加功率至230-240KW，通过炉门和炉盖观察窗用防护镜片观察坩埚内原材料熔炼情况，待原材料完全融化呈现翻滚状态时，稳定3-5分钟；步骤6、晶体合金冷却：首先以每10-15KW的功率为阶梯，降低功率至140-160KW，然后以20-25KW的功率为阶梯，降低功率至70-85KW，最后以30-50KW的功率为阶梯，降低功率至0KW；利用水冷冷却20-25分钟，在上方观察孔中肉眼看不到红色亮光，然后充分冷却至70℃以下，开炉取出晶体合金铸锭；步骤7、切割晶体合金铸锭：将熔炼的晶体合金铸锭切割成所需非晶合金的质量，去除表面杂质，保证其纯净度；步骤8、熔炼合金：首先抽低真空至5Pa以下，其次抽高精真空度至0.002Pa以下，然后充入高纯氩气，直至真空压力表指针达到-0.04MPa至-0.01MPa，最后以180-210A的电流加热熔化合金；步骤9、吸铸合金：利用压力差或者外加压力作用下将熔融状态下的合金吸入到油冷或者水冷的铜模具中，快速冷却得到锆基非晶合金。2.根据权利要求1所述的锆基块体非晶合金的制备方法，其特征在于：步骤1中，锆、铜、铝、镍均为块体。3.根据权利要求1所述的锆基块体非晶合金的制备方法，其特征在于：步骤1中，原材料配制还包括纯度高于99.5%的块体铌。4.根据权利要求1所述的锆基块体非晶合金的制备方法，其特征在于：步骤1中，原材料配制还包括纯度高于99.5%的块体钛。2CN110396650A说明书1/5页一种锆基块体非晶合金的制备方法技术领域[0001]本发明属于非晶合金领域，具体涉及一种锆基块体非晶合金的制备方法。背景技术[0002]非晶合金由于其具有与传统合金不同的微观结构使其具有很多优异的力学性能，如高强度、高的弹性应变、高硬度等。非晶合金由于其独特性以及良好的物理、力学以及化学等性能，在基础研究和实际应用中引起了全世界研究人员的关注。非晶合金具有非常大的应用前景，被认为是新一代的结构与功能材料之一。而锆基非晶合金具有良好的玻璃形成能力，相对较容易可以制备出大直径的块体非晶合金，锆基非晶合金不仅具有良好的性能而且可以作为活性材料具有高能量释放特性。[0003]非晶合金的制备一直是制约其工业化应用的关键因素，如何高效、低成本、便捷的制备非晶材料一直是人们追求的目标。目前，针对非晶合金材料制备常采用按照所制备非晶合金的质量进行配料，若制备多个同一类型的非晶合金需要进行多次原材料配料，然后原材料进行反复多次熔炼，最后吸铸成为非晶合金，极大降低了非晶合金