一种Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103184394A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103184394103184394A(43)申请公布日2013.07.03(21)申请号201310099570.6(22)申请日2013.03.26(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人高鹏刘光波杨少强薛柱张密林(51)Int.Cl.C22C45/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金及制备方法(57)摘要本发明提供的是一种Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金及制备方法。该系块体非晶合金按名义成分Mg60Cu30-xTi5Y10（0<x≤10at.﹪）配料，利用真空感应熔炼炉预先制备Cu-Ti-Y中间合金，再制备Mg-Cu-Ti-Y母合金，最后重熔上述母合金，待母合金熔化后将其喷入铜模型腔中得到Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金。本发明的非晶合金具有高的压缩断裂强度和显微硬度，最高分别达到879MPa和347Hv，为传统晶态镁合金的三倍以上。本发明制备工艺简单、成本低，所得非晶合金具有玻璃形成能力强，强度和比强度高等特点，作为一种新型轻质高强度结构材料具有广阔的工程应用前景。CN103184394ACN103849ACN103184394A权利要求书1/1页1.一种Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金，其特征是：名义成分为Mg60Cu30-xTixY10，其中：0<x≤10at.﹪。2.一种Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金的制备方法，其特征是主要包括以下两个步骤：（1）、母合金的制备：将纯度为99.9％的高纯镁块、纯度为99.9％的钛块、纯度为99.8％的高纯铜锭、纯度为99.99％的高纯钇块按名义成分Mg60Cu30-xTixY10配料，其中0<x≤10at.﹪；首先将所述铜锭、钛块和钇块放入石英试管内，置于感应熔炼炉的感应线圈中心，关闭炉门，然后抽真空至10-4Pa，充入10-2Pa的氩气，在氩气保护下熔炼，制得Cu-Ti-Y三元中间合金；随后，将Cu-Ti-Y三元中间合金打磨抛光，粉碎后与所述镁块混合，然后用与制得Cu-Ti-Y三元中间合金相同的熔炼方法熔炼，制得Mg-Cu-Ti-Y母合金；（2）、非晶合金样品制备：将制得的Mg-Cu-Ti-Y母合金打磨抛光，用超声波振荡器对其进行清洗，粉碎后装入石英试管内，置于感应熔炼炉的感应线圈中心；关闭炉门，往-2石英试管上端储气罐内充入压力为P1=5×10Pa的高纯氩气，将炉腔反复抽高真空后-2充入5×10Pa的氩气保护气形成P2的负压，在氩气气氛的中频真空感应熔炼炉中重熔Mg-Cu-Ti-Y母合金，将得到的熔融态Mg-Cu-Ti-Y母合金在压力差P=P1+P2的作用下喷入铜模型腔中，获得Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金。3.根据权利要求2所述的Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金的制备方法，其特征是制得Cu-Ti-Y三元中间合金的熔炼过程反复进行3～5次。2CN103184394A说明书1/3页一种Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金及制备方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种非晶合金材料，本发明页涉及的是一种非晶合金材料的制备方法。背景技术[0002]镁及镁合金具有比强度、比刚度高，电磁屏蔽和抗辐射能力强，阻尼减震性能好，易切削加工、易回收利用等一系列优点，在汽车、3C产品、航空航天工业中得到了广泛的应用，是继钢铁和铝合金之后迅速发展起来的第三类金属结构材料，并被称为21世纪的“绿色工程”材料。相比之下，人们研究发现镁基非晶合金的机械强度远远高于传统晶态镁合金，其不但具有比强度高的优势，而且原本难以解决的耐蚀性问题也得到了很大改善，因而被认为是一种极具应用潜力的新型轻质高比强度结构材料。[0003]早期，镁基非晶合金的的研究主要集中于玻璃形成能力较强的Mg-Cu-Y系三元非晶合金。后来，随着非晶合金的发展，人们在此基础上通过调整合金成分以及添加其他元素(如Al、Ag、Li、Pd、Ni和Zn等)的方法发展了一系列具有较大玻璃形成能力和优异力学性能的四元、五元及五元以上镁基非晶合金。镁基非晶合金的出现为发展轻质高强度结构材料开辟了一条新的途径，目前世界各国均致力于这类镁基非晶合金材料的发展。然而目前为止，对Mg-Cu-Ti-Y系块体非晶合金的相关研究和制备还未见任何报道。鉴于镁基块体非晶合金优异的性能和广阔的应用前景，开发一种玻璃形成能力强的新型高强度Mg-Cu-Ti-Y块体非晶合金具有重要的科学研究及工程应用价值。发明内容[