专利名称：悬浮熔炼喷铸制备块状非晶合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种悬浮熔炼熔体直接喷铸制备块状非晶合金工艺方法。
九十年代以来，日本东北大学A.Inoue和美国加州理工学院W.L.Johnson几乎同时相继制备出Mg基和Zr基非晶合金块体材料，于是在材料科学领域掀起了块状非晶合金制备的新热点，目前已发展出大块非晶合金体系有Zr基，Mg基，Fe基，Cu基，Nd基，Pd基等，并开发出非晶合金复合材料。
大块非晶合金的力学性能，物理性能和化学性能等具有一些突出的特点，表现为强度高，耐腐蚀性能强，具有新的疲劳，断裂性能等等，正是这些优异的性能，使大块非晶合金在民用和军用上都具有广泛的应用前景。
目前，关于大块非晶合金的制备方法有许多种，例如真空熔炼和吸铸水冷铜模冷却方法，样品熔化后，石英管水淬法，高压下合成法，悬浮深过冷法，熔体压铸快凝法等等，每种制备方法都具有一定的特点，同时也有一定的局限性和缺点。
本发明的目的是提出一种悬浮熔炼熔体直接喷铸铜模具内制备块状非晶合金工艺方法，而不是熔体自由模体冷却技术。
本发明技术利用高频炉快速升温熔化样品，感应加热和控制熔体位置线圈为V型结构特殊绕制，盛装样品的容器为V型开口石英漏斗装置，待样品熔化后的合适温度，样品处于悬浮状态或半悬浮状态，对正熔体位置，瞬间通入正压气流，使熔体高速喷入底部的铜模具内，而铜模具可以制成各种形状，包括园型，板型，环型等等，从而获得各种形状的非晶合金块体材料，本发明技术的另一项重要特点是以高速旋转的铜底盘作为冷却基板，可以获得具有一定厚度的片状非晶合金材料。
本发明具有以下优点1.在高频加热条件下，样品在几十秒内就可以快速熔化，减少熔体受污染时间，从而大幅度提高非晶合金形成能力；2.熔体在高频加热线圈中，与坩埚无接触或软接触，即样品快速熔化后处于悬浮或半悬浮状态，减少异质形核机会，极大的提高了非晶合金形成能力；3.在悬浮炉中，以高纯Ar对熔体喷铸的过程，可以提高熔体下落速度，使熔体尽快与模具接触，不仅提高了熔体的冷却速度，同时可以极大改善熔体对模具的充填性，提高试件的致密度和精确度，适于制做较为复杂的非晶合金精密零部件。
下面通过实施例详述本发明。
实施例1Zr-Cu-Ni-Al合金母材称重后放进感应线圈内的开口石英漏斗中，通过高频加热熔化后熔滴处于半悬浮状态，瞬间通入高纯氩气喷吹熔滴进入铜模具中，样品凝固后经X射线衍射和DSC热分析检测后证明为形成了非晶合金，样品尺寸为φ7×60(mm)圆棒。
实施例2Nd-Fe-Al-Y合金母材按上述实施例1处理后，可以形成≤φ7×60(mm)的圆形试棒。
实施例3Zr-Al-Ni-Cu-Ti-Y合金母材按上述实施例1处理后，可以形成≤φ7×60(mm)的圆形试棒。
权利要求
1.一种悬浮熔炼喷铸制备块状非晶合金，其特征在于利用高频炉快速升温熔化样品，感应加热和控制熔体位置线圈为V型结构特殊绕制，盛装样品的容器为V型开口石英漏斗装置，待样品熔化后的合适温度，样品处于悬浮状态或半悬浮状态，对正熔体位置，瞬间通入正压气流，使熔体高速喷入底部的铜模具内，而铜模具可以制成各种形状，包括园型，板型，环型等等，从而获得各种形状的非晶合金块体材料。
2.按照权利要求1所述的非晶合金，其特征在于以高速旋转的铜底盘作为冷却基板，可以获得具有一定厚度的片状非晶合金材料。
全文摘要
本发明涉及一种块状非晶合金工艺方法。本项技术利用高频炉快速升温熔化样品,感应加热和控制熔体位置线圈为V型结构特殊绕制,盛装样品的容器为V型开口石英漏斗装置,待样品熔化后的合适温度,样品处于悬浮状态或半悬浮状态,对正熔体位置,瞬间通入正压气流,使熔体高速喷入底部的铜模具内。本发明技术的另一项重要特点是以高速旋转的铜底盘作为冷却基板,可以获得具有一定厚度的片状非晶合金材料。
文档编号C22C1/00GK1361298SQ0013604
公开日2002年7月31日 申请日期2000年12月29日 优先权日2000年12月29日
发明者张海峰, 王爱民, 丁炳哲, 邱克强, 张庆生, 胡壮麒 申请人:中国科学院金属研究所