一种锆基非晶合金及其制备方法
【专利说明】-种错基非晶合金及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明设及一种错基非晶合金及其制备方法。 【【背景技术】】
[0002] 非晶态金属或合金是指物质从液态(或气态)急速冷却时，因来不及结晶而在室溫 或低溫保留液态原子无序排列的凝聚状态，其原子不再呈长程有序、周期性和规则排列，而 是处一种长程无序排列状态。和普通晶态金属与合金相比，非晶态金属与合金因其无序结 构不存在晶粒、晶界，亦不存在位错、滑移等晶格缺陷，因此具有较高的强度硬度、高耐磨 性、良好的磁学性能和抗腐蚀性能等，可W应用于高档电子产品、体育用品、奢侈品、航空航 天等。已有性能优异的非晶合金一般都添加了稀±元素，而稀±元素为昂贵资源，且储量有 限，运导致非晶合金的成本较高，大大限制了非晶合金的商业化应用。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种错基非晶合 金及其制备方法，得到的错基非晶合金的成本较低，且拥有较好的玻璃形成能力。
[0004] 本发明的技术问题通过W下的技术方案予W解决：
[0005] -种错基非晶合金的制备方法，包括W下步骤：1)按照如下错基非晶合金的组成 要求将一定量的金属进行混合，得到混合物料；所述错基非晶合金的组成为： 2。(：叫八1。化<1乂6，其中，日，13，。，(1，6为原子百分比，40<曰<65;10<6<30;5<〇<15;1<(1< 15; 0<e。0;X为Nb，Pd，Ti，Co，Fe，Hf，Si，化中一种或多种；2)将步骤1)得到的混合物料加 入烙炼炉中，将烙炼炉抽真空至真空度小于1(T 2化或者在气体纯度含99.9%的惰性气体保 护下，加热到高于烙炼待形成的合金的烙点的溫度，烙炼5~30min;3)将步骤2)烙炼得到的 合金除渣提纯后，诱铸进模具中，模具为导热率大于等于20W/mK的材料制得，使合金能迅速 冷却形成所述错基非晶合金。
[0006] 优选的技术方案中，
[0007] 所述步骤3)中，诱铸进模具中后，对整个模具施加超声波震动处理，超声功率为2 X1〇4~6X1〇4w。
[000引所述步骤3)中，模具为导热率大于30W/mK的材料制得。
[0009] 所述步骤1)中，所述错基非晶合金的组成为:Zrss化2〇Ali〇Ni8.5Ti6.5。
[0010] 所述步骤1)中，所述错基非晶合金的组成为:Zrss化sAhsNiyNbs。
[00川所述步骤1 )中，所述错基非晶合金的组成为:Zr62CU20Al7Ni7Pd4。
[001^ 所述步骤1)中，所述错基非晶合金的组成为:Zr47Cui7Ah日Nii2Ti9。
[0013] 本发明的技术问题通过W下进一步的技术方案予W解决：
[0014] -种错基非晶合金，根据如上所述的制备方法制得。
[0015] 所述错基非晶合金的临界玻璃形成尺寸为12mm~20mm。
[0016] 本发明与现有技术对比的有益效果是：
[0017] 本发明的非晶合金的制备方法，采用错基体系，组分中选用化、Al、Ni、X，X选用Nb, Pd，Ti，Co，Fe，Hf，Si，化中一种或多种，结合烙炼和诱铸时的工艺控制，最终制得符合组分 要求的非晶合金。得到的非晶合金中不含有稀±元素，省去了对稀±元素的依赖，且经实验 验证非晶合金的玻璃成形能力较好，临界玻璃形成尺寸可达到12mm，最大能达到20mm，高于 现有的错基非晶合金的6mm左右的临界玻璃形成尺寸。而且，经验证，本发明制得的错基非 晶合金也具有优异的理化性能，如较高硬度、较高屈服强度、较好的塑性。 【【具体实施方式】】
[0018] 本发明的构思是:现有的非晶合金中需要添加稀±元素，原因是通过添加稀±元 素等方法来抑制合金结晶，使非晶合金形成能力加强，从而具有较好的玻璃形成能力。而本 发明，则是通过组分W及工艺的结合，从而在制备过程中不添加稀±元素的前提下，使制得 的错基非晶合金也具有较好的玻璃形成能力，其临界玻璃形成尺寸最大可达到20mm。
[0019] 本【具体实施方式】中提出一种错基非晶合金的制备方法，包括W下步骤：
[0020] 1)按照如下错基非晶合金的组成要求将一定量的金属进行混合，得到混合物料； 所述错基非晶合金的组成为:ZraCUbAlcNidXe，其中，a，b，c，d，e为原子百分比，40 < a < 65; 10 <b<30;5<c< 15;1 <d< 15;0<e< 10;X 为佩，口(1，1'1，(：〇，尸6，册，51，1'曰中一种或多种。
[0021] 如上所述的元素作为X元素，运些元素性质类似，元素的原子半径及性能相差不 大，均具有较好的抑制成核能力，与化、Cu、Al、Ni等元素按照一定配比组合后，可在后续较 好的抑制合金成核，形成非晶材料，从而实现不必依赖稀±元素的添加来达到抑制合金结 晶的目的。
[0022] 2)将步骤1)得到的混合物料加入烙炼炉中，将烙炼炉抽真空至真空度小于ICT2Pa 或者在气体纯度含99.9%的惰性气体保护下，加热到高于烙炼待形成的合金的烙点（烙点 一般在40~IO(TC)的溫度，烙炼5~30min。
[0023] 3)将步骤2)烙炼得到的合金除渣提纯后，诱铸进模具中，模具为导热率大于20W/ mK的材料制得，使合金能迅速冷却形成所述错基非晶合金。
[0024] 上述步骤中，通过烙炼将混合物料烙炼均匀，且通过烙炼成合金后，体系烙点下 降，降至90(TC左右，便于后续生产。诱铸过程使得合金转变成非晶，诱铸时，模具材料的导 热率大于等于20w/(m ? K)，优选大于30w/(m ? K)的材料，导热率较高，合金快速冷却，从而 抑制合金成核。烙炼过程中真空度或者惰性气体保护，W及诱铸过程中的模具的导热率均 需严格控制，导热率越大，材料非晶越彻底;真空度越严格，合金的玻璃形成能力越强，从而 相互配合时，结合组分的改进，最终在成形过程中有效抑制合金成核，形成非晶材料，且得 到玻璃形成能力较好的非晶材料。优选地，模具的材质为与非晶材料的晶体结构和点阵常 数差别大的材质，模具选用与晶体结构和点阵常数差别大的材质，则合金液体接触模具时， 模具表面对合金非均质形核的促进作用较弱，则能较好地抑制成核，促进形成非晶材料。
[0025] 进一步优选地，步骤3)诱铸时，将烙炼得到的合金除渣提纯后，诱铸进模具中后， 对整个模具添加超声波高能震动处理，使合金能迅速冷却形成错基非晶合金，具体为12~ 20mm的锭块。此处，超声波高能震动处理时的功率2 X IO4~6 X IO4Wd通过添加超声震动处 理，超声波可进一步有效抑制合金非均匀形核过程，促进非晶材料的形成W及晶粒的长大。
[0026] 本【具体实施方式】中，通过上述制备方法，不依赖稀±元素的添加，从而制得错基非 晶合金，且能得到较大块体非晶合金。制得的错基非晶合金，与已有错基非晶合金相比有W 下优点：
[0027] 1)较低的成本。已有性能优异的非晶合金很多都添加了