[发明专利]一种大块稀土基非晶合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大块稀土基非晶合金的制备方法。

背景技术

非晶合金是利用其特有的玻璃特性，使其在电弧的高温作用下熔炼，然后采用铜模铸造法使其在过冷液相区内快速凝固成型，可形成复杂件，从而可以作为3C产品构件、高尔夫球构件等用，由于非晶合金具有高强度、高硬度等特点，倍受重视，有广阔的应用前景。非晶合金所需要的原材料纯度非常高，制备环境与条件苛刻，无论是原材料里的杂质还是制备过程中带来的氧化都可以导致异质形核，从而降低了过冷液相区的宽度，进而极大地降低了合金的非晶形成能力。

现有的非晶合金的制备方法大多采用在真空熔炼炉中快淬的方法，由于其制备条件苛刻很难在工业生产中得到应用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种对环境要求相对较低的块体非晶合金的制备方法，并提高了制备得到的非晶合金的性能。

一种大块稀土基非晶合金的制备方法，包括，在保护气体下，熔炼按照计量比配制的合金元素，并快速凝固冷却，合金成分范围为：Re_aAl_bM_cN_d，其中40≤a≤90，5≤b≤30，1≤c≤40，0.1≤d≤10且a+b+c+d＝100；其中，稀土元素Re为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的两种或两种以上的混合，N为Y，Hf，Nb中的一种或几种的混合，M为Si、P、S、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、As、Zr、Mo、Pd、Ag中的一种或几种的混合。优选Re为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Ho、Er的两种或两种以上的混合；N为Y，Hf，Nb中的一种或几种的混合，M为Ti、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、As、Zr、Mo、Pd、Ag中的一种或几种的混合。

各原材料的重量百分含量的纯度为大于等于98％，同时小于99.5％。

其中，保护气体为惰性气体、N₂、SF₆气体中的一种或几种。惰性气体为氦气、氖气、氩气的一种或几种。

所述保护气体中还含有O₂，CO，CO₂，H₂O，SO₂，NO，NO₂和H₂气体中的一种或多种混合的杂质气体，杂质气体含量为1000-10000ppm。

现有的非晶合金的制备方法，一般要求杂质气体含量为100ppm；合金纯度在99.5％以上，以保证合金熔铸时不受气体和合金元素纯度的影响。

反应容器中通冷却水达到快速冷却熔融溶液的目的，冷却速度为10⁶k/s～10³k/s，优选为10⁵k/s～10³k/s。

按照本发明的非晶合金的制备方法制备的非晶合金具有以下优点：能够在合金纯度要求不高的条件下顺利进行合金熔铸，同时对保护气氛要求降低，降低了对环境和设备的要求，有利于块体非晶合金的工业化生产。

附图说明

图1是本发明的非晶合金的粉末衍射对比图；

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明进行详细地说明。

图1是在所选定的镧基的基础上，逐渐变化添加Re_aAl_bM_cN_d中的N含量或变换真空度的条件下，制得的样品的粉末衍射图；从图1中的实施例1和对比例1可以看出增加适量的N后，合金的非晶形成能力得到了很好的改善，从实施例1、实施例4可以看出随着N含量的增加，合金的非晶形成能力极大的增强了，当达到一定量时，过量N还可以在基体内形成树枝状晶，从而在一定程度上改善了合金的性能。从对比例1到对比例3可以看出当没有N时，合金的非晶形成能力比较差，如粉末衍射图中的对比例3所示，晶态峰比较明显，合金基本上形成晶态。由此可见，在保护的气氛之内，合金的非晶形成能力受N的影响很大。

下面的实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

本实施例说明本发明提供的大块稀土基非晶合金的制备方法。