[发明专利]锆基非晶合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锆基非晶合金及其制备方法。

背景技术

非晶合金出现于上个世纪六十年代。最初的非晶合金由于临界尺寸（形成非晶的最大尺寸）只能达到微米级，而难以得到实际应用。但高强度、高硬度、耐腐蚀及优异的高温流动性等材料性能吸引了广大科研工作者而广为研究，并不断开发出大临界尺寸并适于工业化生产的非晶合金，其临界尺寸逐渐从微米级发展到毫米级甚者可达到厘米级。通常情况下把临界冷却速率小于500℃/s，临界尺寸大于1mm的非晶合金称为大块非晶合金。大块非晶合金的出现为工业化生产提供了可能。

非晶合金的非晶形成能力很容易受到非金属元素或杂质元素的影响，导致非晶合金临界尺寸的大幅减小甚至无法形成非晶，尤其氧氮等非金属气体元素会大幅恶化临界尺寸。因此，通常情况对原材料的纯度要求非常苛刻，对冶炼环境的要求也非常严格，甚至需要高真空的制备条件,由此大大增加了生产成本，并难于工业化生产。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。

为此，本发明的一个目的在于提供一种锆基非晶合金的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种锆基非晶合金。

根据本发明第一方面实施例的锆基非晶合金的制备方法，所述锆基非晶合金的组份符合下述化学式（I）：

ZraCubAlcMdEre（I）

其中M表示Ni、Fe、Co、Mn、Cr、Ti、Hf、Ta、Nb中的一种或几种元素，a、b、c、d、e为原子百分数，40≤a≤70，15≤b≤35，5≤c≤15，5≤d≤15，0<e≤2.5，且a+b+c+d+e=100，其特征在于，该锆基非晶合金的制备方法包括以下步骤：

a)分别按照上述化学式（I）的组成称取含有Zr、Al、Cu、M及Er的金属并混合，得到混合物料；

b)将所述混合物料置于熔炼炉中在真空或惰性气氛下进行冶炼，得到熔体，

其中，冶炼温度高于所述锆基非晶合金的熔点50~400℃，冶炼时间为5~60分钟；

c)将所述熔体进行铸造，得到所述锆基非晶合金。

根据本发明实施例的锆基非晶合金的制备方法，能够采用工业级原材料制备大临界尺寸锆基非晶合金，且该制备方法便于生产控制，可以稳定的获得锆基非晶合金。

另外，根据本发明实施例的锆基非晶合金的制备方法还可以具有如下区别技术特征：

根据本发明的一些实施例，Zr的原料为Zr与Hf的总质量百分比大于99%的合金，Cu、Al、M的原料均为元素质量百分比大于99%的单质金属。

根据本发明的一些实施例，Er的原料为纯度大于98%的单质金属。

根据本发明的另一些实施例，Er的原料为AlEr中间合金。

根据本发明的一些实施例，在所述步骤b)中，冶炼温度为高于所述锆基非晶合100℃。

根据本发明的一些实施例，在所述步骤b)中，冶炼时间为15~30分钟。

如权利要求1所述的锆基非晶合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤b)中，冶炼气氛采用真空度小于10Pa的真空气氛。

根据本发明的一些实施例，在所述步骤b)中，冶炼气氛采用惰性气体保护气氛。

根据本发明第二方面实施例的锆基非晶合金，是根据第一方面任一实施例的锆基非晶合金的制备方法制得的。

根据本发明的一些实施例，所述锆基非晶合金的临界尺寸大于3mm。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的锆基非晶合金的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面首先参考图1描述根据本发明实施例的锆基非晶合金的制备方法。

根据本发明实施例的锆基非晶合金的组份符合下述化学式（I）：

ZraCubAlcMdEre（I）