[发明专利]一种提高非晶合金室温塑性的方法

说明书

技术领域

本发明一种提高非晶合金室温塑性的方法，属于材料技术研究领域，具体涉及一种针对非晶虽然强度高但塑性非常低的特点，通过给非晶表面镀一层金属镍，来改善和提高非晶塑性的方法。

背景技术

块体非晶合金由于其较高的弹性极限、较大的拉伸和压缩强度以及较强的抗腐蚀能力等诸多特性引起了众多材料科学工作者的关注。然而，绝大多数块体非晶合金在室温下承载时，表现出脆性断裂，这是由于其在变形过程中形成了高度局域化的剪切带所造成的，当进一步变形时这些剪切带软化，最终在软化的剪切面上发生断裂，限制了非晶的工程应用。对于这一问题的解决，目前国际上主要采用在块体金属玻璃基体上引入第二相的方法，形成块体金属玻璃复合材料，使块体金属玻璃的塑性较之前的纯非晶块体金属玻璃有大幅度提高，主要的两种技术方法为内生法和外加法。陈光等发明了一种大块金属玻璃复合材料中树枝晶球化的方法（专利号：CN100494437C），通过低压铸造/水冷铜模急冷成型系统制备出塑性树枝晶/大块金属玻璃复合材料板状试样，再将塑性树枝晶/大块金属玻璃符合材料板状试样等温处理，然后水淬，制备出一种内生塑性球晶相块体金属玻璃复合材料，可以显著提高块体金属玻璃的宏观塑性。Jonhson等在块体金属玻璃基体中通过外加连续纤维增强相，采用渗流铸造法制备出连续纤维锆基块体金属玻璃复合材料，压缩塑性显著改善[R.D.Conner, R.B.Bandliker, W.L.Johnson. Acta. Mater.46.6089(1998)]。上述提到的两种提高塑性的方法都是通过改变了块体金属玻璃的内部结构和改变材料的固有性能来提高塑性，但很难解决单块非晶和已经成型的块体金属玻璃结构件的塑性提高的问题，因此一种新的提高金属玻璃的塑性方法的研究和开发已经势在必行。

发明内容

本发明一种提高非晶合金室温塑性的方法目的在于：针对非晶的脆性断裂问题，提供一种通过给非晶试样的表面镀一层金属镍塑性晶体，形成一种复合材料来改善和提高非晶塑性的方法，此类材料在承受载荷时晶体相阻止了单一剪切带贯穿整个试样，并促成了多重剪切带的形成，最终提高了材料的塑性。

本发明一种提高非晶合金室温塑性的方法，其特征在于是一种通过给非晶试样的表面镀一层金属镍塑性晶体，形成一种复合材料来改善和提高非晶塑性的方法，该方法是在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，欲镀金属试样为阳极，通过电解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法，具体的工艺方法步骤为：

电镀液的配制

在烧杯中加入适量的高纯水，按配比为七水硫酸镍∶六水氯化镍∶硼酸=7∶1∶1用天平称量好药品的质量，由于硼酸不好溶，所以先将硼酸加入烧杯中，并用60-70℃的水进行水浴加热，再用玻璃棒不停搅拌，直到全溶为止，然后依次加入七水硫酸镍和六水氯化镍，分别搅拌至全溶，最后继续向烧杯中加入高纯水至指定体积，配置好的电镀液成深绿色；

电镀过程

该电镀过程主要分以下几个步骤：

1）选用纯度高于99.9%的金属，按照Zr_52.5Cu_17.9Ni_14.6Al₁₀Ti_5.0的原子成分进行配料；

2）用高真空非自耗电弧熔炼炉，并在高纯Ar保护下将所配置的原料1）熔炼成母合金纽扣锭，然后吸铸成所需非晶试样的板、棒初始材料；

3）对2）得到的非晶试样进行表面处理，磨到600号砂纸达到电镀要求，太光滑电镀结合不牢固；

4）以被镀金属为阴极，连接电源的负极，欲镀金属为阳极，连接电源的正极，非晶试样板或棒连接电源的负极，纯镍片连接电源的正极，将正负极放入装有电镀液的烧杯中，并将烧杯放入水浴锅中进行35℃-45℃的水浴加热，开始电镀；

5）在电镀过程中不断搅拌，以驱赶附着在镀件上的气泡，持续3-6小时的时间，关闭电源，停止电镀。

本发明一种提高非晶合金室温塑性的方法的优点在于：针对非晶的脆性断裂问题，提供了一种通过给非晶试样的表面镀一层金属镍塑性晶体，形成一种复合材料来改善和提高非晶塑性的方法，此类材料在承受载荷时晶体相阻止了单一剪切带贯穿整个试样，并促成了多重剪切带的形成，最终提高了材料的塑性。镀层性能不同于基体金属，具有新的特征。非晶作为阴极，脆性大、塑性小，镀层金属作为阳极，一般选择选择塑性较大的晶体金属，这样形成的复合材料在室温下塑性明显提高。

附图说明