[发明专利]一种锆基非晶合金母合金的熔炼方法

说明书

本发明涉及非晶合金技术领域，特别是涉及一种锆基非晶合金母合金的熔炼方法。该方法包括：将海绵锆进行预处理，得到锆电极；将坩埚安装于感应器内，烘焙并抽真空，通过线圈感应加热，对坩埚进行预热；向坩埚中加入锆电极，充入保护气体，感应加热至熔化；一定时间后打开二次加料装置，向坩埚中加入剩余的合金原料，感应加热至熔化均匀，倒入模具，冷却，得到锆基非晶合金母合金。本发明一方面将锆从蜂窝结构变为实心结构，有利于感应熔化，可以避免熔化过程中材料部分不熔造成的成分不均匀；另一方面通过对锆原料提前进行一定时间的精炼提纯，可以消除有害杂质元素，制备的合金氧氮含量低，成分均匀，从而得到合格的非晶合金母合金。

技术领域

本发明涉及非晶合金技术领域，特别是涉及一种锆基非晶合金母合金的熔炼方法。

背景技术

非晶合金也叫金属玻璃，通常采用将液态合金熔体快速凝固的方法制备，其内部结构表现为类似玻璃的长程无序的非晶结构。非晶合金独特的原子排列结构使其具有很多优良的特性，如：高强度、高硬度以及高耐磨性等等。在国防军工、航天航空、石油化工、生物医学、精密机械、消费电子和信息等领域具有重要的应用前景，作为国际材料领域研究的热点，有望取代传统材料，市场前景广阔。

但在现有技术中，由于锆体积大，并且海绵锆为蜂窝结构，磁感应线圈并不能直接加热将锆熔化，现有锆基非晶合金母合金的熔炼通常先加入其他合金原料，后加入锆，从而避免产生锆不熔，但该种方法锆的杂质没有排除，从而影响锆基非晶合金母合金的成型以及性质。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的锆基非晶合金母合金的熔炼方法，所要解决的技术问题是对锆进行预处理，有利于感应熔化，从而得到氧氮含量低的锆基非晶合金母合金，从而更加适于实用。

本发明的技术方案是：

一种锆基非晶合金母合金的熔炼方法，其包括：

(1)将海绵锆进行预处理，得到锆电极；

(2)将坩埚安装于感应器内，烘焙并抽真空，通过线圈感应加热，对坩埚进行预热；

(3)向坩埚中加入锆电极，充入保护气体，线圈感应加热至熔化；

(4)熔化预制时间后打开二次加料装置，向坩埚中加入剩余的合金原料，线圈感应加热至熔化均匀，倒入模具，冷却，得到锆基非晶合金母合金。

所述的锆基非晶合金母合金的熔炼方法，预处理包括：将海绵锆进行机械压实，将海绵锆从蜂窝结构变为实心结构，得到锆电极。

所述的锆基非晶合金母合金的熔炼方法，预热的功率为10～20kW，保温4～10小时，预热温度为500～1200℃。

所述的锆基非晶合金母合金的熔炼方法，锆电极和剩余的合金原料的线圈感应加热的功率为20～70kW，加热的温度为1000～1600℃。

所述的锆基非晶合金母合金的熔炼方法，预制时间为10～30min。

所述的锆基非晶合金母合金的熔炼方法，剩余的合金原料为铌、铜、镍、铝和钇中的至少一种。

所述的锆基非晶合金母合金的熔炼方法，锆基非晶合金母合金的氧含量为0.03～0.05ppm，氮含量为0.002～0.005ppm。

借由上述技术方案，本发明锆基非晶合金母合金的熔炼方法至少具有下列优点：

本发明通过机械压实制成锆电极的方法，将海绵锆进行预处理，一方面将锆从蜂窝结构变为实心结构，有利于感应熔化，可以避免熔化过程中，中上部材料因卡住或焊接而出现“架桥”现象导致元素不熔造成的成分不均匀；另一方面在真空条件下利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热进行熔炼，对锆原料提前进行一定时间的精炼提纯，可以消除有害杂质元素，制备的合金氧氮含量低，成分均匀，从而得到合格的非晶合金母合金。