[发明专利]一种轻量非晶合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种轻量非晶合金，所述非晶合金组成为Ti_aZr_bBe_cNi_dCu_eY_f，其中a、b、c、d、e、f为合金元素的原子比；各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤45，18≤b≤40，15≤c≤40，6≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。本发明还提供了一种非晶合金的制备工艺。本发明的目的是提供一种轻量化的非晶合金及其制备工艺，旨在解决现有技术中存在的非晶合金密度高和成形能力低的技术问题。

技术领域

本发明属于非晶态合金制造技术领域，具体涉及一种轻量非晶合金及其制备方法。

背景技术

非晶态合金与晶态合金一样，都是多组元的合金体系，但是与晶态合金中原子的周期性排列不同，在非晶态合金中，原子的排列不具有长程有序的特点，而仅在单个原子的附近具有一定程度的短程有序。非晶态合金独特的原子排列结构使得它具有显著区别于晶态合金的物理、化学和力学行为，例如具有高强度、高弹性、耐腐蚀、热成型性能好等特点，这使得非晶态合金具有广阔的应用前景。近年来，受益于国内外科研机构和领头企业在非晶合金领域的深耕，已经有许多不同体系的非晶态合金在不同的应用领域得到了大量的使用和认可，尤其是在综合高强度和高弹性的应用领域，非晶合金以优于其他材料的综合性能得以取代常用的工程塑料、铝合金等常用材料。

现有技术中，锆基体系的非晶合金在3C电子领域，以精密构件和支撑构件的形态，已经占有了一定的市场。受限于非晶合金组成以及加工成型工艺，非晶合金材料的使用仍旧不能如同不锈钢、铝合金一样普及，究其原因除了非晶合金是一种仍待开发的新型材料之外，和非晶应用领域中的实际需求有关。非晶合金是一种及其适用于精密型构件的材料，不仅因为其强度和力学性能非常优异，还因为非晶合金材料在成型过程中流动性好、成型温度低，能够利用压铸等常用的热加工方式近终成型。所以非晶合金材料是精密设备中的精密结构件材料的上上之选。然而随着电子科技的不断进步，智能设备等精密设备越来越往小型化、轻薄化发展，现有技术中以锆基为主体的非晶合金密度往往在6.8~7.6g/cm³范围内，与设计端所期望的低密度的要求还存在一定差异。

现有技术中对锆基非晶的轻量型体系开发也是非晶合金体系开发的热门选择，但是以锆基为主体的非晶体系中，很难做到密度低于6.5g/cm³同时还能保证非晶合金的非晶成形能力的体系组分。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻量化的非晶合金，旨在解决现有技术中存在的非晶合金密度高和成形能力低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种轻量非晶合金，所述非晶合金组成为Ti_aZr_bBe_cNi_dCu_eY_f，其中a、b、c、d、e、f为合金元素的原子比；各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤45，18≤b≤40，15≤c≤40，6≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。

进一步地，各元素组分的原子百分比取值范围为40≤a≤45，18≤b≤22，15≤c≤19，6≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。

进一步地，各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤35，28≤b≤32，20≤c≤35，6≤d≤8，5≤e≤6，0.5≤f≤1。

进一步地，各元素组分的原子百分比取值范围为25≤a≤30，18≤b≤22，36≤c≤40，9.5≤d≤10，5≤e≤8，0.1≤f≤2。

本发明的发明人采用相对轻质的Ti-Zr-Be三元合金体系作为合金组分设计的基础。Ti-Zr-Be三元合金体系存在熔化后难融合、非晶形成能力低下、熔融冷却后的合金极易脆裂的实际问题，无法用于生产制造。