[發明專利]一種提高非晶合金室溫塑性的方法

有效

• 申請號: 201310356265.0
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103436925A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 喬珺威;孟萌萌;楊慧君;周禾豐
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C25D3/12
• 分類號: C25D3/12;C25D7/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術領域

本發明一種提高非晶合金室溫塑性的方法，屬于材料技術研究領域，具體涉及一種針對非晶雖然強度高但塑性非常低的特點，通過給非晶表面鍍一層金屬鎳，來改善和提高非晶塑性的方法。

背景技術

塊體非晶合金由于其較高的彈性極限、較大的拉伸和壓縮強度以及較強的抗腐蝕能力等諸多特性引起了眾多材料科學工作者的關注。然而，絕大多數塊體非晶合金在室溫下承載時，表現出脆性斷裂，這是由于其在變形過程中形成了高度局域化的剪切帶所造成的，當進一步變形時這些剪切帶軟化，最終在軟化的剪切面上發生斷裂，限制了非晶的工程應用。對于這一問題的解決，目前國際上主要采用在塊體金屬玻璃基體上引入第二相的方法，形成塊體金屬玻璃復合材料，使塊體金屬玻璃的塑性較之前的純非晶塊體金屬玻璃有大幅度提高，主要的兩種技術方法為內生法和外加法。陳光等發明了一種大塊金屬玻璃復合材料中樹枝晶球化的方法（專利號：CN100494437C），通過低壓鑄造/水冷銅模急冷成型系統制備出塑性樹枝晶/大塊金屬玻璃復合材料板狀試樣，再將塑性樹枝晶/大塊金屬玻璃符合材料板狀試樣等溫處理，然后水淬，制備出一種內生塑性球晶相塊體金屬玻璃復合材料，可以顯著提高塊體金屬玻璃的宏觀塑性。Jonhson等在塊體金屬玻璃基體中通過外加連續纖維增強相，采用滲流鑄造法制備出連續纖維鋯基塊體金屬玻璃復合材料，壓縮塑性顯著改善[R.D.Conner,?R.B.Bandliker,?W.L.Johnson.?Acta.?Mater.46.6089(1998)]。上述提到的兩種提高塑性的方法都是通過改變了塊體金屬玻璃的內部結構和改變材料的固有性能來提高塑性，但很難解決單塊非晶和已經成型的塊體金屬玻璃結構件的塑性提高的問題，因此一種新的提高金屬玻璃的塑性方法的研究和開發已經勢在必行。

發明內容

本發明一種提高非晶合金室溫塑性的方法目的在于：針對非晶的脆性斷裂問題，提供一種通過給非晶試樣的表面鍍一層金屬鎳塑性晶體，形成一種復合材料來改善和提高非晶塑性的方法，此類材料在承受載荷時晶體相阻止了單一剪切帶貫穿整個試樣，并促成了多重剪切帶的形成，最終提高了材料的塑性。

本發明一種提高非晶合金室溫塑性的方法，其特征在于是一種通過給非晶試樣的表面鍍一層金屬鎳塑性晶體，形成一種復合材料來改善和提高非晶塑性的方法，該方法是在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，欲鍍金屬試樣為陽極，通過電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層的一種表面加工方法，具體的工藝方法步驟為：

電鍍液的配制

在燒杯中加入適量的高純水，按配比為七水硫酸鎳∶六水氯化鎳∶硼酸=7∶1∶1用天平稱量好藥品的質量，由于硼酸不好溶，所以先將硼酸加入燒杯中，并用60-70℃的水進行水浴加熱，再用玻璃棒不停攪拌，直到全溶為止，然后依次加入七水硫酸鎳和六水氯化鎳，分別攪拌至全溶，最后繼續向燒杯中加入高純水至指定體積，配置好的電鍍液成深綠色；

電鍍過程

該電鍍過程主要分以下幾個步驟：

1）選用純度高于99.9%的金屬，按照Zr_52.5Cu_17.9Ni_14.6Al₁₀Ti_5.0的原子成分進行配料；

2）用高真空非自耗電弧熔煉爐，并在高純Ar保護下將所配置的原料1）熔煉成母合金紐扣錠，然后吸鑄成所需非晶試樣的板、棒初始材料；

3）對2）得到的非晶試樣進行表面處理，磨到600號砂紙達到電鍍要求，太光滑電鍍結合不牢固；

4）以被鍍金屬為陰極，連接電源的負極，欲鍍金屬為陽極，連接電源的正極，非晶試樣板或棒連接電源的負極，純鎳片連接電源的正極，將正負極放入裝有電鍍液的燒杯中，并將燒杯放入水浴鍋中進行35℃-45℃的水浴加熱，開始電鍍；

5）在電鍍過程中不斷攪拌，以驅趕附著在鍍件上的氣泡，持續3-6小時的時間，關閉電源，停止電鍍。

本發明一種提高非晶合金室溫塑性的方法的優點在于：針對非晶的脆性斷裂問題，提供了一種通過給非晶試樣的表面鍍一層金屬鎳塑性晶體，形成一種復合材料來改善和提高非晶塑性的方法，此類材料在承受載荷時晶體相阻止了單一剪切帶貫穿整個試樣，并促成了多重剪切帶的形成，最終提高了材料的塑性。鍍層性能不同于基體金屬，具有新的特征。非晶作為陰極，脆性大、塑性小，鍍層金屬作為陽極，一般選擇選擇塑性較大的晶體金屬，這樣形成的復合材料在室溫下塑性明顯提高。

附圖說明