[發明專利]一種低成本非晶合金件的制備方法及低成本非晶合金件

有效

• 申請號: 201710112397.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106903294B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 宋佳
• 申請（專利權）人: 深圳市鋯安材料科技有限公司
• 主分類號: B22D30/00
• 分類號: B22D30/00;B22D17/00;B22D18/04;C22C1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 鄧義華;陳衛

本發明公開了一種低成本非晶合金件的制備方法，包括：步驟一，將非晶合金原料配比后混合，在真空條件或者惰性氣氛下熔煉成均勻的母合金錠；步驟二，將母合金錠粉碎至5?12cm作為熔煉原料；步驟三，將熔煉原料加熱至高于其熔點100?150K，使之熔化混合均勻后，在真空條件下或者惰性氣氛中利用壓鑄或者吸鑄的方式進行非晶合金件的鑄造，獲得所需非金合金件；所述鑄造過程中非晶合金件的冷卻步驟為兩次分段冷卻。本發明中的非晶合金件制備方法提升了非晶合金件內非晶相的占比，降低了非晶合金件制備工藝過程中的真空度要求，從而在非晶合金件性能不發生變化的前提下大幅降低了非晶合金件的制備成本。

技術領域

本發明屬于新材料制造領域，具體涉及一種低成本非晶合金產品的制備方法，并涉及一種低成本的非晶合金件。

背景技術

非晶合金材料是近年來發展迅速的新型金屬材料之一。非晶合金材料是通過加熱熔煉后，以極快的冷卻速率對合金熔液進行冷卻至非晶相的玻璃化轉變溫度來完成非晶態合金的形成，從而避免合金內金屬晶體的形成及生長，具有金屬原子短程有序、長程無序的特殊微觀結構。正是由于具有不同于晶態金屬的微觀結構，使得非晶合金具有良好的物理力學性能以及良好的耐腐蝕性等特性。以鋯基非晶合金為例，現有技術中鋯基非晶合金的強度可達到不銹鋼的2倍以上，耐腐蝕性為普通不銹鋼的數十倍乃至數百倍以上，其彈性極限更是可以達到傳統晶體金屬材料的數倍，這些優良的性能為非晶很近材料在航空航天、醫療器械、機械化工等不同領域取代傳統金屬材料帶來了無限可能性。如在3C電子產品領域，許多體積小、強度硬度要求高的結構件在傳統工藝中往往利用不銹鋼或者鋁合金，一旦將上述材料替代為非晶合金后，不僅結構件強度、硬度得到大幅提升，而且還可以通過縮小零部件體積、尺寸、薄厚來獲得與普通晶體金屬材料相同的性能、甚至性能更佳的結構件，從而獲得更輕薄、結構更復雜的電子產品。

盡管非晶合金材料的優點顯而易見，該材料領域的應用研究也層出不窮，非晶合金材料的應用大部分主要還是集中在條帶及變壓器鐵芯中的應用，隨著非晶合金材料的發展，逐漸還有醫療器械領域、高端體育產品領域、高端3C產品領域等產品附加值較高、利潤率相對較高的領域。究其原因，主要存在以下幾個方面的因素：

1、非晶合金材料易得，然而有利用價值、適于工業化應用的非晶合金材料難得。非晶合金材料只有在其微觀結構中非晶態相占有比重較大時才會在宏觀上表現出非晶合金材料的優越性能。要想獲得非晶態相占比具有實用性的非晶合金材料，在現有技術中，一方面需要嚴格控制非晶合金原材料的純度，往往需要原料純度大于99%，精細鑄造中合金原料純度往往大于99.5%，另一方面需要開發出適用于不同體系合金的制備工藝方法，需要極深厚的技術積累。

2、非晶合金材料的原材料純度要求高，造成其本身成本就比較高，再加上現有的非晶合金體系中，為了獲得物化參數優越的合金材料，往往在合金體系中添加貴金屬成分，如鋯基非晶合金中純鋯的含量往往達到60%以上，許多體系中為了增強耐腐蝕性、增加抗菌性，還需要添加純銀、純鈷等價格高昂的輔助原料，進一步提升了其原料成本，造成非晶合金材料價格高昂。

目前，為了降低非晶合金材料的成本，擴大其使用范圍，許多研究者提出了各種不同的改進的方案，如要圍繞著改進非晶合金材料的成分以及改進非晶合金件的制備方法。如申請號為201510313616.9的名為《一種低成本鋯基非晶合金及其制備方法》中國專利中提出的方案，提供了一種低成本的鋯基非晶合金的組成，通過在非晶合金組成中添加一定的氧元素，同時提升熔煉溫度至3000℃，并進行反復熔煉，達到采用低純度的原料即可制備非晶合金，從而達到降低非晶合金材料使用成本的目的。又如申請號為201310405103.1的名為《一種低成本寬過冷液相區鋯基非晶合金》中提供的方案，提供了一種新的低鋯含量的鋯基非晶合金，同時提出了相對應的制備工藝步驟，從而降低了鋯基非晶合金的應用成本。

發明內容