[發明專利]一種全金屬鐵基非晶條帶的制備方法

有效

• 申請號: 201910542252.X
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110153384B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 楊衛明;萬超;王鵬;馮梅梅;盧愛紅;邢燕;劉海順;趙玉成
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;C22C45/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發明公開了一種全金屬鐵基非晶條帶及非晶絲的制備方法，包括以下步驟：制備母合金錠；非晶條帶的制備：將母合金錠放入管底帶有孔的石英管中，調整石英管內外的壓強差；加熱使母合金錠熔化為熔融狀態，利用石英管內外的壓強差將熔融狀態的母合金由石英管底部的孔噴出，并打在旋轉的銅輥上，利用旋轉的銅輥甩出，得到非晶條帶；非晶絲的制備：將母合金錠放在坩堝中，使坩堝中心正對鉬輥的邊緣，對坩堝進行加熱，使母合金錠熔化成球狀，之后將坩堝升高使熔融態的母合金與旋轉的鉬輥邊緣接觸，利用鉬輥的邊緣將母合金以絲狀甩出，得到非晶絲。本發明探尋了鐵基非晶合金非晶形成能力的機理，為今后鐵基非晶合金的開發提供幫助。

技術領域

本發明屬于合金技術領域，特別涉及一種鐵基非晶合金條帶與絲的制備方法。

背景技術

非晶合金因其內部原子結構短程有序長程無序的特點使得它不存在晶態合金的位錯等缺陷，因此與晶態合金相比，非晶合金在力學性能方面存在一定的優勢。因為非晶合金尤其是塊體非晶合金具有超高強度和斷裂韌性、高硬度、低彈性模量、獨特的形變和斷裂行為等突出的力學性能，在非晶材料領域受到廣泛關注。而在非晶合金當中，鐵基非晶合金的力學性能相對來說更加優異。通常，為了提高非晶合金的玻璃形成能力，會嘗試在這些合金材料中添加了一定量的準金屬元素(例如B，C，Si，P等)。但是現在的研究表明，準金屬元素的存在會極大地惡化鐵基非晶合金的塑性屈服能力。因此，通過嘗試不同元素的添加，探究鐵基非晶合金的性能具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種全金屬鐵基非晶條帶及非晶絲的制備方法，以制備得到全金屬鐵基非晶條帶及非晶絲，用以探尋鐵基非晶合金非晶形成能力的機理，為今后鐵基非晶合金的開發提供幫助。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種全金屬鐵基非晶條帶及非晶絲的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，母合金錠的制備：按照全金屬鐵基非晶合金的成分，取各原料，然后將各原料放入干燥的熔煉設備中，將熔煉設備進行抽真空并洗氣，最后在保護氣體存在的情況下，將各原料反復熔煉后制備成母合金錠；

步驟二，全金屬鐵基非晶條帶的制備：將步驟一得到的母合金錠放入管底帶有孔的石英管中，將石英管放入腔體，之后對腔體抽真空，并充入保護氣體，調整石英管內外的壓強差；然后打開銅輥使其旋轉，并同時對石英管加熱，使石英管內的母合金錠熔化為熔融狀態，利用石英管內外的壓強差將熔融狀態的母合金噴出石英管，并打在旋轉的銅輥上，利用旋轉的銅輥甩出，得到所述全金屬鐵基非晶條帶；

步驟三，全金屬鐵基非晶絲的制備：將步驟一得到的母合金錠放在置于腔體內的坩堝中，調整坩堝的位置，保證坩堝中心正對鉬輥的邊緣，對腔體內抽真空，并充入保護氣體，開啟鉬輥使其旋轉，對坩堝進行加熱，使坩堝內的母合金錠熔化成球狀，之后將坩堝升高使熔融態的母合金與旋轉的鉬輥邊緣接觸，利用鉬輥的邊緣將母合金以絲狀甩出，得到所述全金屬鐵基非晶絲。

所述全金屬鐵基非晶合金為Fe-Zr-M或Fe-Zr非晶合金，其中M為金屬元素，優選為Cu,Ni,Co,Nb,Cr,Mn,Mo,Al,Ga的一種或幾種。

進一步的，所述步驟一中，洗氣過程為：將熔煉設備抽真空，向熔煉設備中充入保護氣體，再次抽真空；洗氣過程進行2-3次。

進一步的，所述保護氣體為氬氣、氮氣中的一種或者多種的混合；保護氣體的純度為體積百分比大于98％。

進一步的，所述步驟一中，熔煉設備抽真空后的真空度低于20Pa。

進一步的，所述步驟二中，全金屬鐵基非晶條帶的制備過程中，真空度低于10Pa，石英管內外壓強差在300-700Pa之間。

進一步的，所述步驟二中，銅輥轉動速度大于等于40m/s。