[發明專利]去除Zr基非晶合金中基體氧化物雜質的真空熔煉工藝

有效

• 申請號: 202110630896.1
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113462994B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 周青峰;申曦;戴明陽;李龍麟;侯玉婷
• 申請（專利權）人: 常州世竟液態金屬有限公司
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10
• 代理公司: 常州至善至誠專利代理事務所(普通合伙) 32409
• 代理人: 趙旭

本發明公開了一種去除Zr基非晶合金中基體氧化物雜質的真空熔煉工藝，包括以下步驟，步驟一：將Zr基非晶合金在爐內進行真空熔煉；步驟二：在爐內沖入惰性氣體；步驟三：將鈣線喂入至熔體中；步驟四：攪拌熔體，使鈣與基體氧化物雜質進行氧化還原反應，形成CaO；步驟五：靜置一定時間，待CaO上浮后去除。本發明操作簡便，利用鈣元素對Zr基非晶合金中的基體氧化物雜質進行還原，形成氧化物CaO，利用CaO密度小，容易上浮的特點，通過靜置一定時間，使CaO上浮后，完成CaO與Zr基非晶合金熔體的分層，最終去除了Zr基非晶合金中的基體氧化物雜質，提高了Zr基非晶合金的純凈度。

技術領域

本發明屬于非晶合金技術領域，具體涉及一種去除Zr基非晶合金中基體氧化物雜質的真空熔煉工藝。

背景技術

Zr基非晶合金中Zr容易與氧結合，因此需要在真空環境中進行熔煉，但是原料和熔煉爐內中難以避免存在一定氧含量，熔煉過程會發生反應形成ZrO₂等基體氧化物雜質，基體氧化物雜質的存在會對非晶的材料性能和表面質量造成不利影響。Zr基非晶合金熔煉中，由于ZrO₂基體氧化物雜質密度與非晶合金密度接近，不容易上浮去除，因此非晶合金通常會利用稀土等元素進行除氧，形成稀土氧化物雜質，然后進行去除，但是稀土合金成本較高，同時稀土合金含量無法根據熔煉取樣中的氧含量進行實時調整，無法精確計算實際脫氧需求量，不利于在Zr基非晶合金熔煉過程中推廣應用。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。

為此，本發明提出一種去除Zr基非晶合金中基體氧化物雜質的真空熔煉工藝，該去除Zr基非晶合金中基體氧化物雜質的真空熔煉工藝具有利用鈣元素與ZrO₂等基體氧化物雜質進行氧化還原反應，將形成的CaO氧化物進行有效去除的優點。

根據本發明實施例的去除Zr基非晶合金中Zr基氧化物雜質的真空熔煉工藝，包括以下步驟，步驟一：將Zr基非晶合金在爐內進行真空熔煉；步驟二：在爐內沖入惰性氣體；步驟三：將鈣線喂入至熔體中；步驟四：攪拌熔體，使鈣與基體氧化物雜質進行氧化還原反應，形成CaO；步驟五：靜置一定時間，待CaO上浮后去除。

根據本發明一個實施例，所述步驟一中將Zr基非晶合金加入坩堝，并將坩堝置于真空感應爐內，隨后加熱至950-1300℃進行熔煉，待熔清后，取樣檢測熔體的實際含氧量。

根據本發明一個實施例，所述步驟二中在爐內沖入氬氣，以將真空壓力值增加至200-500pa。

根據本發明一個實施例，所述真空感應爐的爐蓋上設有喂絲機構，通過喂絲機構將鈣線密封喂入所述坩堝內。

根據本發明一個實施例，所述步驟三中鈣線的喂入量滿足以下公式：

W₁＝40*(W₂*(O₁-O₂))/(16*δ)

其中，W₁表示鈣線的喂入量；W₂表示熔煉Zr基非晶合金的總量；O₁表示實際含氧量；O₂表示目標含氧量；δ表示純鈣線的收得率。

根據本發明一個實施例，所述鈣線的直徑為5-50mm。

根據本發明一個實施例，所述鈣線的喂入速度為0.05-1m/s。

根據本發明一個實施例，所述鈣線的喂入總時間為20-60s。

根據本發明一個實施例，所述步驟四中將真空感應爐的功率提升5％-20％，以進行電磁感應攪拌。

根據本發明一個實施例，所述步驟五中靜置的時間為5-20分鐘。