[發明專利]鋯基非晶合金復合材料和薄壁件及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110708815.5
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113444987A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 孫保安;任亞男;王貴清;何新寶;黃瀟;金穎
• 申請（專利權）人: 格納金屬材料（東莞）有限公司
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10;B22D17/00;F16H55/06
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.鋯基非晶合金復合材料，其特征在于，該材料的原子百分比表達式為：

Zr_aTi_bNb_cCu_dBe_e

其中30≤a≤50，25≤b≤40，5≤c≤10，5≤d≤10，10≤e≤25，并且滿足a+b+c+d+e＝100。

2.根據權利要求1所述的鋯基非晶合金復合材料，其特征在于，所述鋯基非晶合金成分的原子百分比表達式為：

Zr_36.6Ti_31.4Nb₇Cu_5.9Be_19.1

a＝36.6,b＝31.4,c＝7,d＝5.9,e＝19.1。

3.精密零件，其特征在于，采用權利要求1或2所述的鋯基非晶合金復合材料制成。

4.一種薄壁件，其特征在于，采用權利要求1或2所述的鋯基非晶合金復合材料壓鑄成薄壁件。

5.根據權利要求4所述的一種薄壁件，其特征在于，薄壁件厚度在0.47mm-5mm。

6.根據權利要求4所述的一種薄壁件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)金屬原料的初步處理：

用細砂紙去除制備鋯基非晶復合材料所需的金屬原料Zr、Ti、Nb、Cu的表面氧化層和油漬；

2)配料：

2.1、根據原子百分比，分別計算出所需要的每個元素的質量，然后根據Be的質量，計算出所需GHDT即Zr₃₅Ti₃₀Cu_8.25Be_26.75合金錠的質量以及在GHDT中Zr、Ti、Cu的質量，最后計算所需要的Zr、Ti、Cu、Nb的剩余質量；

2.2、使用精度為0.001g的電子天平對步驟2.1中處理好的金屬元素進行稱量，在稱量的時候要保證稱量誤差在±0.002g之內；

3)母合金錠的熔煉：

3.1、先用拋光膏將電弧爐的水冷銅坩堝擦拭干凈，將除GHDT之外所需剩余質量的金屬原料Zr、Ti、Cu、Nb按照熔點的高低順序放入水冷銅坩堝內，將低熔點的金屬原料放在最下層，高熔點的金屬原料放在最上層，把鈦錠放入另一個銅坩堝之中，關閉電弧爐的艙門；

3.2、打開機械泵，當電弧爐的爐內壓力達到10¹Pa以下后，關閉機械泵，然后打開分子泵，使爐內壓力降到3*10^-3Pa以下的高真空狀態，關閉分子泵，充入高純氬氣，使爐內壓力達到0.04MPa；

3.3、引弧之后，首先熔煉鈦錠，若鈦錠經過熔煉冷卻后，表面的顏色無明顯變化后，再開始熔煉Zr、Ti、Cu、Nb，使電流保持在160A，反復翻轉熔煉6次，并且每次的熔煉時間為20S，并在熔煉后冷卻5min，最后得到母合金錠；

4)薄壁件的壓鑄：

4.1、步驟3.3得到的母合金錠與Zr₃₅Ti₃₀Cu_8.25Be_26.75合金錠一起放入真空壓鑄機的感應熔煉石英坩堝中，關閉艙門，打開機械泵，使腔內的真空度達到100MPa；

4.2、打開感應熔煉開關，使溫度高于鋯基非晶合金復合材料的熔融溫度200℃以上，并保持90S，使石英坩堝中的合金錠完全熔化，并保溫30S；

4.3、等到保溫結束后，翻轉石英坩堝，使內部熔融的合金流入金屬模具中，使其快速冷卻成型，獲得鋯基非晶復合材料的薄壁件。

7.根據權利要求4所述的一種薄壁件的應用，其特征在于，所述的薄壁件用于制備精密零件。

8.根據權利要求6所述的一種薄壁件的應用，其特征在于，所述的薄壁件作為柔輪毛坯件，毛坯件制成柔輪。

9.精密零件，其特征在于，采用權利要求4所述的薄壁件制成。