懸浮熔煉噴鑄製備塊狀非晶合金的製作方法

2023-12-07 23:37:56 2

專利名稱：懸浮熔煉噴鑄製備塊狀非晶合金的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種懸浮熔煉熔體直接噴鑄製備塊狀非晶合金工藝方法。
九十年代以來，日本東北大學A.Inoue和美國加州理工學院W.L.Johnson幾乎同時相繼製備出Mg基和Zr基非晶合金塊體材料，於是在材料科學領域掀起了塊狀非晶合金製備的新熱點，目前已發展出大塊非晶合金體系有Zr基，Mg基，Fe基，Cu基，Nd基，Pd基等，並開發出非晶合金複合材料。
大塊非晶合金的力學性能，物理性能和化學性能等具有一些突出的特點，表現為強度高，耐腐蝕性能強，具有新的疲勞，斷裂性能等等，正是這些優異的性能，使大塊非晶合金在民用和軍用上都具有廣泛的應用前景。
目前，關於大塊非晶合金的製備方法有許多種，例如真空熔煉和吸鑄水冷銅模冷卻方法，樣品熔化後，石英管水淬法，高壓下合成法，懸浮深過冷法，熔體壓鑄快凝法等等，每種製備方法都具有一定的特點，同時也有一定的局限性和缺點。
本發明的目的是提出一種懸浮熔煉熔體直接噴鑄銅模具內製備塊狀非晶合金工藝方法，而不是熔體自由模體冷卻技術。
本發明技術利用高頻爐快速升溫熔化樣品，感應加熱和控制熔體位置線圈為V型結構特殊繞制，盛裝樣品的容器為V型開口石英漏鬥裝置，待樣品熔化後的合適溫度，樣品處於懸浮狀態或半懸浮狀態，對正熔體位置，瞬間通入正壓氣流，使熔體高速噴入底部的銅模具內，而銅模具可以製成各種形狀，包括園型，板型，環型等等，從而獲得各種形狀的非晶合金塊體材料，本發明技術的另一項重要特點是以高速旋轉的銅底盤作為冷卻基板，可以獲得具有一定厚度的片狀非晶合金材料。
本發明具有以下優點1.在高頻加熱條件下，樣品在幾十秒內就可以快速熔化，減少熔體受汙染時間，從而大幅度提高非晶合金形成能力；2.熔體在高頻加熱線圈中，與坩堝無接觸或軟接觸，即樣品快速熔化後處於懸浮或半懸浮狀態，減少異質形核機會，極大的提高了非晶合金形成能力；3.在懸浮爐中，以高純Ar對熔體噴鑄的過程，可以提高熔體下落速度，使熔體儘快與模具接觸，不僅提高了熔體的冷卻速度，同時可以極大改善熔體對模具的充填性，提高試件的緻密度和精確度，適於製做較為複雜的非晶合金精密零部件。
下面通過實施例詳述本發明。
實施例1Zr-Cu-Ni-Al合金母材稱重後放進感應線圈內的開口石英漏鬥中，通過高頻加熱熔化後熔滴處於半懸浮狀態，瞬間通入高純氬氣噴吹熔滴進入銅模具中，樣品凝固後經X射線衍射和DSC熱分析檢測後證明為形成了非晶合金，樣品尺寸為φ7×60(mm)圓棒。
實施例2Nd-Fe-Al-Y合金母材按上述實施例1處理後，可以形成≤φ7×60(mm)的圓形試棒。
實施例3Zr-Al-Ni-Cu-Ti-Y合金母材按上述實施例1處理後，可以形成≤φ7×60(mm)的圓形試棒。
權利要求
1.一種懸浮熔煉噴鑄製備塊狀非晶合金，其特徵在於利用高頻爐快速升溫熔化樣品，感應加熱和控制熔體位置線圈為V型結構特殊繞制，盛裝樣品的容器為V型開口石英漏鬥裝置，待樣品熔化後的合適溫度，樣品處於懸浮狀態或半懸浮狀態，對正熔體位置，瞬間通入正壓氣流，使熔體高速噴入底部的銅模具內，而銅模具可以製成各種形狀，包括園型，板型，環型等等，從而獲得各種形狀的非晶合金塊體材料。
2.按照權利要求1所述的非晶合金，其特徵在於以高速旋轉的銅底盤作為冷卻基板，可以獲得具有一定厚度的片狀非晶合金材料。
全文摘要
本發明涉及一種塊狀非晶合金工藝方法。本項技術利用高頻爐快速升溫熔化樣品,感應加熱和控制熔體位置線圈為V型結構特殊繞制,盛裝樣品的容器為V型開口石英漏鬥裝置,待樣品熔化後的合適溫度,樣品處於懸浮狀態或半懸浮狀態,對正熔體位置,瞬間通入正壓氣流,使熔體高速噴入底部的銅模具內。本發明技術的另一項重要特點是以高速旋轉的銅底盤作為冷卻基板,可以獲得具有一定厚度的片狀非晶合金材料。
文檔編號C22C1/00GK1361298SQ0013604
公開日2002年7月31日 申請日期2000年12月29日 優先權日2000年12月29日
發明者張海峰, 王愛民, 丁炳哲, 邱克強, 張慶生, 胡壯麒 申請人:中國科學院金屬研究所