[发明专利]一种非晶合金用熔剂及非晶合金冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于非晶合金领域，尤其涉及一种非晶合金用熔剂及非晶合金冶炼方法。

背景技术

非晶合金是一种短程有序、长程无序的结构。与传统晶态合金材料相比，其具有更为优异的力学性能，如高屈服强度、大弹性应变极限、高疲劳抗力及高耐磨性等，同时还具有优异的抗多种介质腐蚀的能力和具有软磁、硬磁性性能。因此，自20世纪80年代末块体非晶合金诞生以来，就一直成为金属材料界关注的重点和热点，通过多组元成分设计降低了非晶合金的临界冷却速度，使其在航空航天、兵器工业、精密机械乃至信息技术等方面均有广阔的应用潜力。但是，非晶合金的制备方法对纯度要求高，对合金中非金属夹杂物及氧含量非常敏感，这些杂质在合金冷却过程中都会成为形核质点，有研究表明，只要合金中杂质或氧含量达到一定程度，即使提高冷却速度也不可能得到非晶体。因此，块体非晶的制备对于制备环境条件的要求非常苛刻，制备成本高，这也限制了块体非晶走出实验室，走向工程应用的步伐。

因此，非晶合金冶炼一般在高真空度环境下进行，利用负压造渣与脱气，在负压环境下，较轻的非金属夹杂物更容易上浮聚集于熔池表面而去除，熔体中气体也更容易溢出，这种方法很大程度减少了母合金中杂质及气体含量。

但是，单一靠高真空度来提高合金纯净度有很大局限性，因为一些微小的高熔点氧化物粒子在高温熔体中运动非常活跃，很难完全从熔体分离而聚集于表面，另一方面，随着熔体表面聚渣的增多表层黏度将增大，阻碍了熔体中气体的顺利排出。尤其当冶炼合金清洁度差、表面氧化严重时，除杂效果更为有限。

公开号为CN103320630A的专利公开了一种制备块体非晶的熔剂覆盖及真空纯化方法。具体工公开了：将母合金和熔剂混合，加热至母合金液相线温度之上100-600℃过热温度，使熔剂覆盖于合金熔体之上；在对合金熔体保温0.1-小时的同时，施以真空纯化熔体，利用真空有效地排出熔体中的水、氧、氮、硫等有害气体；同时，利用熔体中气体排放形成的对流，使熔体与熔剂进行有效地接触，进而将熔体中的有害杂质元素为熔剂所中和或吸收；最后将合金熔体冷却至室温形成非晶合金固体。还公开了熔剂为Na₂O.CaO.6SiO₂、NaCl、KCl、Na₂B₄O₇、B₂O₃中的一种或其混合物。上述方法虽然能够制备得到非晶合金材料，但是该非晶合金材料制备条件苛刻，成本高，要求极高的真空度（10^-1-10^-3Pa）和高纯原材料，并且所制备非晶尺寸小（几十毫克），临界尺寸也仅在1-2mm，应用价值有限。

发明内容

本发明为解决现有的非晶合金制备过程中存在大量杂质和氧无法去除技术问题，提供一种可以很好的去除非晶合金中杂质和氧的非晶合金用熔剂及非晶合金冶炼方法。

本发明提供了一种非晶合金用熔剂，所述熔剂包括以下物质和重量百分含量：

冰晶石25-55%

轻石8-35%

光卤石5-30%

氟盐8-30%

氯盐0-10%。

本发明还提供了一种非晶合金的冶炼方法，所述方法为将非晶合金母合金和熔剂分别加入到坩埚中，然后进行真空冶炼；所述熔剂为本发明所述的熔剂。

本发明还提供了一种非晶合金的冶炼方法，所述方法为将非晶合金母合金熔化，然后加入熔剂并进行真空冶炼；所述熔剂为本发明所述的熔剂。

本发明提供的非晶合金用熔剂，可以对非晶合金母合金熔体进行吸杂和降氧处理，减少了非晶合金母合金中难熔氧化物夹杂及氧含量，从而减少了形核质点，提高了非晶合金母合金的非晶形成能力；同时一定程度上缓解了非晶合金制备对于制备条件要求苛刻的程度，从而降低了制备成本、提高了制备效率，对于大块非晶合金的量产意义重大。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种非晶合金用熔剂，所述熔剂包括以下物质和重量百分含量：

冰晶石25-55%

轻石8-35%

光卤石5-30%

氟盐8-30%

氯盐0-10%。

进一步优选地，

冰晶石25-45%

轻石15-25%