[发明专利]一种锆基非晶合金的遗传制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶合金的制备方法，具体涉及一种锆基非晶合金的遗传制备方法。

背景技术

非晶合金是一种兼有液体和固体、金属和玻璃特征的金属合金材料，由于具有长程无序而短程有序的特殊结构，因而具有高强度、高硬度、耐磨性、耐蚀性、较大的弹性极限等优越的性能，是一种很有发展前途的新型金属材料。

在众多非晶合金系中，由于锆基合金系具有强大的玻璃形成能力和宽大的过冷液相区，能够利用不太复杂的设备较为容易制备出质量非常好的非晶合金，同时锆基非晶合金具有一系列优异的力学性能，对它的研究最为广泛。目前常规的锆基非晶合金制备过程中多采用高纯度的各种金属原料一起熔炼，然后制备非晶合金。这些方法使合金熔炼温度提高，关键微量合金元素分布不均匀，降低了合金的非晶形成能力，从而降低了锆基非晶合金的性能，限制了锆基非晶合金的应用。

从1927年金属遗传学提出至今，在冶金领域得到了一些应用。金属遗传学理论中炉料对目标合金的组织遗传和力学性能遗传性已被确认无疑。对于锆基非晶合金的遗传制备方法未见专利公开和研究文章报道。

发明内容

本发明提供用于制备锆基非晶合金的四种准非晶母合金及制备方法。

一种锆基非晶合金的遗传制备方法，该合金组成为Zr_qCu_wNi_rAl_xRE_y，RE为稀土元素，其中q、w、r、x、y均为质量百分比，40≤q≤70，20≤w≤30，4≤r≤10，2≤x≤10，0.3≤y≤1.5；其特征在于，该方法的步骤如下：

（1）用真空感应熔炼炉制备四种准非晶母合金Zr_aCu_b、Zr_cNi_d、Zr_eAl_f、Al_gRE_h，其中a、b、c、d、e、f、g、h均为质量百分比，30≤a≤70，30≤b≤70；30≤c≤70，30≤d≤70；70≤e≤90，10≤f≤30；50≤g≤80，20≤h≤50；

（2）将步骤（1）中制得的四种准非晶母合金原料按照锆基非晶目标合金的配比放入真空感应熔炼炉中进行熔炼，真空度为10^-1-10^-2Pa，升温至1000-1300℃，随后保温3-10分钟；

（3）保持熔炼炉真空度在10^-1-10^-2Pa，将合金静置冷却至超过液相线温度50℃；

（4）保持熔炼炉真空度在10^-1-10^-2Pa，采用水冷铜模将合金浇铸成3-10mm铸锭，使铸锭快速冷却至室温。

本发明的一种锆基非晶合金的遗传制备方法，其特征在于，所述准非晶母合金Zr_aCu_b的制备方法如下：

（1）将纯度大于等于99%的金属Zr和Cu按照配比放入真空感应熔炼炉中进行熔炼，真空度为10^-1-10^-2Pa，升温至超过Zr_aCu_b母合金液相线温度200-300℃，随后保温3-10分钟；

（2）保持熔炼炉真空度在10^-1-10^-2Pa，将Zr_aCu_b母合金静置冷却至超过Zr_aCu_b母合金液相线温度50℃；

（3）保持熔炼炉真空度在10^-1-10^-2Pa，采用水冷铜模将Zr_aCu_b母合金浇铸成3-10mm铸锭，使Zr_aCu_b母合金铸锭快速冷却至室温。

本发明的一种锆基非晶合金的遗传制备方法，其特征在于，所述准非晶母合金Zr_cNi_d的制备方法如下：

（1）将纯度大于等于99%的金属Zr和Ni按照配比放入真空感应熔炼炉中进行熔炼，真空度为10^-1-10^-2Pa，升温至超过Zr_cNi_d母合金液相线温度200-300℃，随后保温3-10分钟；