[发明专利]通过电弧熔炼和铜模喷铸制备磁热材料Mn-Ni-Ge:Fe基系列合金棒材的方法

权利要求书

1.一种通过电弧熔炼和铜模喷铸制备磁热材料Mn-Ni-Ge:Fe基系列合金棒材的方法，所述方法包括以下步骤：

(一)配料：按化学计量比计算出所需Mn、Ni、Fe、Ge等金属单质的质量，其Mn的配比比计算的量多3at.%；成分配比采用MnNi_1-xFe_xGe和Mn_1-xFe_xNiGe，其中x限定范围对MnNi_1-xFe_xGe是0.12<x<0.21；对Mn_1-xFe_xNiGe是0.04<x<0.10；

(二)电弧熔炼：将已经配好的原料放入水冷式电弧炉的铜坩埚中，然后将真空度抽至10^-4Pa以下，回充入纯度为99.999%氩气达0.9大气压后进行电弧熔炼，重复3-4次，获得比较均匀的Mn-Ni-Ge:Fe基合金铸锭；

(三)铜模喷铸：打磨掉熔炼好的Mn-Ni-Ge:Fe基合金铸锭表面的氧化层，剪碎，然后放入内径10mm的石英管中，将炉腔内真空度抽至10^-4Pa，再回充入纯度为99.999%的氩气至1个大气压，通过高频感应加热设备将铸锭熔化，然后通过氮气加压使熔融样品通过直径约为0.1-0.2mm的小孔喷到带有水冷的铜模上，从而得到棒材，样品直径2-6mm；

(四)均匀化热处理：将棒材样品取其一部分放入一端封闭的内径10mm石英管中，将真空度抽至4Pa以下，充入0.5个大气压的氩气用来洗气，重复操作3-5次，然后用乙炔焰迅速将细长的石英管烧断，将棒材样品封入抽真空后的石英管中；然后将封好的样品放入高温炉中进行退火热处理，退火温度根据具体成分设定在600℃-900℃，时间设定24h-100h，然后取出迅速放入冷水中淬火或者随炉降温至室温，即获得理想的Mn-Ni-Ge:Fe基系列合金棒材。

2.如权利要求1所述的一种电弧熔炼和铜模喷铸制备Mn-Ni-Ge:Fe基系列合金棒材的方法，其特征在于，所述Mn、Ni、Ge和Fe的纯度均超过99.99%。

3.如权利要求1所述的一种通过电弧熔炼和铜模喷铸制备磁热材料Mn-Ni-Ge:Fe基系列合金棒材的方法，其特征在于，所述电弧熔炼的步骤为：首先从Zr开始，第一次熔炼时，用20A电流将金属熔化，看到坩埚内金属液流动即可，冷却取出，将第一次熔炼的块状样品翻面，加大电流至25~30A熔炼第2次，然后翻面熔2-3次即可得到Mn-Ni-Ge:Fe基系列合金铸锭。

4.如权利要求1所述的一种电弧熔炼和铜模喷铸制备Mn-Ni-Fe-Ge基合金棒材的方法，其特征在于，所述高频感应加热的方法是先用15A电流预热15-20s，然后30-35A再预热15-20s若看到石英管中铸锭微微变红，则将电流调至40-45A迅速加热使铸锭熔化，直到看到熔化溶液呈明亮的白色光。