[发明专利]一种调控非晶合金熔体浇铸温度的工艺方法

说明书

本发明属于金属功能材料制备技术领域，特别是涉及一种调控非晶合金熔体浇铸温度的工艺方法，包括如下步骤：步骤S1，建立不同冷却参数与非晶合金熔体最低浇铸温度的关联关系；步骤S2，根据步骤S1所述关联关系，选择最低浇铸温度和相关的冷却参数；步骤S3，在前述设定的所述最低浇铸温度、选择的冷却参数条件下，将非晶合金熔体快速凝固成非晶合金薄带。本申请提出的调控非晶合金熔体浇铸温度的工艺方法适用于采用快速冷却法将合金熔体制成非晶合金的材料，尤其适用于铁基非晶合金制备，特别是能够在铁基合金熔体成分有较大波动的情况下，通过提高冷却辊的冷却能力来降低非晶合金熔体的浇铸温度，进而改善非晶合金的性能。

技术领域

本发明属于金属功能材料制备技术领域，特别是涉及一种调控非晶合金熔体浇铸温度的工艺方法。

背景技术

由于非晶合金是将合金熔体直接过冷凝固得到的，采用的是非平衡态制备方法，非晶合金的结构和性能与制备过程密切相关，降低合金熔体的浇铸温度能够改变非晶合金的微观结构，所以非晶合金的制备工艺和凝固过程的任何变化都会导致非晶合金结构和性能的明显变化。

以铁基非晶合金为例，铁基非晶合金是直接将合金熔体结构凝固而成的，在自然冷却凝固过程中铁基合金熔体转变成晶体合金，要得到铁基非晶合金的必要条件就是合金熔体在低于非晶态结构转变温度Tg时才发生凝固。当合金熔体的温度低于自然冷却凝固温度时，被称为过冷熔体。过冷熔体的温度与自然冷却凝固温度之差称为过冷度。铁基合金熔体的自然凝固温度与非晶态结构转变温度Tg之间的温度差就是合金熔体发生过冷凝固形成非晶合金必须具有的过冷度。铁基合金熔体的非晶态转变温度Tg随成分变化而略有所不同，但都比自然冷却凝固温度约低几百度。当铁基合金熔体发生过冷凝固时，温度低于非晶态结构转变温度Tg，而结构仍然保持在自然冷却凝固温度之上，即熔体处于降温速度明显超前熔体结构的变化或熔体结构明显滞后于熔体温度的状态。然而熔体在自然冷却过程中，熔体温度的下降速度与熔体结构的变化是同步的，这时合金熔体过冷度只有20度左右，熔体不会发生过冷凝固。因此，必须人为提高合金熔体降温速度与降温过程中熔体结构变化速度的差异，才能使铁基合金熔体温度低于非晶态结构转变温度Tg，而结构仍处于自然冷却凝固温度之上。对铁基合金熔体进行高速冷却可以人为地增加合金熔体的降温速度，进一步增大熔体温度与结构变化之间的差异，提高合金熔体的过冷度，实现合金熔体的过冷凝固。

虽然高速冷却能够人为地提高合金熔体的过冷度，但提高合金熔体过冷度的幅度却受到熔体浇铸温度的限制，因为熔体浇铸温度是发生高速冷却的起始温度，熔体浇铸温度越接近熔体自然冷却凝固温度，高速冷却能够产生的熔体降温速度与熔体结构变化的差异越小，能够得到的合金熔体过冷度也就越小。如果熔体浇铸温度过于接近自然冷却凝固温度，则熔体温度还没下降到非晶态转变温度Tg，熔体结构就转变为晶体结构了。如果熔体浇铸温度过高，高速冷却过程产生的熔体过冷度不能达到过冷凝固要求，使熔体凝固温度高于非晶态转变温度Tg。因此，制备铁基非晶合金需要对熔体的浇铸温度区间进行限制。中国专利申请201610879582.4公开了一种降低合金熔体浇注温度的非晶态固体合金薄带的制备方法。该方法利用循环过热处理降低熔体粘度的方法来降低熔体的正常浇铸温度，但并不能使熔体的浇铸温度降到最低。

综上所述，有效降低合金熔体浇铸温度的技术方法是研发新型高性能非晶合金材料急需的重要技术。

发明内容

本发明目的是为克服现有技术的不足而提供一种调控非晶合金熔体浇铸温度的工艺方法，该方法能够方便、有效地降低合金熔体的浇铸温度，以显著改善非晶合金带材的性能。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种调控非晶合金熔体浇铸温度的工艺方法，依次包括如下步骤：

步骤S1，建立不同冷却参数与非晶合金熔体最低浇铸温度的关联关系；

步骤S2，根据步骤S1所述关联关系，选择最低浇铸温度和相关的冷却参数；