[发明专利]一种提高铁基非晶合金室温塑性的表面改性方法

说明书

本发明公开了一种提高铁基非晶合金室温塑性的表面改性方法，属于材料表面改性领域。具体涉及一种针对铁基非晶合金强度高但室温塑性低的特点，通过对铁基非晶表面进行喷丸处理，来改善和提高铁基非晶的室温塑性的方法。基本过程：第一步，应用fluxing提纯技术和J‑quenching技术制备获得实验所需的铁基非晶合金；第二步，采用自动控制（数控）喷丸设备对非晶表面进行喷丸处理，即得到表面改性的铁基非晶合金。本发明优点：一、设备简单，操作方便，成本低，经济高效，无三废排放，具备大规模推广应用的潜力；二、室温压缩塑性变形能力显著提高，可提高2~8倍以上。本发明主要用于制备兼具高强度和良好室温塑性的铁基非晶合金。

技术领域

本发明属于材料表面改性领域，具体涉及一种提高铁基非晶合金室温塑性的表面改性方法。

背景技术

近十几年来，由于铁基非晶合金的强度，弹性变形和磁学等性能优异而备受人们关注，铁基非晶合金不仅在核材料、机械制造、医疗器械、半导体材料以及化工材料等领域均有着广泛的应用前景，而且还能为相关学科领域开辟新的研究方向和为解决重大科学问题提供新的机遇和途径。

虽然铁基非晶合金具有许多独特的性能，但也有致命弱点—应变软化。与传统晶体材料不同，铁基非晶合金不具有位错、层错等晶体的缺陷，其塑性变形主要是通过剪切带的产生和增殖来控制，表现出高度局域化的特征，这直接导致了非晶合金室温下没有宏观塑性，限制了其作为结构材料和功能材料的应用范围。因此，提高铁基非晶合金的室温塑性，具有重要的学术意义与应用价值。

发明内容

本发明的目的是要解决现有的铁基非晶合金室温塑性非常差的问题，而提供一种提高铁基非晶合金室温塑性的表面改性方法。

一种提高铁基非晶合金室温塑性的表面改性方法，其特征在于，该方法通过对铁基非晶表面进行喷丸处理，获得兼具高强度和良好室温塑性的铁基非晶合金，室温塑性提高幅度可高达8倍之多。

所述的铁基非晶合金为三元Fe₈₀P₁₃C₇非晶合金、四元Fe₅₀Ni₃₀P₁₃C₇非晶合金和六元Fe₇₄Si₃B₄P₁₀C₄Mo₅非晶合金。

一种提高铁基非晶合金室温塑性的表面改性方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：通过fluxing提纯技术和J-quenching技术制备获得实验所需的铁基非晶合金；

步骤2：根据样品尺寸规格和性能要求，确定目标喷丸强度等喷丸参数；

步骤3：检查喷丸前的工序确保都已到位，并对样品进行装夹；

步骤4：按照工艺参数要求对样品进行喷丸处理；

步骤5：喷丸完成后把样品从夹具上卸下，并对喷丸后的样品进行检查，保证表面没有嵌入的破碎弹丸，没有磕碰伤，表面的覆盖率等满足要求；

步骤6：将喷丸后的非晶样品切割成长径比为2:1的试样，用万能试验机测取试样的力学性能数据，包括屈服强度σ_y，断裂强度σ_f和压缩塑性ε_p。

铁基非晶合金喷丸过程中采用实际有效的相关工艺参数，例如：喷丸介质的种类、喷丸介质的尺寸、喷丸时间、喷丸强度、喷丸覆盖率以及喷丸机喷嘴至样品表面的距离等。因此，喷丸处理过程中的各项工艺参数都应控制在合理的范围内，以实现最佳的喷丸改性效果。