專利名稱：鋯基非晶合金件及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種鋯基非晶合金件及其制造方法。
背景技術：
非晶合金(Amorphous Alloy)具有類似玻璃的結構特征，因此也稱為金屬玻璃(Metallic Glass)。由于非晶合金獨特結構特點，表現出比常規晶態合金更優異之磁學、力學、物理和化學性能。鋯基非晶合金具有較寬的過冷液相區寬度，較易形成非晶態，為工程領域最有希望大規模應用的非晶系之一。然而，鋯基非晶合金中，高純度(純度大于99.9% )的原料鋯的價格較高，使制得的鋯基非晶合金件價格也較高，從而限制了鋯基非晶合金的應用
發明內容
鑒于上述狀況，有必要提供一種強度較高且成本較低的鋯基非晶合金件及其制造方法。一種鋯基非晶合金件的制造方法，其包括如下步驟步驟一，提供鋯基非晶合金母合金，該鋯基非晶合金母合金為以純度大于等于98%且小于99. 9%的鋯作為原料的鋯-銅-鋁-鎳-鈮系鋯基非晶合金；步驟二，提供真空感應熔煉爐，將真空度控制在10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金母合金投放至真空感應熔煉爐，并升溫至1100°C至1200°C使鋯基非晶合金母合金熔融；步驟三，維持真空度為10_2帕至10_3帕，在30-40分鐘內將鋯基非晶合金母合金溫度降至800°C -900°C ;步驟四，維持真空度為10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金澆鑄成合金錠，并冷卻至200°C -350°C ;步驟五，將合金錠壓鑄成厚度為大于等于O. 5暈米且小于等于2暈米的廣品。一種鋯基非晶合金件，該鋯基非晶合金件厚度大于等于O. 5毫米且小于等于2毫米，該鋯基非晶合金件由以下步驟制得步驟一，提供鋯基非晶合金母合金，該鋯基非晶合金母合金為以純度大于等于98%且小于99. 9%的鋯作為原料的鋯-銅-鋁-鎳-鈮系鋯基非晶合金；步驟二，提供真空感應熔煉爐，將真空度控制在10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金母合金投放至真空感應熔煉爐，并升溫至110(TC至120(TC使鋯基非晶合金母合金熔融；步驟三，維持真空度為10_2帕至10_3帕，在30-40分鐘內將鋯基非晶合金母合金溫度降至800°C -900°C ;步驟四，維持真空度為10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金澆鑄成合金錠，并冷卻至200°C -350°C ;步驟五，將合金錠壓鑄成型。上述鋯基非晶合金件選擇純度大于等于98%且小于99. 9%的鋯作為原料，避免采用純度大于99. 9%的鋯作為原料，大大降低了非晶合金件的成本；同時鋯基非晶合金經過熔煉后，抗彎強度得到提高，使鋯基非晶合金件的強度較高。
具體實施例方式本發明提供一種鋯基非晶合金件及其制造方法，以下作進一步詳細說明。
一種鋯基非晶合金件，該鋯基非晶合金件由以純度大于等于98%且小于99. 9%的鋯作為原料的鋯-銅-鋁-鎳-鈮系鋯基非晶合金制成，且該鋯基非晶合金件厚度大于等于O. 5毫米且小于等于2毫米。該鋯基合金合金件的 制造方法，包括以下步驟步驟1，提供一種鋯基非晶合金母合金，該鋯基非晶合金母合金由以純度大于等于98%且小于99. 9%的鋯作為原料的鋯-銅-鋁-鎳-鈮系鋯基非晶合金。其中，該鋯基非晶合金母合金，以重量計，其含有50% -70%的鋯，10% -15%的銅，5% -10%的鎳，5% -20%的鈮以及5% -10%的鋁，銅、鎳、鈮及鋁的純度均大于99. 9%。步驟2，提供真空感應熔煉爐，將真空度控制在10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金母合金投放至真空感應熔煉爐，并升溫至1100°c至1200°c使鋯基非晶合金母合金熔融。其中，當鋯基非晶合金母合金在真空感應熔煉爐中融化后，真空感應熔煉爐即開始攪拌。步驟3，維持真空度為10_2帕至10_3帕，在30-40分鐘內將鋯基非晶合金母合金溫度降至 800°C -900°C。步驟4，維持真空度為10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金母合金澆鑄成合金錠，并冷卻至200°C _350°C。其中，該合金錠優選為直徑為3厘米至4厘米的圓球，以方便后續壓鑄成型時送料。冷卻時可采用冰水冷卻。步驟5，將合金錠壓鑄成厚度為大于等于O. 5毫米且小于等于2毫米的產品。其中，該合金錠壓鑄成鋯基非晶合金件時，需保證足夠快的冷卻速度以使產品形成非晶態。以下通過具體實施方式
來對本發明的鋯基非晶合金件及其制造方法作進一步詳細說明。一種鋯基非晶合金件的制造方法，其包括以下步驟步驟1，提供一種鋯基非晶合金母合金，該鋯基非晶合金母合金由以純度大于等于98%且小于99. 9%的鋯作為原料的鋯-銅-鋁-鎳-鈮系鋯基非晶合金。其中，該鋯基非晶合金母合金的配方為Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6Al1(l，銅、鎳、鈮及鋁的純度均大于99. 9%。步驟2，提供真空感應熔煉爐，將真空度控制在10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金母合金投放至真空感應熔煉爐，升溫至1150°C使鋯基非晶合金母合金熔融，并攪拌使溫度穩定即可停止加熱。步驟3，維持真空度為10_2帕至10_3帕，在30-40分鐘內將鋯基非晶合金母合金溫度降至850°C。步驟4，維持真空度為10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金澆鑄成直徑為3厘米的圓球，并冷卻至300°C。步驟5，將部分合金錠壓鑄成厚度分別為O. 5毫米、I毫米、I. 5毫米及2毫米的一次重熔樣品(以下簡稱Rl)，壓鑄時冷卻保證足夠快的冷卻速度，以形成非晶態。其中一次重熔樣品的寬度為10毫米，長度為100毫米。在執行步驟5之前，選取部分合金錠重復上述步驟2至步驟4進行二次熔煉，之后執行步驟5,將該部分合金錠壓鑄成厚度分別為O. 5暈米、I暈米、I. 5暈米及2暈米的二次熔煉樣品(以下簡稱R2)，壓鑄時冷卻保證足夠快的冷卻速度，以形成非晶態。其中二次熔煉樣品的寬度為10毫米，長度為100毫米。在執行步驟5之前，再次選取部分合金錠重復上述步驟2至步驟4進行三次熔煉，之后執行步驟5,將該部分合金錠壓鑄成厚度分別為O. 5暈米、I暈米、I. 5暈米及2暈米的三次熔煉樣品(以下簡稱R3)，壓鑄時冷卻保證足夠快的冷卻速度，以形成非晶態。其中三次熔煉樣品的寬度為10毫米，長度為100毫米。為進一步驗證本發明的制造方法得到的非晶合金件具有較高的強度，對樣品R1、R2及R3的抗彎強度進行測試，所得測試數據見表I。測試彎曲強度時使用萬能試驗機測試
三點彎曲強度。
其中，對比樣品由以下方法制成，首先，提供一種與上述實施例鋯基非晶合金母合金相同的鋯基非晶合金母合金；直接將鋯基非晶合金母合金壓鑄成厚度分別為O. 5毫米、I毫米、I. 5毫米及2毫米的對比樣品，壓鑄時冷卻保證足夠快的冷卻速度，以使對比樣品形成非晶態，對比樣品的寬度為10毫米，長度為100毫米。表I不同厚度樣品的抗彎強度(MPa)測試結果
權利要求
1.一種鋯基非晶合金件的制造方法，其包括如下步驟 步驟一，提供鋯基非晶合金母合金，該鋯基非晶合金母合金為以純度大于等于98%且小于99. 9%的鋯作為原料的鋯-銅-招-鎳-鈮系鋯基非晶合金； 步驟二，提供真空感應熔煉爐，將真空度控制在10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金母合金投放至真空感應熔煉爐，并升溫至1100°C至1200°C使鋯基非晶合金母合金熔融； 步驟三，維持真空度為10_2帕至10_3帕，在30-40分鐘內將鋯基非晶合金母合金溫度降至 800。。-900 0C ； 步驟四，維持真空度為10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金澆鑄成合金錠，并冷卻至200 0C -350 0C ； 步驟五，將合金錠壓鑄成厚度為大于等于O. 5毫米且小于等于2毫米的鋯基非晶合金件。
2.如權利要求I所述的鋯基非晶合金件的制造方法，其特征在于該鋯基非晶合金母合金，以重量計，其含有50% -70%的鋯，10% -15%的銅，5% -10%的鎳，5% -20%的鈮以及5% -10%的鋁。
3.如權利要求I所述的鋯基非晶合金件的制造方法，其特征在于該合金錠為直徑為3至4厘米的圓球。
4.如權利要求I所述的鋯基非晶合金件的制造方法，其特征在于在步驟五之前，重復步驟二至步驟四至少一次進行反復熔煉。
5.一種鋯基非晶合金件，其特征在于該鋯基非晶合金件厚度大于等于O. 5毫米且小于等于2毫米，該鋯基非晶合金件由以下步驟制成 步驟一，提供鋯基非晶合金母合金，該鋯基非晶合金母合金為以純度大于等于98%且小于99. 9%的鋯作為原料的鋯-銅-招-鎳-鈮系鋯基非晶合金； 步驟二，提供真空感應熔煉爐，將真空度控制在10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金母合金投放至真空感應熔煉爐，并升溫至1100°C至1200°C使鋯基非晶合金母合金熔融； 步驟三，維持真空度為10_2帕至10_3帕，在30-40分鐘內將鋯基非晶合金母合金溫度降至 800。。-900 0C ； 步驟四，維持真空度為10_2帕至10_3帕，將鋯基非晶合金澆鑄成合金錠，并冷卻至200 0C -350 0C ； 步驟五，將合金錠壓鑄成型。
6.如權利要求5所述的鋯基非晶合金件，其特征在于該鋯基非晶合金，以重量計，其含有50% -70%的鋯，10% -15%的銅，5% -10%的鎳，5% -20%的鈮以及5% -10%的鋁。
7.如權利要求5所述的鋯基非晶合金件，其特征在于在步驟五之前，重復步驟二至步驟四至少一次進行反復熔煉。
8.如權利要求5所述的鋯基非晶合金件，其特征在于其特征在于該合金錠為直徑為3至4厘米的圓球。
全文摘要
一種鋯基非晶合金件的制造方法，包括如下步驟步驟一，提供鋯基非晶合金母合金，鋯基非晶合金母合金為以純度大于等于98％且小于99.9％的鋯作為原料的鋯-銅-鋁-鎳-鈮系鋯基非晶合金；步驟二，提供真空感應熔煉爐，將真空度控制在10-2帕至10-3帕，將母合金投放至真空感應熔煉爐，并升溫至1100℃至1200℃使母合金熔融；步驟三，維持真空度為10-2帕至10-3帕，在30-40分鐘內將鋯基非晶合金母合金溫度降至800℃-900℃；步驟四，維持真空度為10-2帕至10-3帕，將鋯基非晶合金澆鑄成合金錠，并冷卻至200℃-350℃；步驟五，將合金錠壓鑄成厚度為大于等于0.5毫米且小于等于2毫米的產品。該方法得到的產品強度較高且成本較低。本發明還提供一種由上述方法得到的非晶合金產品。
文檔編號C22C45/10GK102653849SQ20111005133
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月3日 優先權日2011年3月3日
發明者李軍旗, 蔣益民, 袁曉波 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司