專利名稱：一種含鋁的非晶態合金的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料領域，特別涉及了一種通過添加鋁合金細化劑制備含鋁的非晶態合金的制備工藝。
背景技術：
:鋁及其合金具有比重小、比強度及比剛度高、易加工和成本低等優點，采用快速凝固和機械合金化等技術制得的鋁基非晶態合金更具有高強度、低密度、高熱穩定性、良好的力學性能、優異的抗腐蝕性等特點，在高強度低密度材料方面具有廣泛應用前景，備受材料研究者關注。但是鋁基非晶態合金的非晶形成能力較差，常規的Al-TM(過渡族元素)-RE (稀土元素)非晶形成合金通過TM、RE合金化的方法已很難提高其非晶形成能力，急需通過新的工藝或新的合金化方法來研制鋁基非晶態合金。非晶態合金是由熔體通過快速凝固獲得的，降低合金熔體與晶體之間的自由能差，能夠增強液體的穩定性，提高非晶合金的形成能力。鑄造中的異質形核，通過添加分布彌散均勻、尺寸較小、且與晶核之間晶格匹配的外來質點，可以達到降低固液自由能差(或形核功)等的目的。目前還沒有在非晶態合金中添加細化劑中間合金來制備非晶態合金的例子。發明內容:本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種通過微量添加鋁合金細化劑方法制備低成本的含鋁非晶態合金及其制備工藝。通過在鋁基非晶態合金中添加微量的鋁合金細化劑，通過常規快速凝固方法制備鋁基非晶態合金，且這種合金化方法適用于含鋁的其它基非晶態合金(如RE-TM-A1、Cu-Zr-Al, Zr-Al-Ni等合金系)。添加合金細化劑的方法制備含鋁的非晶態合金，不僅可以促使非晶形成能力的提高，還打破了非晶態合金必須用高純金屬元素才能制備出來的限制，有利于降低非晶制備的成本。本發明是通過以下方式實現的:一種含鋁的非晶態合金的制備工藝，其特征是包括以下步驟:
(I)按照質量百分比 8:11:1.5:0.8:8.5 或8:10.6:1.5:0.5:0.2 稱取電解銅、純鐠、純鎳、工業純鋁及鋁合金細化劑AlTiB ；(2)在高純氬氣保護氣氛中的真空電弧爐中進行熔煉，熔煉電流為250-500A，每一堝料熔化三次以上，第二次及以后熔煉時加電磁攪拌；(3)熔化結束后取出錠料，并將錠料表面打光，以備熔體甩帶用；(4)采用高頻重熔甩帶設備、高頻感應加熱設備，將小塊錠料放入底端帶有小孔的石英管中進行甩帶，甩帶過程在氬氣保護下進行。上述含鋁的非晶態合金的制備工藝，其特征是步驟(I)中鋁合金細化劑為AI9^8Til6Bl6 (質量百分比)；步驟(I)中稱取電解銅、純鐠、純鎳、工業純鋁及鋁合金細化劑的質量分別比為8:11:1.5:0.8:8.5或8:10.6:1.5:0.5:0.2 ;步驟(4)中石英管上小孔的直徑為1.2-1.5mm ;高頻感應加熱設備的加熱電流調節到490-510A ;熔甩時甩帶機的轉速為30m/s以上。本發明利用添加鋁合金細化劑，通過合理的成分配比和制備工藝，降低了含鋁合金體系的固液自由能差，可以制得富鋁的Al-Cu-Pr-N1-T1-B和富銅的Cu-Pr-N1-Al-T1-B非晶態合金薄帶，達到了降低成本和提高非晶形成能力的目的。
具體實施方式
:下面給出本發明的四個最佳實施例:實施例1(I)稱取電解銅(99.99%)、純鐠(99.9%)、純鎳(99.9%)、工業純鋁(99.8%)及鋁合金細化劑 Al9a8Ti1.Λ』質量分別為 15.9gCu、21.2gPr、3.0gNiU.6gAl、16.9gAl96.8TiL6BL60(2)將原料放入真空電弧爐中,用機械泵和分子泵抽真空至2 X 10 ,充入高純氬氣進行電弧熔煉，熔煉電流為500A。第一遍熔化至原料表面熔化即可，翻轉后第二次熔煉時待表面熔化后立即加磁攪拌至熔體中沒有塊狀料。然后再翻轉進行第三次熔煉，保證熔化均勻。(3)熔化結束后取出錠料，并用銼刀將錠料表面打光，并用小錘敲成小塊狀料以備熔體甩帶用；

(4)將小塊錠料放入底端有1.2mm小孔的石英管中，采用高頻感應加熱設備重熔，在氬氣保護氣氛下用甩帶設備進行熔甩，輥輪轉速為38.5m/s，熔體噴射壓力為0.6MPa，加熱電流為503A。按上述工藝可得到厚為30微米的Al-Cu-Pr-N1-T1-B富鋁非晶薄帶。實施例2(I)稱取電解銅(99.99%)、純鐠(99.9%)、純鎳(99.9%)、工業純鋁(99.8%)及鋁合金細化劑 Al9a8Tih6Bh6 質量分別為 8.0g Cu、10.6gPr、l.5gN1、0.5gAl、0.2g Al96.8TiL6BL60(2)將原料放入真空電弧爐中,用機械泵和分子泵抽真空至3 X 10 ,充入高純氬氣進行電弧熔煉，熔煉電流為400A。第一遍熔化至原料表面熔化即可，翻轉后第二次熔煉時待表面熔化后立即加磁攪拌至熔體中沒有塊狀料。然后再翻轉進行第三次熔煉，保證熔化均勻。(3)熔化結束后取出錠料，并用銼刀將錠料表面打光，并用小錘敲成小塊狀料以備熔體甩帶用；(4)將小塊錠料放入底端有1.5mm小孔的石英管中，采用高頻感應加熱設備重熔，在氬氣保護氣氛下用甩帶設備進行熔甩，輥輪轉速為40m/s，熔體噴射壓力為0.6MPa，加熱電流為500A。按上述工藝可得到厚為30微米的Cu-Pr-N1-Al-T1-B銅基非晶薄帶。實施例3取電解銅(99.99%)、純鐠(99.9%)、純鎳(99.9%)、工業純鋁(99.8%)及鋁合金細化劑 Al9a8Tih6Bh6 質量分別為 S.0gCiul0.egPrU.SgNl0.SgAUS.SgAUiuBU。采取與實施例1相同的工藝步驟，用機械泵和分子泵抽真空至3X 10_3Pa，電弧爐熔煉電流為350A，高頻感應加熱設備的加熱電流為490A，甩帶即輥輪轉速為35m/s。按上述工藝可得到Al-Cu-Pr-N1-T1-B富鋁非晶薄帶。實施例4稱取電解銅(99.99%)、純鐠(99.9%)、純鎳(99.9%)、工業純鋁(99.8%)及鋁合金細化劑 Al—TiuBu 質量分別為 16.0g Cu、21.2gPr、3.0gN1、1.0gAl、0.4g Al96.8TiL6BL60 采取與實施例2相同的工藝步驟，用機械泵和分子泵抽真空至3X 10_3Pa，電弧爐熔煉電流為450A，高頻感應加熱設備的加熱電流為510A，甩帶即輥輪轉速為38m/s。按上述工藝可得到Cu-Pr-N1-Al-T1-B銅基非晶薄帶。
權利要求
1.一種含鋁的非晶態合金的制備工藝，其特征是包括以下步驟: (1)按照質量百分比8:11:1.5:0.8:8.5或8:10.6:1.5:0.5:0.2稱取電解銅、純鐠、純鎳、工業純鋁及鋁合金細化劑AlTiB ； (2)在高純氬氣保護氣氛中的真空電弧爐中進行熔煉，熔煉電流為250-500A，每一堝料熔化三次以上，第二次及以后熔煉時加電磁攪拌； (3)熔化結束后取出錠料，并將錠料表面打光，以備熔體甩帶用； (4)采用高頻重熔甩帶設備、高頻感應加熱設備，將小塊錠料放入底端帶有小孔的石英管中進行甩帶，甩帶過程在氬氣保護下進行。
2.根據權利要求1所述的一種含鋁的非晶態合金的制備工藝，其特征是步驟(I)中鋁合金細化劑采用質量百分比為Al96^TiuBh6的AlTiB中間合金；步驟(4)中石英管上小孔的直徑為1.2-1.5mm ;高頻感應加熱設備的加熱電流調節到490-510A ;熔甩時甩帶機的轉速為30m/s以上。
全文摘要
本發明屬于金屬材料領域，是一種通過添加鋁合金細化劑制備含鋁的非晶態合金的制備工藝。本發明首先按照質量百分比8111.50.88.5或810.61.50.50.2稱取電解銅、純鐠、純鎳、工業純鋁及鋁合金細化劑AlTiB；然后在高純氬氣保護氣氛中的真空電弧爐中進行熔煉，熔化結束后取出錠料，將錠料表面打光；再采用高頻重熔甩帶設備、高頻感應加熱設備，將小塊錠料放入底端帶有小孔的石英管中進行甩帶。本發明降低了含鋁合金體系的固液自由能差，可以制得富鋁的Al-Cu-Pr-Ni-Ti-B和富銅的Cu-Pr-Ni-Al-Ti-B非晶態合金薄帶，降低了成本，提高了非晶形成能力。
文檔編號C22C1/00GK103160697SQ20131006815
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月4日 優先權日2013年3月4日
發明者李雪蓮, 王麗, 武玉琴 申請人:山東大學(威海)