本发明涉及一种非晶合金的除杂方法，尤其是一种去除非晶合金碳杂质的方法。
背景技术：
：与晶体合金相比，非晶合金由于具有长程无序、短程有序的原子结构，因而具有很多独特的物理、化学、力学等性能。半个世纪以来，非晶合金不仅在研究领域受到广泛的重视，而且在实际应用领域也取得了长足的进步。比如，铁基的铁磁性的非晶合金、以及由铁基非晶合金经晶化处理形成的纳米晶合金，已经在电力、电子、电器等领域获得了相当广泛的应用。制备非晶合金的通常方法，是合金熔体快速冷凝法，即：将合金首先熔化成熔体，然后以一个超过该合金形成非晶所需的最低冷却速度(简称临界冷却速度)冷凝合金熔体至室温且不发生晶化，进而保留液态合金的长程无序、短程有序的原子结构，形成固体的非晶合金。众所周知，在非晶合金的制备过程中，母合金钢水的质量直接决定着后续被“冷冻”的非晶态合金的质量，因此母合金冶炼及钢水质量对于非晶薄带而言至关重要。但是，通常非晶合金中或多或少的存在C、S和N等杂志元素，对非晶合金的性能产生较大负面影响。因此，为保证非晶合金的性能，通常需将上述杂志除去。现有技术中提供了一种制备块体非晶的熔剂覆盖及真空纯化方法，将熔剂覆盖于合金之上，加热至合金液相线温度之上，然后施以真空纯化熔体。利用真空有效地排出熔体中的水、氧、氮、硫等有害杂质；同时，利用熔体中气体排放形成的对流，使熔体与熔剂进行有效地接触，进而使熔体中的有害杂质元素为熔剂所中和或吸收。最后，以炉冷、空冷、水冷、铜模冷却、旋转铜辊冷却等方式将合金熔体冷却至室温，形成非晶合金固体。上述方法存在以下缺点：1、采用的熔剂会引入新的杂质，导致二次污染。 2、除杂效果较差。3、该方法只适合小批量的做法，不适合大批量生产。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的非晶合金除杂方法存在二次污染、除杂效果差的问题，提供一种去除非晶合金碳杂质的方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：提供一种去除非晶合金碳杂质的方法，包括如下步骤：S1、提供需要去除碳杂质的非晶合金；S2、将除杂剂与所述非金合金混合，得到混合物；所述除杂剂中含有除碳剂，所述除碳剂为除碳金属元素的氧化物，所述除碳金属元素为所述非晶合金所含金属元素中的一种；所述除碳剂的熔点低于所述非晶合金的熔点；S3、将混合物在保护气氛下熔融，然后抽真空处理。本发明提供的方法可有效降低非晶合金中碳杂质的含量，除杂效果好，并且不会引入新的杂质元素。经过上述除杂处理后的非晶合金可直接浇筑得到非晶合金板料供使用，适用于大批量生产。具体实施方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供的去除非晶合金碳杂质的方法包括如下步骤：S1、提供需要去除碳杂质的非晶合金；S2、将除杂剂与所述非金合金混合，得到混合物；所述除杂剂中含有除碳剂，所述除碳剂为除碳金属元素的氧化物，所述除碳金属元素为所述非晶合金所含金属元素中的一种；所述除碳剂的熔点低于所述非晶合金的熔点；S3、将混合物在保护气氛下熔融，然后抽真空处理。首先，如步骤S1所示，提供需要去除碳杂质的非晶合金。本发明适用于常规的各种非晶合金，例如锆基非晶合金、铁基非晶合金、铝基非晶合金、铜基非晶合金、镍基非晶合金等。通常，非晶合金中包括含量较大的主体元素及微量添加的微量元素。主体元素通常有多种。例如，优选情况下，本发明采用的非晶合金为ZrCuAlNi合金，其主体元素包括Zr、Cu、Al、 Ni。为更好的去除非晶合金中的碳杂质，优选情况下，在获得上述非晶合金后，测量所述非晶合金中的碳含量。测量非晶合金中碳含量的方法可采用现有技术中所常用的各种方法，例如可采用上海宝英光电科技有限公司生产的CS-206新型红外碳硫分析仪，按照GB/T20123-2006的标准，取非晶合金板料成分均匀的中间位置测试。为便于熔炼，通常，先将非晶合金制成粉状。此时，也更利于非晶合金与除杂剂混合均匀，从而提高除杂效果。根据本发明，如步骤S2，将除杂剂与所述非金合金混合，得到混合物。其中，除杂剂内含有用于去除碳元素的除碳剂。除碳剂为除碳金属元素的氧化物，并且所述除碳金属元素为所述非晶合金所含金属元素中的一种，从而避免引入新的杂质元素而导致二次污染。优选情况下，上述除碳金属元素为非晶合金主体元素中的一种。可以理解的，上述除碳剂可以包括非晶合金主体元素中一种或多种的氧化物。同时，本发明中，上述除碳剂的熔点需低于所述非晶合金的熔点。如前所述，本发明中，当上述非晶合金为ZrCuAlNi合金时，上述除碳剂可采用氧化铜。根据本发明，通过将除碳剂与非晶合金共同熔融，使除碳剂中的氧与非晶合金中的碳反应形成碳氧化合物(例如一氧化碳或二氧化碳)而溢出，从而实现碳杂质的去除。为尽可能的去除碳元素，提高除杂效果，优选情况下，测量所述非晶合金中的碳含量，然后按氧元素和碳元素的摩尔量比为1-2：1而计算出所需的氧元素的含量，从而计算出所需添加的除碳剂的含量。本发明中，为进一步提高除杂效果，优选情况下，上述除杂剂中还含有复合盐，所述复合盐包括除杂金属元素的硝酸盐和氯化物。与上述除碳剂类似的，上述除杂金属元素同样为所述非晶合金所含金属元素中的一种，优选为非晶合金的主体元素。上述除杂金属元素可以与除碳剂中的除碳金属元素相同或不同，例如，当上述非晶合金为ZrCuAlNi合金时，上述除杂金属元素可以为Zr、Cu、Al、Ni中的任意一种，利于上述除杂金属元素可以为铜，此时，复合盐可硝酸铜和氯化铜。通过添加同时含有的除杂金属元素硝酸盐和氯化物，一方面可辅助除碳剂 进一步除去非晶合金中的碳元素，提高除杂效果；另一方面，上述复合盐可促进非晶合金的晶粒细化，从而提高非晶合金的强度。根据本发明，上述复合盐的添加量可根据实际情况进行调整，优选情况下，所述复合盐的添加量为非晶合金总重量的0.1-0.4％。复合盐内，硝酸盐和氯化物的重量比优选为1：0.3-0.8，更优选为1：0.5-0.8。通过添加上述除碳剂和复合盐，可有效的去除非晶合金中的碳杂质。可以理解的，上述添加的除碳剂可能存在微量残留，为去除上述残留而未反应的氧元素，保证非晶合金的性能，优选情况下，在上述添加的除杂剂中还含有稀土金属粉末。本发明中可采用的稀土金属粉末包括铈粉、镧粉、钇粉、钕、铊、镨、铕中的一种或多种。上述稀土金属粉末的添加量可根据实际情况进行调整，优选情况下，所述稀土金属粉末的添加量为非晶合金总重量的0.1-0.5％。本发明中，将上述除杂剂和非晶合金混合均匀后，如步骤S3，将混合物在保护气氛下熔融，形成液态的熔液，使熔液中的碳元素可与除碳剂中的氧元素反应，然后抽真空处理，将碳元素的反应产物除去，实现去除碳杂质的目的。具体的，所述步骤S3包括：将混合物在保护性气氛下加热熔融，在混合物熔融状态下抽真空至熔液产生气泡；然后停止抽真空并保持该状态1-10min。上述保护性气氛为本领域技术人员所公知的，例如可采用氩气气氛。根据本发明，通过上述处理即可有效的去除非晶合金中的碳杂质。在上述方法中，可将去除碳杂质后的熔液直接浇筑得到非晶合金板料供使用。以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。实施例1本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金碳杂质的方法。选取碳含量为700ppm、氧含量为400ppm的ZrCuAlNi合金15kg，加入氧化铜粉末60g，稀土钇块30g。在真空感应炉中氩气保护氛围下，将上述各物质加热熔融，在混合物熔融状态下熔化精炼时抽真空，发现开始有气泡冒出时停止抽真空，使气泡持续2min。然后浇筑得到非晶合金板料。实施例2本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金碳杂质的方法。选取碳含量为700ppm、氧含量为400ppm的ZrCuAlNi合金15kg，加入氧化铜粉末30g，复合盐30g(硝酸铜20g，氯化铜10g)，稀土钇块30g。在真空感应炉中氩气保护氛围下，将上述各物质加热熔融，在混合物熔融状态下熔化精炼时抽真空，发现开始有气泡冒出时停止抽真空，使气泡持续5min。然后浇筑得到非晶合金板料。实施例3本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金碳杂质的方法。按照实施例1的方法进行处理，不同之处在于，采用60g的稀土铊替换稀土钇块，并且氧化铜粉末添加量为70g。实施例4本实施例用于说明本发明公开的去除非晶合金碳杂质的方法。按照实施例2的方法进行处理，不同之处在于，复合盐添加量为60g(硝酸铜40g，氯化铜20g)，并且氧化铜粉末添加量为140g。对比例1本对比例用于对比说明本发明公开的去除非晶合金碳杂质的方法。选取碳含量为700ppm、氧含量为400ppm的ZrCuAlNi合金15kg，加入稀土钇块30g。在真空感应炉中氩气保护氛围熔炼，浇铸得到非晶合金板料。性能测试对上述制备得到的实施例1-4以及对比例1制备得到的非晶合金板料进行如下性能测试：1、碳含量测试采用上海宝英光电科技有限公司生产的CS-206新型红外碳硫分析仪，按照GB/T20123-2006，取非晶合金板料成分均匀的中间位置测试。2、氧含量测试采用北京纳克分析仪有限公司生产的设备型号为IRO-11氧含量分析仪，按照GB/T11261-2006，取非晶合金板料成分均匀的中间位置测试。得到的测试结果填入表1。表1样品碳含量/ppm氧含量/ppm实施例1413440.5实施例2358483实施例3420480实施例4338643对比例1690.5385从表1的测试结果可以看出，本发明提供的方法可有效的去除非晶合金中的碳杂质，并且，由于添加的除杂剂中的金属元素为非晶合金自身所含有的元素，因此不会引入新的杂质元素而产生二次污染。对比实施例1和实施例2的测试结果可知，添加复合盐对进一步提供除碳效果更有利。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3