本发明涉及一种含铝的铜基块体非晶合金及其制备工艺。
背景技术：
铜基非晶合金由于马氏体转变的加工硬化、低温塑性、磁性等特殊性能而受到广泛关注。cu-zr-ti合金体系是铜基非晶合金中非晶形成能力较强的合金系之一，其非晶形成成分区间大、强度和硬度高，但其室温脆性和耐腐蚀性能较差，限制了其工业应用范围。微合金化是进一步提高非晶合金性能的重要途径之一，因此，本发明采用铝添加改善铜基块体非晶合金的性能具有重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种含铝的铜基块体非晶合金及其制备工艺。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：将纯度为99.99wt%的铜、纯度为99.99wt%的锆、纯度为99.99wt%的铝和纯度为99.99wt%的钛，放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10-4pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部的压力达到-40pa，然后在熔炼电流为3a的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。
本发明制成的产品用x射线衍射仪（xrd）检测材料的非晶态，差热扫描量热计测量非晶合金的玻璃转变温度和开始晶化温度，万能电子试验机测量屈服强度、抗压强度和塑性，电化学工作站测量腐蚀性能。
本发明一种含铝的铜基块体非晶合金，其特征在于：该铜基块体非晶合金的化学成分为cu44.9795zr45.4772ti9.4953al0.05、cu44.955zr45.4545ti9.4905al0.1、cu44.9325zr45.4318ti9.4857al0.15、cu44.91zr45.409ti9.481al0.2、cu44.8875zr45.3862ti9.4763al0.25，其玻璃转变温度为683~713k、开始晶化温度为726~735k、抗压强度为1674~1860mpa、屈服强度为1256~1638mpa、塑性应变为0.5~3.3%、腐蚀电压为-0.159~-0.025v、腐蚀电流密度4.46×10-5~1.44×10-4a/cm2。
具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
用天平称取纯铜3.8230g，纯锆5.5590g，纯钛0.6092g和纯铝0.0018g，将称好的铜、铝、锆和钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10-4pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部压力达到-40pa，然后在熔炼电流为4a的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该合金的玻璃转变温度为683k、开始晶化温度为726k、抗压强度为1674mpa、屈服强度为1256mpa、塑性应变为2.0%、腐蚀电位为-0.025v、腐蚀电流密度4.46×10-5a/cm2。
实施例2
用天平称取纯铜3.8292g，纯锆5.5581g，纯钛0.6091g和纯铝0.0036g，将称好的铜、铝、锆和钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10-4pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部压力达到-40pa，然后在熔炼电流为4a的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该合金的玻璃转变温度为713k、开始晶化温度为732k、抗压强度为1768mpa、屈服强度为1638mpa、塑性应变为0.5%、腐蚀电位为-0.159v、腐蚀电流密度5.87×10-5a/cm2。
实施例3
用天平称取纯铜3.8285g，纯锆5.5571g，纯钛0.6090g和纯铝0.0054g，将称好的铜、铝、锆和钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10-4pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部压力达到-40pa，然后在熔炼电流为4a的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该合金的玻璃转变温度为700k、开始晶化温度为735k、抗压强度为1860mpa、屈服强度为1548mpa、塑性应变为1.4%、腐蚀电位为-0.038v、腐蚀电流密度1.44×10-4a/cm2。
实施例4
用天平称取纯铜3.8278g，纯锆5.5561g，纯钛0.6089g和纯铝0.0072g，将称好的铜、铝、锆和钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10-4pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部压力达到-40pa，然后在熔炼电流为4a的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该合金的玻璃转变温度为690k、开始晶化温度为733k、抗压强度为1818mpa、屈服强度为1380mpa、塑性应变为3.3%、腐蚀电位为-0.069v、腐蚀电流密度1.42×10-4a/cm2。