一种环保型钛基块体非晶合金的制作方法

文档序号：20432263发布日期：2020-04-17 21:48阅读：370来源：国知局

本发明属于非晶合金技术领域，具体涉及一种环保型钛基块体非晶合金。

背景技术：

非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到原子排列组合上具有短程有序、长程无序的特点，组成它物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。与晶态合金相比，非晶合金由于缺乏原子排列周期的对称性和各向异性，因此具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。

钛基非晶合金因密度低，可显著降低非晶合金的重量，更加适用于对轻质要求较高的领域，如3c电子产品、航空航天等领域。但是，与锆基、铁基、镁基、钯基等非晶合金系相比，钛基非晶合金的非晶形成能力较小，目前，通常是通过在钛基非晶合金中添加be来提高非晶形成能力，但由于be具有毒性，因此，钛基非晶合金在用于长期与人体接触的3c电子产品等领域时会受到限制。因此，调整钛基非晶合金的配方成分，在不添加有害物质be的前提下制备出非晶形成能力强，同时具有优异力学性能的钛基块体非晶合金非常有必要。

技术实现要素：

为了在不添加有害物质be的前提下获得非晶形成能力强，同时具有优异力学性能的环保型钛基块体非晶合金，本发明公开了一种环保型钛基块体非晶合金，该非晶合金以钛为主要元素，锆为辅助元素，并复配其他元素，在不添加有害物质be的前提下，降低合金密度，且不影响非晶形成能力和力学性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环保型钛基块体非晶合金，所述钛基块体非晶合金的组成通式为：tiazrbmcndperefog，所述m为ni和/或cr，所述n为cu、nb、mn、hf、w、v中的一种或几种，所述p为li、si、mg、al中的一种或几种；所述re为稀土元素，所述a、b、c、d、e、f、g为各元素的原子百分比，所述55≤a≤65，10≤b≤25，5≤c≤25，0≤d≤8，0≤e≤4，0≤f≤2，0≤g≤0.2。

作为优选，上述re为la、ce、pr、nd、y、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、sc中的一种或者几种。

作为优选，上述re为la、y、er、sm、nd中的一种或几种。

作为优选，上述的环保型钛基块体非晶合金，由如下方法制备而成：

(1)按比例称取各组分，先将ti和zr加入坩埚内，放入真空熔炼炉中，抽真空至50pa以下，打开感应熔炼电源进行熔炼；

(2)通过观察窗观察到ti和zr完全熔化后，加入其余金属原料，待完全熔化后将熔液倒入模具，冷却至室温即可。

作为优选，上述步骤(1)中的熔炼温度为1850-1950℃。

作为优选，上述步骤(2)中待ti和zr完全熔化后，降低温度至1250-1350℃，加入其余金属原料，并保持在1250-1350℃继续熔炼至完全熔化。

作为优选，上述步骤(2)中使用的模具为铜模具。

本发明具有如下的有益效果：(1)本发明的非晶合金以钛作为主要元素，锆为辅助元素，由于相对于锆基非晶合金来说，钛基非晶合金的非晶形成能力相对较弱，因此复配其他元素，在不添加有害物质be的前提下，降低合金密度，且不影响非晶形成能力和非晶合金的力学性能；

(2)环保型钛基非晶合金中未添加具有降低o含量作用的be，为了保证非晶形成能力，将o含量控制在0.2％以下，有效提高非晶形成能力和力学性能；

(3)本发明严格选取各组分，并严格控制各组分用量，通过各组分之间的复配，弥补钛基非晶合金的非晶形成能力的不足，在获得环保型钛基非晶合金的前提下，保证非晶形成能力，且不影响材料的力学性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例1所制备合金棒的截面心部金相组织；

图2是本发明实施例2所制备合金棒的截面心部金相组织；

图3是本发明实施例3所制备合金棒的截面心部金相组织；

图4是本发明实施例4所制备合金棒的截面心部金相组织；

图5是本发明对比例1所制备合金棒的截面心部金相组织；

图6是本发明对比例2所制备合金棒的截面心部金相组织；

图7是本发明对比例3所制备合金棒的截面心部金相组织；

图8是本发明对比例4所制备合金棒的截面心部金相组织；

图9是本发明对比例5所制备合金棒的截面心部金相组织。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例所制备的钛基非晶合金组成为：ti55zr15ni9cr12cu3nb2.5siy2.3o0.2，制备方法为：