专利名称：一种Cu-Co-Cr壳核结构三元合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种Cu-Co-Cr壳核结构三元合金及其制备方法,制备Cu-Co-Cr三元合金的壳一核结构。
背景技术：
快速凝固能够使液、固相变快速进行，获得普通铸造无法获得的成分分布、组织结构和相组成。与传统方法制备的材料相比，快速凝固技术制备的材料具有优越的力学性能、耐腐蚀性能和电磁学性能。快速凝固能够避免熔体在常规铸造凝固过程中可能产生的各种伴生缺陷，获得成分均匀、组织精细和相结构特异的微观组织，提高了金属材料的物理、化学和力学性能。通过使用电磁悬浮的方法可以使合金达到一定的过冷度。冷却速率的不同，引起热力学和动力学的相应变化，产生不同的微观组织结构。许多研究者通过不同的快速凝固实验来研究各种合金的液相分离和快速凝固过程，如Cu-Co, Cu-Cr, Cu-Ta, Cu-Fe等等。到目前为止，二元系统的研究已经相对成熟。近年来，许多研究者研究了第三组元的加入对原二元系统的影响。添加第三组元或者更多的组元，往往会影响对亚稳相分离过程，使样品的组织形貌，强度，硬度，抗腐蚀性等性能得到改善。得到不同的微观组织结构。
发明内容
要解决的问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种Cu-Co-Cr壳核结构三元合金及其制备方法，通过分析不同的成分的三元合金的相组成，得到三元合金的凝固组织的结构特点，得到新的壳核结构的三元合金。技术方案—种Cu-Co-Cr壳核结构三元合金,其特征在于合金的成分为Cu1(l(lx_yCoxCry,其中10 ^ X, y ^ 30。所述Cu、Co和Cr金属纯度在99. 99%以上。一种制备Cu-Co-Cr壳核结构三元合金的方法，其特征在于步骤如下、
步骤I :使用超声清洗仪对选取合金原料进行清洗，按照合金的成分进行配料，步骤2 :将步骤I清洗好的合金原料放入电弧炉，电弧炉抽至真空度3X l(T3Pa，然后反充纯度为99. 999%的Ar气至IXKT1MPa;步骤3 :开启电弧炉加热至步骤I所配制的合金熔点以上，然后换不同方向反复熔融多次使合金混合均匀得到母合金；步骤4采用电磁悬浮制备合金将真空室抽至10_4Pa后，反充高纯99. 995%的Ar气至I个大气压作为保护气体，利用电磁感应加热装置将母合金进行融化，通过向熔融合金喷液氮冷却过的99. 999%的He气使其冷却，然后利用液氮冷却后的He-8vol. % H2冷却气体将试样吹冷至凝固，得到具有壳核结构的Cu4ciCo3ciCr3tl三元合金。
所述步骤3中换不同方向反复熔融多次为3 5次。有益效果本发明提供了一种Cu-Co-Cr三元合金壳核结构及其的制备方法，常规条件下二元系统的研究已经比较成熟，而对三元系统的研究还比较少，添加第三组元或者更多的组元，往往会影响对亚稳相分离过程，使样品的组织形貌，强度，硬度，抗腐蚀性等性能得到了改善，本发明研究Cu-Co-Cr三元合金的快速凝固过程，在各领域的应用前景广泛。在本发明中通过使用电磁悬浮方法不同合金成分比例得到的结构是一样的，说明不同的合金比例不会影响合金的相组成，都能够得到这种特殊的壳核结构，改善了合金的 性能。实验附I : Cu4tlCo3tlCr3tl三元合金金相照片；图2 =Cu60Co30Cr10三元合金金相照片；图3 =Cu80Co10Cr10三元合金金相照片。具体实验方案现结合实施例、附图
对本发明作进一步描述实例I :第一步将实验所需的样品原料放入酒精中使用超生清洗仪进行清洗，反复进行4次，放入烘干机烘干。同时将称量所用工具，如镊子、钳子，也使用酒精进行清洗。使用万分之一克精度的电子天平分别称量出I. 7369gCu、l. 2084gCo、l. 0667gCr ；第二步把质量精确的各纯金属料块放入真空炉中的水冷铜质坩埚内，将真空室抽真空至3 X 10_3Pa后，充氩气至IXKT1MPat5接通氩弧熔炼电源，在氩气保护下，将原料熔炼成合金铸锭，为防止成分偏析，母合金需要反复熔炼4次左右。得到Cu4ciCo3tlCr3tl母合金；第三步采用电磁悬浮制备合金，实验中将真空室抽至10_4Pa后，反充高纯Ar(99. 995%)至I个大气压作为保护气体以防止样品加热时被氧化。利用电磁感应加热装置，将样品融化，并在充分过热后，通过向熔融合金喷液氮冷却过的He气(99. 999%)使其冷却，然后利用液氮冷却后的He-8Vol. % H2冷却气体将试样吹冷至凝固。得到具有壳核结构的Cu4ciCo3tlCr3tl三元合金,如图I所示。实例2 第一步将实验所需的样品原料放入酒精中使用超生清洗仪进行清洗，反复进行4次，放入烘干机烘干。同时将称量所用工具，如镊子、钳子，也使用酒精进行清洗。使用万分之一克精度的电子天平分别称量出2. 5379gCu、l. 1771gCo、0. 3465gCr ；第二步把质量精确的各纯金属料块放入真空炉中的水冷铜质坩埚内，将真空室抽真空至3 X 10_3Pa后，充氩气至IXKT1MPat5接通氩弧熔炼电源，在氩气保护下，将原料熔炼成合金铸锭，为防止成分偏析，母合金需要反复熔炼4次左右。得到Cu6tlCo3tlCrici母合金；第三步采用电磁悬浮制备合金，实验中将真空室抽至10_4Pa后，反充高纯Ar(99. 995%)至I个大气压作为保护气体以防止样品加热时被氧化。利用电磁感应加热装置，将样品融化，并在充分过热后，通过向熔融合金喷液氮冷却过的He气(99. 999%)使其冷却，然后利用液氮冷却后的He-8Vol. % H2冷却气体将试样吹冷至凝固。得到具有壳核结构的Cu6tlCo3tlCrici三元合金,如图2所示。
实例3 第一步将实验所需的样品原料放入酒精中使用超生清洗仪进行清洗，反复进行4次，放入烘干机烘干。同时将称量所用工具，如镊子、钳子，也使用酒精进行清洗。使用万分之一克精度的电子天平分别称量出2. 5379gCu、l. 1771gCo、0. 3465gCr ；第二步把质量精确的各纯金属料块放入真空炉中的水冷铜质坩埚内，将真空室抽真空至3 X 10_3Pa后，充氩气至IXKT1MPat5接通氩弧熔炼电源，在氩气保护下，将原料熔炼成合金铸锭，为防止成分偏析，母合金需要反复熔炼4次左右。得到Cu8tlCoiciCrltl母合金；第三步采用电磁悬浮制备合金，实验中将真空室抽至10_4Pa后，反充高纯Ar(99. 995%)至I个大气压作为保护气体以防止样品加热时被氧化。利用电磁感应加热装
置，将样品融化，并在充分过热后，通过向熔融合金喷液氮冷却过的He气(99. 999%)使其冷却，然后利用液氮冷却后的He-8Vol. % H2冷却气体将试样吹冷至凝固。得到具有壳核结构的Cu8tlCoiciCrltl三元合金,如图3所示。
权利要求
1.ー种Cu-Co-Cr壳核结构三元合金，其特征在于合金的成分为Cu1CK)_x_yC0xCiv，其中10 ^ X, y ^ 30。
2.根据权利要求I所述的Cu-Co-Cr壳核结构三元合金,其特征在于所述Cu、Co和Cr金属纯度在99. 99%以上。
3.ー种制备权利要求I 2任一项所述Cu-Co-Cr壳核结构三兀合金的方法,其特征在于步骤如下 步骤I :使用超声清洗仪对选取合金原料进行清洗，按照合金的成分进行配料， 步骤2 :将步骤I清洗好的合金原料放入电弧炉，电弧炉抽至真空度3X l(T3Pa，然后反充纯度为99. 999%的Ar气至I X KT1MPa ； 步骤3 :开启电弧炉加热至步骤I所配制的合金熔点以上，然后换不同方向反复熔融多次使合金混合均匀得到母合金； 步骤4采用电磁悬浮制备合金将真空室抽至10_4Pa后，反充高纯99. 995%的Ar气至I个大气压作为保护气体，利用电磁感应加热装置将母合金进行融化，通过向熔融合金喷液氮冷却过的99. 999%的He气使其冷却，然后利用液氮冷却后的He-8vol. % H2冷却气体将试样吹冷至凝固，得到具有壳核结构的Cu4ciCo3tlCr3tl三元合金。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤3中换不同方向反复熔融多次为3 5次。
全文摘要
本发明涉及一种Cu-Co-Cr壳核结构三元合金及其制备方法，其特征在于合金的成分为Cu100-x-yCoxCry，其中10≤x，y≤30。所述Cu、Co和Cr金属纯度在99.99％以上。在本发明中通过使用电磁悬浮方法不同合金成分比例得到的结构是一样的，说明不同的合金比例不会影响合金的相组成，都能够得到这种特殊的壳核结构，改善了合金的性能。
文档编号C22C9/00GK102676869SQ20121014653
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月12日 优先权日2012年5月12日
发明者宋瑞波, 曹崇德, 李达, 汪芳, 白晓军, 郑建邦 申请人:西北工业大学