一種具有涂層的鋯基非晶合金的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種具有涂層的鋯基非晶合金的制備方法，該鋯基非晶合金由以下原子配比的合金制成：（Zr1-xAlx）1-a-b-cCuaPrbNic，其中x=0.25-0.35，a=0.12-0.17，b=0.03-0.04，c=0.05-0.08。本發明專利技術制備的鋯基非晶合金產品，通過優化選擇則原材料配比，來提高合金形成能力，并在基體上涂覆ZrC涂層，使得產品具有極高的韌性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及合金材料制造領域，具體涉及一種具有涂層的鋯基非晶合金的制備方法。
技術介紹
非晶合金具有比相同或相似成分的晶態合金更加優異的力學性能、物理化學性能，超高的耐磨耐蝕性以及良好的加工性能等特點。這些優異的性能使得非晶合金在功能材料領域和結構材料領域均展現出巨大的應用價值，同時使得非晶合金作為一種新型材料逐漸成為人們關注的熱點。目前，世界上對于非晶合金的應用主要集中在條帶及變壓器鐵芯的應用，而對于塊體非晶合金的應用幾乎沒有什么例子，這主要是由于以下幾個原因造成的：1、缺乏好的非晶合金的成分。在眾多非晶合金體系中，Zr基合金由于其優異的性能和良好的非晶形成能力，被認為是最可以應用的非晶合金。2、缺乏生產上可重復性好的非晶合金。一直以來，非晶合金都無法實現實驗室條件與生產條件的對接，即在實驗室條件下獲得的非晶合金在生產條件中其質量不穩定，重復性不好，所得產品不完全是非晶結構，不能大規模生產。3、非晶合金具有非常多的優異的力學性能，如高硬度、高強度、良好耐蝕性能，但同時非晶合金也具有塑性和韌性差，作為結構件時易發生脆性斷裂的問題，這些缺點一直制約著非晶合金構件的使用。
技術實現思路
本專利技術提供一種具有涂層的鋯基非晶合金的制備方法，該鋯基非晶合金，具有優異的機械性能。為了實現上述目的，實現上述目的，本專利技術提供了一種具有涂層的鋯基非晶合金的制備方法，該鋯基非晶合金由以下原子配比的合金制成：（Zr1-xAlx）1-a-b-cCuaPrbNic，其中x=0.25-0.35，a=0.12-0.17，b=0.03-0.04，c=0.05-0.08該方法包括如下步驟：（1）制備合金按照配方配比分別稱取合金原料，在真空條件或氬氣氣氛中通過電弧熔煉將原料熔煉，在原料熔化過程中，在規律震動熔煉爐條件下，使原料全部轉化為熔液，反復熔煉3-4次；熔煉過程的真空度為10-1-10-3Pa，氬氣氣氛壓力為0.01-0.05MPa，經過冷卻后，得到非晶復合材料鑄錠；將所述非晶復合材料鑄錠放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1500-1510℃；所述重熔管式坩堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2-4mm處，所述重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的間隙為1-2mm，所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，熔化后被轉輪輪緣拖拽形成合金絲，其中真空成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為25-27m/s，所得合金絲的直徑為100-200微米；（2）通過常規的金屬材料成型工藝對合金絲進行成型，得到鋯基非晶合金產品基體，其中常規的金屬材料成型工藝是指常規的壓鑄工藝或常規的吸鑄工藝；（3）在鋯基非晶合金產品基體覆蓋涂層在裝有攪拌器的三口燒瓶中按比例加入正硅酸乙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙醇，其摩爾比為3:2:2；在攪拌下滴入醋酸，加入量為5g/100mL，室溫反應3h后，加入甲基丙烯酸甲酯和引發劑偶氮二異丁腈，加入量分別為10g/100mL和5g/100mL，然后室溫下攪拌20min得到溶膠待用；然后將市售的粒度為50-100nm的ZrC納米微粉和溶膠混合得到涂料，ZrC納米微粉和溶膠的重量比為6:0.4-0.6；然后將上述涂料涂抹到上述鋯基非晶合金產品基體，涂層厚度為3-5微米；經15min烘烤固化，烘烤溫度為130℃，得到具有涂層的鋯基非晶合金產品。本專利技術制備的鋯基非晶合金產品，通過優化選擇則原材料配比，來提高合金形成能力，并在基體上涂覆ZrC涂層，使得產品具有極高的韌性。具體實施方式實施例一本實施例鋯基非晶合金由以下原子配比的合金制成：（Zr0.75Al0.25）0.80Cu0.12Pr0.03Ni0.05。按照配方配比分別稱取合金原料，在真空條件或氬氣氣氛中通過電弧熔煉將原料熔煉，在原料熔化過程中，在規律震動熔煉爐條件下，使原料全部轉化為熔液，反復熔煉3次；熔煉過程的真空度為10-1Pa，氬氣氣氛壓力為0.01MPa，經過冷卻后，得到非晶復合材料鑄錠。將所述非晶復合材料鑄錠放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1500℃；所述重熔管式坩堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2-4mm處，所述重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的間隙為1-2mm，所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，熔化后被轉輪輪緣拖拽形成合金絲，其中真空成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為25m/s，所得合金絲的直徑為100微米。通過常規的金屬材料成型工藝對合金絲進行成型，得到鋯基非晶合金產品基體，其中常規的金屬材料成型工藝是指常規的壓鑄工藝或常規的吸鑄工藝。在裝有攪拌器的三口燒瓶中按比例加入正硅酸乙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙醇，其摩爾比為3:2:2；在攪拌下滴入醋酸，加入量為5g/100mL，室溫反應3h后，加入甲基丙烯酸甲酯和引發劑偶氮二異丁腈，加入量分別為10g/100mL和5g/100mL，然后室溫下攪拌20min得到溶膠待用；然后將市售的粒度為50-100nm的ZrC納米微粉和溶膠混合得到涂料，ZrC納米微粉和溶膠的重量比為6:0.4。然后將上述涂料涂抹到上述鋯基非晶合金產品基體，涂層厚度為3微米；經15min烘烤固化，烘烤溫度為130℃，得到具有涂層的鋯基非晶合金產品。實施例二本實施例鋯基非晶合金由以下原子配比的合金制成：（Zr0.65Al0.35）0.71Cu0.17Pr0.04Ni0.08。按照配方配比分別稱取合金原料，在真空條件或氬氣氣氛中通過電弧熔煉將原料熔煉，在原料熔化過程中，在規律震動熔煉爐條件下，使原料全部轉化為熔液，反復熔煉4次；熔煉過程的真空度為10-3Pa，氬氣氣氛壓力為0.05MPa，經過冷卻后，得到非晶復合材料鑄錠。將所述非晶復合材料鑄錠放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1510℃；所述重熔管式坩堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2-4mm處，所述重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的間隙為1-2mm，所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，熔化后被轉輪輪緣拖拽形成合金絲，其中真空成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為27m/s，所得合金絲的直徑為200微米。通過常規的金屬材料成型工藝對合金絲進行成型，得到鋯基非晶合金產品基體，其中常規的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有涂層的鋯基非晶合金的制備方法，該鋯基非晶合金由以下原子配比的合金制成：（Zr1?xAlx）1?a?b?cCuaPrbNic，其中x=0.25?0.35，a=0.12?0.17，b=0.03?0.04，c=0.05?0.08該方法包括如下步驟：（1）制備合金按照配方配比分別稱取合金原料，在真空條件或氬氣氣氛中通過電弧熔煉將原料熔煉，在原料熔化過程中，在規律震動熔煉爐條件下，使原料全部轉化為熔液，反復熔煉3?4次；熔煉過程的真空度為10?1?10?3Pa，氬氣氣氛壓力為0.01?0.05MPa，經過冷卻后，得到非晶復合材料鑄錠；將所述非晶復合材料鑄錠放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1500?1510℃；所述重熔管式坩堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2?4mm處，所述重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的間隙為1?2mm，所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，熔化后被轉輪輪緣拖拽形成合金絲，其中真空成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為25?27m/s，所得合金絲的直徑為100?200微米；（2）通過常規的金屬材料成型工藝對合金絲進行成型，得到鋯基非晶合金產品基體，其中常規的金屬材料成型工藝是指常規的壓鑄工藝或常規的吸鑄工藝；（3）在鋯基非晶合金產品基體覆蓋涂層在裝有攪拌器的三口燒瓶中按比例加入正硅酸乙酯、γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙醇，其摩爾比為3:2:2；在攪拌下滴入醋酸，加入量為5g/100mL，室溫反應3h后，加入甲基丙烯酸甲酯和引發劑偶氮二異丁腈，加入量分別為10g/100mL和5g/100mL，然后室溫下攪拌20min得到溶膠待用；然后將市售的粒度為50?100nm的ZrC納米微粉和溶膠混合得到涂料，ZrC納米微粉和溶膠的重量比為6:0.4?0.6；然后將上述涂料涂抹到上述鋯基非晶合金產品基體，涂層厚度為3?5微米；經15min烘烤固化，烘烤溫度為130℃，得到具有涂層的鋯基非晶合金產品。...

【技術特征摘要】
1.一種具有涂層的鋯基非晶合金的制備方法，該鋯基非晶合金由以下原子配比的合金
制成：（Zr1-xAlx）1-a-b-cCuaPrbNic，其中x=0.25-0.35，a=0.12-0.17，b=0.03-0.04，c=0.05-
0.08
該方法包括如下步驟：
（1）制備合金
按照配方配比分別稱取合金原料，在真空條件或氬氣氣氛中通過電弧熔煉將原料熔
煉，在原料熔化過程中，在規律震動熔煉爐條件下，使原料全部轉化為熔液，反復熔煉3-4
次；熔煉過程的真空度為10-1-10-3Pa，氬氣氣氛壓力為0.01-0.05MPa，經過冷卻后，得到非
晶復合材料鑄錠；
將所述非晶復合材料鑄錠放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1500-1510℃；所
述重熔管式坩堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2-4mm
處，所述重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的
間隙為1-2mm，所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，熔化后被轉...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：蘇州思創源博電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32