一种球形非晶合金粉末的制备方法技术

本发明专利技术提供的一种球形非晶合金粉末的制备方法，涉及非晶合金粉末制备技术领域，其步骤包括：选取纯铁、纯铬、纯钼、纯石墨、硅、硼铁和钇铁，使原料中Fe、Cr、Mo、B、C、Si和Y元素的原子比满足43.12～44.88：18.62～19.38：13.72～14.28：5.88～6.12：13.72～14.28：0.98～1.02的配比范围；先熔炼纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨，待其熔炼至熔融态液体后加入硅、硼铁和钇铁一并熔炼；当全部原料熔炼至熔融态液体后，利用气雾化法制备成所述球形非晶合金粉末。在上述技术方案中，纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨先加料熔炼，主要是为了快速化料，降低材料中的氧增量；硅、硼铁和钇铁采用二次加料的方式，主要是为了控制成分，通过二次加料精确控制加入量与时间，降低或避免Si、B、Y元素的烧损。

A preparation method of spherical amorphous alloy powder

【技术实现步骤摘要】
一种球形非晶合金粉末的制备方法
本专利技术涉及球形非晶合金粉末制备
，尤其是涉及一种球形非晶合金粉末的制备方法。
技术介绍
非晶态材料的主要特点是原子的三维空间呈拓扑无序状排列，结构上没有晶界与堆垛层错等缺陷存在，因此具有一般晶态材料所不具有的许多独特的物理、化学、机械和电磁性能，如高硬度、高强度、优良的耐蚀性和耐磨性等，非晶合金就是具有以上性能和特点的合金。非晶合金FeCrMoBCSiY就是专门研发出的一种非晶合金成分，由于该非晶合金是由多种元素组合而成的，且每种元素均达到一定的含量，合金元素间能够形成良好的固溶体，使得非晶合金具有多种优异的性能。但是，在采用真空感应熔炼气雾化法制备该非晶合金时，熔融态液体的流动性和表面张力效果经常不理想，从而会导致后期制得的球形非晶合金粉末的非晶率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种球形非晶合金粉末的制备方法，以解决现有技术中制得的球形非晶合金粉末的非晶率低的技术问题。经过对非晶合金FeCrMoBCSiY制粉过程进行研究发现，由于该非晶合金中含有部分Si、B、Y元素，而Si、B、Y元素在熔炼过程中极易烧损，从而会造成非晶合金成分偏差。同时，在该非晶合金中，Si、B、Y元素的含量又对熔融态液体的流动性和表面张力具有决定性的影响，导致雾化冷却过程中非晶形成能力下降，得到的球形非晶合金粉末非晶率低。所以，控制Si、B、Y元素的含量便成为了制粉效果的关键。而为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案。本专利技术提供的一种球形非晶合金粉末的制备方法，选取纯铁、纯铬、纯钼、纯石墨、硅、硼铁和钇铁，使原料中Fe、Cr、Mo、B、C、Si和Y元素的原子比满足43.12～44.88：18.62～19.38：13.72～14.28：5.88～6.12：13.72～14.28：0.98～1.02的配比范围；先熔炼纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨，待其熔炼至熔融态液体后加入硅、硼铁和钇铁一并熔炼；当全部原料熔炼至熔融态液体后，利用气雾化法制备成所述球形非晶合金粉末。进一步的，在加入所述硅、硼铁和钇铁时，将前期熔融态液体的温度控制在1680℃～1710℃以内。进一步的，当全部原料熔炼至熔融态液体后，先将该熔融态液体保温100秒～150秒再雾化冷却。进一步的，所述硅、硼铁和钇铁的保温时间选择为120秒。进一步的，所述气雾化所用惰性气体的温度控制在260℃～320℃之间。进一步的，所述惰性气体为氩气。进一步的，在熔炼所述纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨的过程中：先熔炼部分纯铁，待部分纯铁熔化后加入纯钼、纯石墨和部分纯铬，待其熔化后再加入剩余纯铁和纯铬。进一步的，所述部分纯铁为选取纯铁总量的1/2；和/或，所述部分纯铬为选取纯铬总量的1/2。进一步的，将熔炼室抽真空至0.1～3Pa再将所述纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨加入熔炼，并在熔炼过程中持续对熔炼室抽真空；待其熔炼至熔融态液体后，先将熔炼室补气至99.5kpa微负压再加入所述硅、硼铁和钇铁一并熔炼。进一步的，熔炼过程采用中频感应加热的方式对所述熔炼室加热。在上述技术方案中，由于硅、硼铁和钇铁选择二次加入，所以Si、B、Y元素在满足熔炼效果的基础上熔炼时间较短，可以减少熔炼过程对Si、B、Y元素的烧损，避免在熔炼过程中Si、B、Y元素损失过多，影响整个非晶合金成分的偏析，使熔融态液体的流动性和表面张力有所提高，所以，当该熔融态液体进行雾化冷却操作时，就会提高非晶合金的非晶形成能力，从而提高非晶率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例提供的球形非晶合金粉末的制备流程图；图2为本专利技术一个实施例提供的球形非晶合金粉末的形貌SEM图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。由上可知，由于该非晶合金中含有的部分Si、B、Y元素在熔炼过程中极易烧损，从而会造成非晶合金成分偏差，进而导致雾化冷却过程中非晶形成能力下降，得到的球形非晶合金粉末非晶率低。所以，本专利技术为了控制Si、B、Y元素的含量，采用了二次加料的方式进行熔炼，具体如下。本实施例提供的一种球形非晶合金粉末的制备方法，选取纯铁、纯铬、纯钼、纯石墨、硅、硼铁和钇铁，使原料中Fe、Cr、Mo、B、C、Si和Y元素的原子比满足43.12～44.88：18.62～19.38：13.72～14.28：5.88～6.12：13.72～14.28：0.98～1.02的配比范围；先熔炼纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨，待其熔炼至熔融态液体后加入硅、硼铁和钇铁一并熔炼；当全部原料熔炼至熔融态液体后，利用气雾化法制备成所述球形非晶合金粉末。在该方法中，选取好上述原子比的原料后，限定先对纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨进行熔炼，待纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨成功熔炼至熔融态液体后，再向该熔融态液体内加入硅、硼铁和钇铁一并熔炼。由于硅、硼铁和钇铁选择二次加入，所以Si、B、Y元素在满足熔炼效果的基础上，均大大缩短了熔炼时间，可以减少熔炼过程对Si、B、Y元素的烧损。由此，可以避免在熔炼过程中Si、B、Y元素损失过多，造成整个非晶合金成分的偏析，通过二次加料的方式使熔融态液体的流动性和表面张力大大提高。所以，由于此时熔融态液体的流动性和表面张力有所提高，在雾化过程中，惰性气体流冲击高温金属液流，惰性气体的动能会逐渐转化为金属液滴的表面能，在表面张力的作用下，金属液滴趋向于球化，并且，金属液滴的热能传递给惰性气体流，使金属液滴逐渐冷却形成球形粉末，待冷却后，即可获得球形金属粉末，从而便会有效提高非晶合金的非晶形成能力，从而提高非晶率。其中，选取纯铁、纯铬、纯钼、纯石墨、硅、硼铁和钇铁时，需要使原料中Fe、Cr、Mo、B、C、Si和Y元素的原子比满足43.12～44.88：18.62～19.38：13.72～14.28：5.88～6.12：13.72～14.28：0.98～1.02的配比范围，例如Fe、Cr、Mo、B、C、Si和Y元素的原子比可以优选为44：19：14：6：14：1：1。在该配比范围下，Y元素的含量以及与其他元素的配比能够使熔融态液体的流动性和表面张力达到最优状态，但是此时Si、B、Y元素的含量少易烧损，在此配比范围的基础上，采用二次加料的方式可以保证Si、B、Y元素的含量不损失，保持最优效果。综上所述，纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨先加料熔炼，主要是为了快速化料，且降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球形非晶合金粉末的制备方法，其特征在于，选取纯铁、纯铬、纯钼、纯石墨、硅、硼铁和钇铁，使原料中Fe、Cr、Mo、B、C、Si和Y元素的原子比满足43.12～44.88：18.62～19.38：13.72～14.28：5.88～6.12：13.72～14.28：0.98～1.02的配比范围；/n先熔炼纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨，待其熔炼至熔融态液体后加入硅、硼铁和钇铁一并熔炼；当全部原料熔炼至熔融态液体后，利用气雾化法制备成所述球形非晶合金粉末。/n

【技术特征摘要】
1.一种球形非晶合金粉末的制备方法，其特征在于，选取纯铁、纯铬、纯钼、纯石墨、硅、硼铁和钇铁，使原料中Fe、Cr、Mo、B、C、Si和Y元素的原子比满足43.12～44.88：18.62～19.38：13.72～14.28：5.88～6.12：13.72～14.28：0.98～1.02的配比范围；
先熔炼纯铁、纯铬、纯钼和纯石墨，待其熔炼至熔融态液体后加入硅、硼铁和钇铁一并熔炼；当全部原料熔炼至熔融态液体后，利用气雾化法制备成所述球形非晶合金粉末。


2.根据权利要求1所述的球形非晶合金粉末的制备方法，其特征在于，在加入所述硅、硼铁和钇铁时，将前期熔融态液体的温度控制在1680℃～1710℃以内。


3.根据权利要求2所述的球形非晶合金粉末的制备方法，其特征在于，当全部原料熔炼至熔融态液体后，先将该熔融态液体保温100秒～150秒再雾化冷却。


4.根据权利要求3所述的球形非晶合金粉末的制备方法，其特征在于，所述硅、硼铁和钇铁的保温时间选择为120秒。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的球形非晶合金粉末的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周健东，高正江，张飞，李文英，陈欣，杨环，
申请(专利权)人：中航迈特粉冶科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11