一种环保型钛基块体非晶合金制造技术

本发明专利技术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，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。本发明专利技术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。

An environmentally friendly titanium based bulk amorphous alloy

【技术实现步骤摘要】
一种环保型钛基块体非晶合金
本专利技术属于非晶合金
，具体涉及一种环保型钛基块体非晶合金。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本专利技术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，本专利技术采用如下技术方案：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。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术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)本专利技术严格选取各组分，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专利技术进一步说明。图1是本专利技术实施例1所制备合金棒的截面心部金相组织；图2是本专利技术实施例2所制备合金棒的截面心部金相组织；图3是本专利技术实施例3所制备合金棒的截面心部金相组织；图4是本专利技术实施例4所制备合金棒的截面心部金相组织；图5是本专利技术对比例1所制备合金棒的截面心部金相组织；图6是本专利技术对比例2所制备合金棒的截面心部金相组织；图7是本专利技术对比例3所制备合金棒的截面心部金相组织；图8是本专利技术对比例4所制备合金棒的截面心部金相组织；图9是本专利技术对比例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专利技术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：(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，打开感应熔炼电源加热至1850-1950℃进行熔炼；(2)通过观察窗观察到Ti和Zr完全熔化后，降温至1250-1350℃，然后加入其余金属原料，通过观察窗观察到完全熔化后，将熔液倒入铜模具，冷却至室温，得到直径为4mm的合金棒。实施例2本实施例所制备的钛基非晶合金组成为：Ti55Zr25Cr10Cu5.85WLiEr2O0.15，制备方法为：(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，打开感应熔炼电源加热至1850-1950℃进行熔炼；(2)通过观察窗观察到Ti和Zr完全熔化后，降温至1250-1350℃，然后加入其余金属原料，通过观察窗观察到完全熔化后，将熔液倒入铜模具，冷却至室温，得到直径为4mm的合金棒。实施例3本实施例所制备的钛基非晶合金组成为：Ti60Zr13Ni10Cu8Hf4.5Mg4.4LaO0.1，制备方法为：(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，打开感应熔炼电源加热至1850-1950℃进行熔炼；(2)通过观察窗观察到Ti和Zr完全熔化后，降温至1250-1350℃，然后加入其余金属原料，通过观察窗观察到完全熔化后，将熔液倒入铜模具，冷却至室温，得到直径为4mm的合金棒。实施例4本实施例所制备的钛基非晶合金组成为：Ti65Zr12Ni6Cr8Cu2V2Al3Y1.5O0.05，制备方法为：(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，打开感应熔炼电源加热至1850-1950℃进行熔炼；(2)通过观察窗观察到Ti和Zr完全熔化后，降温至1250-1350℃，然后加入其余金属原料，通过观察窗观察到完全熔化后，将熔液倒入铜模具，冷却至室温，得到直径为4mm的合金棒。实施例5本实施例所制备的钛基非晶合金组成为：Ti65Zr10Ni24.95O0.05，制备方法为：(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，打开感应熔炼电源加热至1850-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型钛基块体非晶合金，其特征在于：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。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型钛基块体非晶合金，其特征在于：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。


2.如权利要求1所述的环保型钛基块体非晶合金，其特征在于：所述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。


3.如权利要求2所述的环保型钛基块体非晶合金，其特征在于：所述Re为La、Y、Er、Sm、Nd中的一种或几种。


4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周青峰，戴明阳，申曦，惠爽谋，李龙麟，
申请(专利权)人：常州世竟液态金属有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32