CN106893951A - 铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法 - Google Patents

铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106893951A
CN106893951A CN201710158554.8A CN201710158554A CN106893951A CN 106893951 A CN106893951 A CN 106893951A CN 201710158554 A CN201710158554 A CN 201710158554A CN 106893951 A CN106893951 A CN 106893951A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metallic glass
bulk metallic
glass composite
base bulk
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710158554.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106893951B (zh
Inventor
梁维中
宁志良
陈永生
孙海超
康志杰
刘鑫池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heilongjiang University of Science and Technology
Original Assignee
Heilongjiang University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heilongjiang University of Science and Technology filed Critical Heilongjiang University of Science and Technology
Priority to CN201710158554.8A priority Critical patent/CN106893951B/zh
Publication of CN106893951A publication Critical patent/CN106893951A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106893951B publication Critical patent/CN106893951B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/001—Amorphous alloys with Cu as the major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/11—Making amorphous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/10—Amorphous alloys with molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, titanium, or zirconium or Hf as the major constituent

Abstract

铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法属于材料科学领域；铜基块体非晶合金复合材料所含成分Cu、Zr、Al和M的原子百分比依次为40％‑50％、40％‑50％、0‑10％和0‑7％，所述成分中M为Nb、Hf、Y元素中的任意一种；在熔炼炉铜坩锅中反复熔炼后，依靠自身重力作用，采用自流浇注方法制备铜基块体非晶合金复合材料；本发明有效解决了非晶合金室温脆性和应变软化问题，具有良好的拉伸塑性。

Description

铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料科学领域技术，主要涉及一种铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法。
背景技术
块体非晶合金具有室温脆性和应变软化缺陷，使其作为工程材料受到严重限制。为解决非晶合金室温脆性和应变软化问题，已研制出不同种类的非晶复合材料。现有的非晶复合材料分类主要有两种：一是内生强韧相形成复合材料，二是外加强韧相形成复合材料。由于外加强韧相与非晶合金基体连接强度较差以及复合材料制备工艺的复杂性，促使外加强韧相非晶复合材料受到一定程度限制。在内生强韧相复合材料中，通过调整合金化学成分原位形成强韧相，使用吸铸方法制备非晶复合材料。在目前研制的Ti基、Zr基非晶合金复合材料中，虽然体现一定压缩塑性，但是存在应变软化问题。在CuZr基非晶复合材料中，通过添加贵金属Ta或需要样品预变形而诱导马氏体相变产生塑性，但贵金属添加提高了成本以及预变形工艺的复杂性，促使CuZr基复合材料也具有一定的局限性。另外，由于使用吸铸方法制备非晶复合材料，其塑性较低，加工硬化能力也较差，存在的技术问题是吸铸方法冷却速度过快，不利于强韧相原位形成。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的非晶合金室温脆性及应变软化问题，提供一种铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法，达到简化制备工艺、提高拉伸塑性及加工硬化能力、降低成本的目的。
本发明的目的是这样实现的：
一种铜基块体非晶合金复合材料，所述铜基块体非晶合金复合材料含有原子百分比为40％-50％的Cu、40％-50％的Zr、0-10％的Al和0-7％的M，所述成分中M为Nb、Hf、Y元素中的任意一种。
一种铜基块体非晶合金复合材料制备方法：将含有确定原子百分比的Cu、Zr、Al和M成份且配制好的原材料放入纯Ti吸氧高纯氩气保护气氛的钨极电弧熔炼炉铜坩锅中，向炉内反复充放高纯氩气3次，排净炉内空气，每次炉内气压维持在5×10-3Pa，使之充满保护气体，在200A电流下，每次熔炼3分钟，反复熔炼4次；在熔炼铜坩锅内，在熔体自身重力作用下，通过直径≥2mm石墨管，采用自流浇注方法将熔体滴铸铜模中，制备直径不小于2mm的块体非晶合金复合材料。
本发明的铜基块体非晶合金复合材料具有高强度、高硬度的优异力学性能、不含贵金属的低成本优势和明显的加工硬化能力和拉伸塑性，其最大拉伸塑性不小于8％；本发明非晶合金复合材料制备方法采用自流浇注方法，工艺简单、实用，制备质量好，解决了非晶合金室温脆性及应变软化的难题。
具体实施方式
下面对本发明实施例进行详细描述。表1是本发明制备方法获得的棒状复合材料及其拉伸性能表。
实施例1
采用Cu、Zr、Al、Nb四种元素，按每个合金母锭10g质量，配制Cu44.3Zr48Al4Nb3.7非晶合金各成分质量，制备直径为3mm的块体非晶复合材料。
实施例2
采用Cu、Zr、Al、Hf四种元素，按每个合金母锭10g质量，配制Cu48Zr45Al6Hf1非晶合金各成分质量，制备直径为4mm的块体非晶复合材料。
实施例3
采用Cu、Zr、Al、Y四种元素，按每个合金母锭10g质量，配制Cu48Zr45Al6Y1非晶合金各成分质量，制备直径为5mm的块体非晶复合材料。
实施例4
采用Cu、Zr二种元素，按每个合金母锭10g质量，配制Cu50Zr50非晶合金各成分质量，制备直径为2.5mm的块体非晶复合材料。
实施例5
铜基块体非晶合金复合材料制备方法如下：将配制好的原材料放入纯Ti吸氧高纯氩气保护气氛的钨极电弧熔炼炉铜坩锅中，向炉内反复充放高纯氩气3次，排净炉内空气，每次炉内气压维持在5×10-3Pa，使之充满保护气体；在200A电流下，每次熔炼3分钟，为确保合金成分均匀，需反复熔炼4次；在熔炼铜坩埚内，在熔体自身重力作用下，通过直径≥2mm石墨管，采用自流浇注方法将熔体滴铸铜模中，制备直径不小于2mm的块体非晶合金复合材料。
本发明在制备非晶合金复合材料过程中，可以促使强韧相均匀分布，有效提高了室温拉伸塑性及加工硬化能力，消除了非晶合金室温脆性及应变软化的不良效果，扩展了非晶合金的广泛应用。
表1

Claims (2)

1.一种铜基块体非晶合金复合材料，其特征在于：所述铜基块体非晶合金复合材料含有原子百分比为40％-50％的Cu、40％-50％的Zr、0-10％的Al和0-7％的M，所述成分中M为Nb、Hf、Y元素中的任意一种。
2.一种如权利要求1所述的铜基块体非晶合金复合材料制备方法：其特征在于：将含有确定原子百分比的Cu、Zr、Al和M成份且配制好的原材料放入纯Ti吸氧高纯氩气保护气氛的钨极电弧熔炼炉铜坩锅中，向炉内反复充放高纯氩气3次，排净炉内空气，每次炉内气压维持在5×10-3Pa，使之充满保护气体，在200A电流下，每次熔炼3分钟，反复熔炼4次；在熔炼铜坩锅内，在熔体自身重力作用下，通过直径≥2mm石墨管，采用自流浇注方法将熔体滴铸铜模中，制备直径不小于2mm的块体非晶合金复合材料。
CN201710158554.8A 2017-03-08 2017-03-08 铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN106893951B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710158554.8A CN106893951B (zh) 2017-03-08 2017-03-08 铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710158554.8A CN106893951B (zh) 2017-03-08 2017-03-08 铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106893951A true CN106893951A (zh) 2017-06-27
CN106893951B CN106893951B (zh) 2019-02-01

Family

ID=59193666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710158554.8A Expired - Fee Related CN106893951B (zh) 2017-03-08 2017-03-08 铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106893951B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107829050A (zh) * 2017-11-08 2018-03-23 湖南理工学院 一种含铝的铜基块体非晶合金及其制备工艺
CN108031805A (zh) * 2017-11-15 2018-05-15 西安理工大学 一种电弧熔炼滴铸模具
CN109136790A (zh) * 2018-09-27 2019-01-04 江苏师范大学 一种钛基块体非晶合金复合材料的制备方法
CN109402529A (zh) * 2018-11-28 2019-03-01 重庆师范大学 铜基非晶/氧化铝纳米晶双相结构复合材料及其制备方法
CN110172649A (zh) * 2019-06-25 2019-08-27 同济大学 一种块体铜基非晶合金及其制备方法
CN110331348A (zh) * 2019-05-30 2019-10-15 深圳大学 非晶合金材料、非晶合金柔轮及其制作方法
CN113564579A (zh) * 2021-07-06 2021-10-29 燕山大学 一种利用激光熔覆制备铜基非晶复合涂层的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1511970A (zh) * 2002-12-30 2004-07-14 中国科学院物理研究所 铜基大块非晶合金
US20060144475A1 (en) * 2002-08-30 2006-07-06 Akihisa Inoue Cu-base amorphous alloy
CN1948543A (zh) * 2006-11-03 2007-04-18 北京航空航天大学 一种Cu基大块非晶合金及其制备方法
CN1958831A (zh) * 2005-11-01 2007-05-09 中国科学院物理研究所 一种铜锆基非晶合金及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060144475A1 (en) * 2002-08-30 2006-07-06 Akihisa Inoue Cu-base amorphous alloy
CN1511970A (zh) * 2002-12-30 2004-07-14 中国科学院物理研究所 铜基大块非晶合金
CN1958831A (zh) * 2005-11-01 2007-05-09 中国科学院物理研究所 一种铜锆基非晶合金及其制备方法
CN1948543A (zh) * 2006-11-03 2007-04-18 北京航空航天大学 一种Cu基大块非晶合金及其制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107829050A (zh) * 2017-11-08 2018-03-23 湖南理工学院 一种含铝的铜基块体非晶合金及其制备工艺
CN108031805A (zh) * 2017-11-15 2018-05-15 西安理工大学 一种电弧熔炼滴铸模具
CN109136790A (zh) * 2018-09-27 2019-01-04 江苏师范大学 一种钛基块体非晶合金复合材料的制备方法
CN109136790B (zh) * 2018-09-27 2020-10-30 江苏师范大学 一种钛基块体非晶合金复合材料的制备方法
CN109402529A (zh) * 2018-11-28 2019-03-01 重庆师范大学 铜基非晶/氧化铝纳米晶双相结构复合材料及其制备方法
CN110331348A (zh) * 2019-05-30 2019-10-15 深圳大学 非晶合金材料、非晶合金柔轮及其制作方法
CN110172649A (zh) * 2019-06-25 2019-08-27 同济大学 一种块体铜基非晶合金及其制备方法
CN113564579A (zh) * 2021-07-06 2021-10-29 燕山大学 一种利用激光熔覆制备铜基非晶复合涂层的方法
CN113564579B (zh) * 2021-07-06 2022-10-28 燕山大学 一种利用激光熔覆制备铜基非晶复合涂层的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106893951B (zh) 2019-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106893951B (zh) 铜基块体非晶合金复合材料及其制备方法
CN105537603B (zh) 一种超细高纯度Ti2AlNb合金粉末的制备方法
CN101338391B (zh) 一种具有高强度高延韧性快速凝固块体铝合金及其制备方法
CN101538671B (zh) 快速凝固超高强度镁合金及其制备方法
CN106555076A (zh) 一种耐650℃高温钛合金材料及其制备方法
CN107385365B (zh) 具有加工硬化能力的Ti-Zr-Cu-Be四元非晶复合材料及其制备方法
CN104775082A (zh) 一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃
CN102719769B (zh) 一种高强度铝基大块非晶复合材料
CN107971499A (zh) 制备球形钛铝基合金粉末的方法
CN105506517B (zh) (Ti‑Zr‑Nb‑Cu‑Be)‑N系非晶复合材料及其制备方法
CN101016606A (zh) 镁基大块非晶材料及其制备方法
CN107236913B (zh) 一种锆基非晶合金及其制备方法
CN101486135A (zh) 一种gh4169高温合金焊丝
CN102899592B (zh) 一种塑性锆基金属玻璃及其制备方法
CN107653397A (zh) 一种具有优良高温变形能力的β‑γ高Nb‑TiAl合金
CN102912259B (zh) 一种锆基金属玻璃内生复合材料及其制备方法
CN103668010A (zh) 一系列具有胞状微观结构的Zr-Al-Ni-Cu块体非晶合金
CN105714169A (zh) 一种Mo-Si-B-Hf-Al合金棒材及其制备方法
CN106011575B (zh) 一种Nb‑Ti‑Ta‑C合金棒材及其制备方法
CN101555575A (zh) 一种钛铝金属间化合物-碳纳米管复合材料及其制备方法
CN102021359B (zh) 高Ni、Si含量的Cu-Ni-Si合金的制备方法
CN103602930B (zh) 含高熔点元素的镁基非晶复合材料
CN102002649B (zh) 高强韧镁基块体金属玻璃复合材料及其制备方法
CN108265238B (zh) 一种锆基金属玻璃内生复合材料及其组织细化方法
CN102912260B (zh) 内生金属间化合物金属玻璃复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190201

Termination date: 20200308

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee