CN107829046A - 一种含铁的铜基块体非晶合金及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新材料领域，公开了一种含铁的铜基块体非晶合金及其制备工艺。该块体非晶合金是将纯度为99.99wt%的铜、纯度为99.99wt%的锆、纯度为99.99wt%的钛和纯度为99.99wt%的铁在真空熔炼炉中熔炼，然后采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该铜基块体非晶合金的化学成分为Cu54.9725Zr37.981Ti6.9965Fe0.05、Cu54.945Zr37.962Ti6.993Fe0.1、Cu54.9175Zr37.943Ti6.9895Fe0.15、Cu54.89Zr37.924Ti6.986Fe0.2、Cu54.8625Zr37.905Ti6.9825Fe0.25，其玻璃转变温度为436~444℃、开始晶化温度为472~479℃、抗压强度为1527.2~1861.2MPa、腐蚀电压为‑0.386~‑0.375V、腐蚀电流密度3.33~5.02×10‑4A/cm2。

Description

一种含铁的铜基块体非晶合金及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种含铁的铜基块体非晶合金及其制备工艺。
背景技术
铜基非晶合金由于马氏体转变的加工硬化、低温塑性、磁性等特殊性能而受到广泛关注。Cu-Zr-Ti合金体系是铜基非晶合金中非晶形成能力较强的合金系之一，其非晶形成成分区间大、强度和硬度高，但其室温脆性和耐腐蚀性能较差，限制了其工业应用范围。微合金化是进一步提高非晶合金性能的重要途径之一，因此，本发明采用铁添加改善铜基块体非晶合金的性能具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含铁的铜基块体非晶合金及其制备工艺。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：将纯度为99.99wt%的铜、纯度为99.99wt%的锆、纯度为99.99wt%的铁和纯度为99.99wt%的钛，放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10-4Pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部的压力达到-40Pa，然后在熔炼电流为3A的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60Pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。
本发明制成的产品用X射线衍射仪（XRD）检测材料的非晶态，差热扫描量热计测量非晶合金的玻璃转变温度和开始晶化温度，万能电子试验机测量抗压强度，电化学工作站测量腐蚀性能。
本发明一种含铝的铜基块体非晶合金，其特征在于：该铜基块体非晶合金的化学成分为Cu54.9725Zr37.981Ti6.9965Fe0.05 、Cu54.945Zr37.962Ti6.993Fe0.1 、Cu54.9175Zr37.943Ti6.9895Fe0.15 、Cu54.89Zr37.924Ti6.986Fe0.2、Cu54.8625Zr37.905Ti6.9825Fe0.25，其玻璃转变温度为436~444℃、开始晶化温度为472~479℃、抗压强度为1527.2~1861.2MPa、腐蚀电压为-0.386~-0.375V、腐蚀电流密度3.33~5.02×10-4A/cm2。
具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
用天平称取纯铜4.7862g，纯锆4.7472g，纯钛0.4590g和纯铁0.0077g，将称好的铜、铁、锆和钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10- 4Pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部压力达到-40Pa，然后在熔炼电流为4A的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60Pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该合金的玻璃转变温度为436℃、开始晶化温度为472℃、抗压强度为1861.2MPa、腐蚀电位为-0.386V、腐蚀电流密度4.75×10-4A/cm2。
实施例2
用天平称取纯铜4.7844g，纯锆4.7453g，纯钛0.4588g和纯铁0.0115g，将称好的铜、铁、锆和钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10- 4Pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部压力达到-40Pa，然后在熔炼电流为4A的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60Pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该合金的玻璃转变温度为444℃、开始晶化温度为478℃、抗压强度为1559.2MPa、腐蚀电位为-0.375V、腐蚀电流密度3.33×10-4A/cm2。
实施例3
用天平称取纯铜4.7825g，纯锆4.7435g，纯钛0.4586g和纯铁0.0153g，将称好的铜、铁、锆和钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10- 4Pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部压力达到-40Pa，然后在熔炼电流为4A的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60Pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该合金的玻璃转变温度为443℃、开始晶化温度为479℃、抗压强度为1558.0MPa、腐蚀电位为-0.379V、腐蚀电流密度5.02×10-4A/cm2。
实施例4
用天平称取纯铜4.7807g，纯锆4.7417g，纯钛0.4585g和纯铁0.0191g，将称好的铜、铁、锆和钛放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10- 4Pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部压力达到-40Pa，然后在熔炼电流为4A的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60Pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。该合金的玻璃转变温度为441℃、开始晶化温度为477℃、抗压强度为1527.2MPa、腐蚀电位为-0.382V、腐蚀电流密度4.72×10-4A/cm2。

Claims (2)

1.一种含铁的铜基块体非晶合金，其特征在于:所述块体非晶合金的化学成分为Cu54.9725Zr37.981Ti6.9965Fe0.05 、Cu54.945Zr37.962Ti6.993Fe0.1 、Cu54.9175Zr37.943Ti6.9895Fe0.15 、Cu54.89Zr37.924Ti6.986Fe0.2、Cu54.8625Zr37.905Ti6.9825Fe0.25；包括如下制备步骤：将纯度为99.99wt%的铜、纯度为99.99wt%的锆、纯度为99.99wt%的铁和纯度为99.99wt%的钛，放入非自耗真空电弧炉中的铜坩埚中，对炉腔进行抽真空，使其真空度达到1×10-4Pa，充入99.999wt%的高纯氩气使炉腔内部的压力达到-40Pa，然后在熔炼电流为3A的情况下对合金元素反复熔炼5次，每次熔炼时间为2分钟，然后在炉腔内部压力为-60Pa情况下，采用真空吸铸法将合金液吸铸到水冷铜模中制备出直径为2mm的合金棒。
2.根据权利要求1所述的一种含铁的铜基块体非晶合金，其特征在于：所述非晶合金的玻璃转变温度为436~444℃、开始晶化温度为472~479℃、抗压强度为1527.2~1861.2MPa、腐蚀电压为-0.386~-0.375V、腐蚀电流密度3.33~5.02×10-4A/cm2。
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