JP2005504882A - バルク凝固非晶質合金組成物を改良する方法及びそれから作られた鋳造品 - Google Patents
バルク凝固非晶質合金組成物を改良する方法及びそれから作られた鋳造品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005504882A JP2005504882A JP2003532717A JP2003532717A JP2005504882A JP 2005504882 A JP2005504882 A JP 2005504882A JP 2003532717 A JP2003532717 A JP 2003532717A JP 2003532717 A JP2003532717 A JP 2003532717A JP 2005504882 A JP2005504882 A JP 2005504882A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- amorphous alloy
- bulk solidified
- solidified amorphous
- metal
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/10—Amorphous alloys with molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, titanium, or zirconium or Hf as the major constituent
Abstract
【解決手段】改良されたバルク凝固非晶質合金は、過加熱処理が好ましく行われ、その後高弾性限を有する製品に鋳造される。本発明は低純度の原材料の使用を可能にして、最終製品全体の価格を効果的に減少する。さらに、本発明は、従来のバルク凝固非晶質合金で可能であるよりもさらに遅い冷却速度で新しい合金を種々の形状に鋳造することを提供する。
【選択図】図1
Description
【0001】
本発明は、改良したバルク凝固非晶質合金組成物、このような組成物を作る方法、及びこのような組成物から作られた鋳造品に向けられる。
【背景技術】
【0002】
用語「バルク凝固非晶質合金」は、1.0mmまたはそれ以上の厚みを有する物体を作るために、それらの溶融状態から約500K/secまたはそれ以下の速度で冷却することができ、一方で実質的に非晶質原子構造を維持することができるところの非晶質合金の群を言及する。1.0mmまたはそれ以上の厚みを有する物体を作るためのバルク凝固非晶質合金の能力は、通常は0.020mmの厚みを有する製品に限定され且つ105K/secまたはそれ以上の冷却速度を必要とする従来の非晶質合金に付いての実質的な改良である。バルク凝固非晶質合金は、通常溶融状態から十分に速い冷却独度で適切に作った場合、典型的には1.8%〜2.2%の範囲の高弾性限を有する。さらに、これらの非晶質合金は、0.5mm厚みまたはそれ以上の試料においては数パーセントから、0.02厚みの溶融スパン箔の場合における100%までの範囲にある曲げ延性を示す。
【0003】
一般的に言えば、バルク凝固非晶質合金組成物が、非常に広い共晶付近に見出された。この非常に広い共晶は、低下させたガラス遷移温度Trgよって一般的に特徴づけされ且つ定量化され、且つガラス遷移温度と溶融温度の比率によって定義される(ケルビン単位)。ここで、溶融温度は、共晶温度に連動するとして一般的に理解されている。一般的に、非晶質合金のバルク凝固非晶質合金凝固を容易に得るためには、高いTrgが望まれてきた。この関係は、核生成の古典理論と、さらには実験観察との双方によって一般的に支持されてきた。例えば、0.6のTrgは、500℃/secの臨界冷却速度で観察され、且つ0.65のTrgは、10℃/secまたはそれ以下の臨界冷却速度で観察さる。
【0004】
米国特許第5,032,196号、米国特許第5,288,344号、米国特許第5,368,659号、米国特許第5,618,359号、及び米国特許第5,735,975号(それらの開示の各々はそれ全体を参照することによって組み込まれる)は、このようなバルク凝固非晶質合金の群を開示する。さらに、現場組成物の形でのこれらの合金からの鋳造品も開示されている。
【0005】
バルク凝固非晶質合金の発見、及び実質的な厚みを有する製品に鋳造できるこれらの合金の発見は、広範囲の適用のために、これらの高い弾性限材料をバルク形状に組み入れることの可能性を与える。これらの合金の製品を製造するために、実用的且つ費用効率の高い方法は、特に複雑で精密な形状の設計を必要とするこれらの適用に対して望まれている。高圧力ダイキャストのような金属型鋳造材料は、この方法が高冷却速度を与えるので、これらの材料を鋳造可能であることが判明した。例えば、米国特許第5,213、148号、米国特許第5,279,349号、米国特許第5,711,363号、米国特許第6,021,840号、米国特許第6,044,893号、及び米国特許第6,258,183号(それらの開示の各々はそれ全体を参照することによって組み込まれる)は、非晶質合金の製品を鋳造する方法を開示する。
【0006】
しかしながら、酸素のような不可避的不純物の存在(それらが上記の所定濃度でこの合金に存在するとき)は、バルク凝固非晶質合金の過冷却した溶液結晶質の核生成速度を増加させ悪影響を及ぼし、したがって実質的のこれらの材料の臨界冷却速度を増加させることが発見された。例えば,米国特許第5,797,443号は、不純物の存在の結果として開示し、これらの合金は所望の圧形材に鋳造することができなくて、さらに、バルク凝固非晶質合金を鋳造するときに、酸素不純物レベルを制御することの必要性を教示する。酸素のような不可避的不純物を制御するための一つの目的とする方法は、高純度原材料を使用することであり、さらに処理条件を厳しく制御することである。しかしながら、これらの工程が、バルク凝固非晶質合金から作られた製品価格を実質的に高くする。
【0007】
したがって、新しいバルク凝固非晶質合金組成物と、原材料及び処理環境の双方から生じる不可避的不純物によって生じる関係にかかわりなく安価な製品にこれらの合金を鋳造する新しい方法との必要性が存在する。
【0008】
【特許文献1】
米国特許第5,032,196号
【特許文献2】
米国特許第5,288,344号
【特許文献3】
米国特許第5,368,659号
【特許文献4】
米国特許第5,618,359号
【特許文献5】
米国特許第5,735,975号
【特許文献6】
米国特許第5,213、148号
【特許文献7】
米国特許第5,279,349号
【特許文献8】
米国特許第5,711,363号
【特許文献9】
米国特許第6,021,840号
【特許文献10】
米国特許第6,044,893号
【特許文献11】
米国特許第6,258,183号
【特許文献12】
、米国特許第5,797,443号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
<発明の要約>
本発明は、付加合金化金属を非晶質合金混合物に含んでいて改良されたバルク凝固非晶質合金組成物に向けられる。
【0010】
一つの実施態様においては、最終製品の総原価を効果的に下げるように、低不純物原材料が用いられる。
【0011】
別の実施態様において、本発明は、合金組成物を過加熱することを含む改良されたバルク凝固非晶質合金組成物を鋳造する改良された方法、及び過冷却組成物を高弾性限を備える製品にその後鋳造する改良された方法に向けられる。
【0012】
一つの実施態様においては、本発明は、新しい合金組成物を低冷却速度で種々の形状に鋳造することを含む。
【0013】
さらに別の実施態様においては、本発明は、改良されたバルク凝固非晶質合金からの鋳造品に向けられる。
【0014】
本発明の特徴及び効果は、明細書、特許請求の範囲及び図面を参照してよく理解されるように評価されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0015】
<発明の詳細な説明>
本発明は、付加合金化金属を非晶質合金混合物に含んでいて改良されたバルク凝固非晶質合金組成物と、このような組成物を作る改良方法に向けられる。
【0016】
図1に示すように、実施態様の工程1においては、溶融温度までガラス遷移温度の比、或いは引き下げられたガラス遷移温度、Trgが約0.5好ましくは約0.55最も好ましくは0.6を有していて、金属組成物M1、M2、M3などを有するバルク凝固非晶質合金「C」が準備される。ここで、バルク凝固非晶質合金の組成物は、M1、M2、M3などで与えられ、添え字a、b、cなどは、それぞれの金属組成物M1、M2、M3などの原子パーセントを表わす。
【0017】
上記検討において、Tgは、図2に示すように標準DSC(示差走査熱量計)走査でもって20℃/分で決定された。Tgは、ガラス遷移の開始温度として定義される。
【0018】
その後、工程2において、各金属組成物のH(M)(金属組成物Mのうちで最も安定な金属酸化物に対して一つの酸素原子あたりの「生成熱」の絶対値)が特定され、ここで「最も安定な金属酸化物」は、金属組成物Mの競合する酸化物状態の中で一つの酸素原子あたりの生成熱の最も大きな絶対値を有する金属酸化物(MxOy)である。このような実施態様において、H(M)を特定することにおいて利のある温度は、合金組成物Cの液相線温度である。
【0019】
単一の金属酸化物だけが上記で検討されているが、金属酸化物の基本ユニット(MxOy)が1個の酸素原子以上に含まれる。したがって、酸素1原子H(M)あたりの生成熱を明らかにするために、基本ユニットの生成熱はこの基本ユニットの酸素原子数により分けられる。この工程において、H(C)maxを特定することも可能であり、H(C)maxは非晶質合金C(M1a、M2b、M3cなど)の中のH(M)maxである。金属酸化物の生成熱は「Handbook of Physics and chemistry」を含む種々の情報源から容易に明らかにできる。
【0020】
工程3において、図1に示すように、M1、M2、M3の基本的な金属組成物と異なる「合金化金属」Qは、次の不等式を用いて特定される。すなわち、
H(Q)>H(C)max (1)
【0021】
次ぎに、金属Qが、バルク凝固非晶質合金組成物Cに添加され、新しく改良されたバルク凝固非晶質合金が生成され、すなわち、(M1a、M2b、M3c)100-XQXが次の式で支配される。
x=k×C(O) (2)
【0022】
ここでkは定数であり約0.5〜10の範囲、約0.5〜1の好ましい範囲、約3〜5の別の好ましい範囲、約5〜10のさらに別の好ましい範囲、約1〜3のさらに好ましい範囲を有し、xは新しい合金中の「合金化金属」Qの原子パーセントを定義し、且つC(O)は、バルク凝固非晶質合金「C」の鋳造ままの製品における酸素の予期される原子パーセントを定義する。理論によって境界をつけることはないとはいえ、酸素が不可避的不純物として存在することが予期され、その酸素は原材料及び溶融坩堝を含む処理環境が原因する。
【0023】
本発明の条件をかなえるバルク凝固非晶質合金組成物が使用できるとはいえ、バルク凝固非晶質合金の好ましい群はZr−Ti基合金である。このような合金組成物は、米国特許第5,032,196号、米国特許第5,288,344号、米国特許第5,368,659号、米国特許第5,618,359号、及び米国特許第5,735,975号に開示され、これらの開示は参照によってここに組み込まれる。本願の目的の用語「Zr−Ti基」は、これらのバルク凝固非晶質合金組成物を組み入れることとして理解され、ZrとTiとの合計が、金属組成物の最も高い原子パーセントを主題とする合金組成物中に含む。なお、H(Zr)がH(C)maxの5%以内であるZr及びTi基合金組成物がさらに好ましい。好ましいバルク凝固非晶質合金の別の群は、H(Zr)が主題とする合金組成物の主構成物の中の最も大きなH(M)であるところのZr及びTi基合金組成物であり、且つ主構成物は5%以上の原子パーセントを含むとして理解される。
【0024】
さらに、適切な特性を有するいずれの合金金属が本発明に利用することができるとはいえ、元素La、Y、Ca、Al及びBeが、Qとしての好ましい「合金化金属」であり、さらに好ましくはY(イットリウム)である。単一組成物の合金化金属のみが上述されるとはいえ、本発明の別の実施態様においては、一つまたはそれ以上の合金化金属Qが合金化金属Qとして組み合わせて用いられる。
【0025】
ここでは、上記工程は、実際の「物理的」合金製造過程を必ずしも記載するものでなくて、むしろ新しい改良された合金組成物を特定する。この組成物が特定されると、この「物理的」合金葉種々の方法で準備することができる。典型的な合金製造過程において、投入原材料の全ては、混合することができ、そのご溶融温度まで加熱される。別の方法において、合金化は、各工程において二つまたはそれ以上の元素を混合することができ、全ての元素が溶融するほとんど最後の工程まで一緒に溶融される。
【0026】
本発明は、改良されたバルク凝固非晶質合金組成物の原材料を作る方法にも向けられる。したがって、工程4において、新しく改良されたバルク凝固非晶質合金組成物がQの添加によって準備された後で、加熱処理が好ましく施される。
【0027】
適切な加熱処理の一つの実施態様は、合金化金属Qの最大の効果のために好ましく、次の式にしたがう温度まで合金組成物を加熱することである。
Theat=Tm(C)+200℃ (3)
ここでTheatは過加熱温度であり、Tmは合金組成物の溶融温度である。したがって、このような実施態様においては、金属Qが添加された後、新しい合金(M1a、M2b、M3c)100-XQXが合金Cの溶融温度以上に過加熱される。過加熱は約100℃〜300または溶融温度以上、好ましくは200℃周辺、或いは代わりに好ましくは300℃またはそれ以上の範囲である。
【0028】
過加熱の継続期間は約1分から60分の範囲であり、好ましい継続期間は約5分から10分であり、さらに別の好ましい継続期間は約10から30分である。継続期間は用いた過加熱に関連して一般的に特定される。過加熱は高くなればなるほど、期間を少なくする必要がある。この加熱処理の目的は、合金化金属の原子種類を抽出するために、酸素原子に十分な時間と熱的じょう乱とを与えることである。したがって、原材料からのような基本金属のいずれの酸化物も、合金化金属の生成のより高い熱によって破壊することができる。さらにその上に、継続時間は、静的な溶融よりも高周波溶融または電磁気的攪拌の場合のように、攪拌作用を利用することによって短くすることができる。
【0029】
本発明は、この発明の改良された合金組成物を鋳造する方法を対象とする。このような実施態様では、工程5に示すように加熱処理に続いて、新しい合金組成物は所望の形状に鋳造される。好ましい鋳造方法は高圧力ダイキャスト法のような金属成形鋳造である。選んだ鋳造方法にかかわらず、この鋳造は不活性雰囲気または真空中で実施される。
【0030】
先に検討したように、酸素含有量の増加に伴う臨界冷却速度の増加が、バルク凝固非晶質合金の可能性を制限して、すなわちこれらの合金が所定水準の酸素含有量のバルク(1.0mmまたはそれ以上の厚み)へと処理することができないほどに制限することが先行技術(米国特許第5,797,443号)に記載される。例えば、Beを含まないZr基合金は、1000ppmを越える酸素含有量ではバルク形状に処理することはできない。数mmまたはそれ以上の断面厚みでは、酸素含有量は、これらのBeを含まないZr基合金においては、一般的に500ppmまたはそれ以下に制限する必要がる。同様の関係がBeを含有するZr−Ti基合金でも観察されたが、しかし、許容酸素含有量がBeを含まないZr合金より大きくなることが判明した。また、同様な傾向が鉄基(Fe、Ni、CO、Cu)バルク凝固非晶質合金のような他の合金群において予期され、許容酸素含有量は上記の場合におけるよりも非常に低くなる。
【0031】
したがって、本発明の意図は、種々の形状に適用することができる。一つの形状では、比較的多くの不純物を含む原材料を利用できる。例えば、典型的なZr及びTiの基本「スポンジ」は、Zr及びTi基合金の原材料として使用され、500ppmまたはそれ以上の酸素含有量を含むが、一方一般的なZr及びTiの基本的な結晶棒、高価な種類の投入原材料は200ppmまたはそれ以下の酸素含有量を含む。合金化すること、再溶解すること、及び鋳造することのような処理のときに不可避的に入り込む付加的な不純物を考慮すると、基本「スポンジ」材料が投入原材料として使用される場合は、酸素含有量は容易に1000ppmを越える。このような汚染水準では、一般的にBeを含まないZr基合金は「バルク凝固」非晶質合金のような機能をもはや有することはできない。バルク凝固非晶質合金を形成する能力を失はせないために、より高価な基本「結晶質棒」または高価な処理環境の制御のいずれかが一般的に使用される。本発明の材料を用いることによって、例えば、より高価な原材料または高価な処理環境の制御の使用を回避できることが発見された。
【0032】
別の実施態様においては、従来のバルク凝固非晶質合金の基本組成物で可能であるよりもさらに大きな横断面積を有する製品を処理するために、本発明を用いることができる。例えば、強制的処理環境及び結晶質棒のような最高品位の原材料を使用することによって、一般的にBeを含まないZr基非晶質合金を5mmの横断面を有するバルク形状に鋳造することができる。さらに、本発明の材料を使用することによって、このバルク凝固非晶質合金は7mmまたはそれ以上の横断面を有するバルク形状に鋳造できることが発見された。
【0033】
上記の検討は、高純度材料を使用することを無くすために、あるいは大きな断面寸法の製品を製造するために、本発明の材料を使用することについて単に焦点が当てられているが、上記実施例の組み合わせを使用できることを理解すべきである。例えば、一つの実施態様においては、投入原材料の適切な設定及び処理環境が、選択したバルク凝固非晶質合金を特別な断面のバルク形状に処理することが可能であるように選択することができる。さらに、別の実施態様では、その上に、回収されたスクラップが本発明のおかげで使用することができる。
【0034】
最後に、この発明の合金組成物の改良された特性の結果として、これらの材料は、初期のバルク凝固非晶質合金C(M1a,M2b,M3c・・・)で可能であるより遅い冷却速度で鋳造することができる。
【0035】
上記実施態様のいずれにおいても、新しく改良されたバルク凝固非晶質合金の鋳造品は、少なくとも1%の曲げ延性に加えて、少なくとも1.3%弾性限、さらに好ましくは1.8%の弾性限、及び最も好ましくは少なくとも1.8%の弾性限を有する。
【0036】
材料の弾性限は、永久変形または破壊が始まるまでの歪の最大レベルとして定義される。この弾性限は、一軸引っ張り試験のような種々の機械的試験によって測定される。しかしながらこの試験はあまり実用的ではない。変わりの実用的な試験は曲げ試験であり、図3に図解で示すように、0.5mmの厚みを有するような非晶質合金の切断した帯板が種々の直系のマンドレルの周りで曲げられる。曲げることが完了し且つ試料が破壊することなく開放された後に、永久歪が目視できなければ、この試料は弾性的であるといえる。永久歪が目視できるならば、この試料は弾性限歪を越えているといえる。マンドレルの直径に比較して薄い帯板に対しては、この曲げ試験における歪は、帯板の厚み(t)とマンドレルの直径(D)との比,e=t/D非常に厳しく与えられる。
【0037】
本発明の幾つかの形状が図示され且つ記載されているが、種々の変形及び改良が本発明の意図及び範囲から離脱することなくできることが、当業者には明らかである。したがって、本発明は添付する特許請求の範囲を除いて限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】図1は、本発明のバルク凝固非晶質合金の型成形した製品を形成する方法の流れ図を示す。
【図2】図2は、本発明のバルク凝固非晶質合金の物理的性質の図解表示を示す。
【図3】図3は、本発明の型成形した製品の段制限を決定する方法の模式図である。
Claims (71)
- 酸素に対して個々に生成熱を有する複数の金属組成物を含む基本バルク凝固非晶質合金、及び
酸素に対する合金化金属生成熱が、前記金属組成物の中で酸素に対する最も大きな生成熱より大きい付加合金化金属、
を含むバルク凝固非晶質合金。 - 前記基本バルク凝固非晶質合金が、Zr−Ti基である請求項1記載のバルク凝固非晶質合金。
- 前記付加合金化金属が、La、Y、Ca、Al及びBeからなる群から選択される請求項1記載のバルク凝固非晶質合金。
- 請求項2のバルク凝固非晶質合金の鋳造品であって、
前記バルク凝固非晶質合金が、次の分子式で定義され、
(M1aM2b・・・Mnc)100-XQX
鋳造されたときは次の式に支配され、
x=k×C(O)
M1、M2及びM3は前記基本合金の金属組成物であり、nは前記基本合金の金属組成物の番号であり、a、b及びc前記基本合金の金属組成物の原子百分率を定義し、Qは前記付加合金化金属であり、xは前記バルク凝固非晶質合金中の付加合金化金属の原子百分率を定義し、kは約0.5〜10の範囲にある定数であり、且つC(O)は前記バルク凝固非晶質合金の鋳造ままの鋳造品の酸素原子の百分率であるバルク凝固非晶質合金の鋳造品。 - kが約0.5〜1の範囲にある請求項4記載の鋳造品。
- kが約3〜5の範囲にある請求項4記載の鋳造品。
- kが約5〜10の範囲にある請求項4記載の鋳造品。
- kが約1〜3の範囲にある請求項4記載の鋳造品。
- 酸素の含有量が200ppm以上である請求項4に記載のバルク凝固非晶質合金。
- 酸素の含有量が500ppm以上である請求項4に記載のバルク凝固非晶質合金。
- 酸素の含有量が1000ppm以上である請求項4に記載のバルク凝固非晶質合金。
- Zr及びTiの合計が、前記基本合金中で最も大きな金属組成物の原子百分率を含んで成る請求項2に記載のバルク凝固非晶質合金。
- Zrの酸素に対する生成熱が、酸素に対する最も大きな金属組成物の生成熱の5%以内である請求項2に記載のバルク凝固非晶質合金。
- 酸素に対するZrの生成熱が、5原子%以上の前記基本合金を含んで成る前記基本合金の金属組成物の群から選択された酸素に対する前記金属組成物の生成熱の中で最大である請求項2に記載のバルク凝固非晶質合金。
- 前記基本合金が、約0.5以上のガラス遷移温度と溶融温度の比Trgを有する請求項1に記載のバルク凝固非晶質合金。
- 前記基本合金が、約0.55以上のガラス遷移温度と溶融温度の比Trgを有する請求項1に記載のバルク凝固非晶質合金。
- 前記基本合金が、約0.6以上のガラス遷移温度と溶融温度の比Trgを有する請求項1に記載のバルク凝固非晶質合金。
- 酸素に対して個々に生成熱を有する複数の金属組成物を含む基本バルク凝固非晶質合金を準備する工程、
酸素に対する合金化金属生成熱が、前記金属組成物の中で酸素に対する最も大きな生成熱より大きい付加合金化金属を準備する工程、及び、
前記基本合金に前記付加合金化金属を添加して、新しい前記バルク凝固非晶質合金を作る工程、
を含んで成るバルク凝固非晶質合金を作る方法。 - 前記基本合金がZr−Ti基である請求項18に記載の方法。
- 前記付加合金化金属が、La、Y、Ca、Al及びBeからなる群から選択される請求項18に記載の方法。
- 前記バルク凝固非晶質合金が、次の分子式で定義され、
(M1aM2b・・・Mnc)100-XQX
添加工程が添加することを含む場合付加合金金属量が次の式にしたがい、
x=k×C(O)
M1、M2及びM3は前記基本合金の金属組成物であり、nは前記基本合金の金属組成物の番号であり、a、b及びc前記基本合金の金属組成物の原子百分率を定義し、Qは前記付加合金化金属であり、xは前記バルク凝固非晶質合金中の付加合金化金属の原子百分率を定義し、kは約0.5〜10の範囲にある定数であり、且つC(O)は前記バルク凝固非晶質合金の鋳造ままの鋳造品の酸素原子の百分率である請求項18に記載の方法。 - kが約0.5〜1の範囲にある請求項18に記載の方法。
- kが約3〜5の範囲にある請求項18に記載の方法。
- kが約5〜10の範囲にある請求項18に記載の方法。
- kが約1〜3の範囲にある請求項18に記載の方法。
- Zr及びTiの合計が、前記バルク凝固非晶質合金の金属組成物の最も大きな原子百分率より成る請求項19に記載の方法。
- Zrの生成熱が、酸素に対する最も大きな金属組成物の生成熱の5%以内である請求項19に記載の方法。
- 酸素に対するZrの生成熱が、5原子%以上の前記基本合金を含んで成る前記基本合金の金属組成物の群から選択された酸素に対する前記金属組成物の生成熱の中で最大である請求項19に記載の方法。
- 前記基本合金は、約0.5以上のガラス遷移温度と溶融温度の比Trgを有する請求項18に記載の方法。
- 前記基本合金は、約0.55以上のガラス遷移温度と溶融温度の比Trgを有する請求項18に記載の方法。
- 前記基本合金は、約0.6以上のガラス遷移温度と溶融温度の比Trgを有する請求項18に記載の方法。
- 前記付加合金化金属を準備する工程が、前記付加合金化金属を前記基本合金の原料に添加することを含む請求項18に記載の方法。
- 前記バルク凝固非晶質合金を過加熱する工程をさらに含み、前記バルク凝固非晶質合金を過加熱温度まで加熱する請求項18に記載の方法。
- 前記過加熱する工程が、式:Theat=Tm(C)+200℃にしたがう過加熱温度で行われ、Theatは過加熱温度であり、Tmは前記バルク凝固非晶質合金の溶融温度である請求項33に記載の方法。
- 前記過加熱する工程が、約100℃〜300℃の範囲または前記バルク凝固非晶質合金の溶融温度以上で行われる請求項33に記載の方法。
- 前記過加熱する工程が、約300℃からまたは前記バルク凝固非晶質合金の溶融温度以上の範囲で行われる請求項33に記載の方法。
- 前記過加熱する工程が、さらに、約1分〜60分の範囲の特定した継続期間を過加熱温度に維持されることを含む請求項33に記載の方法。
- 前記過加熱する工程が、さらに、約5分〜10分の範囲の特定した継続期間を過加熱温度に維持されることを含む請求項33に記載の方法。
- 前記過加熱する工程が、さらに、約1分〜5分の範囲の特定した継続期間を過加熱温度に維持されることを含む請求項33に記載の方法。
- 前記過加熱する工程が、さらに、約1分〜60分の範囲の特定した継続期間を過加熱温度に維持されることを含む請求項33に記載の方法。
- 前記過加熱する工程が、さらに、約10分〜30分の範囲の特定した継続期間を過加熱温度に維持されることを含む請求項33に記載の方法。
- 酸素に対して個々に生成熱を有する複数の金属組成物を含む基本合金を準備する工程、
酸素に対する合金化金属生成熱が、前記金属組成物の中の酸素に対する最も大きな生成熱より大きい付加合金化金属を準備する工程、
前記基本合金に前記付加合金化金属を添加して、前記バルク凝固非晶質合金を作る工程、及び
前記バルク凝固非晶質合金を過加熱して、前記バルク凝固非晶質合金を過加熱温度まで加熱する工程、
を含んで成るバルク凝固非晶質合金の原料を作る方法。 - 前記付加合金化金属を準備する工程が、前記付加合金化金属を前記基本合金の原料に添加することを含む請求項42に記載の方法。
- 酸素に対して個々に生成熱を有する複数の金属組成物を含む基本合金を準備する工程、
酸素に対する合金化金属生成熱が、前記金属組成物の中の酸素に対する最も大きな生成熱より大きい付加合金化金属を準備する工程、
前記基本合金に前記付加合金化金属を添加して、前記バルク凝固非晶質合金を作る工程、及び
前記バルク凝固非晶質合金を過加熱して、前記バルク凝固非晶質合金を過加熱温度まで加熱する工程、及び
前記バルク凝固非晶質合金を最終製品に、前記最終製品が実施的に非晶質を残留する冷却速度で鋳造する工程、
を含んで成る非晶質製品を鋳造する方法。 - 前記付加合金化金属を準備する工程が、前記付加合金化金属を前記基本合金の原料に添加することを含む請求項44に記載の方法。
- 前記鋳造する工程が、基本合金に要求される冷却速度未満の冷却速度で行われ、前記基本合金が実質的に非晶質を残留することを確実にする請求項44に記載の方法。
- 前記基本合金は、約0.55以上のガラス遷移温度と溶融温度の比Trgを有する請求項44に記載の方法。
- 前記基本合金は、約0.6以上のガラス遷移温度と溶融温度の比Trgを有する請求項44に記載の方法。
- 前記バルク凝固非晶質合金が、次の分子式で定義され、
(M1aM2b・・・Mnc)100-XQX
添加工程が添加することを含む場合付加合金金属量が次の式にしたがい、
x=k×C(O)
M1、M2及びM3は前記基本合金の金属組成物であり、nは前記基本合金の金属組成物の番号であり、a、b及びc前記基本合金の金属組成物の原子百分率を定義し、Qは前記付加合金化金属であり、xは前記バルク凝固非晶質合金中の付加合金化金属の原子百分率を定義し、kは約0.5〜10の範囲にある定数であり、且つC(O)は前記バルク凝固非晶質合金の鋳造ままの鋳造品の酸素原子の百分率である請求項44に記載の方法。 - 前記基本バルク凝固非晶質合金が、Zr−Ti基である請求項44記載の非晶質合金の方法。
- 前記付加合金化金属が、La、Y、Ca、Al及びBeからなる群から選択される請求項44記載の非晶質合金の方法。
- 前記鋳造する工程が、高圧力ダイキャスト法を使用する請求項44に記載の方法。
- 前記鋳造する工程が不活性雰囲気または真空中で実施される請求項44に記載の方法。
- 前記最終製品が少なくとも1.2%の弾性限を有する請求項44に記載の方法。
- 前記最終製品が少なくとも1.8%の弾性限を有する請求項44に記載の方法。
- 前記最終製品が少なくとも1.8%の弾性限及び少なくとも1.0%の曲げ延性を有する請求項44に記載の方法。
- さらに前記最終製品の弾性限を試験する工程を含む請求項44に記載の方法。
- 前記試験する工程が最終製品を曲げ試験することを含む請求項57に記載の方法。
- 請求項1の前記バルク凝固非晶質合金から作られた少なくとも一つの鋳造部品を含む鋳造品。
- 前記最終製品が少なくとも1.2%の弾性限を有する請求項59に記載の鋳造製品。
- 前記最終製品が少なくとも1.8%の弾性限を有する請求項59に記載の鋳造製品。
- 前記最終製品が少なくとも1.8%の弾性限及び少なくとも1.0%の曲げ延性を有する請求項59に記載の鋳造品。
- 前記バルク凝固非晶質合金が、Zr−Ti基である請求項59に記載の鋳造品。
- 前記鋳造品は、酸素の含有量が200ppm以上である請求項59に記載の鋳造品。
- 前記鋳造品は、酸素の含有量が500ppm以上である請求項59に記載の鋳造品。
- 前記鋳造品は、酸素の含有量が1000ppm以上である請求項59に記載の鋳造品。
- 請求項1の前記バルク凝固非晶質合金なら作られた少なくとも一つの部片を含む原料素材。
- 前記基本バルク凝固非晶質合金がZr−Ti基である請求項67記載の原料素材。
- 前記素材は、酸素の含有量が200ppm以上である請求項68に記載の原料素材。
- 前記素材は、酸素の含有量が500ppm以上である請求項68に記載の原料素材。
- 前記素材は、酸素の含有量が1000ppm以上である請求項68に記載の原料素材。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US32717501P | 2001-10-03 | 2001-10-03 | |
PCT/US2002/031563 WO2003029506A1 (en) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | Method of improving bulk-solidifying amorphous alloy compositions and cast articles made of the same |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010232378A Division JP2011045931A (ja) | 2001-10-03 | 2010-10-15 | バルク凝固非晶質合金組成物を改良する方法、及びそれから作られた鋳造品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005504882A true JP2005504882A (ja) | 2005-02-17 |
JP2005504882A5 JP2005504882A5 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=23275468
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003532717A Pending JP2005504882A (ja) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | バルク凝固非晶質合金組成物を改良する方法及びそれから作られた鋳造品 |
JP2010232378A Pending JP2011045931A (ja) | 2001-10-03 | 2010-10-15 | バルク凝固非晶質合金組成物を改良する方法、及びそれから作られた鋳造品 |
JP2014156984A Pending JP2015038243A (ja) | 2001-10-03 | 2014-07-31 | バルク凝固非晶質合金 |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010232378A Pending JP2011045931A (ja) | 2001-10-03 | 2010-10-15 | バルク凝固非晶質合金組成物を改良する方法、及びそれから作られた鋳造品 |
JP2014156984A Pending JP2015038243A (ja) | 2001-10-03 | 2014-07-31 | バルク凝固非晶質合金 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7008490B2 (ja) |
EP (1) | EP1442149A4 (ja) |
JP (3) | JP2005504882A (ja) |
KR (2) | KR101202587B1 (ja) |
CN (1) | CN1578846A (ja) |
WO (1) | WO2003029506A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103774065A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 华为技术有限公司 | 一种锆基非晶合金 |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003009088A2 (en) * | 2001-06-07 | 2003-01-30 | Liquidmetal Technologies | Improved metal frame for electronic hardware and flat panel displays |
US6805758B2 (en) * | 2002-05-22 | 2004-10-19 | Howmet Research Corporation | Yttrium modified amorphous alloy |
US7862957B2 (en) * | 2003-03-18 | 2011-01-04 | Apple Inc. | Current collector plates of bulk-solidifying amorphous alloys |
US7473278B2 (en) * | 2004-09-16 | 2009-01-06 | Smith & Nephew, Inc. | Method of surface oxidizing zirconium and zirconium alloys and resulting product |
US20060123690A1 (en) * | 2004-12-14 | 2006-06-15 | Anderson Mark C | Fish hook and related methods |
GB2441330B (en) | 2005-06-30 | 2011-02-09 | Univ Singapore | Alloys, bulk metallic glass, and methods of forming the same |
KR100784915B1 (ko) | 2006-05-08 | 2007-12-11 | 학교법인연세대학교 | 지르코늄/티타늄계 이상분리 비정질 합금 |
US20080005953A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Anderson Tackle Company | Line guides for fishing rods |
WO2008079333A2 (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-03 | Anderson Mark C | Cutting tools made of an in situ composite of bulk-solidifying amorphous alloy |
WO2008100585A2 (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Anderson Mark C | Fish hook made of an in situ composite of bulk-solidifying amorphous alloy |
US7998286B2 (en) * | 2007-06-18 | 2011-08-16 | California Institute Of Technology | High corrosion resistant Zr-Ti based metallic glasses |
US20090056509A1 (en) * | 2007-07-11 | 2009-03-05 | Anderson Mark C | Pliers made of an in situ composite of bulk-solidifying amorphous alloy |
US8361381B2 (en) * | 2008-09-25 | 2013-01-29 | Smith & Nephew, Inc. | Medical implants having a porous coated surface |
CN101886232B (zh) | 2009-05-14 | 2011-12-14 | 比亚迪股份有限公司 | 一种非晶合金基复合材料及其制备方法 |
CN102041461B (zh) * | 2009-10-22 | 2012-03-07 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锆基非晶合金及其制备方法 |
CN102041462B (zh) * | 2009-10-26 | 2012-05-30 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锆基非晶合金及其制备方法 |
CN102154596A (zh) * | 2009-10-30 | 2011-08-17 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锆基非晶合金及其制备方法 |
US8603266B2 (en) | 2009-11-11 | 2013-12-10 | Byd Company Limited | Amorphous alloys having zirconium and methods thereof |
CN102029381A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-04-27 | 华中科技大学 | 一种块体金属玻璃或其复合材料工件的加工成型方法 |
CN102534437A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-07-04 | 比亚迪股份有限公司 | 一种非晶合金及其制备方法 |
US9334553B2 (en) | 2012-03-29 | 2016-05-10 | Washington State University | Zirconium based bulk metallic glasses |
US9353428B2 (en) | 2012-03-29 | 2016-05-31 | Washington State University | Zirconium based bulk metallic glasses with hafnium |
US20150047463A1 (en) | 2012-06-26 | 2015-02-19 | California Institute Of Technology | Systems and methods for implementing bulk metallic glass-based macroscale gears |
WO2014043722A2 (en) | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Glassimetal Technology Inc., | Bulk nickel-silicon-boron glasses bearing chromium |
US20140342179A1 (en) | 2013-04-12 | 2014-11-20 | California Institute Of Technology | Systems and methods for shaping sheet materials that include metallic glass-based materials |
EP3129677B1 (en) * | 2014-04-09 | 2021-09-15 | California Institute of Technology | Systems and methods for implementing bulk metallic glass-based strain wave gears and strain wave gear components |
US9938605B1 (en) | 2014-10-01 | 2018-04-10 | Materion Corporation | Methods for making zirconium based alloys and bulk metallic glasses |
US10487934B2 (en) | 2014-12-17 | 2019-11-26 | California Institute Of Technology | Systems and methods for implementing robust gearbox housings |
CN104550823A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 东莞台一盈拓科技股份有限公司 | 非晶合金在制备电子产品支架的应用 |
US10151377B2 (en) | 2015-03-05 | 2018-12-11 | California Institute Of Technology | Systems and methods for implementing tailored metallic glass-based strain wave gears and strain wave gear components |
US10174780B2 (en) | 2015-03-11 | 2019-01-08 | California Institute Of Technology | Systems and methods for structurally interrelating components using inserts made from metallic glass-based materials |
US10155412B2 (en) | 2015-03-12 | 2018-12-18 | California Institute Of Technology | Systems and methods for implementing flexible members including integrated tools made from metallic glass-based materials |
US10566225B2 (en) | 2015-07-13 | 2020-02-18 | Entegris, Inc. | Substrate container with enhanced containment |
US10968527B2 (en) | 2015-11-12 | 2021-04-06 | California Institute Of Technology | Method for embedding inserts, fasteners and features into metal core truss panels |
US11198181B2 (en) | 2017-03-10 | 2021-12-14 | California Institute Of Technology | Methods for fabricating strain wave gear flexsplines using metal additive manufacturing |
US10458008B2 (en) | 2017-04-27 | 2019-10-29 | Glassimetal Technology, Inc. | Zirconium-cobalt-nickel-aluminum glasses with high glass forming ability and high reflectivity |
EP3630395A4 (en) | 2017-05-24 | 2020-11-25 | California Institute of Technology | HYPOEUTECTIC AMORPHIC METAL BASED MATERIALS FOR ADDITIVE MANUFACTURING |
EP3630392A4 (en) | 2017-05-26 | 2021-03-03 | California Institute of Technology | DENDRITE REINFORCED METAL MATRIX COMPOSITE MATERIALS ON TITANIUM BASE |
US11123797B2 (en) | 2017-06-02 | 2021-09-21 | California Institute Of Technology | High toughness metallic glass-based composites for additive manufacturing |
US11371108B2 (en) | 2019-02-14 | 2022-06-28 | Glassimetal Technology, Inc. | Tough iron-based glasses with high glass forming ability and high thermal stability |
US11680629B2 (en) | 2019-02-28 | 2023-06-20 | California Institute Of Technology | Low cost wave generators for metal strain wave gears and methods of manufacture thereof |
US11859705B2 (en) | 2019-02-28 | 2024-01-02 | California Institute Of Technology | Rounded strain wave gear flexspline utilizing bulk metallic glass-based materials and methods of manufacture thereof |
US11400613B2 (en) | 2019-03-01 | 2022-08-02 | California Institute Of Technology | Self-hammering cutting tool |
US11591906B2 (en) | 2019-03-07 | 2023-02-28 | California Institute Of Technology | Cutting tool with porous regions |
CN110923587B (zh) * | 2019-12-20 | 2021-08-10 | 常州世竟液态金属有限公司 | 一种低密度钛基块体非晶合金 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07122120B2 (ja) * | 1989-11-17 | 1995-12-25 | 健 増本 | 加工性に優れた非晶質合金 |
US5279349A (en) * | 1989-12-29 | 1994-01-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting amorphous alloy member |
JP2815215B2 (ja) * | 1990-03-02 | 1998-10-27 | 健 増本 | 非晶質合金固化材の製造方法 |
US5288344A (en) * | 1993-04-07 | 1994-02-22 | California Institute Of Technology | Berylllium bearing amorphous metallic alloys formed by low cooling rates |
US5368659A (en) * | 1993-04-07 | 1994-11-29 | California Institute Of Technology | Method of forming berryllium bearing metallic glass |
US5618359A (en) * | 1995-02-08 | 1997-04-08 | California Institute Of Technology | Metallic glass alloys of Zr, Ti, Cu and Ni |
US5711363A (en) * | 1996-02-16 | 1998-01-27 | Amorphous Technologies International | Die casting of bulk-solidifying amorphous alloys |
US5735975A (en) * | 1996-02-21 | 1998-04-07 | California Institute Of Technology | Quinary metallic glass alloys |
US5797443A (en) * | 1996-09-30 | 1998-08-25 | Amorphous Technologies International | Method of casting articles of a bulk-solidifying amorphous alloy |
JP3808167B2 (ja) * | 1997-05-01 | 2006-08-09 | Ykk株式会社 | 金型で加圧鋳造成形された非晶質合金成形品の製造方法及び装置 |
EP0895823B1 (en) * | 1997-08-08 | 2002-10-16 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method for manufacturing a molded product of amorphous metal |
US6010580A (en) * | 1997-09-24 | 2000-01-04 | California Institute Of Technology | Composite penetrator |
US6021840A (en) * | 1998-01-23 | 2000-02-08 | Howmet Research Corporation | Vacuum die casting of amorphous alloys |
CA2412472A1 (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-13 | California Institute Of Technology | Casting of amorphous metallic parts by hot mold quenching |
US6682611B2 (en) | 2001-10-30 | 2004-01-27 | Liquid Metal Technologies, Inc. | Formation of Zr-based bulk metallic glasses from low purity materials by yttrium addition |
-
2002
- 2002-10-02 EP EP02800462A patent/EP1442149A4/en not_active Withdrawn
- 2002-10-02 CN CNA028215915A patent/CN1578846A/zh active Pending
- 2002-10-02 JP JP2003532717A patent/JP2005504882A/ja active Pending
- 2002-10-02 WO PCT/US2002/031563 patent/WO2003029506A1/en active Application Filing
- 2002-10-02 US US10/263,965 patent/US7008490B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-02 KR KR1020047004988A patent/KR101202587B1/ko active IP Right Grant
- 2002-10-02 KR KR1020127004112A patent/KR101471726B1/ko active IP Right Grant
-
2010
- 2010-10-15 JP JP2010232378A patent/JP2011045931A/ja active Pending
-
2014
- 2014-07-31 JP JP2014156984A patent/JP2015038243A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103774065A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 华为技术有限公司 | 一种锆基非晶合金 |
JP2015504483A (ja) * | 2012-10-19 | 2015-02-12 | ▲ホア▼▲ウェイ▼技術有限公司 | Zr基非晶質合金 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1442149A4 (en) | 2005-01-26 |
CN1578846A (zh) | 2005-02-09 |
WO2003029506A1 (en) | 2003-04-10 |
KR20120026637A (ko) | 2012-03-19 |
US20030075246A1 (en) | 2003-04-24 |
US7008490B2 (en) | 2006-03-07 |
KR101471726B1 (ko) | 2014-12-15 |
JP2011045931A (ja) | 2011-03-10 |
KR20040037248A (ko) | 2004-05-04 |
EP1442149A1 (en) | 2004-08-04 |
JP2015038243A (ja) | 2015-02-26 |
KR101202587B1 (ko) | 2012-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005504882A (ja) | バルク凝固非晶質合金組成物を改良する方法及びそれから作られた鋳造品 | |
US7815753B2 (en) | Fe-based bulk amorphous alloy compositions containing more than 5 elements and composites containing the amorphous phase | |
He et al. | Stability, phase transformation and deformation behavior of Ti-base metallic glass and composites | |
JP4128614B2 (ja) | ベリリウムを含有する金属ガラスの形成 | |
EP0905269B1 (en) | High-strength amorphous alloy and process for preparing the same | |
Zhang et al. | Formation and mechanical properties of Ni-based Ni–Nb–Ti–Hf bulk glassy alloys | |
JP3891736B2 (ja) | 高強度・高耐蝕性Ni基アモルファス合金 | |
JP2004091868A (ja) | Cu基非晶質合金 | |
JP2007063634A (ja) | Cu−(Hf、Zr)−Ag金属ガラス合金。 | |
JPH0762472A (ja) | 高加工性銅系形状記憶合金とその製造方法 | |
JP4332647B2 (ja) | 高強度非晶質合金およびその製造方法 | |
JP4515596B2 (ja) | バルク状非晶質合金、バルク状非晶質合金の製造方法、および高強度部材 | |
JP4515548B2 (ja) | バルク状非晶質合金およびこれを用いた高強度部材 | |
JP3761737B2 (ja) | 高比強度Ti系非晶質合金 | |
JP2003239051A (ja) | 高強度Zr基金属ガラス | |
JP2008231519A (ja) | 準結晶粒子分散アルミニウム合金およびその製造方法 | |
US7645350B1 (en) | High-density metallic glass alloys | |
JP4086195B2 (ja) | 機械的性質と塑性加工性に優れたNi基金属ガラス合金 | |
JP3710698B2 (ja) | Ni−Ti−Zr系Ni基非晶質合金 | |
JPH05125499A (ja) | 高強度高靭性アルミニウム基合金 | |
KR910006016B1 (ko) | 구리기초형상기억합금 및 그 제조방법 | |
JP3647281B2 (ja) | 広い過冷却液体領域を有するNi基非晶質合金 | |
JP3273993B2 (ja) | 延性を有するNi3Al合金及びNi3Al−B合金の製法 | |
JP3679439B2 (ja) | ガラス成形金型用合金とその製造方法 | |
JP6172653B2 (ja) | 高温延性に優れたニッケル系合金、鋳造材、熱間塑性加工材および熱間塑性加工材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050928 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090106 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090310 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090317 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100615 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101015 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20101111 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20110114 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110908 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110913 |