Co基Co－Si－B－Nb块体非晶合金

摘要

新材料领域中的Co基Co－Si－B－Nb块体非晶合金，包括Co、Si、B和Nb元素，特征：是在Co－Si－B三元体系的基础上，添加第四组元Nb对基础三元团簇线上成分进行微合金化形成的，其形成块体非晶合金的成分范围为：[(Co₁₂Si) _1－xB_x] _1－yNb_y，其中x＝23－ 29at.％，y＝3－5at.％；最佳块体非晶合金成分为(Co_68.6Si_5.7B_25.7)_0.96Nb₄；制备方法是：配料、合金锭的非自耗电弧熔炼和块体非晶合金的铜模负压吸铸，氩气压0.06－0.08MPa，熔炼电流密度180－220A/cm²，气压差为0.03+0.005MPa，得到直径为3mm的块体非晶合金。优点：克服成分选取的随意性，开发出新的Co基Co－Si－B－Nb块体非晶合金；Nb对三元团簇线上成分进行合金化，确定出了块体非晶合金的成分范围和最佳成分，能够用普通铜模吸铸法制备出直径为3mm的非晶合金棒。

主权项

1.Co基Co-Si-B-Nb块体非晶合金，包括Co、Si、B和Nb元素，其特征在于：(a)其成分是在Co-Si-B三元体系基础上，添加第四组元Nb对基础三元团簇线上成分进行微合金化形成的；(b)Co基Co-Si-B-Nb块体非晶合金的成分范围为：[(Co12Si)1-xBx]1-yNby，其x＝23-29at.％，y＝3-5at.％；(c)Co基Co-Si-B-Nb体系中最佳块体非晶合金成分为(Co68.6Si5.7B25.7)0.96Nb4；(d)制备Co基Co-Si-B-Nb块体非晶合金的方法，包括成分配比称量、熔炼和吸铸，其工艺步骤是：第一步，备料按照设计成分中的原子百分比，转换成重量百分比wt.％，称取各组元量值，待用，Co、Si、B和Nb原料的纯度要求为99％以上；第二步，Co基Co-Si-B-Nb合金锭的熔炼将按成分配比秤量的Co、Si、B和Nb的混合料，放在电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，采用非自耗电弧熔炼法在氩气的保护下进行熔炼，首先抽真空至10-2Pa，然后充入氩气至气压为0.06-0.08MPa，熔炼电流密度的控制范围为180-220A/cm2，熔化后，再持续熔炼10秒钟，断电，让合金随铜坩埚冷却至室温，然后将其翻转，重新置于水冷铜坩埚内，进行第二次熔炼，如此反复熔炼至少3次，得到成分均匀的Co-Si-B-Nb合金锭；第三步，Co基Co-Si-B-Nb块体非晶合金制备将Co-Si-B-Nb合金锭，置于连有负压吸铸装备的水冷铜坩埚内，在氩气保护下用非自耗电弧熔炼法熔炼合金，首先抽真空至10-2Pa，然后充入氩气至气压为0.06-0.08MPa，熔炼所用电流密度为180-220A/cm2，熔化后，再持续熔炼10秒钟，然后开启负压吸铸装置，气压差为0.03±0.005MPa，同时断电，让合金熔体充入圆柱形铜模型腔中，冷却至室温，得到直径为3mm的块体非晶合金。