[发明专利]一种非晶合金制品及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶合金制品及采用激光表面处理工艺制备该非晶合金制品的制备方法，属于非晶合金技术领域。

背景技术

非晶合金出现于上个世纪六十年代，最初的非晶合金由于临界尺寸（形成非晶的最大尺寸）只能达到微米级，而难以得到实际应用。随着非晶合金制备方法及理论研究的不断发展，非晶合金材料的临界尺寸也逐渐由微米级发展到毫米级甚至厘米级。通常情况下把临界冷却速率小于500℃/s，临界尺寸大于1mm的非晶合金称为大块非晶合金，大块非晶合金的出现使得非晶合金从实验室阶段迈入了工业应用阶段。

非晶合金具有完全不同于晶体合金的原子排列,这使得非晶合金相比晶体合金具有高的强度、硬度、耐腐蚀性、良好的磁性能、超塑成形和微纳米成形等特点。现有技术中，非晶合金的成型技术多采用压力铸造成型工艺，进行近终成型，该工艺具有生产效率高的优点，易于生产高精度复杂产品部件。但是，由于采用铸造工艺制备得到的非晶合金铸件表面的致密性较差，而非晶合金又具有高强度、高硬度的特点，使得非晶合金铸件产品一旦成型后就很难对其进行切割、表面抛光等处理，所以现有技术中很难得到高表面质量的非晶合金产品。

如果能够在非晶合金铸件表面形成一种氧化膜，该氧化膜层具有一定的厚度，则可以起到改善非晶合金铸件表面的致密性差的问题。美国专利US2013/0083500A1中公开了一种采用激光对非晶合金表面进行处理的方法，具体为：在不同的激光工作参数下对非晶合金表面进行处理，能够在非晶合金表面形成干涉式彩色标记层或黑色的标记层。

上述技术中，通过上述方法对非晶合金表面进行处理时，只能在非晶合金表面得到膜层较薄（膜层厚度仅为1μm）用于标记的干涉色或黑色的氧化膜层，而氧化膜层薄时，对于表面粗糙度大的非晶合金铸件不足以解决其面致密性差的问题。也就是说，现有技术中，无法采用上述技术方案解决非晶合金铸件表面致密性差的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中非晶合金铸件存在表面致密性差的问题，进而提供一种表面具有较厚氧化膜层，可以解决非晶合金铸件表面致密性差的问题的非晶合金制品及其制备工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种非晶合金制品，包括非晶合金基板和形成于非晶合金基板上的氧化膜层，其中，所述氧化膜层的厚度为10～100μm。

所述氧化膜层的粗糙度为0.5～12μm。

所述氧化膜层的颜色为黑色、黄色、绿色、灰色或棕色中的任意一种。

所述非晶合金基板为锆基非晶合金基板。

所述锆基非晶合金基板中锆基非晶合金化学式为

Zr_aCu_bAl_cM_dRE_e，其中M表示Ni、Fe、Co、Mn、Cr、Ti、Hf、Ta、Nb中的一种或几种元素，RE表示为稀土元素中的一种或多种组合，a、b、c、d、e为原子百分数，40≤a≤70，15≤b≤35，5≤c≤15，5≤d≤15，0<e≤2.5，且a+b+c+d+e=100

进一步地，本发明提供了所述非晶合金制品的制备工艺，包括如下步骤：对非晶合金基板的表面在氧化性气份条件下进行激光照射，在非晶合金基板的表面形成氧化膜层,其中，所述氧化性气份中氧化性气体含量大于等于30vol%，对非晶合金表面激光照射的能量密度为1J/cm²到1500J/cm²。

所述激光处理过程中，采用的所述氧化性气份中氧化性气体含量为30～99.99vol%，激光能量密度为60J/cm²～1300J/cm²。

对非晶合金表面进行激光处理时，所述激光波长为1060nm、激光的光斑直径是0.03mm、激光扫描速度为150～1000mm/s、频率为50～500KHz、激光脉冲宽度为4～100纳秒、输出功率为6～20W，激光处理时间为10～65秒/cm²。

本发明所述非晶合金激光表面处理工艺与现有技术相比具有如下优点：

（1）本发明所述非晶合金制品，由非晶合金基板和形成于非晶合金基板上的氧化膜层组成，其中所述氧化膜层的厚度为10～100μm，具有该厚度的氧化膜层可以解决非晶合金表面致密性差的问题。