[发明专利]一种Cu基微晶合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Cu基微晶合金及其制备方法。以质量百分比计，本发明的Cu基微晶合金含有锰20‑30％，铝0.01‑10％，镍5‑10％，钛0.3‑1.5％，锆0‑1.5％，硅0.05‑2％和铜45‑74.64％。本发明提供的Cu基微晶合金在降低原材料成本的同时，具有良好的综合机械性能，具有较高的强度和硬度，并具有较高的断裂韧性，没有屈服现象；并且，该Cu基微晶合金熔点较低，具有良好的铸造性能；此外，相比一般Cu基微晶合金，该Cu基微晶合金表面较为光亮，色泽度好，有利于产品后期表观处理。

技术领域

本发明涉及一种Cu基微晶合金及其制备方法。

背景技术

非晶合金是一种新型合金材料，其内部结构中原子长程无序、短程有序排列，其XRD图谱为漫散的馒头峰而并无尖锐的峰出现。非晶合金中不存在晶体材料的晶界及位错等缺陷，并且表现出高强度、高硬度以及优异的耐腐蚀性。Zr基非晶合金表面的自润滑性使其具有极高的表观质量，在材料变形过程当中只发生弹性变形，表现为脆性断裂，并且Zr基非晶合金可实现一次成型，具有更大的设计自由度。但Zr基非晶合金存在如下缺点：首先，非晶合金在制备过程中对原材料纯度要求较高，并且非晶合金原材料中的Zr以及其他稀土元素都显著增加了原材料成本，并极大限制了其应用范围；其次，由于非晶合金没有晶体结构，不存在晶界及位错等特征，使得非晶合金的脆性较大、韧性降低、断裂延伸率较小；最后，非晶合金熔点较高，增加了熔炼难度。

Cu基微晶是一种结晶度很好，但存在大量纳米级别的晶粒，因而其XRD图谱除了会显示出尖锐的峰外还会出现宽而弥散的馒头峰。Cu基微晶合金的出现解决了现有非晶合金的脆性大、成本高的问题，并且保留了非晶合金原有的高强性能，显著增加了材料的韧性并且明显降低了产品成本。但由于Cu基微晶合金中晶体结构的存在，相对于非晶合金，Cu基微晶合金的强度较差，硬度偏低。此外，由于其较低的屈服强度，Cu基微晶合金在变形过程中塑性变形较大，其所制备出的产品质软并且容易变形。并且，和非晶合金一样，Cu基微晶合金熔点也偏高，增加了熔炼难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能介于Zr基非晶合金和现有Cu基微晶合金之间、兼具两者优点的Cu基微晶合金，该Cu基微晶合金在满足合金产品力学性能要求的同时降低了原材料成本及制备问题，并增加了合金的断裂韧性，改善了色泽度。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种Cu基微晶合金，以该Cu基微晶合金的总量为基准，以质量百分比计，该Cu基微晶合金含有以下元素：

根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种Cu基微晶合金，以Cu基该微晶合金的总量为基准，以质量百分比计，该Cu基微晶合金含有以下元素：

根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种Cu基微晶合金的制备方法，该方法包括将Cu基微晶合金原料先后进行熔炼和铸造，其中，所述Cu基微晶合金原料的组成使得得到的Cu基微晶合金为本发明所述的Cu基微晶合金。

本发明提供的Cu基微晶合金在降低原材料成本的同时，具有良好的综合机械性能，具有较高的强度和硬度，成型性好，并具有较高的断裂韧性，没有屈服现象；并且，该Cu基微晶合金熔点较低，具有良好的铸造性能；此外，相比一般Cu基微晶合金，该Cu基微晶合金表面较为光亮，色泽度好，有利于产品后期表观处理。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

根据本发明的Cu基微晶合金，以该Cu基微晶合金的总量为基准，以质量百分比计，该Cu基微晶合金含有以下元素：