[发明专利]Sm－Al－Co系Sm基三元块体非晶合金

摘要

新材料领域中的Sm－Al－Co系Sm基三元块体非晶合金，特征：其成分范围为Sm_x (Al_50－yCo_50+y) _100－x (x＝50～58at.％，y＝－10～+7at.％)；最佳非晶形成成分为Sm₅₀Al₂₅Co₂₅；制备上述合金的方法是：配料、合金锭的非自耗电弧熔炼、稀土Sm挥发量的检查和补偿、块体非晶合金的铜模负压吸铸，其中采用的氩气压0.06～0.08MPa，电流密度范围120～140A/cm²，负压吸铸气压差0.04±0.005MPa，得到直径为3mm的块体非晶合金。优点是：克服Sm基块体非晶组元多优化复杂，成分选取有随意性的不足，发展了新的Sm－Al－Co系Sm基三元块体非晶合金体系，并确定出了最佳成分；有利于在此三元成分基础上发展四元以上Sm基块体非晶合金；对Sm挥发量检查和补充的方法减少了成分偏差。

主权项

1.Sm-Al-Co系Sm基三元块体非晶合金，包括成分设计、熔炼制备，其特征在于：a)Sm-Al-Co系Sm基三元块体非晶合金，包括Sm、Al和Co元素，其成分范围为Smx(Al50-yCo50+y)100-x，式中，x的取值范围为50at.％≤x≤58at.％，y的取值范围是-10at.％≤y≤+7at.％，at.％表示原子百分比；b)本体系中最佳非晶形成成分为Sm50Al25Co25；c)制备本体系合金的方法，包括成分配比称量、熔炼、成分检查和吸铸，熔炼应分步进行，其步骤是：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；其中，Sm要多加入2％的量，用来补偿合金熔炼时的挥发；而Sm、Al和Co元素的金属原料其纯度应为99％以上；第二步，Sm-Al-Co合金锭的熔炼将三种原料混合放在非自耗电弧炉的水冷铜坩埚内，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，熔炼电流密度范围为120～140A/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Sm-Al-Co合金锭；第三步，Sm-Al-Co合金锭成分检查用分析天平称量Sm-Al-Co合金锭的质量，将这个实际质量与备料时原料的质量进行比较，两者的差值为合金中Sm元素的挥发质量；如果Sm挥发的量小于2％内，那么该合金锭可以进行下一步工序；如果Sm挥发的量大于2％，那么需要补充已挥发的Sm元素的量值，并再熔炼多次保证合金锭成分均匀；第四步，Sm-Al-Co块体非晶合金制备将Sm-Al-Co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，熔炼电流密度范围为120～140A/cm2，熔化后，再持续熔炼10秒钟，断电，同时开启负压吸铸装置，气压差为0.04±0.005MPa，让合金熔体充入圆柱形铜模型腔中，冷却至室温，得到块体非晶合金。