[发明专利]一种去除非晶合金碳杂质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶合金的除杂方法，尤其是一种去除非晶合金碳杂质的方法。

背景技术

与晶体合金相比，非晶合金由于具有长程无序、短程有序的原子结构，因而具有很多独特的物理、化学、力学等性能。半个世纪以来，非晶合金不仅在研究领域受到广泛的重视，而且在实际应用领域也取得了长足的进步。比如，铁基的铁磁性的非晶合金、以及由铁基非晶合金经晶化处理形成的纳米晶合金，已经在电力、电子、电器等领域获得了相当广泛的应用。

制备非晶合金的通常方法，是合金熔体快速冷凝法，即：将合金首先熔化成熔体，然后以一个超过该合金形成非晶所需的最低冷却速度(简称临界冷却速度)冷凝合金熔体至室温且不发生晶化，进而保留液态合金的长程无序、短程有序的原子结构，形成固体的非晶合金。

众所周知，在非晶合金的制备过程中，母合金钢水的质量直接决定着后续被“冷冻”的非晶态合金的质量，因此母合金冶炼及钢水质量对于非晶薄带而言至关重要。

但是，通常非晶合金中或多或少的存在C、S和N等杂志元素，对非晶合金的性能产生较大负面影响。因此，为保证非晶合金的性能，通常需将上述杂志除去。

现有技术中提供了一种制备块体非晶的熔剂覆盖及真空纯化方法，将熔剂覆盖于合金之上，加热至合金液相线温度之上，然后施以真空纯化熔体。利用真空有效地排出熔体中的水、氧、氮、硫等有害杂质；同时，利用熔体中气体排放形成的对流，使熔体与熔剂进行有效地接触，进而使熔体中的有害杂质元素为熔剂所中和或吸收。最后，以炉冷、空冷、水冷、铜模冷却、旋转铜辊冷却等方式将合金熔体冷却至室温，形成非晶合金固体。

上述方法存在以下缺点：1、采用的熔剂会引入新的杂质，导致二次污染。2、除杂效果较差。3、该方法只适合小批量的做法，不适合大批量生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的非晶合金除杂方法存在二次污染、除杂效果差的问题，提供一种去除非晶合金碳杂质的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种去除非晶合金碳杂质的方法，包括如下步骤：

S1、提供需要去除碳杂质的非晶合金；

S2、将除杂剂与所述非金合金混合，得到混合物；所述除杂剂中含有除碳剂，所述除碳剂为除碳金属元素的氧化物，所述除碳金属元素为所述非晶合金所含金属元素中的一种；所述除碳剂的熔点低于所述非晶合金的熔点；

S3、将混合物在保护气氛下熔融，然后抽真空处理。

本发明提供的方法可有效降低非晶合金中碳杂质的含量，除杂效果好，并且不会引入新的杂质元素。经过上述除杂处理后的非晶合金可直接浇筑得到非晶合金板料供使用，适用于大批量生产。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的去除非晶合金碳杂质的方法包括如下步骤：

S1、提供需要去除碳杂质的非晶合金；

S2、将除杂剂与所述非金合金混合，得到混合物；所述除杂剂中含有除碳剂，所述除碳剂为除碳金属元素的氧化物，所述除碳金属元素为所述非晶合金所含金属元素中的一种；所述除碳剂的熔点低于所述非晶合金的熔点；

S3、将混合物在保护气氛下熔融，然后抽真空处理。

首先，如步骤S1所示，提供需要去除碳杂质的非晶合金。

本发明适用于常规的各种非晶合金，例如锆基非晶合金、铁基非晶合金、铝基非晶合金、铜基非晶合金、镍基非晶合金等。通常，非晶合金中包括含量较大的主体元素及微量添加的微量元素。主体元素通常有多种。例如，优选情况下，本发明采用的非晶合金为ZrCuAlNi合金，其主体元素包括Zr、Cu、Al、Ni。

为更好的去除非晶合金中的碳杂质，优选情况下，在获得上述非晶合金后，测量所述非晶合金中的碳含量。测量非晶合金中碳含量的方法可采用现有技术中所常用的各种方法，例如可采用上海宝英光电科技有限公司生产的CS-206新型红外碳硫分析仪，按照GB/T 20123-2006的标准，取非晶合金板料成分均匀的中间位置测试。

为便于熔炼，通常，先将非晶合金制成粉状。此时，也更利于非晶合金与除杂剂混合均匀，从而提高除杂效果。