非晶态合金粉末制造技术

本发明专利技术属于非晶态合金领域，主要是适用于制造非晶态合金粉末。本发明专利技术合金粉末的具体化学成分为（重量％）Ｃ０．７－１％；Ｂ２－４％；Ｓｉ３－５％；Ｍｏ１－３％；Ｎｉ３－５％；Ｃｒ４．５－５．５％；Ｗ８－１１％；Ｏ≤０．１；其余为铁。由于上述合金粉末具有临界冷却速率低（１０＋［－３］℃／秒），所以采用一般快速冷却方法，即可得到非晶态合金粉末。这种非晶合金粉末具有晶化温度高（５８５℃），粉末易于固化成材，粉末颗粒均匀，硬度高，耐磨损，耐腐蚀，制备简便等特点。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非晶态合金领域。其主要适用于制造非晶态合金粉末。现在在热喷涂等领域所使用的合金粉末，其结构多为晶态合金粉末，其缺点有抗蚀性能较差，被喷涂部件表面硬度和耐磨性均较低。目前由于非晶态合金粉末的出现，使热喷涂部件的使用寿命又有不同程度的提高，使被喷涂的部位具有较高抗蚀性耐磨性和较硬的硬度。非晶态合金粉末被喷涂在部件表面能够得到密度均匀的，包复很好的高硬度非晶态涂层。但就做为热喷涂用料，非晶态合金粉末的临界转变晶态温度较低，一般在350～500℃以下就转变成很脆的晶体，因此非晶态合金是不能在较高的温度下应用，其原因是在热态使用时、非晶态合金会很快地转变成晶体，失去了非晶态应有的特性。本专利技术的目的是提供一种具有非晶球形组织的粉末和热稳定性好的，耐腐蚀、抗磨损和具有软磁特性的，形成非晶时临界冷却速度为10-3℃/秒的合金粉末的化学成分。本专利技术非晶态合金粉末的具体化学成分为(重量百分比)C0.7-1.0%B2-4%Si3-5%Mol-3%Ni3-5%Cr4.5-5.5%W9-11%O≤0.1·5%其余为Fe。本专利技术合金成分主要是从各类元素在合金中所起的作用，和非晶态的形成及稳定性而设计的。在本专利技术的合金中，在金属一类金属(M-S)型的合金Mloo-xSx中，最易形成非晶态并具有高稳定度的成分，是x＝20的附近。因此本专利技术非晶合金粉末的成分配比把过渡族金属Fe、Cr、Ni、W、Mo的原子百分数设计占合金总量的80%左右。类金属元素B、Si、C的原子百分数占合金总量的20%左右。按上述成分设计，正好是原子排列在空隙处被填充最充分时的最佳值。由相图中也可知道，这些类金属元素同合金中主要过渡族金属的比例分别都处在共晶成分附近，由于类金属元素的增多，这就使得合金的凝固点Tm降低，它和非晶化温度Tg点之间的差距△Tg缩小，由于最大的结晶速率将发生于Tm和Tg之间，那么△Tg的减小，则使金属非晶态的形成更为容易，这也是本专利技术合金粉末形成非晶态所需临界冷却速率较低的(10-3℃/秒)原因之一。在本专利技术合金的组元中，Fe是为基体元素，在晶体结构上和Cr、Mo、W相同，它们之间有着相当高的溶解度，同时又增大了钢液的粘度，而W、Mo原子半径又较大，则会增大通过原子重新排列而析出结晶的难度，从而提高了非晶态合金粉末的热稳定性，提高了非晶态合金粉末的抗磨损性。金属元素Te、Ni和类金属元素Si、B的加入，使非晶态合金粉末具有很好的磁特性。其磁感应强度Bs＝8000～11000高斯;矫顽力Hc＝0.17～1.0奥斯特。由于采用了上述非晶合金成分的配比，使得该种材料具有很好的热稳定性和抗磨损、抗腐蚀性以及较好的磁特性。该种材料的晶化温度为585℃。附附图说明图1给出的曲线是采用差热分析法所绘出的M80S20时的非晶合金粉末DTA曲线，晶化激活能为118千卡/克分子。本专利技术非晶态合金粉末的制备，是采用中频或高频感应炉进行冶炼，冶炼时当钢液全部溶化后，再采用快速冷却法，使钢液以粉末状，再以10-30℃/秒的冷却速度将合金熔液制备成非晶态合金粉末。粉末粒度可以从几微米到几百微米。粉末呈球形状，而且粉末的流动性很好。附图2是本专利技术合金采用上述制备方法得到的非晶合金粉末的X光衍射谱，由衍射谱可看出，在所得到的非晶物质衍射谱上，没有出现明的德拜线，而是漫宽的散射曲线。采用本专利技术非晶合金粉末与现有技术相比较具有以下特点①采用本专利技术非晶合金粉末与其它非晶合金粉末相比较，具有非晶粉末制备时所需临界冷却速度低，为10-3℃/秒，而晶化温度又较高，为585℃，晶化激活能较大，因此比其它非晶合金粉末易于固化成材，又能保持非晶状态。②本专利技术非晶合金粉末与其它合金粉末相比较具有粉末颗粒成分均匀，粉末硬度高，显微硬度值Hv＝800-1100kg/mm2，耐磨损，耐腐蚀。③本专利技术非晶合金粉末与其它非晶粉末相比较具有制备简便，经济等特点。实施例采用本专利技术非晶态合金粉末成分范围，配制了几种合金，其化学成分见表1。表1、五种非晶合金的化学成分(重量百分比) 将上述合金成分采用高频感应电炉中进行冶炼，再将合金熔液于快速冷却装置中，以10-3℃/秒冷却速度，将合金熔液制备成非晶态合金粉末。其性能检验见表2。表2、五种非晶态合金粉末的性能检验表权利要求1.一种制备非晶态粉末的合金，其特征在于合金的化学成分(重量%)为C0.7-1.0% B2-4% Si3-5% Mo1-3% Ni3-5% Cr4.5-5.5% W9-11% O≤0.15%其余为铁。全文摘要本专利技术属于非晶态合金领域，主要是适用于制造非晶态合金粉末。文档编号C22C38/54GK1031865SQ87106098公开日1989年3月22日 申请日期1987年9月5日 优先权日1987年9月5日专利技术者张晋远, 吴和元, 何火生, 苏念平, 张萍, 张乃平, 艾宝仁, 柳春兰, 朱瑞珍, 徐锡文 申请人:冶金工业部钢铁研究总院, 湖南省冶金材料研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备非晶态粉末的合金，其特征在于合金的化学成分（重量％）为：Ｃ０．７－１．０％Ｂ２－４％Ｓｉ３－５％Ｍｏ１－３％Ｎｉ３－５％Ｃｒ４．５－５．５Ｗ９－１１％０≤０．１５％其余为铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晋远，吴和元，何火生，苏念平，张萍，张乃平，艾宝葼，柳春兰，朱瑞珍，徐锡文，
申请(专利权)人：冶金工业部钢铁研究总院，湖南省冶金材料研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]