[其他]非晶態合金粉末

在審

• 申請號: 101987000006098
• 申請日: 1987-09-05
• 公開（公告）號: CN1005158B
• 公開（公告）日: 1989-09-13
• 發明（設計）人: 張晉遠;吳和元;何火生;蘇念平;張萍;張乃平;艾寶仁;柳春蘭;朱瑞珍;徐錫文
• 申請（專利權）人: 冶金工業部鋼鐵研究總院;湖南省冶金材料研究所
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 金向榮

本發明屬于非晶態合金領域，主要是適用于制造非晶態合金粉末。本發明合金粉末的具體化學成分為（重量％）Ｃ０．７－１％；Ｂ２－４％；Ｓｉ３－５％；Ｍｏ１－３％；Ｎｉ３－５％；Ｃｒ４．５－５．５％；Ｗ８－１１％；０≤０．１；其余為鐵。由于上述合金粉末具有臨界冷卻速率低（１０³℃／秒），所以采用一般快速冷卻方法，即可得到非晶態合金粉末。這種非晶合金粉末具有晶化溫度高（５８５℃），粉末易于固化成材，粉末顆粒均勻，硬度高，耐磨損，耐腐蝕，制備簡便等特點。

本發明屬于非晶態合金領域。其主要適用于制造非晶態合金粉末。

現在在熱噴涂等領域所使用的合金粉末，其結構多為晶態合金粉末，其缺點有抗蝕性能較差，被噴涂部件表面硬度和耐磨性均較低。

目前由于非晶態合金粉末的出現，使熱噴涂部件的使用壽命又有不同程度的提高，使被噴涂的部位具有較高抗蝕性耐磨性和較硬的硬度。非晶態合金粉末被噴涂在部件表面能夠得到密度均勻的，包復很好的高硬度非晶態涂層。但就做為熱噴涂用料，非晶態合金粉末的臨界轉變晶態溫度較低，一般在350～500℃以下就轉變成很脆的晶體，因此非晶態合金是不能在較高的溫度下應用，其原因是在熱態使用時、非晶態合金會很快地轉變成晶體，失去了非晶態應有的特性。

本發明的目的是提供一種具有非晶球形組織的粉末和熱穩定性好的，耐腐蝕、抗磨損和具有軟磁特性的，形成非晶時臨界冷卻速度為10³℃/秒的合金粉末的化學成分。

本發明非晶態合金粉末的具體化學成分為（重量百分比）C0.7-1.0%，B2-4%，Si3-5%，Mo1-3%，Ni3-5%，Cr4.5-5.5%，W9-11%，0≤0.15%其余為Fe。

本發明合金成分主要是從各類元素在合金中所起的作用，和非晶態的形成及穩定性而設計的。在本發明的合金中，在金屬一類金屬（M-S）型的合金M100-xSx中，最易形成非晶態并具有高穩定度的成分，是x＝20的附近。因此本發明非晶合金粉末的成分配比把過渡族金屬Fe、Cr、Ni、W、Mo的原子百分數設計占合金總量的80%左右。類金屬元素B、Si、C的原子百分數占合金總量的20%左右。按上述成分設計，正好是原子排列在空隙處被填充最充分時的最佳值。由相圖中也可知道，這些類金屬元素同合金中主要過渡族金屬的比例分別都處在共晶成分附近，由于類金屬元素的增多，這就使得合金的凝固點Tm降低，它和非晶化溫度Tg點之間的差距△Tg縮小，由于最大的結晶速率將發生于Tm和Tg之間，那么△Tg的減小，則使金屬非晶態的形成更為容易，這也是本發明合金粉末形成非晶態所需臨界冷卻速率較低的（10³℃/秒）原因之一。在本發明合金的組元中，Fe是為基體元素，在晶體結構上和Cr、Mo、W相同，它們之間有著相當高的溶解度，同時又增大了鋼液的粘度，而W、Mo原子半徑又較大，則會增大通過原子重新排列而析出結晶的難度，從而提高了非晶態合金粉末的熱穩定性，提高了非晶態合金粉末的抗磨損性。金屬元素Fe、Ni和類金屬元素Si、B的加入，使非晶態合金粉末具有很好的磁特性。其磁感應強度Bs＝8000～11000高斯;矯頑力Hc＝0.17～1.0奧斯特。由于采用了上述非晶合金成分的配比，使得該種材料具有很好的熱穩定性和抗磨損、抗腐蝕性以及較好的磁特性。該種材料的晶化溫度為585℃。附圖1給出的曲線是采用差熱分析法所繪出的M80S20時的非晶合金粉末DTA曲線，晶化激活能為118千卡/克分子。

本發明非晶態合金粉末的制備，是采用中頻或高頻感應爐進行冶煉，冶煉時當鋼液全部溶化后，再采用快速冷卻法，使鋼液以粉末狀，再以10³℃/秒的冷卻速度將合金熔液制備成非晶態合金粉末。粉末粒度可以從幾微米到幾百微米。粉末呈球形狀，而且粉末的流動性很好。

附圖2是本發明合金采用上述制備方法得到的非晶合金粉末的X光衍射譜，由衍射譜可看出，在所得到的非晶物質衍射譜上，沒有出現明顯的德拜線，而是漫寬的散射曲線。

采用本發明非晶合金粉末與現有技術相比較具有以下特點：