熔炼容器及其制备方法和锆基非晶合金的制备方法与流程

本发明涉及一种熔炼容器及其制备方法和锆基非晶合金的制备方法。

背景技术：

1、锆基非晶合金具有较高的比强度、高硬度、高耐腐蚀性和耐磨损性，在航空航天、国防军工、电子信息等领域具有重要的应用价值。锆基非晶合金具有优异的充型性和近终成形性，特别适合精密、复杂、高强、薄壁零部器件铸造成型。在实际生产中，通常采用真空感应熔炼进行锆基非晶母合金的制备及合金构件的压铸生产。坩埚作为真空感应熔炼的关键材料，对合金纯度及性能具有重要影响。

2、cn104209490a公开了一种非晶合金的冷坩埚熔融压铸方法，将用于制备非晶合金的金属原料放置于熔融室中具有冷却系统的铜坩埚中，铜坩埚设置有感应线圈；抽气并灌入惰性气氛，用抽气泵将熔融室抽气至一定的真空度，然后往熔融室灌入一定体积的惰性气氛；通过铜坩埚的感应线圈产生的热量将铜坩埚中的金属原材料熔融，得到熔汤。利用铜坩埚的冷却系统将熔汤冷却到一定温度；利用抽气泵将熔融室再次抽气至一定的真空度，将熔汤倒入压铸机的模具中准备进行压铸，利用压铸机进行压铸，得到非晶合金产品。该方法采用铜坩埚，铜坩埚的耐渣性和耐腐蚀性较差。

3、cn113789512a公开了一种复合涂层材料的制备方法，将石墨坩埚预处理，将经过预处理的石墨坩埚放入化学气相沉淀设备中制备中间层。将中间层-石墨坩埚进行表面预处理，将处理好的石墨坩埚进行等离子喷涂制备隔绝层。中间层与坯体结合，中间层为金属钽、钨、钼、铌其中任一单质金属或它们相互组合成的合金。隔绝层为氧化钇涂层，制备在中间层上。氧化钇涂层的厚度为50～300微米。该方法需要采用工艺较为复杂，造价较高的化学气相沉淀工艺。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种具有复合层的熔炼容器的制备方法，该制备方法得到的熔炼容器能够减轻石墨对合金的污染。进一步地，该制备方法的造价低，能够提高锆基非晶合金压铸余料的循环使用次数。更进一步地，该制备方法能够提高复合层与熔炼容器之间的结合强度。本发明的另一个目的在于提供一种具有复合层的熔炼容器。本发明的再一个目的在于提供一种锆基非晶合金的制备方法。该制备方法能够降低锆基非晶合金中的碳含量，提高压铸余料的循环使用次数。进一步地，该方法能够提高锆基非晶合金的压缩强度。

2、上述目的通过如下技术方案实现。

3、一方面，本发明提供了一种具有复合层的熔炼容器的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)采用等离子喷涂工艺在由石墨形成的熔炼容器的内壁形成底层；其中，等离子喷涂粉末为氧化钇粗粉，所述底层的厚度为70～100μm；

5、(2)采用等离子喷涂工艺在所述底层的表面形成过渡层；其中，等离子喷涂粉末为质量比为1：(0.5～3)的氧化钇粗粉和氧化钇细粉，所述过渡层的厚度为50～80μm；

6、(3)采用等离子喷涂工艺在所述过渡层的表面形成面层；其中，等离子喷涂粉末为氧化钇细粉，所述面层的厚度为30～50μm；

7、其中，所述氧化钇粗粉的d50为85～95μm，氧化钇细粉的d50为25～35μm。

8、根据本发明的制备方法，优选地，所述氧化钇粗粉的d10为70～80μm，d90为100～110μm；所述氧化钇细粉的d10为10～20μm，d90为40～50μm。

9、根据本发明的制备方法，优选地，步骤(1)中，主气流量为1800～2200l/h，喷涂电压为60～80v，喷涂电流为550～690a，喷涂距离为80～150mm，送粉速率为0.1×400～5×400r/min。

10、根据本发明的制备方法，优选地，步骤(2)中，主气流量为1800～2200l/h，喷涂电压为60～80v，喷涂电流为550～690a，喷涂距离为80～150mm，送粉速率为0.1×400～5×400r/min。

11、根据本发明的制备方法，优选地，步骤(3)中，主气流量为1800～2200l/h，喷涂电压为60～80v，喷涂电流为550～690a，喷涂距离为80～150mm，送粉速率为0.1×400～5×400r/min。

12、根据本发明的制备方法，优选地，步骤(1)中熔炼容器的内壁为经过预处理后的内壁，还包括如下步骤：

13、将由石墨形成的熔炼容器的内壁进行喷砂处理，得到预处理后的内壁；其中，喷砂所使用的砂砾为粒径为650～950μm的白刚玉砂，喷砂距离为80～150mm。

14、另一方面，本发明提供了一种具有复合层的熔炼容器，该具有复合层的熔炼容器由上述制备方法得到。

15、根据本发明的具有复合层的熔炼容器，优选地，所述具有复合层的熔炼容器中复合层的孔隙率≤13％。

16、再一方面，本发明提供了一种锆基非晶合金的制备方法，包括如下步骤：将原料在上述熔炼容器中熔炼，得到锆基非晶合金。

17、根据本发明的制备方法，优选地，还包括如下步骤：将熔炼得到的合金锭进行压铸，从而得到锆基非晶合金。

18、本发明的制备方法得到的具有复合层的熔炼容器够减轻石墨对合金的污染。进一步地，本发明制备方法的造价低，能够提高锆基非晶合金压铸余料的循环使用次数。更进一步地，本发明的制备方法能够提高复合层与熔炼容器之间的结合强度。本发明的锆基非晶合金的制备方法能够降低锆基非晶合金中的碳含量，提高压铸余料的循环使用次数。进一步地，该制备方法能够提高锆基非晶合金的压缩强度。

1.一种具有复合层的熔炼容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化钇粗粉的d10为70～80μm，d90为100～110μm；所述氧化钇细粉的d10为10～20μm，d90为40～50μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，主气流量为1800～2200l/h，喷涂电压为60～80v，喷涂电流为550～690a，喷涂距离为80～150mm，送粉速率为0.1×400～5×400r/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，主气流量为1800～2200l/h，喷涂电压为60～80v，喷涂电流为550～690a，喷涂距离为80～150mm，送粉速率为0.1×400～5×400r/min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，主气流量为1800～2200l/h，喷涂电压为60～80v，喷涂电流为550～690a，喷涂距离为80～150mm，送粉速率为0.1×400～5×400r/min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中熔炼容器的内壁为经过预处理后的内壁，还包括如下步骤：

7.一种具有复合层的熔炼容器，其特征在于，所述具有复合层的熔炼容器由权利要求1～6任一项所述的制备方法得到。

8.根据权利要求7所述的具有复合层的熔炼容器，其特征在于，所述具有复合层的熔炼容器中复合层的孔隙率≤13％。

9.一种锆基非晶合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将原料在权利要求7所述的熔炼容器中熔炼，得到锆基非晶合金。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：将熔炼得到的合金锭进行压铸，从而得到锆基非晶合金。