本發(fā)明涉及一種非晶合金的除雜方法，尤其是一種去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
：與晶體合金相比，非晶合金由于具有長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序的原子結(jié)構(gòu)，因而具有很多獨(dú)特的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，非晶合金不僅在研究領(lǐng)域受到廣泛的重視，而且在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。比如，鐵基的鐵磁性的非晶合金、以及由鐵基非晶合金經(jīng)晶化處理形成的納米晶合金，已經(jīng)在電力、電子、電器等領(lǐng)域獲得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。制備非晶合金的通常方法，是合金熔體快速冷凝法，即：將合金首先熔化成熔體，然后以一個(gè)超過(guò)該合金形成非晶所需的最低冷卻速度(簡(jiǎn)稱臨界冷卻速度)冷凝合金熔體至室溫且不發(fā)生晶化，進(jìn)而保留液態(tài)合金的長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序的原子結(jié)構(gòu)，形成固體的非晶合金。眾所周知，在非晶合金的制備過(guò)程中，母合金鋼水的質(zhì)量直接決定著后續(xù)被“冷凍”的非晶態(tài)合金的質(zhì)量，因此母合金冶煉及鋼水質(zhì)量對(duì)于非晶薄帶而言至關(guān)重要。但是，通常非晶合金中或多或少的存在C、S和N等雜志元素，對(duì)非晶合金的性能產(chǎn)生較大負(fù)面影響。因此，為保證非晶合金的性能，通常需將上述雜志除去?，F(xiàn)有技術(shù)中提供了一種制備塊體非晶的熔劑覆蓋及真空純化方法，將熔劑覆蓋于合金之上，加熱至合金液相線溫度之上，然后施以真空純化熔體。利用真空有效地排出熔體中的水、氧、氮、硫等有害雜質(zhì)；同時(shí)，利用熔體中氣體排放形成的對(duì)流，使熔體與熔劑進(jìn)行有效地接觸，進(jìn)而使熔體中的有害雜質(zhì)元素為熔劑所中和或吸收。最后，以爐冷、空冷、水冷、銅模冷卻、旋轉(zhuǎn)銅輥冷卻等方式將合金熔體冷卻至室溫，形成非晶合金固體。上述方法存在以下缺點(diǎn)：1、采用的熔劑會(huì)引入新的雜質(zhì)，導(dǎo)致二次污染。 2、除雜效果較差。3、該方法只適合小批量的做法，不適合大批量生產(chǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的非晶合金除雜方法存在二次污染、除雜效果差的問(wèn)題，提供一種去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：提供一種去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法，包括如下步驟：S1、提供需要去除碳雜質(zhì)的非晶合金；S2、將除雜劑與所述非金合金混合，得到混合物；所述除雜劑中含有除碳劑，所述除碳劑為除碳金屬元素的氧化物，所述除碳金屬元素為所述非晶合金所含金屬元素中的一種；所述除碳劑的熔點(diǎn)低于所述非晶合金的熔點(diǎn)；S3、將混合物在保護(hù)氣氛下熔融，然后抽真空處理。本發(fā)明提供的方法可有效降低非晶合金中碳雜質(zhì)的含量，除雜效果好，并且不會(huì)引入新的雜質(zhì)元素。經(jīng)過(guò)上述除雜處理后的非晶合金可直接澆筑得到非晶合金板料供使用，適用于大批量生產(chǎn)。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法包括如下步驟：S1、提供需要去除碳雜質(zhì)的非晶合金；S2、將除雜劑與所述非金合金混合，得到混合物；所述除雜劑中含有除碳劑，所述除碳劑為除碳金屬元素的氧化物，所述除碳金屬元素為所述非晶合金所含金屬元素中的一種；所述除碳劑的熔點(diǎn)低于所述非晶合金的熔點(diǎn)；S3、將混合物在保護(hù)氣氛下熔融，然后抽真空處理。首先，如步驟S1所示，提供需要去除碳雜質(zhì)的非晶合金。本發(fā)明適用于常規(guī)的各種非晶合金，例如鋯基非晶合金、鐵基非晶合金、鋁基非晶合金、銅基非晶合金、鎳基非晶合金等。通常，非晶合金中包括含量較大的主體元素及微量添加的微量元素。主體元素通常有多種。例如，優(yōu)選情況下，本發(fā)明采用的非晶合金為ZrCuAlNi合金，其主體元素包括Zr、Cu、Al、 Ni。為更好的去除非晶合金中的碳雜質(zhì)，優(yōu)選情況下，在獲得上述非晶合金后，測(cè)量所述非晶合金中的碳含量。測(cè)量非晶合金中碳含量的方法可采用現(xiàn)有技術(shù)中所常用的各種方法，例如可采用上海寶英光電科技有限公司生產(chǎn)的CS-206新型紅外碳硫分析儀，按照GB/T20123-2006的標(biāo)準(zhǔn)，取非晶合金板料成分均勻的中間位置測(cè)試。為便于熔煉，通常，先將非晶合金制成粉狀。此時(shí)，也更利于非晶合金與除雜劑混合均勻，從而提高除雜效果。根據(jù)本發(fā)明，如步驟S2，將除雜劑與所述非金合金混合，得到混合物。其中，除雜劑內(nèi)含有用于去除碳元素的除碳劑。除碳劑為除碳金屬元素的氧化物，并且所述除碳金屬元素為所述非晶合金所含金屬元素中的一種，從而避免引入新的雜質(zhì)元素而導(dǎo)致二次污染。優(yōu)選情況下，上述除碳金屬元素為非晶合金主體元素中的一種?？梢岳斫獾?，上述除碳劑可以包括非晶合金主體元素中一種或多種的氧化物。同時(shí)，本發(fā)明中，上述除碳劑的熔點(diǎn)需低于所述非晶合金的熔點(diǎn)。如前所述，本發(fā)明中，當(dāng)上述非晶合金為ZrCuAlNi合金時(shí)，上述除碳劑可采用氧化銅。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將除碳劑與非晶合金共同熔融，使除碳劑中的氧與非晶合金中的碳反應(yīng)形成碳氧化合物(例如一氧化碳或二氧化碳)而溢出，從而實(shí)現(xiàn)碳雜質(zhì)的去除。為盡可能的去除碳元素，提高除雜效果，優(yōu)選情況下，測(cè)量所述非晶合金中的碳含量，然后按氧元素和碳元素的摩爾量比為1-2：1而計(jì)算出所需的氧元素的含量，從而計(jì)算出所需添加的除碳劑的含量。本發(fā)明中，為進(jìn)一步提高除雜效果，優(yōu)選情況下，上述除雜劑中還含有復(fù)合鹽，所述復(fù)合鹽包括除雜金屬元素的硝酸鹽和氯化物。與上述除碳劑類似的，上述除雜金屬元素同樣為所述非晶合金所含金屬元素中的一種，優(yōu)選為非晶合金的主體元素。上述除雜金屬元素可以與除碳劑中的除碳金屬元素相同或不同，例如，當(dāng)上述非晶合金為ZrCuAlNi合金時(shí)，上述除雜金屬元素可以為Zr、Cu、Al、Ni中的任意一種，利于上述除雜金屬元素可以為銅，此時(shí)，復(fù)合鹽可硝酸銅和氯化銅。通過(guò)添加同時(shí)含有的除雜金屬元素硝酸鹽和氯化物，一方面可輔助除碳劑 進(jìn)一步除去非晶合金中的碳元素，提高除雜效果；另一方面，上述復(fù)合鹽可促進(jìn)非晶合金的晶粒細(xì)化，從而提高非晶合金的強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，上述復(fù)合鹽的添加量可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選情況下，所述復(fù)合鹽的添加量為非晶合金總重量的0.1-0.4％。復(fù)合鹽內(nèi)，硝酸鹽和氯化物的重量比優(yōu)選為1：0.3-0.8，更優(yōu)選為1：0.5-0.8。通過(guò)添加上述除碳劑和復(fù)合鹽，可有效的去除非晶合金中的碳雜質(zhì)?？梢岳斫獾?，上述添加的除碳劑可能存在微量殘留，為去除上述殘留而未反應(yīng)的氧元素，保證非晶合金的性能，優(yōu)選情況下，在上述添加的除雜劑中還含有稀土金屬粉末。本發(fā)明中可采用的稀土金屬粉末包括鈰粉、鑭粉、釔粉、釹、鉈、鐠、銪中的一種或多種。上述稀土金屬粉末的添加量可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選情況下，所述稀土金屬粉末的添加量為非晶合金總重量的0.1-0.5％。本發(fā)明中，將上述除雜劑和非晶合金混合均勻后，如步驟S3，將混合物在保護(hù)氣氛下熔融，形成液態(tài)的熔液，使熔液中的碳元素可與除碳劑中的氧元素反應(yīng)，然后抽真空處理，將碳元素的反應(yīng)產(chǎn)物除去，實(shí)現(xiàn)去除碳雜質(zhì)的目的。具體的，所述步驟S3包括：將混合物在保護(hù)性氣氛下加熱熔融，在混合物熔融狀態(tài)下抽真空至熔液產(chǎn)生氣泡；然后停止抽真空并保持該狀態(tài)1-10min。上述保護(hù)性氣氛為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，例如可采用氬氣氣氛。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)上述處理即可有效的去除非晶合金中的碳雜質(zhì)。在上述方法中，可將去除碳雜質(zhì)后的熔液直接澆筑得到非晶合金板料供使用。以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法。選取碳含量為700ppm、氧含量為400ppm的ZrCuAlNi合金15kg，加入氧化銅粉末60g，稀土釔塊30g。在真空感應(yīng)爐中氬氣保護(hù)氛圍下，將上述各物質(zhì)加熱熔融，在混合物熔融狀態(tài)下熔化精煉時(shí)抽真空，發(fā)現(xiàn)開(kāi)始有氣泡冒出時(shí)停止抽真空，使氣泡持續(xù)2min。然后澆筑得到非晶合金板料。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法。選取碳含量為700ppm、氧含量為400ppm的ZrCuAlNi合金15kg，加入氧化銅粉末30g，復(fù)合鹽30g(硝酸銅20g，氯化銅10g)，稀土釔塊30g。在真空感應(yīng)爐中氬氣保護(hù)氛圍下，將上述各物質(zhì)加熱熔融，在混合物熔融狀態(tài)下熔化精煉時(shí)抽真空，發(fā)現(xiàn)開(kāi)始有氣泡冒出時(shí)停止抽真空，使氣泡持續(xù)5min。然后澆筑得到非晶合金板料。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法。按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行處理，不同之處在于，采用60g的稀土鉈替換稀土釔塊，并且氧化銅粉末添加量為70g。實(shí)施例4本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法。按照實(shí)施例2的方法進(jìn)行處理，不同之處在于，復(fù)合鹽添加量為60g(硝酸銅40g，氯化銅20g)，并且氧化銅粉末添加量為140g。對(duì)比例1本對(duì)比例用于對(duì)比說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的去除非晶合金碳雜質(zhì)的方法。選取碳含量為700ppm、氧含量為400ppm的ZrCuAlNi合金15kg，加入稀土釔塊30g。在真空感應(yīng)爐中氬氣保護(hù)氛圍熔煉，澆鑄得到非晶合金板料。性能測(cè)試對(duì)上述制備得到的實(shí)施例1-4以及對(duì)比例1制備得到的非晶合金板料進(jìn)行如下性能測(cè)試：1、碳含量測(cè)試采用上海寶英光電科技有限公司生產(chǎn)的CS-206新型紅外碳硫分析儀，按照GB/T20123-2006，取非晶合金板料成分均勻的中間位置測(cè)試。2、氧含量測(cè)試采用北京納克分析儀有限公司生產(chǎn)的設(shè)備型號(hào)為IRO-11氧含量分析儀，按照GB/T11261-2006，取非晶合金板料成分均勻的中間位置測(cè)試。得到的測(cè)試結(jié)果填入表1。表1樣品碳含量/ppm氧含量/ppm實(shí)施例1413440.5實(shí)施例2358483實(shí)施例3420480實(shí)施例4338643對(duì)比例1690.5385從表1的測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的方法可有效的去除非晶合金中的碳雜質(zhì)，并且，由于添加的除雜劑中的金屬元素為非晶合金自身所含有的元素，因此不會(huì)引入新的雜質(zhì)元素而產(chǎn)生二次污染。對(duì)比實(shí)施例1和實(shí)施例2的測(cè)試結(jié)果可知，添加復(fù)合鹽對(duì)進(jìn)一步提供除碳效果更有利。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3