本發(fā)明涉及一種塊體鐵基非晶合金及其制備方法，屬合金材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鐵基非晶合金，或稱為金屬玻璃，它是20世紀70年代問世的一種新型材料，是利用急冷技術(shù)，將鋼液一次成型為厚度為30微米的薄帶，得到的固體合金（薄帶）是不同于冷軋硅鋼材料中原子規(guī)則排列的晶體結(jié)構(gòu)，正是這種合金其原子處于無規(guī)則排列的非晶體結(jié)構(gòu)，使其具有狹窄的B-H回路，具有高導(dǎo)磁性和低損耗的特點；同時非晶合金原子排列的不規(guī)則限制了電子的自由通行導(dǎo)致電阻率比晶體合金高出2-3倍，這樣也有利于減少渦流損耗。以非晶合金為原料制成的變壓器鐵心，其空載損耗與采用硅鋼片的傳統(tǒng)變壓器相比，減少了75%左右，使非晶合金變壓器具有十分顯著地節(jié)能和環(huán)保效果，當非晶合金變壓器鐵心用于油浸變壓器時，可明顯減排多種有害氣體。

公開號104357767公開了一種高形成能鐵基軟磁性非晶合金及其制備方法。該合金的化學(xué)式為：FeaCobCrcModCeBfYg，其中a、b、c、d、e、f、g為各對應(yīng)元素的原子百分含量，45≤a≤55；5≤b≤10；10≤c≤15；10≤d≤15；10≤e≤15；5≤f≤10；1≤g≤5。

現(xiàn)有的非晶合金都是采用高純度工業(yè)用的元素（99.99%以上）或大量添加貴金屬元素根據(jù)一定配方制備而成，極大提高鐵基非晶合金的制備成本，導(dǎo)致只能實驗室制備，難于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大批量生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有非晶合金成本高，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大批量生產(chǎn)困難的問題，本發(fā)明提出一種采用工業(yè)鐵合金制備塊體鐵基非晶合金的方法。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種塊體鐵基非晶合金以工業(yè)鐵合金Fe-Cr、Fe-B、Fe-S，和純度在98%以上的工業(yè)用Fe、Co、Mo、Y、C等元素為原料，將Fe₃₄Co₈Cr₂₀Mo_14.5Y_1.5C₁₄B_7.5S_0.5中各元素的原子百分比換算成質(zhì)量百分比，按照所述質(zhì)量百分比分別稱取上述原料獲得配方。

一種塊體鐵基非晶合金的制備方法步驟如下：

（1）按Fe₃₄Co₈Cr₂₀Mo_14.5Y_1.5C₁₄B_7.5S_0.5中各元素的原子百分比換算成質(zhì)量百分比，按照所述質(zhì)量百分比分別稱取原料放入真空電弧爐中，利用氬氣對真空電弧爐進行清洗：首先抽真空至真空度為4.0×10^-2Pa -5.0×10^-2Pa，回充氬氣至壓力0.1MPa，然后再抽真空至真空度為2.0×10^-2Pa-2.5×10^-2Pa，再回充氬氣至壓力0.1MPa；在氬氣環(huán)境下開始熔煉，熔煉電流為200-300A，熔煉時間4-5分鐘，完成一次熔煉，待爐體冷卻后按照第一次熔煉的條件進行第二次熔煉，重復(fù)熔煉4-6次，制備獲得母合金；

（2）Fe₃₄Co₈Cr₂₀Mo_14.5Y_1.5C₁₄B_7.5S_0.5圓棒狀塊體非晶合金的制備；

表1為非晶合金Fe_34.5-xCo₈Cr₂₀Mo_14.5Y_1.5C₁₄B_7.5S_x在硫的各成分下的最大非晶形成能力。圖1為非晶試樣加熱過程釋放熱的曲線，4條DSC曲線表明，不同直徑試樣加熱過程有明顯的放熱峰，表明其為非晶態(tài)；合金元素硫加入后，晶化方式一致，放熱量基本一致，沒有明顯降低非晶形成能力。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用工業(yè)原材料制備鐵基非晶合金，原材料中含有大量雜質(zhì)，比如硫是鐵合金中的主要雜質(zhì)之一，必然影響鐵基非晶合金的非晶形成能力。本發(fā)明在設(shè)計合金成分時，主要考察硫含量對非晶形成能力的影響，試驗表明，硫的加入并沒有明顯降低該鐵基非晶合金系的非晶形成能力。因此，必然可以降低原材料的純度，從而大大降低非晶合金的制備成本，更有利于該非晶合金的工程應(yīng)用。

附圖說明

圖1為DSC曲線；DSC曲線是非晶試樣加熱過程釋放熱的曲線，縱坐標表示放熱量，橫坐標表示加熱溫度。

具體實施方式

實施例1

Fe₃₄Co₈Cr₂₀Mo_14.5Y_1.5C₁₄B_7.5S_0.5非晶合金的制備

（1）原材料的準備

以工業(yè)鐵合金Fe-Cr、Fe-B、Fe-S，和純度在98%以上的工業(yè)用Fe、Co、Mo、Y、C等元素為原料，將Fe₃₄Co₈Cr₂₀Mo_14.5Y_1.5C₁₄B_7.5S_0.5中各元素的原子百分比換算成質(zhì)量百分比，按照所述質(zhì)量百分比分別稱取上述原料。

（2）Fe₃₄Co₈Cr₂₀Mo_14.5Y_1.5C₁₄B_7.5S_0.5母合金的制備

將步驟（1）所述稱取好的原料放入真空電弧爐中，利用氬氣對真空電弧爐進行清洗：首先抽真空至真空度為4.0×10^-2Pa -5.0×10^-2Pa，回充氬氣至壓力0.1MPa，然后再抽真空至真空度為2.0×10^-2Pa-2.5×10^-2Pa，再回充氬氣至壓力0.1MPa；在氬氣環(huán)境下開始熔煉，熔煉電流為200-300A，熔煉時間4-5分鐘，完成一次熔煉，待爐體冷卻后按照第一次熔煉的條件進行第二次熔煉，重復(fù)熔煉4-6次，制備獲得母合金；

（3）Fe₃₄Co₈Cr₂₀Mo_14.5Y_1.5C₁₄B_7.5S_0.5圓棒狀塊體非晶合金的制備。

實施例2

Fe₃₃Co_7.5Cr₂₀Mo₁₄Y_1.5C₁₅B₈S₁非晶合金的制備

（1）原材料的準備

以工業(yè)鐵合金Fe-Cr、Fe-B、Fe-S，和純度在98%以上的工業(yè)用Fe、Co、Mo、Y、C等元素為原料，將Fe₃₃Co_7.5Cr₂₀Mo₁₄Y_1.5C₁₅B₈S₁中各元素的原子百分比換算成質(zhì)量百分比，按照所述質(zhì)量百分比分別稱取上述原料。

（2）Fe₃₃Co_7.5Cr₂₀Mo₁₄Y_1.5C₁₅B₈S₁母合金的制備

將步驟（1）所述稱取好的原料放入真空電弧爐中，利用氬氣對真空電弧爐進行清洗：首先抽真空至真空度為4.0×10^-2Pa -5.0×10^-2Pa，回充氬氣至壓力0.1MPa，然后再抽真空至真空度為2.0×10^-2Pa-2.5×10^-2Pa，再回充氬氣至壓力0.1MPa；在氬氣環(huán)境下開始熔煉，熔煉電流為200-300A，熔煉時間4-5分鐘，完成一次熔煉，待爐體冷卻后按照第一次熔煉的條件進行第二次熔煉，重復(fù)熔煉4-6次，制備獲得母合金；

（3）Fe₃₃Co_7.5Cr₂₀Mo₁₄Y_1.5C₁₅B₈S₁圓棒狀塊體非晶合金的制備。