本發(fā)明涉及鈦鋯基非晶合金釬料，更特別地說，是指一種低Cu和Ni含量且不含Si元素的鈦鋯基非晶合金釬料及其制備方法。

背景技術(shù)：

非晶合金具有原子排列長程無序、短程有序的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)特征，表現(xiàn)出獨(dú)特的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，作為一種新型金屬材料得到了廣泛關(guān)注，其重要應(yīng)用之一是用作材料釬焊連接時(shí)的釬料。現(xiàn)有非晶合金釬料主要包括鎳基、鈦基、銅基等合金系。其中，鈦基非晶合金釬料活性高，所獲得的釬焊接頭耐蝕性好，釬焊工藝性能良好，在鈦合金、金屬間化合物、功能陶瓷等新型材料釬焊連接方面表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)有鈦基非晶合金釬料中含有較多的Cu、Ni作為主要的降熔元素，并且Cu、Ni元素也有利于鈦基非晶合金的形成。但是，較多的Cu和Ni元素使得鈦合金釬焊接頭在釬焊過程中產(chǎn)生大量的脆性金屬間化合物，降低釬焊接頭的力學(xué)性能。因此，開發(fā)一種低Cu和Ni含量的新型鈦基非晶合金釬料，對(duì)于豐富非晶合金釬料體系具有十分重要的意義。

授權(quán)公告號(hào)為CN103286473B的專利公開了一種低Cu和Ni含量的TiZr基非晶合金釬料及其制備方法，適用于鈦合金、鈦鋁金屬金化合物、鋼、陶瓷等自身或異種材料的釬焊連接。采用該系非晶合金釬料獲得的Ti-6Al-4V(簡稱TC4，下同)合金釬焊接頭平均抗剪切強(qiáng)度可達(dá)413MPa。雖然釬焊接頭抗剪切得到提高，但是釬料成分中含0.1～2wt％的Si元素，在鈦合金的焊接過程中Si元素?cái)U(kuò)散至釬焊接頭中心并發(fā)生富集。因此，為了進(jìn)一步提高釬焊接頭的性能，迫切需要開發(fā)低Cu和Ni含量且不含Si元素的鈦鋯基非晶合金釬料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低Cu和Ni含量且不含Si元素，同時(shí)具有適當(dāng)?shù)娜刍瘻囟葏^(qū)間，釬焊接頭性能好，不含貴金屬、有毒元素的新型鈦鋯基非晶合金釬料，解決現(xiàn)有技術(shù)中鈦鋯基非晶合金釬料Cu、Ni含量高導(dǎo)致釬焊接頭力學(xué)性能較差以及Si元素?cái)U(kuò)散產(chǎn)生富集等問題。

本發(fā)明是一種低Cu和Ni含量且不含Si元素的鈦鋯基非晶合金釬料，其成分涉及Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Fe、Al、Sn等金屬元素。鈦鋯基非晶合金釬料組成為Ti_aZr_bCu_cNi_dE_eG_f，E為Co或Fe或Co和Fe，G為Al或Sn或Al和Sn，a、b、c、d為原子百分比，e為Co和Fe的原子百分比之和，f為Al和Sn的原子百分比之和，其中a+b+c+d+e+f＝100，40≤a≤60，18≤b≤40，5≤c≤12，1≤d≤8，2≤e≤10，2≤f≤8。新型鈦鋯基非晶合金釬料在Cu、Ni含量低于20％(原子百分比，下同)的條件下，具有適當(dāng)?shù)娜刍瘻囟确秶詽M足鈦合金等材料的釬焊溫度要求；同時(shí)該釬料為非晶結(jié)構(gòu)，以確保釬料具有成分、結(jié)構(gòu)的均勻性；成帶性好、柔韌性好，適用于精密零件的焊接。

本發(fā)明至少含有六種元素，且組成元素之間存在較大的負(fù)的混合熱，造成原子間較強(qiáng)的相互作用使得熔體中原子移動(dòng)減慢，過冷液體更加穩(wěn)定，從而抑制了晶化，促進(jìn)了非晶結(jié)構(gòu)的形成。該合金由大原子尺寸的Zr、中等原子尺寸的Ti、Al、Sn及小原子尺寸的Cu、Ni、Co、Fe構(gòu)成，組元間較大的原子尺寸差異使得原子長程擴(kuò)散的難度增大，原子緊密堆積程度提高，因此更容易形成非晶態(tài)。同時(shí)，合金中存在原子尺寸相近、化學(xué)性質(zhì)相似的元素Ti-Zr、Cu-Ni、Ni-Co和Co-Fe，進(jìn)一步提高了合金的混合熵。因此，雖然Cu和Ni的總含量低于20％，本發(fā)明鈦鋯基釬料仍可具有較高的非晶形成能力，可通過快速凝固技術(shù)獲得非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。

另一方面，Ti的熔點(diǎn)為1660℃，為了獲得較低熔點(diǎn)的鈦鋯基釬料，需要添加其它元素以降低熔點(diǎn)，從而滿足材料對(duì)釬焊溫度的要求。本發(fā)明鈦鋯基非晶合金釬料含有合金元素Zr、Cu、Ni、Co、Fe、Al、Sn。Zr可以與Ti無限固溶，Sn在Ti中也有很大的固溶度，均對(duì)Ti起強(qiáng)化作用。Cu、Ni、Co、Fe是β穩(wěn)定元素，可以與Ti發(fā)生共析反應(yīng)生成金屬間化合物，但是鈦鋯基非晶合金釬料中上述元素含量少，可以有效減少金屬間化合物的生成。Al是α穩(wěn)定元素，可以起到強(qiáng)化α鈦的作用。

本發(fā)明制備一種低Cu和Ni含量且不含Si元素的鈦鋯基非晶合金釬料的方法，其包括有下列步驟：

步驟一，稱取金屬單質(zhì)原料：

依據(jù)目標(biāo)成分稱取質(zhì)量百分比純度不低于99.9％的金屬單質(zhì)原料，Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Fe、Al和Sn；

步驟二，熔煉制備母合金：

將步驟一稱取的金屬單質(zhì)原料置于電弧熔煉設(shè)備中，抽真空至真空度為4×10^-3～6×10^-3Pa，充入氬氣作為保護(hù)氣；

采用電弧加熱的方式熔煉合金至少4次，熔煉電流為320～400A；待合金冷卻后自熔煉設(shè)備取出，制得母合金；

步驟三，采用熔體旋淬法制備非晶合金薄帶：

采用機(jī)械破碎的方式將步驟二制備的母合金破碎并預(yù)置于石英管中，并整體置于液體急冷凝固設(shè)備中，調(diào)節(jié)石英管最底端與銅輪表面相距1.5～5mm；

將液體急冷凝固設(shè)備腔體內(nèi)抽真空至真空度為9×10^-2Pa，然后充入氬氣作為保護(hù)氣；

調(diào)節(jié)液體急冷凝固設(shè)備的銅輪轉(zhuǎn)速25～45m/s、噴射壓力0.03～0.06MPa、氣體剝離壓力0.02～0.04MPa，其中噴射氣體、剝離氣體均采用高純氬氣。

本發(fā)明低Cu和Ni含量且不含Si元素的鈦鋯基非晶合金釬料的有益效果是：

(1)Cu和Ni含量低，原子百分比之和低于20％，釬焊接頭處生成脆性金屬間化合物少，有利于提高鈦合金釬焊接頭的力學(xué)性能。

(2)非晶合金釬料中不含Si元素，仍表現(xiàn)出良好的潤濕性；同時(shí)，避免了其在鈦合金釬焊接頭中心的富集，與含Si釬料相比，進(jìn)一步提高了釬焊接頭的抗剪切強(qiáng)度(為460±7MPa)和耐腐蝕性能(自腐蝕電位-0.342V；自腐蝕電流密度3.33×10^-8A/cm²)，降低了釬焊接頭的硬度(386～429HV)，提高了接頭韌性。

(3)多種合金元素的微量添加使合金既表現(xiàn)出良好的非晶形成能力又具有較低的液相線溫度，非晶釬料薄帶厚度均勻、連續(xù)、具有平整的表面和邊緣以及良好的柔韌性，滿足鈦合金、陶瓷、不銹鋼、金屬間化合物等同種或異種材料的釬焊連接要求。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金釬料薄帶的外觀及經(jīng)180度對(duì)折后展開的對(duì)比圖片。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1與實(shí)施例2非晶合金釬料的X射線衍射圖譜。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1與實(shí)施例2非晶合金釬料的DSC曲線。

圖4為實(shí)施例1中采用Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金釬料在釬焊溫度930℃、保溫時(shí)間15min(簡寫為930℃/15min，下同)真空釬焊工藝下獲得的TC4合金釬焊接頭的背散射電子像。

圖5為實(shí)施例1中采用Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金釬料在930℃/15min真空釬焊工藝下獲得的TC4合金釬焊接頭中Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Fe、Al、Sn元素的面分布圖。

圖6為本發(fā)明Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金釬料與Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₂Si₁非晶合金釬料在930℃/15min真空釬焊工藝下獲得的TC4合金釬焊接頭在3.5wt％的NaCl溶液中的極化曲線。

圖7為本發(fā)明Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金釬料與Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₂Si₁非晶合金釬料在930℃/15min真空釬焊工藝下獲得的TC4合金釬焊接頭的顯微硬度。

具體實(shí)施方式

以下用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，將有助于對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)、效果有更進(jìn)一步的了解。

本發(fā)明是一種低Cu和Ni含量且不含Si元素的鈦鋯基非晶合金釬料，其成分涉及Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Fe、Al、Sn等金屬元素。本發(fā)明的鈦鋯基非晶合金釬料成分為Ti_aZr_bCu_cNi_dE_eG_f；

E為Co或Fe或Co和Fe；

G為Al或Sn或Al和Sn；

其中a、b、c、d、e和f的原子百分比之和為100，40≤a≤60，18≤b≤40，5≤c≤12，1≤d≤8，2≤e≤10，2≤f≤8。e為Co和Fe的原子百分比之和，f為Al和Sn的原子百分比之和。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的低Cu和Ni含量且不含Si元素的新型鈦鋯基非晶合金釬料在Cu、Ni含量低于20at％的條件下，具有適當(dāng)?shù)娜刍瘻囟确秶詽M足鈦合金等材料的釬焊溫度要求；同時(shí)該釬料為非晶結(jié)構(gòu)，以確保釬料具有成分、結(jié)構(gòu)的均勻性；成帶性好、柔韌性好，適用于精密零件的焊接。

制備本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種低Cu和Ni含量且不含Si元素的鈦鋯基非晶合金釬料，其包括如下步驟：

步驟一，稱取金屬單質(zhì)原料：

依據(jù)目標(biāo)成分稱取質(zhì)量百分比純度不低于99.9％的金屬單質(zhì)原料，Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Fe、Al和Sn；

步驟二，熔煉制備母合金：

將步驟一稱取的金屬單質(zhì)原料置于電弧熔煉設(shè)備中，抽真空至真空度為4×10^-3～6×10^-3Pa，充入氬氣作為保護(hù)氣；

采用電弧加熱的方式熔煉合金至少4次，熔煉電流為320～400A；待合金冷卻后自熔煉設(shè)備取出，制得母合金；

步驟三，采用熔體旋淬法制備非晶合金薄帶：

采用機(jī)械破碎的方式將步驟二制備的母合金破碎并預(yù)置于石英管中，并整體置于液體急冷凝固設(shè)備中，調(diào)節(jié)石英管最底端與銅輪表面相距1.5～5mm；

將液體急冷凝固設(shè)備腔體內(nèi)抽真空至真空度為9×10^-2Pa，然后充入氬氣作為保護(hù)氣；

調(diào)節(jié)液體急冷凝固設(shè)備的銅輪轉(zhuǎn)速25～45m/s、噴射壓力0.03～0.06MPa、氣體剝離壓力0.02～0.04MPa，其中噴射氣體、剝離氣體均采用高純氬氣。

在本發(fā)明中，采用感應(yīng)加熱的方式熔化石英管中已破碎的合金，破碎的合金完全熔化并在熔體液面出現(xiàn)波動(dòng)后關(guān)閉加熱電源，立即啟動(dòng)噴射裝置，在噴射氣體作用下將合金溶液噴射至銅輪表面后經(jīng)急速冷卻得到連續(xù)、柔韌、表面和邊緣平整的非晶合金薄帶。

實(shí)施例1

制備Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金釬料包括如下步驟：

步驟一，稱取金屬單質(zhì)原料：

依據(jù)目標(biāo)成分Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃稱取質(zhì)量百分比純度不低于99.9％的金屬單質(zhì)原料，Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Fe、Al和Sn；

步驟二，熔煉制備母合金：

將步驟一稱取的金屬單質(zhì)原料置于電弧熔煉設(shè)備中，抽真空至真空度為5×10^-3Pa，充入氬氣作為保護(hù)氣；

采用電弧加熱的方式熔煉合金4次，熔煉電流為380A；待合金冷卻后自熔煉設(shè)備取出，制得母合金；

步驟三，采用熔體旋淬法制備非晶合金薄帶：

步驟31，采用機(jī)械破碎的方式將步驟二制備的母合金破碎(塊體尺寸不大于石英管直徑)并預(yù)置于石英管中，所述石英管的底部為長方形狹縫開口，狹縫寬度為0.3mm，長度為10mm，并整體置于液體急冷凝固設(shè)備中，調(diào)節(jié)石英管最底端與銅輪表面相距2mm；

步驟32，將液體急冷凝固設(shè)備腔體內(nèi)抽真空至真空度為9×10^-2Pa，然后充入氬氣作為保護(hù)氣；

步驟33，調(diào)節(jié)液體急冷凝固設(shè)備的銅輪轉(zhuǎn)速30m/s、噴射壓力0.03MPa、氣體剝離壓力0.02MPa后，制得Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金薄帶。

在本發(fā)明中，噴射氣體、剝離氣體均采用氬氣。

在本發(fā)明中，通過圖1所示的外觀照片能夠清楚地觀察到實(shí)施例1制得的Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金薄帶具有平整的表面和邊緣，經(jīng)180度對(duì)折后展開薄帶不斷裂。

在本發(fā)明中，采用X射線衍射儀對(duì)實(shí)施例1制得的Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，如圖2所示，該圖譜中出現(xiàn)一個(gè)對(duì)應(yīng)于非晶結(jié)構(gòu)的漫散射峰，沒有晶體衍射峰，說明實(shí)施例1制得的合金為非晶結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明中，采用差式掃描量熱儀測(cè)定實(shí)施例1制得的Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金薄帶的熱性能，其液相線溫度為919℃，如圖3所示。

真空釬焊TC4合金：

采用實(shí)施例1非晶合金釬料在真空釬焊爐中釬焊TC4合金的步驟如下：釬焊前，依次使用60#、240#、600#、1000#、1500#砂紙打磨TC4合金表面，然后依次在丙酮、無水乙醇、蒸餾水中清洗TC4合金及非晶合金釬料薄帶，取出干燥；釬焊接頭采用搭接方式，將實(shí)施例1制得的Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₃非晶合金釬料預(yù)置于TC4合金板之間(即形成TC4/非晶合金釬料/TC4疊層結(jié)構(gòu)的試樣)；將其置于真空釬焊爐中，在真空度不低于2×10^-3Pa的條件下，以10℃/min的加熱速率將試樣加熱到930℃并保溫15min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成TC4合金的釬焊。

采用萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試TC4合金釬焊接頭的力學(xué)性能。釬焊接頭多以搭接形式使用，其力學(xué)性能主要以抗剪切強(qiáng)度來衡量，即460±7MPa。

圖4為實(shí)施例1中在930℃/15min真空釬焊工藝下獲得的Ti-6Al-4V合金釬焊接頭的背散射電子像。釬焊接頭結(jié)合良好，在接頭處沒有孔洞、裂紋等缺陷，同時(shí)也說明釬料具有良好的潤濕性，并且在釬焊接頭處形成了魏氏組織。由圖5可知，Ti和Zr是釬焊區(qū)最主要的兩種元素。釬料中的Cu元素分布于整個(gè)釬焊區(qū)，含量較低。與之相比，其它元素在釬焊區(qū)的含量更低。

對(duì)比例1

采用與實(shí)施例1相同的制備方法制作Ti₅₀Zr₂₇Cu₈Ni₄Co₃Fe₂Al₃Sn₂Si₁非晶合金釬料。

在相同的釬焊工藝下(930℃/15min)，采用實(shí)施例1非晶合金釬料獲得的釬焊接頭平均抗剪切強(qiáng)度為460MPa，與對(duì)比例1的釬焊接頭平均抗剪切強(qiáng)度為413MPa相比，平均抗剪切強(qiáng)度進(jìn)一步提高。

圖6為實(shí)施例1和對(duì)比例1非晶合金釬料在930℃/15min真空釬焊工藝下獲得的TC4合金釬焊接頭在3.5wt％NaCl溶液中的極化曲線。二者相比，采用實(shí)施例1非晶合金釬料獲得的釬焊接頭具有更高的自腐蝕電位(－0.342V)、更低的自腐蝕電流密度(3.33×10^-8A/cm²)，因此實(shí)施例1非晶合金釬料耐腐蝕性能更好。

圖7為實(shí)施例1和對(duì)比例1非晶合金釬料在930℃/15min真空釬焊工藝下獲得的TC4合金釬焊接頭的顯微硬度，其中灰色區(qū)域?yàn)殁F焊接頭釬縫區(qū)域。與對(duì)比例1相比，采用實(shí)施例1非晶合金釬料獲得的釬焊接頭顯微硬度更低，為386～429HV。

實(shí)施例2

制備Ti₅₅Zr₂₄Cu₈Ni₄Co₃Al₅Sn₁非晶合金釬料包括如下步驟：

步驟一，稱取金屬單質(zhì)原料：

依據(jù)目標(biāo)成分Ti₅₅Zr₂₄Cu₈Ni₄Co₃Al₅Sn₁稱取質(zhì)量百分比純度不低于99.9％的金屬單質(zhì)原料，Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Al和Sn；

步驟二，熔煉制備母合金：

將步驟一稱取的金屬單質(zhì)原料置于電弧熔煉設(shè)備中，抽真空至真空度為4×10^-3Pa，充入氬氣作為保護(hù)氣；

采用電弧加熱的方式熔煉合金6次，熔煉電流為330A；待合金冷卻后自熔煉設(shè)備取出，制得母合金；

步驟三，采用熔體旋淬法制備非晶合金薄帶：

步驟31，采用機(jī)械破碎的方式將步驟二制備的母合金破碎(塊體尺寸不大于石英管直徑)并預(yù)置于石英管中，所述石英管的底部為長方形狹縫開口，狹縫寬度為0.3mm，長度為10mm，并整體置于液體急冷凝固設(shè)備中，調(diào)節(jié)石英管最底端與銅輪表面相距4mm；

步驟32，將液體急冷凝固設(shè)備腔體內(nèi)抽真空至真空度為9×10^-2Pa，然后充入氬氣作為保護(hù)氣；

步驟33，調(diào)節(jié)液體急冷凝固設(shè)備的銅輪轉(zhuǎn)速45m/s、噴射壓力0.05MPa、氣體剝離壓力0.04MPa后，制得Ti₅₅Zr₂₄Cu₈Ni₄Co₃Al₅Sn₁非晶合金釬料薄帶。

在本發(fā)明中，噴射氣體、剝離氣體均采用氬氣。

在本發(fā)明中，采用X射線衍射儀對(duì)實(shí)施例2制得的Ti₅₅Zr₂₄Cu₈Ni₄Co₃Al₅Sn₁非晶合金進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，如圖2所示，該圖譜中出現(xiàn)一個(gè)對(duì)應(yīng)于非晶結(jié)構(gòu)的漫散射峰，沒有晶體衍射峰，說明實(shí)施例2制得的合金為非晶結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明中，采用差式掃描量熱儀測(cè)定實(shí)施例2制得的Ti₅₅Zr₂₄Cu₈Ni₄Co₃Al₅Sn₁非晶合金薄帶的熱性能，其液相線溫度為919℃，如圖3所示。

真空釬焊TC4合金：

采用實(shí)施例2非晶合金釬料在真空釬焊爐中釬焊TC4合金的步驟如下：釬焊前，依次使用60#、240#、600#、1000#、1500#砂紙打磨TC4合金表面，然后依次在丙酮、無水乙醇、蒸餾水中清洗TC4合金及非晶合金釬料薄帶，取出干燥；釬焊接頭采用搭接方式，將實(shí)施例2制得的Ti₅₅Zr₂₄Cu₈Ni₄Co₃Al₅Sn₁非晶合金釬料預(yù)置于TC4合金板之間(即形成TC4/非晶合金釬料/TC4疊層結(jié)構(gòu)的試樣)；將其置于真空釬焊爐中，在真空度不低于2×10^-3Pa的條件下，以10℃/min的加熱速率將試樣加熱到930℃并保溫15min，然后隨爐冷卻至室溫，即完成TC4合金的釬焊。

采用萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試TC4合金釬焊接頭的力學(xué)性能，其抗剪切強(qiáng)度為453±11MPa。

實(shí)施例3

制備Ti₄₂Zr₃₅Cu₁₀Ni₄Co₅Fe₂Sn₂非晶合金釬料包括如下步驟：

步驟一，稱取金屬單質(zhì)原料：

依據(jù)目標(biāo)成分Ti₄₂Zr₃₅Cu₁₀Ni₄Co₅Fe₂Sn₂稱取質(zhì)量百分比純度不低于99.9％的金屬單質(zhì)原料，Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Fe和Sn；

步驟二，熔煉制備母合金：

將步驟一稱取的金屬單質(zhì)原料置于電弧熔煉設(shè)備中，抽真空至真空度為5×10^-3Pa，充入氬氣作為保護(hù)氣；

采用電弧加熱的方式熔煉合金4次，熔煉電流為380A；待合金冷卻后自熔煉設(shè)備取出，制得母合金；

步驟三，采用熔體旋淬法制備非晶合金薄帶：

步驟31，采用機(jī)械破碎的方式將步驟二制備的母合金破碎(塊體尺寸不大于石英管直徑)并預(yù)置于石英管中，所述石英管的底部為長方形狹縫開口，狹縫寬度為0.3mm，長度為10mm，并整體置于液體急冷凝固設(shè)備中，調(diào)節(jié)石英管最底端與銅輪表面相距2mm；

步驟32，將液體急冷凝固設(shè)備腔體內(nèi)抽真空至真空度為9×10^-2Pa，然后充入氬氣作為保護(hù)氣；

步驟33，調(diào)節(jié)液體急冷凝固設(shè)備的銅輪轉(zhuǎn)速30m/s、噴射壓力0.03MPa、氣體剝離壓力0.02MPa后，制得Ti₄₂Zr₃₅Cu₁₀Ni₄Co₅Fe₂Sn₂非晶合金薄帶。

在本發(fā)明中，噴射氣體、剝離氣體均采用氬氣。

在本發(fā)明中，實(shí)施例3制得的Ti₄₂Zr₃₅Cu₁₀Ni₄Co₅Fe₂Sn₂合金薄帶具有平整的表面和邊緣，經(jīng)180度對(duì)折后展開薄帶不斷裂。

在本發(fā)明中，采用X射線衍射儀對(duì)實(shí)施例3制得的Ti₄₂Zr₃₅Cu₁₀Ni₄Co₅Fe₂Sn₂合金進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，圖譜中出現(xiàn)一個(gè)對(duì)應(yīng)于非晶結(jié)構(gòu)的漫散射峰，沒有晶體衍射峰，說明實(shí)施例3制得的合金具有非晶結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明中，采用差式掃描量熱儀測(cè)定實(shí)施例3制得的Ti₄₂Zr₃₅Cu₁₀Ni₄Co₅Fe₂Sn₂非晶合金薄帶的熱性能，其液相線溫度為880℃。

實(shí)施例4

制備Ti₅₅Zr₂₅Cu₈Ni₅Co₅Sn₂非晶合金釬料包括如下步驟：

步驟一，稱取金屬單質(zhì)原料：

依據(jù)目標(biāo)成分Ti₅₅Zr₂₅Cu₈Ni₅Co₅Sn₂稱取質(zhì)量百分比純度不低于99.9％的金屬單質(zhì)原料，Ti、Zr、Cu、Ni、Co和Sn；

步驟二，熔煉制備母合金：

將步驟一稱取的金屬單質(zhì)原料置于電弧熔煉設(shè)備中，抽真空至真空度為5×10^-3Pa，充入氬氣作為保護(hù)氣；

采用電弧加熱的方式熔煉合金4次，熔煉電流為380A；待合金冷卻后自熔煉設(shè)備取出，制得母合金；

步驟三，采用熔體旋淬法制備非晶合金薄帶：

步驟31，采用機(jī)械破碎的方式將步驟二制備的母合金破碎(塊體尺寸不大于石英管直徑)并預(yù)置于石英管中，所述石英管的底部為圓形開口，直徑為1mm，并整體置于液體急冷凝固設(shè)備中，調(diào)節(jié)石英管最底端與銅輪表面相距2mm；

步驟32，將液體急冷凝固設(shè)備腔體內(nèi)抽真空至真空度為9×10^-2Pa，然后充入氬氣作為保護(hù)氣；

步驟33，調(diào)節(jié)液體急冷凝固設(shè)備的銅輪轉(zhuǎn)速30m/s、噴射壓力0.03MPa、氣體剝離壓力0.02MPa后，制得Ti₅₅Zr₂₅Cu₈Ni₅Co₅Sn₂非晶合金薄帶。

在本發(fā)明中，噴射氣體、剝離氣體均采用氬氣。

在本發(fā)明中，實(shí)施例4制得的Ti₅₅Zr₂₅Cu₈Ni₅Co₅Sn₂合金薄帶具有平整的表面和邊緣，經(jīng)180度對(duì)折后展開薄帶不斷裂。

在本發(fā)明中，采用X射線衍射儀對(duì)實(shí)施例4制得的Ti₅₅Zr₂₅Cu₈Ni₅Co₅Sn₂合金進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，圖譜中出現(xiàn)一個(gè)對(duì)應(yīng)于非晶結(jié)構(gòu)的漫散射峰，沒有晶體衍射峰，說明實(shí)施例4制得的合金具有非晶結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明中，采用差式掃描量熱儀測(cè)定實(shí)施例1制得的Ti₅₅Zr₂₅Cu₈Ni₅Co₅Sn₂非晶合金薄帶的熱性能，其液相線溫度為874℃。

在本發(fā)明中，實(shí)施例5～9中除元素含量、釬焊工藝、焊接母材有部分差異外，其它條件與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5～9相關(guān)內(nèi)容見下表：

采用本專利公開的鈦鋯基非晶合金釬料對(duì)陶瓷、不銹鋼、金屬間化合物等同種或異種材料進(jìn)行了釬焊連接，性能滿足使用要求。

以上所述僅為本發(fā)明的最佳實(shí)例，并不用以限制本發(fā)明。凡依據(jù)本發(fā)明專利所述的發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明提出一種低Cu和Ni含量且不含Si元素的鈦鋯基非晶合金釬料，所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中鈦鋯基非晶合金釬料Cu、Ni含量高導(dǎo)致釬焊接頭力學(xué)性能較差以及Si元素?cái)U(kuò)散產(chǎn)生富集等問題。本發(fā)明研究了低Cu、Ni含量且不含Si的新型高性能多元鈦鋯基非晶釬料的成分設(shè)計(jì)、形成、釬焊性能和連接機(jī)理；以及對(duì)接頭組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響及機(jī)制。本發(fā)明將豐富非晶合金釬料的基礎(chǔ)理論、拓展非晶合金的應(yīng)用、提高釬焊構(gòu)件的性能并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，具有重要的科學(xué)和工程意義。