專利名稱：金屬合金的磁脈沖輔助鑄造及由此制備的金屬合金的制作方法
技術領域：
0002本公開總體上涉及一種新型的鑄造工藝，用于形成具有所需微 結構且化學均勻'14Sl韌性得以改善的改進金屬合金。本公開對于沉積源的形 成尤其有效，例如包含鐵磁金屬合金材料的高通量(pass-through flux， PTF) #謝耙，其應用于磁記錄介質和磁光(MO)記錄介質的生產。
背景技術：
0003沉積源，如、 $巴，l礦泛應用于形成金屬、金屬合金、半導 體、陶瓷、介電質、鐵電質以及金屬陶瓷的薄膜的各種制造技術中。在觀謝 工藝中，用來自等離子體的離子對該材料源，即濺射耙，進行轟擊，該離子 從M耙的表面逐出或彈出原子或分子；該彈出的原子或^T沉積在基底上 面從而形成薄月驗層。 沉積技術廣湖于,信息存儲以及檢索薄膜介 質的制造，如磁介質和磁光(MO)介質，以用于沉積下層、中間層、磁性層、 電介質以及微性覆蓋層。在用于這種沉積工藝的、M耙的制造中，期望生 產能提供均勻薄膜、在濺射期間產生最小顆粒以及所需性能的M耙。高密 度以及低孔隙率的鵬寸耙材糚皮認為是在 ]"期間避免或至少最小化有害顆 粒的產生戶萬必需的。
0004在iW耙的制備中禾擁的多種纖合金，例如，用于形成磁性
記錄介質的軟磁下層(SUL)以及硬磁記錄層的鐵磁合金， 一般在凝固后呈 現ftjf鄰報狀的微見結構。對具有這種鑄造微見結構的合^^魏行熱機械 加工，以在冷或熱加工后獲得所需微因子的無裂紋工件，遇到許多挑戰。
此外，在金屬郝難鑄模中進行鑄造所固有的柱狀生長導致不禾啲晶粒織 構，這是考慮到沿磁化雌方向易于磁化，后者是決定磁輔助毈寸耙如離
靶的通量(PTF)特性的主要因素。ltW卜，大尺寸的磁性合^^件由于凝固過程 的溶質偏析容易產生化學不均勻的#!定。因此，多組分l謝耙材料的鑄件通 常限于小的形狀因子，以使徵疑固過程化學偏析的，號最小化，該行為觀 生產率、產量以及批次間的再現性具有消極的影響。
0005另外，在渉凝寸耙的制備中用于制備磁性和磁光(MO)記錄薄膜介 質的很多鐵磁合金，尤其是含硼(B)的Co、 Fe和M基的合金以及那些含 難熔或稀土金屬元素的合金，呈現出深度的共晶和包晶反應，且固有地在其 鑄教as-cast)割牛下易碎。盡管M3t當的鑄模設計和補充的外部鑄模)t4卩在 鑄態1t^見結構精化方面做了努力，但得到的合金 乏韌'性和化學均勻性。 受散^~~i要通過熱傳導~~f^向的凝固過程中樹枝晶的成核和生長很大 禾，上由常規鑄3t31程中的熱通量方向和熱梯度決定。
0006從前^5le看，顯然需要一種,的方法，用于制造具有所需微 觀結構及艦的化糊勻性和韌性的改進M耙材料。具體而言，顯然需要 efca的^ji合金材料，用于形皿積、、源，如用于制造磁記錄介質和磁光(MO) 記錄介質的含有鐵磁金屬合金材料的高通量(PTT) 、Mlt耙。
發明內容
0007本公開的一個優點在于一種改進的方法，其用于形成鑄造鐵磁
金屬合金。
0008本公開的另一個優點在于一種，的鑄皿磁^M合金。
0009本公開的其他優點和其它特征將在隨后的描述中列出，且其對 于本領鵬有普通技能的人員在査看隨后內容之后部分地顯而易見，或者可 以從本公開的實施中領會到。本公開的優點可以如所附的權禾腰求所具術旨 出的那#1皮認識和 口。
0010按照本公開的一個方面，前述和其他的優點部分i!31—種形成 鑄皿磁金屬合金的^4方法而獲得，該方 跑擬合凝固過程中的熔融鐵磁 金屬合金材料施加脈沖或振蕩磁場，i灘融鐵磁金屬材料選自(1) Co基 (CoX)合金，其中X魏自Au、 B、 Ce、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Fe、 Gd、 Hf、 Ho、 La、 Lu、 Ni、 Nb、 Nd、 P、 Pt、 Sc、 Sm、 Ta、 Tb、 Y、 Zn以及Zr的至
少一種元素；(2) Fe基(FeX)合金，其中X魏自Au、 B、 Ce、 Co、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Gd La、 Lu、 Nb、 Nd、 P、 Pr、 Pt、 Sc、 Sm、 Ta、 Tb、 Th、 Y以及Zr的至少一種元素;和(3) Ni基(NDO合金，其中X是選自Au、 B、 Ce、 Co、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Fe、 Gd、 Hf、 La、 Nd、 Ni、 P、 Pt、 Pr、 Sc、 Y、 Yb和Zr的至少一禾中元素。
0011根據本公開的實施方式，本方、 ^S括以下步驟
(a) 樹共熔齢屬合金材料；
(b) 采用直流(DC)或交流(AC)電源，M31圍繞鑄模的磁芯組件，在鑄 模的內部空間產生脈沖或振蕩磁場；
(c) 用熔融金屬合金材料至少部分i真充該鑄模；
(d) 在熔融金屬合金材料凝固期間，將脈沖或振蕩磁場施加于熔融金 屬合金材料，以攪拌金屬合金材糾疑固體的熔融部分；和
(e) 向該凝固體^^賣施加脈沖或振蕩磁場:tM其完全凝固。
0012在上述工藝中，步驟(d)包括在包含熔融和固體部分的凝固體 內部感應渦電流，以及使感應渦電流與所施加的磁場相互作用，以在凝固體 內部產生脈沖或振蕩的謝侖茲力場，該制侖茲力場在凝固進行時混合凝固體 的熔融部分。
00131Mi也，步驟(a) - (e)產生包含初始球狀^(primaiy spheroid) 的鑄造金屬合金，其中該初始球狀體的縱橫比約為0.9，且該鑄造金屬合金包 含不連續的共晶晶疇邊荊eutectic domain boundary),該邊界包含約10—3或更 少的連接薄片(connecting lamellae)/)Lim。
0014本公開的另一方面是一種皿的包含初^^狀體的鑄造鐵磁金 屬合金，其包含選自如下的鐵磁金屬材料(1) Co基(CoX)材料，其中X 魏自Au、 B、 Ce、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Fe、 Gd、 Hf、 Ho、 La、 Lu、 Ni、 Nb、 Nd、 P、 Pt、 Sc、 Sm、 Ta、 Tb、 Y、 Zn以及Zr中的至少一種元素；(2) Fe 基(FeX)材料，其中X魏自Au、 B、 Ce、 Co、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Gd、 La、 Lu、 Nb、 Nd、 P、 Pr、 Pt、 Sc、 Sm、 Ta、 Tb、 Th、 Y以及Zr中的至少 一種元素;和(3) Ni基(NiX)材料，其中X魏自Au、 B、 Ce、 Co、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Fe、 Gd、 Hf、 La、 Nd、 Ni、 P、 R、 Pr、 Sc、 Y、 Yb和Zr中 的至少一種元素，其中初始球狀體的縱橫比約為0.9，且合金包含不連續的共 晶晶疇邊界，該邊界包含10'3頓少的連接薄層4im。
0015艦下面的詳細描述，本發明其他的優點和方面將對于本領域 技術人員而言是顯然的，其中僅僅i!31^考慮用于實踐本發明的最佳方式進 行闡明，對本發明的實施方式進行了說明和描述。正如艘描述的，本發明 可以有其他的和不同的實施方式，且可對其各個細節在各種明顯的方面很容 易進行修改，但均不背離本發明的精神。因此，附圖和說明書被視為介紹性 的而非限制性的。
0016當結合下面的附圖進行閱讀時，可以更好理解下面的本發明實 施方式的詳細描述，其中-
0017圖1為說明性但不是限制性的一種裝置實施方式的圖示，該裝 置適用于對鑄模進行原位磁脈沖，該鑄模包含根據本發明實施方式的金屬合 金；
0018圖2為根據本發明公開的一個說明性而非限制性的實施方式， 電麟圈與含有金屬合金的鑄模相互作用的M纖泄漏的模擬圖示，如由 3相6極交流電源產生；
0019圖3是說明160A、 10Hz下當兩個磁芯的電流方向相同(上部 的曲線)和方向相反(下部曲線)時M量密度輪廓線的圖示；
0020圖4顯示顯微照片，其說明按照本發明公開、MME沖輔助 鑄造方法形成的鑄造CoCrPtB鐵磁合金的mil結構特征；
0021圖5顯示顯微照片，其說明M31常規鑄造和熱加工形成的鑄造 CoCrPtB鐵磁合金的^11結構特征的；
0022圖6顯示顯微照片，其說明按照本發明公開、iM^E沖輔助 鑄造方法形成的鑄造CoCrPtBCu鐵磁合金的1^見結構特征；
0023圖7顯示顯微照片，其說明在矩形石墨鑄模中按常規方式形成 的鑄造CoCrPtBCu鐵磁合金的mil結構特征；和
0024圖8為球狀體(左半部)和等 蚺狩支晶(右半部)的示意圖， 用于說明按照本發明定義縱橫比的尺寸特征。
0025本發明公開基于這一發現有效、經濟的形成改進的鑄造鐵磁 金屬合金~~^適用于制造表現為高PTF值的高品質金屬合金鵬棉E~~M 過改變鑄態微觀結構以生成包含對 狀初始相的完全等軸化結構而得以促
進。另外，本發明公開基于這一發現鐵磁合金的磁脈沖輔助鑄造顯著改善
了^#^定 的均勻性并^^了凝固弓胞的凝固(也就是鑄造)材料的微 觀多孔性。
0026簡而言之，按照本發明公開的鐵磁金屬合金的磁脈沖輔助鑄造
包括
—禾,交流或脈沖直流電源，通過圍繞其中含有鐵磁金屬合金材料凝固
體的鑄模的磁芯元件產生振蕩^l^沖磁場；
-在含有熔融和固態部分的凝固體中感應具有成比例頻率和波形的渦電
流；
--使感應渦電流與施加的磁場相互作用，以在凝固體內產生脈沖洛倫茲 力場，該謝侖茲力場在凝固進行時混合凝固體的熔融部分。
0027根據本公開所提供的方法，凝固體的混合阻止了凝固過程中體 相熱梯度(bulk thermal gradient)的形成，這是一種被認為對于^it均勻成核從 而等軸生長所必需的斜牛。另外，對部分凝固(或半液態)金屬合金材料的 攪M壞了柱狀生長，柱狀生長會產生具有不利晶微向的伸長樹枝晶。結 果，初始相的均勻纟賊的晶核形成了攪拌的熔融合金部分(離池)中分立 的微晶，并之后長成縱橫比(見后)約為0.9的初始球狀體，且合金包含不 5i^賣的共晶晶疇邊界，該邊界包含l(T3，少的連接薄層4im。
0028有利的是，這樣形成的類1 狀的初始相晶術艮據界面應力分 布，比傳統鑄造鐵磁金屬合金材料的延長晶體更堅固且韌性更好。另外，表 現為這種微觀結構的鐵磁金屬合金材料明顯在初始相晶體的界面處具有更少 的界面面積，導致界面能的降低，這在界面不連貫的情況下更加顯著。而界 面能的斷氏又有益于抑制裂紋的產生和蔓延。
0029除了本發明公開的^E沖輔助鑄造工藝的Jl^有利特征之外，
對部分凝固合，體的連續混，過質量傳遞機理isa了^f定化學成份的再
次均勻化，且熔融相的幫盾環有助于消除辦定多孑L性。最后，對剩余低共熔 液體的^E動有益地頓了一種不遊賣且明顯細化的薄層狀共晶結構。
0030根據本公開的鐵磁金屬合金材料的磁脈沖輔助鑄造非常適合于 那些發生共晶和包晶反應的合金體系和/或那些具有很寬凝固溫度范圍的合金。根據本公開的磁脈沖輔助方法特別適用于鑄造很廣范圍的鐵磁金屬合金 材料，包括，例如，但不限于，二元、三元、四元和更多元多組M磁合金材料，它們通常利用M才沉積技術用于磁記錄介質禾口/或磁光(MO)記錄介質的薄膜層的形成。這種多組，磁合金材料包括例如
-Co基(CoX)合金，其中X魏自Au、 B、 Ce、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Fe、 Gd、 Hf、 Ho、 La、 Lu、 Ni、 Nb、 Nd、 P、 Pt、 Sc、 Sm、 Ta、 Tb、 Y、 Zn以及Zr中的至少一種元素；
-Fe基(FeX)合金，其中X鏹自Au、 B、 Ce、 Co、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Gd、 La、 Lu、 Nb、 Nd、 P、 Pr、 Pt、 Sc、 Sm、 Ta、 Tb、 Th、 Y以及Zr 中的至少一種元素；
—Ni基(NiX)合金，其中X魏自Au、 B、 Ce、 Co、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Fe、 Gd、 Hf、 La、 Nd、 Ni、 P、 Pt、 Pr、 Sc、 Y、 Yb和Zr中的至少一種 元素。
0031參考圖1，其中顯示的是說吸性但不是限制性的一種裝置實施 方式的圖示，該裝置適用于對鑄模進行原位磁脈沖，在該鑄模中包含根據本 發明公幵的鐵皿屬合金，其中參照數字1表示盛有熔S^屬合金材料如 上面列舉的CoX、FeX或NiX合金材料的熱坩堝(例如感應加熱或電阻加熱)； 參照數字2表示中間罐(tundish);參照數字3表示由適當的惰性材料(一種 或多種)構成的鑄模；參照數字4 g至少一個電磁線圈；以及參照數字5 表示合適的外殼，例如真空室。
0032按照本發明公開的,實施方式， 一個或多個水冷電磁線圈4 被封閉于圍繞圓柱形鄉巨形鑄模3的不辦閃外殼5內。電磁線圈(一個或多 個)4與肯辦產生預定波頻的不同弓驢振蕩電流的3相6極交流電源^E沖 直流電源(為圖示簡化而未顯示在圖1中)相連。圖2所示為在線圈(一個 或多個)附近發出的磁通量線空間分布的瞬時模擬圖，從中很明顯可知來自 線圈的麵難與鑄模3相互作用，從而眾多大體上平行的MM穿過盛 于鑄模3中的合，體，并在其中盛放的合金材料的凝固體(熔體)內感應 渦電流。
0033更為詳細地，如圖1中所示，盛放于柑堝1中的合金材糾皮通 過例如電阻加熱而j^f七，并被經由中間罐2駄到由電磁線圈組件4環繞的 鑄模3中。鑄模3采用適當的材料例如陶瓷、石墨或7jC冷鍋材料制成。在
熔融金屬合金材料^A鑄模3之前，啟動到電磁線圈組件的交、^i;流電源，
并設置在一個預定的電、^zK平以及頻率或脈沖速萄撫賣時間。泄漏到鑄模3
中凝固熔融合金熔池中的磁場在合金池中產生渦電流，而渦電流又產生一個
強度可調的振蕩洛倫茲力場。所產生的最大磁場強度如圖3所示，圖3是說 明160A、 10Hz下當兩個磁芯的電流方向相同(上部的曲線)和方向相反(下 部曲線)時M量密度輪廓線的圖示。
0034按照本發明公開，對鑄模3中金屬合金材料熔池在其凝固時進 行磁感應攪動皿了凝固(也就是lf造)合金中特定微觀結構特征的形成。 經磁脈沖感應的鑄造鐵磁合金l[ll結構的例子描述如下，并與通過常規鑄造 技術形成的相同成^金的合金微觀結構進行比較。
實施例0035將CoGPtB合金在10—3托的真空下進行感應功率熔化并在坩堝 1中加熱至約145(TC，齒鵬^^著該合金液相線》鵬以上5(TC左右的過熱。 在將熔融合金從柑堝1通過中間罐2注入鑄模3之前，向環鄉，模3的電磁 線圈4供應電流約130A、振蕩頻率約為10Hz的交流電。之后將熔融合金注 入鑄模3中，深度約為10英寸。對鑄模內凝固中的合金搟賣進行磁感應混合， 超其完全凝固，也就是大約47秒鐘。敘匕期間，混織續進行的同時，熔 體中固體的分鵬大到一個點，在這點，材料的粘度使得形成盼隋性fflih了 倒可進一步的混合。在這個瞎況下，從圖4可以看出，惰性fflih^—步混合 的點與初始枝晶完成生長的點一致；圖4所示為按照本發明公開、通過磁脈 沖輔助鑄造方法形成的鑄造CoQPtB鐵磁合金微觀結構特征的顯微照片。出 于比較的目的，圖5給出了M31常規鑄造和熱加工形成的鑄造CoGPtB鐵磁 合金^ll結構特征的顯^M片。
0036正如從對圖4和圖5中顯微照片的對比中顯而易見，按照本發 明公開對CoCrPtB合金的磁脈沖輔助鑄造育,形，優良且不連續的共晶晶 疇邊界。共晶晶疇邊界的不連續性禾，是可以通自共晶薄片連接到初始枝 晶的數目進行測量的。這可以M測算單位長度共晶晶疇邊界上連接共晶薄 片的數量定量地進行。在按照本發明公開的磁脈沖輔助鑄造方法制得的 CoCrPtB合金并如圖4中顯微照片戶;f^的情況下，該值為大約7xl()4連接薄 片/;mi;而對于翻常規鑄造方法制造的CoCrPtB合金并如圖5中顯微照片所示的情況，其單位長度共晶晶疇邊界上連接共晶薄片的數量估計約為10—2 連接薄片/拜。除了單位長度共晶晶疇邊界上連,晶薄片數量方面的gfciftt 外，本脈沖輔助鑄造方法與常規鑄造方法相比衝共了另一個優點，即觀察到 共晶晶疇的細化有顯著的改善，這歸因于對凝固中熔體的剩余液相部分^^賣 的混合以^t初始枝晶的剪切傾向于使初始枝晶的輪廓光滑。
實施例n
0037在上一個實施例中，合金纟滅使得大術只分數的初始相得以形
成，而共晶晶疇的數量被限制在小部分。然而在本實施例中，采用的
CoCrPtBCu合金形成了體積分數大得多的共晶晶疇。將CoCrPtBCu合金在 1(T3托的真空條件下進行感應功率;J^七并在坩堝1中加熱至大約1400°C，該 ^g代表著該合金液相線^以上40。C左右的過熱。在將熔融合金從塒堝1 艦中間罐2^A鑄模3之前，向環鄉辦模3的電磁線圈4供應電流約150A、 振蕩頻率約為10Hz的交流電。之后將熔融合金^A鑄模3中，深度約為10
英寸。對凝固中熔體的液相部^a行的磁脈沖感應混合在大體積分數低共熔
液體的存在下，有效地破壞了枝晶的生長并使得稱為"初始球狀體"的特定 枝晶特征得以形成d
0038
一種ffiOT該合金家^it行磁脈沖輔助鑄造獲得的典型顯微結 構如圖6的顯微照片所示，圖6說明按照本發明公開、S31^E沖輔助鑄造 方法形成的CoCrPtBCu鐵磁合金的t^見結構特征。出于對比目的，圖7給出 了說明潛巨形石墨鑄模中以常規方式鑄造的CoCrPtBCu鐵磁合金mH結構特 征的顯微照片。在任一個圖中，左半部分圖顯示所得到的鑄造CoCrPtBCu合 金在較低放大倍數下的微觀結構特征，而右半部分圖顯示所得到的鑄造 CoCrPtBCu合金在較高放大倍數下的^[M結構特征。
0039正如從圖7較低放大倍數下圖像可以明顯看出，常規鑄造合金 的枝晶生長不均勻并經歷了從柱狀生長(顯微照片的右側)向等軸型生長(顯 微照片的左側)的遺度。比較而言，在按照本發明公開、通過磁脈沖輔助鑄 造形成的相同成M金的圖6顯微照片中看不到這種不均勻的生長模式。
0040在初始^^狀相的形態學方面，顯示出了區別磁脈沖輔助鑄造和 常規鑄造形成的合金的另一個方面。例如，等軸枝晶典型地具有次枝附著在 其上的主枝。在這種情況下，可以對球狀和等軸枝晶均進行縱橫比的定義。
0041參考圖8，其顯示的是用于說明按照本發明定義縱橫比的尺寸 特征的球狀體(左半部)和等軸枝晶(右半部)的示意圖。對于球狀體，將 縱橫比定義為基于界定球狀體的兩個凹面間最短距離領懂的最小尺寸(d)與 主要長度(D)之比；而對于等軸枝晶而言，縱橫比定義為初始枝晶寬度(d) 與其長度(D)之比。這使得球狀體的縱橫比為大約0.9，等軸枝晶的縱橫比 為大約O.l。
0042按照本發明公開，合金材料的凝固 態部分的混合與再循環 阻止了凝固過程中體相熱梯度的形成，這種體相熱梯度^f牛被認為對于促進 形成等軸生長的均勻成核是必要的。另外，對部分固化(或半液態)金屬合 金材料的混合破壞了不均勻生長，不均勻生長會產生具有不利晶體取向和縱
橫比(定義如上)大約o.i的柱狀和/^a等車由的枝晶。結果，初始相的均
勻組成的晶核在經攪拌的熔融合金部分(或熔池)中形成了 瓜立的微晶，并 之后長成縱橫比(定義如上)為約0.9的初始球狀體。
0043有禾啲是，按照本發明公開、M;磁脈沖輔助鑄造形成的初始
球狀體由于其界面應力分布，比傳統鑄造鐵磁金屬合金材料的延長晶體， 固且韌性更好。另外，具有這種^^見結構的鐵磁金屬合金材料明顯在初始相 晶體界面處具有更少的界MM積，導致界面能的斷氏，這在界面不連貫的情 況下更加顯著。而界面能的斷氏又有益于抑制裂紋的產生和蔓延。最后，采 用本方法生產的鐵磁金屬合金孔隙更少，并且有利于帝隨與艦常規鑄造生 產的相同成分合金的耙相比通量(PTF)更大的、MM耙。
0044總而言之，對于合金的制造，特別^t用于制作鵬寸耙的鐵磁 合金材料的制造，與常規鑄造技 目比，按照本發明公開的磁脈沖輔助鑄造 方^^供了諸多顯著的優點，包括韌性提高、孔隙率降低、微觀結構改善、 PTF提高以及赫有效的加工。
0045在前面的描述中提出了眾多具體的細節，諸如具體的材料、結 構、方纟縛等，以期對本發明有一個更好的離。然而，本發明可以在不采 取這里具,出的細節的情況下加以實施。在其它情況下，為了避免不必要 地使本發明不清楚，未對公知的加工技術和結構進行描述。
0046在本發明公開中僅僅給出和描述了本發明的，實施方式和一 些通用實施方式。本發明應當被理解為，肯巨夠用在其它組合和環境下且允許 M這S0f^^發明構思的范圍內進行改變和/或更改。
權利要求
1.一種形成鑄造鐵磁金屬合金的方法，包括在熔融鐵磁金屬合金材料凝固過程中對其施加脈沖或者振蕩磁場；所述熔融鐵磁金屬合金材料選自Co基(CoX)合金，其中X是選自Au、B、Ce、Cr、Cu、Dy、Er、Fe、Gd、Hf、Ho、La、Lu、Ni、Nb、Nd、P、Pt、Sc、Sm、Ta、Tb、Y、Zn以及Zr中的至少一種元素；Fe基(FeX)合金，其中X是選自Au、B、Ce、Co、Cr、Cu、Dy、Er、Gd、La、Lu、Nb、Nd、P、Pr、Pt、Sc、Sm、Ta、Tb、Th、Y以及Zr中的至少一種元素；和Ni基(NiX)合金，其中X是選自Au、B、Ce、Co、Cr、Cu、Dy、Er、Fe、Gd、Hf、La、Nd、Ni、P、Pt、Pr、Sc、Y、Yb和Zr中的至少一種元素。
2. 如權利要求1戶腿的方法，包含如下步驟(a) 鵬臓熔融鐵磁鏰合金材料；(b) 采用直流或交流電源，通過圍繞鑄模的磁芯組件在戶; ^^模的內部空間產^E沖或振蕩磁場；(c) 用艦熔齢屬合金材料至少部分填充臓鑄模；(d) 在戶皿熔融金屬合金材半4)疑固期間，將所述脈沖或振蕩磁場施加 于戶/f^熔融金屬合金材料，以混合戶腿金屬合金材料的凝固體的熔融部分； 和(e) 向戶;M凝固體繼續施加戶;ME沖或振蕩磁場，！^完全凝固。
3. 如權利要求2戶誠的方法，其中步驟(d)包括在包含熔融和固體部分的所述凝固體內感應渦電流，以及{妙腿感應渦電流與所施加的磁場相互 作用，以^^f述凝固體內產生脈沖或振蕩^1侖茲力場，戶艦 割侖茲力場在凝 固進行時對戶皿凝固體的熔融部，行混合。
4. 如權利要求2所述的方法，其中步驟(a) - (e)產生包含初始球狀 體的鑄M屬合金。
5. 如權禾腰求4戶艦的方法，其中戶誠初始球狀條有大約0.9的縱橫比。
6. 如權禾腰求4戶腿的方法，其中戶脫鑄造金屬合金包含不iS賣的共晶 晶疇邊界。
7. 如權利要求6所述的方法，其中所述不連續的共晶晶疇邊界包含約 10-3鞭少的連接薄片/,。
8. —種包含初始球狀體的鑄it^磁金屬合金，其包含選自下述的鐵磁金 屬材料Co基(CoX)材料，其中X魏自Au、 B、 Ce、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Fe、 Gd、 Hf、 Ho、 La、 Lu、 Ni、 Nb、 Nd、 P、 Pt、 Sc、 Sm、 Ta、 Tb、 Y、 Zn以 及Zr中的至少一種元素；Fe基(FeX)材料，其中X題自Au、 B、 Ce、 Co、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Gd、 La、 Lu、 Nb、 Nd、 P、 Pr、 Pt、 Sc、 Sm、 Ta、 Tb、 Th、 Y以及Zr中的 至少一種元素；和Ni基(NiX)材料，其中X魏自Au、 B、 Ce、 Co、 Cr、 Cu、 Dy、 Er、 Fe、 Gd、 Hf、 La、 Nd、 Ni、 P、 Pt、 Pr、 Sc、 Y、 Yb和Zr中的至少一種元素。
9. 如權利要求8戶服的合金，其中所述初始球狀皿有約0.9的縱橫比。
10. 如權利要求8戶脫的合金，包含不遊賣的共晶晶疇邊界。
11. 如權利要求9所述的合金，其中所述不連續的共晶晶疇邊界 包含約10—s或更少的連接薄片/pm。
全文摘要
本發明涉及金屬合金的磁脈沖輔助鑄造及由此制備的金屬合金，提供一種形成鑄造金屬合金的方法，包括提供熔融鐵磁金屬合金；利用直流或交流電源，通過圍繞鑄模的磁芯組件在鑄模的內部空間產生脈沖或振蕩磁場；將熔融金屬合金填入鑄模；在熔融金屬合金凝固期間對其施加脈沖或振蕩磁場，以混合凝固體的熔融部分；以及對凝固體持續施加脈沖或振蕩磁場直至其完全凝固。本方法尤其適用于形成用作具有改進微觀結構特征的高PTF濺射靶的鑄造鐵磁體合金。
文檔編號C22F3/00GK101195900SQ200710307168
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月4日 優先權日2006年12月4日
發明者A·西亞尼 申請人:賀利氏有限公司