[发明专利]氩弧熔覆碳化钛增强的高熵合金基复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.氩弧熔覆碳化钛增强的高熵合金基复合涂层的制备方法，其特征在于：具体步骤如下，

第一步，基体的预处理；

采用轧制态Q235A钢作为基体材料，经过打磨，清洗，并用吹风机将其吹干，置于干燥箱中备用；

第二步，涂层材料的选取；

选择Fe、Al、Cr、Cu、Co、Ti六种元素，设计Fe₁AlCrCuCoTi_0.4高熵合金配比，在高熵合金的基础上再添加5wt.％～35wt.％的TiC；

第三步，将涂层材料制备成预制块；

将高熵合金粉末和TiC颗粒按照第二步中的配比混合均匀，压成预制块；将压好的预制块阴干24h后放置在烘干箱中150℃烘干2h；

第四步，氩弧熔覆得到高熵合金基复合涂层；

将预制块置于基体表面，利用氩弧熔覆的方法制备高熵合金基复合涂层，制备工艺及参数包括：焊接电流220～240A，焊接速度60～80mm·min^-1，氩气流量6～7.5L·min^-1，电弧长度2～4mm；

所述的高熵合金基复合涂层为Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+yTiC高熵合金基复合材料涂层，y＝5～35％，组织结构由BCC相和TiC组成。

2.根据权利要求1所述的氩弧熔覆碳化钛增强的高熵合金基复合涂层的制备方法，其特征在于：所述的氩弧熔覆采用WS-500型交直流脉冲钨极氩弧焊机。

3.根据权利要求1所述的氩弧熔覆碳化钛增强的高熵合金基复合涂层的制备方法，其特征在于：所述的氩弧熔覆的工艺及参数包括：焊接电流220A，焊接速度75mm·min^-1，氩气流量6L·min^-1，电弧长度3.5mm。

4.根据权利要求1所述的氩弧熔覆碳化钛增强的高熵合金基复合涂层的制备方法，其特征在于：所述的预制体通过如下方式制备：将高熵合金粉末和TiC颗粒混合均匀，放在研钵中，加入适量的模数为2.5的水玻璃，研磨均匀后倒入尺寸为80mm×10mm×2mm长方体模具中，使用WE-30液压式万能实验机在110MPa压力下将润湿粉末压成预制块。

5.氩弧熔覆碳化钛增强的高熵合金基复合涂层，其特征在于：所述的涂层为Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+yTiC高熵合金基复合材料涂层，y＝5～35％，组织结构由BCC相和TiC组成。

6.根据权利要求5所述的氩弧熔覆碳化钛增强的高熵合金基复合涂层，其特征在于：所述的涂层为Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+35％TiC高熵合金基复合材料涂层，显微硬度高达1107.5HV_0.2，是Q235钢基体的6.51倍；在磨粒磨损实验中，不同载荷和不同砂纸粒度的情况下，Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+35％TiC高熵合金基复合材料涂层的耐磨粒磨损性能较基体提高3.91～7.06倍；在冲蚀磨损实验中，在不同冲蚀转速和不同介质浓度、不同角度及不同冲蚀介质的条件下，耐磨性较基体提高6.73～8.34倍；在石油介质的静态腐蚀实验中，Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+35％TiC高熵合金基复合材料涂层的耐腐蚀性能较基体提高5.52倍；在动态腐蚀实验中，耐蚀性能较基体提高3.60～6.06倍；在冲蚀磨损实验中，耐冲蚀磨损性能较基体提高5.60～6.43倍。