[发明专利]一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法

说明书

本发明涉及到一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法，通过机械球磨、低温热压烧结、真空熔炼相结合，制备出铝钴铬铁镍高熵合金由FCC+BCC双相结构构成，BCC相作为析出相分布在基质FCC相中，维氏硬度为232HV,屈服强度为432MPa；该制备方法工艺先进，技术参数精确翔实；制备的铝钴铬铁镍高熵合金性能优越，具有广泛的应用价值和使用范围，是先进的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法，属于有色金属合金制备及应用的技术领域。

背景技术

高熵合金是一种新型的合金，因其具有高强度、耐腐蚀、耐磨损、高塑性等优势，使其得到广大研究者的青睐；目前对高熵合金的研究主要集中在块体、粉末、涂层等方面，采用的工艺主要包括真空熔炼、机械合金制粉、热压烧结、激光熔覆、热喷涂、磁控溅射等；机械合金化球磨技术可以有效的控制合金粉末粒度，使粉末混合均匀，但是球磨时间较长，效率低一直是不可避免的缺点；热压烧结则采用边加压、边加热的方式，降低了熔炼温度，使合金成形与加热共同进行，缩短了烧结时间，抵制了晶粒长大，提高了合金性能；然而热压成型制备的合金表面较粗糙、精度较低，需要对材料进一步加工，另外较高温度下的热压对模具要求较高，损耗较大；真空电弧熔炼技术其主要特点在于其制备简单，生产周期短，但合金熔炼不均需要进行多次反复熔炼，从而造成低熔点元素挥发严重问题；这些工艺为高性能的高熵合金制备带来困难，当前，对新型高熵合金制备工艺的研究还处于探索阶段。

发明内容

发明目的

本发明的目的根据现有制备工艺的不足，采用一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法，结合机械球磨、低温热压烧结、真空熔炼工艺，弥补单个工艺制备的不足，采用分段熔炼方式，提高高熵合金机械性能和应用范围。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：铝、钴、铬、铁、镍、无水乙醇、钛、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、立方厘米为计量单位

铝：Al，纯度99.99％，固态颗粒，5.0086g±0.01g

钴：Co，纯度99.99％，固态颗粒，27.3524g±0.01g

铬：Cr，纯度99.99％，固态颗粒，14.48g±0.01g

铁：Fe，纯度99.99％，固态颗粒，25.92g±0.01g

镍：Ni，纯度99.99％，固态颗粒，27.24g±0.01g

无水乙醇：C₂H₅OH，纯度99.95％液态液体3000mL±10mL

钛：纯度99.99％，固体颗粒，45g±0.01g

氩气：Ar，纯度99.99％，气态气体，800000cm³±100cm³

制备方法如下：

⑴预处理原料：

称取铝：5.0086g±0.01g；钴：27.3524g±0.01g；铬：14.48g±0.01g；铁：25.92g±0.01g；镍：27.24g±0.01g；将铝、钴、铬、铁、镍固体颗粒放入容器中加入无水乙醇300mL，使用磁力振动装置进行震荡搅拌清洗15min后，进行干燥；

⑵机械球磨合金原料：

①清洗球磨料筒

将球磨料筒进行清理，使用无水乙醇擦洗后进行晾干；

②放置球磨原料

将高熵合金原料放入球磨罐中，密闭；

③球磨机进行机械球磨