[发明专利]一种在锆合金表面制备超硬Zrx

权利要求书

1.一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)工件预处理：将锆合金工件打磨至光亮、清洗、干燥；

(2)涂层预置处理：利用有机溶剂将具有相同的摩尔分数的Co、Cr、Fe和Ni的金属粉末混合成糊状，涂覆在工件表面，然后干燥，其中，涂层预置厚度为1000-1200μm；

(3)激光表面熔覆处理工艺：对涂层预置处理后的工件进行激光表面熔覆处理，采用惰性气体为保护气体，激光表面熔覆处理的工艺参数为：激光功率50-300W，能量密度12-15J/mm2，脉冲宽度3-6ms，离焦量0-4mm，扫描速度5-10mm/s；

(4)取出经激光表面熔覆处理的工件，获得表面具有Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的工件，所述工件表面Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层中Co、Cr、Fe、Ni具有相同的摩尔分数，Zr的含量为5-15at.％。

2.根据权利要求1所述的一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，所述步骤(1)工件预处理包括：依次选用400#、800#、1000#、1200#、2000#和3000#砂纸将样品打磨至光亮，每换不同数值的砂纸打磨时样品旋转90°；样品打磨完成后用无水乙醇清洗；然后吹干其表面。

3.根据权利要求1所述的一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)中有机溶剂为PVA有机溶剂。

4.根据权利要求3所述的一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)涂层预置处理的工艺参数为：PVA有机溶剂浓度为6-10wt.％、干燥温度80-130℃、干燥时间8-10h。

5.根据权利要求1所述的一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)中将Co、Cr、Fe和Ni的金属粉末混合成糊状之前，通过球磨机将Co、Cr、Fe和Ni的金属粉末混粉8-12小时保证成分均匀，通过球磨机混粉的步骤在步骤(1)之前或之后进行。

6.根据权利要求1所述的一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，在步骤(3)中所述惰性气体为纯度为99.9％的氩气。

7.根据权利要求1所述的一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，在步骤(3)中激光表面熔覆处理的工艺参数为：激光功率300W，能量密度12.5J/mm²，脉冲宽度5ms，离焦量2mm，扫描速度8mm/s。

8.根据权利要求1所述的一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，制备的Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的厚度为220-550μm。

9.根据权利要求1所述的一种在锆合金表面制备超硬Zr_xCrCoFeNi高熵合金涂层的方法，其特征在于，锆合金工件为Zr702。