[发明专利]一种定向阵列的陶瓷相增强高熵合金的制备方法

说明书

一种定向阵列的陶瓷相增强高熵合金的制备方法，它涉及一种高熵合金的制备方法。本发明的目的是要解决现有高熵合金在特定方向上的性能冲击效果差的问题。方法：一、混合球磨；二、基体预处理；三、制备预制件；四、熔覆，得到有定向阵列的陶瓷相增强高熵合金的基体。本发明利用磁场辅助电子束熔覆，成功制备出定向阵列的陶瓷相增强高熵合金涂层，有效阻挡高熵合金受到的特定方向的性能冲击。本发明可获得一种定向阵列的陶瓷相增强高熵合金。

技术领域

本发明涉及一种高熵合金的制备方法。

背景技术

高熵合金是一种复杂的金属固溶体，没有明显的溶剂与溶质之分，含有五种或更多种元素的金属材料。通常，高熵合金中的固溶体有面心立方、体心立方和密排六方三种不同的晶体结构。由于其形成规律的独特性，使其具有高硬度、良好的塑性、良好的耐热性、优异的耐腐蚀性，在机械、冶金、航空航天等多个关键领域有着广泛的应用。

陶瓷颗粒作为增强相融入高熵合金晶粒内，利用其低密度、高硬度、低摩擦系数、良好的红硬性、抗高温蠕变性能，提高高熵合金综合性能。

目前高熵合金在工程中应用时越来越多的涉及到特定方向上的性能冲击，如磨损、冲蚀、氧化等。为解决此类问题，制备一种将陶瓷相在高熵合金晶粒中具有良好的界面结合、均匀分散、定向阵列的高熵合金，更加具有好的应用前景和工业价值。

发明内容

本发明的目的是要解决现有高熵合金在特定方向上的性能冲击效果差的问题，而提供一种定向阵列的陶瓷相增强高熵合金的制备方法。

一种定向阵列的陶瓷相增强高熵合金的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、混合球磨：

①、将氮化铝粉末、铁粉末、铬粉末、钴粉末、镍粉末和钛粉末混合均匀，得到混合粉末；

步骤一①中所述的混合粉末中氮化铝粉末、铁粉末、铬粉末、钴粉末、镍粉末和钛粉末的摩尔比为(1-4):(1-4):(1-4):(1-4):(1-4):(1-4)；

②、将混合粉末置于球磨罐内，再加入无水乙醇、环己烷、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合液进行湿法球磨，再进行干燥，得到球磨后的混合粉末；

二、基体预处理：

将基体进行喷砂处理，得到喷砂后的基体；

三、制备预制件：

将球磨后的混合粉末放入模具中，再施加压力，得到预制件，把预制件放置在喷砂后的基体表面上；

四、熔覆：

采用激光作为电子束源，在功率为1400W～1600W、扫描速度为25mm/s～35mm/s、圆形光斑直径为3mm～5mm和惰性气体气氛保护的条件下施加与预制件成45°角的电磁场，两块铜板分别接正负50V～70V脉冲电压，周期为2s～5s，磁场强度为1T～2T，两块铜板与预制件的距离均为25mm～35mm，磁场方向与电子束方向成40°～60°，电子束沿预制件一端与水平线呈40°～60°角方向熔覆，每道熔池的搭接率为25％～35％，熔覆后在-20℃～-30℃的冷冻设备中冷却，得到有定向阵列的陶瓷相增强高熵合金的基体。

本发明有益效果：

一、本发明利用磁场辅助电子束熔覆，成功制备出定向阵列的陶瓷相增强高熵合金涂层，有效阻挡高熵合金受到的特定方向的性能冲击；

二、本发明在TC4合金基体表面制备的定向阵列的陶瓷相增强高熵合金涂层能有效提高基体材料的耐磨性能，定向阵列生长的TiN颗粒对于特定方向的磨损冲击起到了缓释作用，在25℃、60min的磨损条件下，45°角的磨损量仅为0.0093mg，而TC4合金基体的磨损量为0.0645mg，因此，本发明可以可以有效的提高特定方向的耐磨性能；