[发明专利]一种AlFex

说明书

本发明公开了一种AlFe_xCrCoNi高熵合金表面陶瓷化方法，对AlFe_xCrCoNi高熵合金进行预处理；采用直流脉冲微弧氧化电源、以及配制好的硅酸盐微弧氧化电解液，对预处理后的AlFe_xCrCoNi高熵合金进行微弧氧化处理，以在AlFe_xCrCoNi高熵合金表面形成陶瓷层；本发明以AlFe_xCrCoNi高熵合金表面陶瓷化为目标，通过调控高熵合金元素的匹配度，并结合高频率、低占空比、高电压的电参数，选配合适的微弧氧化电解液，可以在AlFexCrCoNi高熵合金表面快速获得黑色氧化膜陶瓷层，实现高熵合金的陶瓷化，提升其抗腐蚀耐磨损性能。

技术领域

本发明属于高熵合金表面涂层技术领域，尤其涉及一种AlFe_xCrCoNi高熵合金表面陶瓷化方法。

背景技术

高熵合金也是近年发展起来的一种新型金属材料，它是由五种或五种以上元素按照等原子比或近似等原子比混合形成的单相固溶体，具有强度硬度高，韧性好等优点，以及优异的热稳定性和高温力学性能。

AlFeCrCoNi高熵合金是目前研究较为成熟的一种合金体系。AlFeCrCoNi高熵合金微观组织由BCC单相固溶体组成，呈树枝晶形态，在NaCl溶液中具有优良耐蚀性、抗压强度和抗磨损性能，为进一步提升高熵合金使用性能，在其表面制备合适的涂层是有效途径之一。

常用的涂层制备方法为微弧氧化技术，其具有工艺简单、环保的特点，可在基体表面形成陶瓷质氧化物膜，能够有效的提高合金基体的性质。但是，微弧氧化陶瓷层的生长机理要求基体需为阀金属，在AlFeCrCoNi高熵合金中由于Fe并非阀金属，因此，难以使用微弧氧化方法在该高熵合金进行陶瓷化处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种AlFe_xCrCoNi高熵合金表面陶瓷化方法，通过降低高熵合金中铁的含量及调节微弧氧化参数快速建立氧化膜，实现该高熵合金的表面陶瓷化。

本发明采用以下技术方案：一种AlFe_xCrCoNi高熵合金表面陶瓷化方法，其包括以下步骤：

对AlFe_xCrCoNi高熵合金进行预处理；其中，0.3≤X≤0.7；

采用直流脉冲微弧氧化电源、以及配制好的硅酸盐微弧氧化电解液，以预处理后的AlFe_xCrCoNi高熵合金为阳极，对预处理后的AlFe_xCrCoNi高熵合金进行微弧氧化处理，在其表面形成陶瓷层；

其中，微弧氧化处理的电参量为：单脉冲输出电压为550～650V，频率为800Hz～1500Hz，占空比为3～6％，氧化时间为5～45min。

进一步地，0.3≤X≤0.5。

进一步地，X＝0.3。

进一步地，AlFe_xCrCoNi高熵合金的制备方法为：

选择纯度均大于99.9％单质金属Al、Fe、Cr、Co和Ni备用；

用B₂O₃或者硼酸分别与单质金属Al、Fe、Cr、Co或Ni加热；

对加热后的单质金属Al、Fe、Cr、Co和Ni依次进行清洗、烘干；

按照熔点高低顺序，将烘干后的金属单质依次放入熔炼炉进行熔炼，熔炼后得到AlFe_xCrCoNi高熵合金。

进一步地，熔炼包括：

抽真空，使熔炼炉炉腔内真空度达到3.0×10^-3Mpa；