[发明专利]一种抗磨减摩高熵合金涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种抗磨减摩高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：将基材置放于永磁性板上；在基材表面上生成高熵合金涂层，且进行表面铣削处理；对高熵合金涂层输入热量以生成一次高温熔池；向着一次高温熔池中喂入陶瓷颗粒，与此同时，电磁铁得电，且其与电磁铁协同作用而生成的磁感线横穿一次高温熔池，且持续至一次高温熔池完全冷凝；在冷凝后的一次高温熔池的表面生成二次高温熔池；超声波发生仪和电磁铁同时得电，超声波发生仪所生成的超声波扰动二次高温熔池，与此同时，永磁性板和电磁铁的协同作用而生成的磁感线横穿二次高温熔池，且持续至二次高温熔池完全冷凝；对冷凝后的二次高温熔池表面进行预热处理，且执行反复滚压操作。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其是一种抗磨减摩高熵合金涂层的制备方法。

背景技术

根据公开文献可知，高熵合金具有优异的耐磨抗蚀抗高温等综合特性，通过激光熔覆技术制备高熵合金涂层可以进一步扩大高熵合金的应用范围。

随着服役工况的更加苛刻化，常规高熵合金涂层已难以满足服役要求，特别是在摩擦磨损领域的关键零部件，这些部件要求表面具有高硬度和高耐磨性能，内部具有高强韧性能，因而通过在高熵合金涂层表面注入高性能的陶瓷颗粒是一种不错的思路，主要相关技术资料列举如下：

1)中国发明专利CN202011462467.X公开文件中提出了在基体表面直接注入陶瓷颗粒获得高性能的耐磨熔注层的设计思路，但是在实际熔覆成型中由于陶瓷颗粒密度小，重量轻，因而在激光熔注过程中会聚集在熔池的表层，很难均匀分布于基体的内部，且深度受限。

2)中国发明专利CN201910620490.8提出的一种兼顾激光熔注效率、复合层深和冶金质量的方法，虽可以有效提高陶瓷颗粒注入深度和效率，但是增强颗粒的分布状态难以有效主动控制。

3)宋诗英(宋诗英，王梁，胡勇，等.中国激光，2016(5)：63-7)利用稳态磁场辅助激光熔注，在316L不锈钢基体上成功制备了碳化钨(WC)颗粒分布可调的WC/316L金属基梯度复合材料涂层，发现随着磁场强度的增大，WC颗粒集中分布在复合材料表层的趋势增大，但由于激光熔池存在时间短，单一的定向磁场进行调控虽能改变熔注的深度，但是陶瓷颗粒分布的均匀性较难控制。

上述已公开的专利或文献均是在基体表面直接进行激光熔注陶瓷颗粒，从而导致陶瓷颗粒的熔深较浅，且陶瓷颗粒在高熵合金涂层的分布均匀性极差，最终导致所制备高熵合金涂层的抗磨性能以及减摩性能不能满足大规模工业化应用要求。因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

故，本发明课题组鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过课题组人员不断实验以及修改，最终导致该抗磨减摩高熵合金涂层的制备方法的出现。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种抗磨减摩高熵合金涂层的制备方法，其包括以下步骤：

S1、将基材置放于永磁性板上；

S2、借由激光熔覆头在基材表面上制备出高熵合金涂层，且应用铣削工艺对高熵合金涂层的熔覆层表面进行铣削处理；

S3、在基材的正上方布置有电磁铁；借由光斑激光头对高熵合金涂层施予激光定点辐照以在电磁铁的正下方生成有一次高温熔池；

S4、向着一次高温熔池中喂入陶瓷颗粒，与此同时，向着电磁铁通入直流电以使其产生磁性，永磁性板和电磁铁的协同作用而生成的磁感线横穿过所述一次高温熔池，且持续设定时间直至一次高温熔池完全地冷凝；

S5、在基材的正上方布置有超声波发生仪；第二次启动光斑激光头，通过激光定点辐照的方式在冷凝后的一次高温熔池的表面生成二次高温熔池；二次高温熔池同时与超声波发生仪和电磁铁正对位；