[发明专利]一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺在审
申请号: | 202111551808.5 | 申请日: | 2021-12-17 |
公开(公告)号: | CN114657550A | 公开(公告)日: | 2022-06-24 |
发明(设计)人: | 王岩;李鹏江;刘世锋;魏瑛康;杨鑫;张亮亮;王建勇 | 申请(专利权)人: | 西安建筑科技大学 |
主分类号: | C23C24/10 | 分类号: | C23C24/10;C22C30/00;B22F9/14;B22F9/04 |
代理公司: | 北京栈桥知识产权代理事务所(普通合伙) 11670 | 代理人: | 潘卫锋 |
地址: | 710055 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 耐高温 磨擦 磨损 难熔高熵 合金 涂层 制备 工艺 | ||
1.一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1、粉末制备
按如下质量百分比称取W15.62-38.64%、Mo14.72-22.64%、Ta14.72-40.62%、Nb10.25-25.82%的单质纯金属,各单质纯金属纯度≥99.95%,利用等离子旋转电极雾化法制备难熔单质粉末,再将粉末进行筛分,并对其进行干燥预处理;
S2、球磨混粉
将干燥预处理后的难熔单质粉末置于行星球磨机中,球磨制得所需难熔高熵合金粉末原料;
S3、基材处理
S3-1、将基材表面打磨光滑去除基材表面油污,然后做喷砂处理,再将基材置于超声清洗机清洗30min去除表面粘接杂质,最后置于120-250℃的鼓风干燥箱中,干燥1-2h后备用;
S3-2、在步骤S3-1处理后的基材表面均匀涂抹活性助剂,所述活性助剂的涂抹厚度为0.2-0.4mm;
S4、激光熔覆成型
将步骤S2所得难熔高熵合金粉末激光熔覆在步骤S3所得基材上,形成耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层;其中,激光功率为800-1500W,光斑直径为1mm,扫描速度为600-1500mm/s,熔覆搭接率为50-60%,送粉速度为0.2-0.5r/min,保护气体气体流量为3-5L/min。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺,其特征在于,所述步骤S1中还称取质量百分比为2.4-6.8%的V单质纯金属,所述V单质纯金属的纯度≥99.95%。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺,其特征在于,步骤S1的具体为:
S1-1、将各单质纯金属用车床加工成棒材坯料;
S1-2、将步骤S1-1得到的棒材坯料置于雾化制粉设备内,进行抽真空处理,当雾化室内真空度为5×10-3Pa时,向雾化室内充入惰性气体和金属盐粉体混合体,其中,惰性气体为氩气和氦气的混合气体,金属盐粉体为NaCl粉体;
S1-3:用等离子体炬加热熔化高速旋转的棒材坯料,最后,将熔化后液滴冷却即可得到难熔单质金属粉末;其中,等离子弧电流1200-1800A,电压为120-180V,金属电极转速为10000-15000r/min。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺,其特征在于,所述步骤S1中经110℃的鼓风干燥加热炉干燥2h后各难熔单质金属粒径在28-73μm,粉末流动性为19.07s/50g。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺,其特征在于,所述步骤S2中球磨过程球料比为5:4,球磨混粉时间为4h。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺,其特征在于,所述步骤S3中基材的材料为Ni基高温合金。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺,其特征在于,在进行难熔高熵合金涂层熔覆之前,需对打印仓充入保护气体,其中保护气体为氮气和氦气的混合气体,确保空气氧含量≤0.5%。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温磨擦磨损难熔高熵合金涂层的制备工艺,其特征在于,所述S3-2的活性助剂包括SiO2:25-30份、MnO:20-25份、TiO2:15-18份;活性助剂的制备方法为:分别称取上述重量份的SiO2、MnO、TiO2置入玻璃容器中,然后加入18-24份的二甲基酮,搅拌均匀即可。
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