[发明专利]一种高熵合金自润滑复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及高熵合金复合材料技术领域，尤其涉及一种高熵合金自润滑复合材料的制备方法。本发明提供了一种高熵合金自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：将CoCrNiFe合金和铝第一混合，得到第一混合物；将六方氮化硼和银第二混合，得到第二混合物；将所述第一混合物和第二混合物进行第三混合后，依次进行放电等离子体烧结、包套和热等静压处理，得到所述高熵合金自润滑复合材料。且制备得到的高熵合金自润滑复合材料同时具有良好的润滑性能和断裂韧性。

技术领域

本发明涉及高熵合金复合材料技术领域，尤其涉及一种高熵合金自润滑复合材料的制备方法。

背景技术

高熵合金因其独特的原子结构特征呈现出诸多优于传统金属材料的独特性能，成为近年金属材料领域的研究热点，尤其是在力学行为方面展现出高强耐磨等优异性能。基于此，当前摩擦学领域中对高熵合金的应用研究主要是研究其基体的耐磨性以及通过制备复合材料来降低摩擦系数，大多研究集中于制备自润滑耐磨复合涂层，而对块体材料的研究较少。自润滑复合材料一般由基体相、强化相和润滑相等组成，通常采用粉末冶金的方法制备高熵合金自润滑复合材料，因润滑相如六方氮化硼等润滑相与合金基体的界面结合问题，复合材料内部存在较多的微裂纹，致使材料脆性断裂趋向增加，断裂韧性相对基体材料明显降低，无法满足特殊工况下对材料韧性的要求。因此，开发出高强度、高韧性块体自润滑复合材料及其制备工艺势在必行。研究表明利用放电等离子烧结技术制备的AlxCoCrFeNi(x＝0.2,0.4,0.6,0.8,1)系列高熵合金复合材料可实现良好的润滑性能，但是商用合金粉末成分单一，定制费用高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高熵合金自润滑复合材料的制备方法，所述制备方法成本低，且制备得到的高熵合金自润滑复合材料同时具有良好的润滑性能和断裂韧性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高熵合金自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将CoCrNiFe合金和铝第一混合，得到第一混合物；

将六方氮化硼和银第二混合，得到第二混合物；

将所述第一混合物和第二混合物进行第三混合后，依次进行放电等离子体烧结、包套和热等静压处理，得到所述高熵合金自润滑复合材料。

优选的，所述CoCrNiFe合金和铝的质量比为(98～99.8)：(0.2～2)；

所述第一混合在球磨的条件下进行；所述球磨的球料比为(1～3)：1，转速为150～250rpm，时间为8～16h。

优选的，所述CoCrNiFe合金的粒径为20～60μm；

所述铝的粒径为20～40μm。

优选的，所述六方氮化硼和银的质量比为1：(1～3)。

优选的，所述六方氮化硼的粒径为1～10μm；

所述银的粒径为15～35μm。

优选的，所述第一混合物和第二混合物的质量比为(85～95)：(5～15)；

所述第三混合在球磨的条件下进行，所述球磨的球料比为(1～3)：1，转速为200～300rpm，时间为2～10h。

优选的，所述放电等离子烧结的过程为：在20～40MPa的压力下，以8～10℃/min的升温速率由室温升至850～1150℃，模压10～20min。

优选的，所述放电等离子烧结采用的模具为内径为25mm、38mm或50mm的石墨模具。