[发明专利]一种制备高熵合金表面离子渗氮层的方法

摘要

一种制备高熵合金表面离子渗氮层的方法，所述方法是将高熵合金基材进行清洗，离子氮化炉内零件烘干；待离子氮化炉内外压力一致后，将零件置于阴极盘上，对炉体抽真空并通入高纯度氨气，升温后保温，然后关闭氨气继续抽真空，随炉冷却后获得。本方法利用LDMC‑100A型脉冲离子氮化炉、双辉等离子体渗氮技术首次在高熵合金表面渗氮，具有渗层厚、结合强度高、硬度高、耐磨损和耐腐蚀的特点，而且方法渗速快、渗层性能好、工艺变形小以及耗气、耗电少等优点，是无污染无公害的理想工艺，可广泛应用于耐磨损和耐腐蚀性能要求高的工况条件。

主权项

一种制备高熵合金表面离子渗氮层的方法，所述方法采用的高熵合金基材的成分为Al1.3CoCuFeNi2，按照摩尔比配置，其中，下标代表该成分所占的摩尔分数，未标注下标的即摩尔比为1；或者所述高熵合金基材的成分为AlCoCrFeNi，按照等摩尔比配置；或者所述高熵合金材料采用的Al、Co、Cu、Fe、Ni和Cr冶炼原料质量浓度不低于99.9 %；所述制备高熵合金表面离子渗氮层的方法如下：（1）将采用的合金冶炼原料Al、Co、Cu、Fe、Ni和Cr元素按照摩尔比进行精确称量配比并净化金属表面氧化物；将配好的原料置于WK型真空电弧炉的水冷铜模熔炼池中的槽内，抽真空‑充氩气，熔炼电流在250安培，时间为30‑60秒，待合金充分混合后，将合金块翻转，后将合金锭放入水冷铜模的槽内，调节熔炼电流，待合金熔化均匀后，打开吸铸吸气阀，利用泵内真空进行吸铸，待合金模具冷却后取出，即获得所述高熵合金基材；（2）将打磨、抛光后的高熵合金基材由超声波清洗机进行清洗，然后将离子氮化炉内零件烘干，纯化炉内真空度；（3）打开手动放气阀，向炉内充入大气，待炉内外压力一致后，将炉筒吊起，将零件置于阴极盘上进行装炉，后关闭手动放气阀密封；（4）将炉筒盖好，接通电源，对炉体抽真空至5 Pa，向离子氮化炉内通入高纯度氨气，气压保持在500 Pa，缓慢升高电压，温度升至550 ℃，保温9 h，然后关闭氨气，继续抽真空，随炉冷却，待工件温度降至室温时，关闭冷却水，打开炉体，取出试样。