[发明专利]一种保径环及其制备方法和应用

摘要

本发明属于特种设备设计优化技术领域，具体涉及一种保径环及其制备方法和应用。所述保径环的材质为高熵合金/金刚石复合材料；所述高熵合金/金刚石复合材料中，金刚石占复合材料总质量的10％～30％，所述金刚石以颗粒状均匀分布于高熵合金中，金刚石颗粒的粒径为10‑150微米；所述高熵合金由Fe、Co、Cr、Ni四种元素以及Cu、Al、Ti、Zn中的至少两种元素组成。其通过粉末冶金法制备，所得产品作为保径装置用于截齿或钻头上。本发明组分设计合理，制备工艺简单可控，所得产品性能优良、其使用寿命为现有同类截齿或钻头的10倍及以上，便于大规模的工业化应用。

主权项

1.一种保径环；其特征在于：所述保径环的材质为高熵合金/金刚石复合材料；所述高熵合金/金刚石复合材料中，金刚石占复合材料总质量的12~28%，所述金刚石以颗粒状均匀分布于高熵合金中，金刚石颗粒的粒径为10-150微米；/n所述高熵合金由Fe、Co、Cr、Ni四种元素以及Cu、Al、Ti、Zn中的至少两种元素组成；其中Fe、Co、Cr、Ni四种元素中任意两种元素的摩尔比为0.95-1.05：0.95-1.05；Cu、Al、Ti、Zn中任意一种 元素与Fe元素的摩尔比为0.5-1:1；/n所述保径环由下述步骤制备：/n步骤一/n按设定比例选取Fe、Co、Cr、Ni四种元素并混合，按设定比例加入Al、Cu、Ti、Zn中至少两种元素，混合，雾化，得到高熵基体粉末；/n步骤二/n将步骤一所得高熵基体粉末进行高能球磨处理，得到表面活化的高熵合金粉末；/n步骤三/n按设定比例；将所述表面活化的高熵合金粉末与金刚石微粒均匀混合，得到高熵合金/金刚石混合粉末；所述金刚石微粒表面镀有表面金属层；所述表面金属层含有零价Ti、零价Ni、零价Cr、零价W中的至少一种；/n步骤四/n将上述的混合粉末放入模具内，进行放电等离子烧结，得到所述的保径环；放电等离子烧结时，控制烧结温度为850~1000℃，保温时间为5~10min，烧结压力为30~50MPa 。/n