CN107881501A - 一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物 - Google Patents

一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN107881501A
CN107881501A CN201711173868.1A CN201711173868A CN107881501A CN 107881501 A CN107881501 A CN 107881501A CN 201711173868 A CN201711173868 A CN 201711173868A CN 107881501 A CN107881501 A CN 107881501A
Authority
CN
China
Prior art keywords
additives
compositions
coating
entropy alloy
alloy powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711173868.1A
Other languages
English (en)
Inventor
黄元盛
温立哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangmen Polytechnic
Original Assignee
Jiangmen Polytechnic
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangmen Polytechnic filed Critical Jiangmen Polytechnic
Priority to CN201711173868.1A priority Critical patent/CN107881501A/zh
Publication of CN107881501A publication Critical patent/CN107881501A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物，所述添加剂组合物的原料包括碳、锰、硅、硼、淀粉和纤维素中的至少三种，每一种原料占该添加剂组合物总重量的5‑60％；本发明选用碳、锰、硅、硼、淀粉和纤维素中的至少三种作为用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂，添加了本发明的添加剂组合物的合金粉末涂覆在基材表面，经过激光熔覆后，得到的涂层表面、涂层内部以及涂层与基材间均无气泡，并且显著提高了高熵合金涂层与基材表面的附着力，提高涂层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性。

Description

一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物
技术领域
本发明属于金属材料表面改性领域，尤其涉及一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物及其制备方法和使用。
背景技术
高熵合金是一种新型合金，通常由五种或五种以上的元素组元按照等原子比或接近于等原子比合金化。由于高熵合金的混合熵很大，抑制了金属将化合物的形成，可以得到简单的体心立方或面心立方晶体相结构。这种独特的单相固溶体组织结构，有利于保持合金的高韧性、并赋予高熵合金优良的耐磨、耐腐蚀、耐高温以及抗高温氧化等优异性能，因此高熵合金具有多方面的应用潜力。
目前，已经被应用于高熵合金涂层的制备方法主要有磁控溅射、激光熔覆和等离子熔覆。其中，激光熔覆是先将混合的纯合金粉末涂覆在基片上，再利用激光的高温融化粉末，经快速冷却，从而制备高熵合金涂层，可显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。然而，由于激光熔覆的光斑外缘和内缘温度差别大，涂层组织形成不均，应力分配不匀，排气浮渣不充分，造成涂层硬度不均且易形成气孔夹渣；另外，由于不同材料对不同波长激光的吸收能力不同，造成激光熔覆材料选择限制较大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物及其制备方法和使用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物，所述添加剂组合物的原料包括碳、锰、硅、硼、淀粉和纤维素中的至少三种。
优选地，在所述添加剂组合物中，每一种原料占该添加剂组合物总重量的5-60％。
优选地，所述原料的粒径为10纳米～100微米。上述用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的制备方法，包括将称量好的原料混合均匀，即可。
上述用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的使用方法，包括将添加剂组合物与制备高熵合金涂层的合金粉末混合均匀后，用于制备高熵合金涂层。
优选地，所述添加剂组合物的添加量为制备高熵合金涂层的合金粉末重量的0.1-10％。
优选地，将添加剂组合物与制备高熵合金涂层的合金粉末混合均匀后，得到的混合粉末铺在基材表面，通过激光熔覆即可。
进一步优选地，所述混合粉末铺在基材上的厚度为0.1毫米～3毫米。
优选地，所述激光熔覆过程中，激光功率300～5000瓦，光斑直径1～10毫米，基材温度：-50℃～200℃。
优选地，所述制备高熵合金涂层的合金粉末为现有技术中可用于制备高熵合金涂层的任何合金粉体，例如根据配置高熵合金的相关规律，选择合适的金属元素粉体，如铝、硅、钴、铬、铜、铁、钼、镍、钛、钒、锰、锌、钨、铌等中的至少5种。
优选地，所述制备高熵合金涂层的合金粉末的粒径为10纳米～100微米。
进一步优选地，在将添加剂组合物与制备高熵合金涂层的合金粉末的混合物涂覆在基材表面前，将基材表面打磨光滑，并用酒精或丙酮溶液清洗其表面。
本发明的有益效果：
本发明选用碳、锰、硅、硼、淀粉和纤维素中的至少三种作为用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂，添加了本发明的添加剂组合物的合金粉末涂覆在基材表面，经过激光熔覆后，得到的涂层表面、涂层内部以及涂层与基材间均无气泡，并且显著提高了高熵合金涂层与基材表面的附着力，提高涂层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性；
添加了本发明的添加剂组合物的合金粉末涂覆在基材表面，经过激光熔覆后，涂层在基材表面分布均匀，涂层平整、无裂纹，且降低涂层的含氧量；
本发明采用激光熔覆制备得到的涂层质量好，工作效率高，操作简单。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
对比例1
一种高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝、钴、铬、铜、铁、钼、镍、钛(摩尔比为2:1:1:0.5:1:1:1:2)元素粉末用球磨机混合均匀，制得制备激光高熵合金涂层用合金粉末。
(2)把步骤(1)制得的混合粉末，在激光熔覆机进行激光熔覆，在25#钢基底上制作高熵合金激光涂层。
制作得到的高熵合金激光涂层表面不平，肉眼观察有裂纹、气孔。
在载荷1kgf，保载时间10秒的条件下对高熵合金激光涂层进行硬度测试，涂层显微硬度为826HV1。
实施例1
一种高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝、钴、铬、铜、铁、钼、镍、钛(摩尔比为1:1:1:0.5:1:1:1:1)元素粉末用球磨机混合均匀，制得激光高熵合金涂层用合金粉末，备用；
(2)称量0.6克碳、2.5克锰、0.6硅、2.5克硼、0.1纤维素混合均匀，制得添加剂组合物，备用；
(3)称量100克步骤(1)制得的合金粉末与0.5克步骤(2)制得的添加剂组合物混合均匀，制得混合粉末；
(4)把步骤(3)制得的混合粉末，在激光熔覆机进行激光熔覆，在25#钢基底上制作高熵合金激光涂层。
本实例制得的高熵合金激光涂层表面更平整，肉眼观察无裂纹、无气孔，与对比例1的涂层相比含氧量减少80％。
在载荷1kgf，保载时间10秒的条件下对高熵合金激光涂层进行硬度测试，涂层显微硬度为1052HV1。
实施例2
一种高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝、钴、铬、铜、铁、钼、镍、钛(摩尔比为2:1:1:0.5:1:1:1:2)元素粉末用球磨机混合均匀，制得激光高熵合金涂层用合金粉末，备用；
(2)称量0.6克碳、2.5克锰、0.6硅、2.5克硼、0.1淀粉混合均匀，制得添加剂组合物，备用；
(3)称量100克步骤(1)制得的合金粉末与0.5克步骤(2)制得的添加剂组合物混合均匀，制得混合粉末；
(4)把步骤(3)制得的混合粉末，在激光熔覆机进行激光熔覆，在25#钢基底上制作高熵合金激光涂层。
本实例制得的高熵合金激光涂层表面更平整，肉眼观察无裂纹、无气孔，与对比例1的涂层相比含氧量减少83％。
在载荷1kgf，保载时间10秒的条件下对高熵合金激光涂层进行硬度测试，涂层显微硬度为938HV1。
实施例3
(1)将钴、铬、铜、铁、镍、钛(摩尔比为1:1:1:1:1:1)元素粉末用球磨机混合均匀，制得激光高熵合金涂层用合金粉末，备用；
(2)称量0.5克碳、3克锰、0.6硅、2克硼混合均匀，制得添加剂组合物，备用；
(3)称量100克步骤(1)制得的合金粉末与0.5克步骤(2)制得的添加剂组合物混合均匀，制得混合粉末；
(4)把步骤(3)制得的混合粉末，在激光熔覆机进行激光熔覆，在25#钢基底上制作高熵合金激光涂层。
本实例制得的高熵合金激光涂层表面更平整，肉眼观察无裂纹、无气孔，与对比例1的涂层相比含氧量减少78％。
在载荷1kgf，保载时间10秒的条件下对高熵合金激光涂层进行硬度测试，涂层显微硬度为978HV1。
实施例4
一种高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝、钴、铬、铜、铁、钼、镍、钛(摩尔比为2:1:1:0.5:1:1:1:2)元素粉末用球磨机混合均匀，制得激光高熵合金涂层用合金粉末，备用；
(2)称量0.6克碳、2.5克锰、0.6硅、2.5克硼、0.5淀粉、0.5纤维素混合均匀，制得添加剂组合物，备用；
(3)称量100克步骤(1)制得的合金粉末与0.5克步骤(2)制得的添加剂组合物混合均匀，制得混合粉末；
(4)把步骤(3)制得的混合粉末，在激光熔覆机进行激光熔覆，在25#钢基底上制作高熵合金激光涂层。
本实例制得的高熵合金激光涂层表面更平整，肉眼观察无裂纹、无气孔，与对比例1的涂层相比含氧量减少81％。
在载荷1kgf，保载时间10秒的条件下对高熵合金激光涂层进行硬度测试，涂层显微硬度为923HV1。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物，其特征在于，所述添加剂组合物的原料包括碳、锰、硅、硼、淀粉和纤维素中的至少三种。
2.根据权利要求1所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物，其特征在于，在所述添加剂组合物中，每一种原料占该添加剂组合物总重量的5-60％。
3.根据权利要求1所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物，其特征在于，所述原料的粒径为10纳米～100微米。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的制备方法，其特征在于，包括将称量好的原料混合均匀，即可。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的使用方法，其特征在于，将添加剂组合物与制备高熵合金涂层的合金粉末混合均匀后，用于制备高熵合金涂层。
6.根据权利要求5所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的使用方法，其特征在于，所述添加剂组合物的添加量为制备高熵合金涂层的合金粉末重量的0.1-10％。
7.根据权利要求5所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的使用方法，其特征在于，将添加剂组合物与制备高熵合金涂层的合金粉末混合均匀后，得到的混合粉末铺在基材表面，通过激光熔覆即可。
8.根据权利要求7所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的使用方法，其特征在于，所述混合粉末铺在基材上的厚度为0.1～3毫米。
9.根据权利要求5所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的使用方法，其特征在于，所述激光熔覆过程中，激光功率300～5000瓦，光斑直径1～10毫米，基材温度：-50℃～200℃。
10.根据权利要求5所述的用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物的使用方法，其特征在于，所述制备高熵合金涂层的合金粉末的粒径为10纳米～100微米。
CN201711173868.1A 2017-11-22 2017-11-22 一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物 Pending CN107881501A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711173868.1A CN107881501A (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711173868.1A CN107881501A (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107881501A true CN107881501A (zh) 2018-04-06

Family

ID=61778070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711173868.1A Pending CN107881501A (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107881501A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112030161A (zh) * 2020-09-29 2020-12-04 昆明理工大学 一种用于激光熔覆的高熵合金粉末及其使用方法
CN113416910A (zh) * 2021-06-16 2021-09-21 南京工程学院 耐磨、耐蚀高熵非晶合金粉末及其涂层、涂层制备方法和应用
CN114032502A (zh) * 2021-11-23 2022-02-11 江西省科学院应用物理研究所 一种耐磨耐蚀复合层及其制备方法
CN114540811A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 河北恒韧增材制造有限公司 一种微束等离子熔敷制备热轧功能板、辊的工艺方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1827817A (zh) * 2006-04-14 2006-09-06 韶关学院 高熵合金粘结剂与复合碳化物烧结的硬质合金及其制作方法
CN101215663A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 哈尔滨工业大学 高熵合金基复合材料及其制备方法
CN102220026A (zh) * 2011-04-11 2011-10-19 黄元盛 高熵合金粉末导电高分子复合材料及其制作方法
CN103056355A (zh) * 2013-01-29 2013-04-24 大连海事大学 一种铁基合金激光熔覆粉末的制造及其使用方法
CN103290404A (zh) * 2013-05-06 2013-09-11 浙江工业大学 激光熔覆用高熵合金粉末和高熵合金涂层的制备方法
CN103394685A (zh) * 2013-07-17 2013-11-20 贵州大学 用于制备高熵合金涂层的合金粉末及其制备方法和应用
CN103556146A (zh) * 2013-11-06 2014-02-05 四川建筑职业技术学院 制备高熵合金涂层的方法
CN105925977A (zh) * 2016-04-27 2016-09-07 贵州航天风华精密设备有限公司 一种铝合金构件的表面处理方法
CN107186208A (zh) * 2017-05-23 2017-09-22 昆山卡德姆新材料科技有限公司 一种高熵合金喂料及其制备方法和应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1827817A (zh) * 2006-04-14 2006-09-06 韶关学院 高熵合金粘结剂与复合碳化物烧结的硬质合金及其制作方法
CN101215663A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 哈尔滨工业大学 高熵合金基复合材料及其制备方法
CN102220026A (zh) * 2011-04-11 2011-10-19 黄元盛 高熵合金粉末导电高分子复合材料及其制作方法
CN103056355A (zh) * 2013-01-29 2013-04-24 大连海事大学 一种铁基合金激光熔覆粉末的制造及其使用方法
CN103290404A (zh) * 2013-05-06 2013-09-11 浙江工业大学 激光熔覆用高熵合金粉末和高熵合金涂层的制备方法
CN103394685A (zh) * 2013-07-17 2013-11-20 贵州大学 用于制备高熵合金涂层的合金粉末及其制备方法和应用
CN103556146A (zh) * 2013-11-06 2014-02-05 四川建筑职业技术学院 制备高熵合金涂层的方法
CN105925977A (zh) * 2016-04-27 2016-09-07 贵州航天风华精密设备有限公司 一种铝合金构件的表面处理方法
CN107186208A (zh) * 2017-05-23 2017-09-22 昆山卡德姆新材料科技有限公司 一种高熵合金喂料及其制备方法和应用

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112030161A (zh) * 2020-09-29 2020-12-04 昆明理工大学 一种用于激光熔覆的高熵合金粉末及其使用方法
CN113416910A (zh) * 2021-06-16 2021-09-21 南京工程学院 耐磨、耐蚀高熵非晶合金粉末及其涂层、涂层制备方法和应用
CN113416910B (zh) * 2021-06-16 2022-02-15 南京工程学院 耐磨、耐蚀高熵非晶合金粉末及其涂层、涂层制备方法和应用
CN114032502A (zh) * 2021-11-23 2022-02-11 江西省科学院应用物理研究所 一种耐磨耐蚀复合层及其制备方法
CN114540811A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 河北恒韧增材制造有限公司 一种微束等离子熔敷制备热轧功能板、辊的工艺方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107881501A (zh) 一种用于制备高熵合金涂层用的合金粉末的添加剂组合物
CN105112909B (zh) 一种添加CeO2的铁基Cr3C2激光熔覆涂层及其制备方法
CN103394685B (zh) 用于制备高熵合金涂层的合金粉末及其制备方法和应用
CN100439521C (zh) 一种移动式激光熔覆现场加工的合金粉末材料
CN107299342A (zh) 一种高熵合金涂层及其制备方法和用途
CN102352508B (zh) Trt机组零部件激光熔覆用铁基合金粉末
CN106835126B (zh) 一种钛合金表面激光熔覆用陶瓷复合材料
CN114045484B (zh) 一种多尺度陶瓷颗粒耦合增强激光熔覆铁基耐磨涂层及其制备方法
CN108677129A (zh) 一种FeCoNiCrSiAl高熵合金涂层及其制备方法
CN102899664A (zh) 激光熔覆合金粉末及其制备方法
CN102912189A (zh) 激光熔覆钴基合金粉末及其制备方法
CN110157953A (zh) 一种激光增材制造用高温合金粉末及其制备方法
CN101705410A (zh) 激光熔覆用耐磨抗热腐蚀多元铝硅碳氮化物金属陶瓷
CN101838807A (zh) 一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料及其涂层
CN106757013A (zh) 一种钛合金激光表面硅化物增强多元高温合金化层及其制备方法
CN111235456B (zh) 激光熔覆增材制造用三元硼化物和碳化物强化金属陶瓷粉末及其制备与应用
CN109351957A (zh) 激光熔覆用铁基合金粉末及其制备方法
CN106191853A (zh) 一种热作模具钢的耐磨减摩金属陶瓷复合涂层工艺
CN106702377A (zh) 一种激光熔覆法制备金属/六方氮化硼复合涂层的方法
CN103521761A (zh) 微纳米氧化物颗粒增强高耐磨镍基合金粉末及其制备方法
CN108690946A (zh) 一种喷焊粉末材料及其制备方法和应用
Sharma et al. Microstructure, mechanical and erosion wear analysis of post heat treated iron alloy based coating with varying chromium
CN104451664B (zh) 原位自生WC+TiC复合增强铁基耐磨涂层的制备方法
CN1600891A (zh) 一种钛合金表面激光熔覆涂层复合材料
JP2988281B2 (ja) 溶射用セラミックス・金属複合粉末及び溶射被膜の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180406