CN109763125A

CN109763125A - 一种耐高温磨损的高熵合金涂层及其制备工艺、应用

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Publication number: CN109763125A
Application number: CN201910048869.6A
Authority: CN
Inventors: 张红霞; 戴景杰; 孙彩霞
Original assignee: Qingdao Binhai University
Current assignee: Qingdao Binhai University
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2039-01-18
Also published as: CN109763125B

Abstract

本发明涉及一种耐高温磨损的高熵合金涂层及其制备工艺、应用，包括步骤如下：(1)将钛合金试样表面打磨，清洗；(2)将金属粉末、陶瓷硬质相和稀土氧化物混合均匀，形成熔敷材料粉末，平铺在上述清洗后的钛合金表面；(3)采用激光熔覆制备钛合金涂层；其中，金属粉末为Ti、Ni、Al、Si和V，陶瓷相材料为B₄C、TiC或TiN，稀土氧化物为Y₂O₃。该种高熵合金涂层能够显著提高钛合金零部件的硬度，改善钛合金部件的耐磨性、扩大钛合金零部件的使用范围。

Description

一种耐高温磨损的高熵合金涂层及其制备工艺、应用

技术领域

本发明属于一种耐高温磨损的高熵合金涂层，特别涉及一种钛合金表面激光熔覆陶瓷相增强的高熵合金耐磨涂层及其制备工艺，适用于高温与耐磨环境复杂环境下应用的钛合金零部件。

背景技术

由于钛合金具有密度低、比强度高、疲劳蠕变性能好、耐蚀性能优异等特点，在航空、航天、船舶、兵器、化工、冶金以及日常生活等领域得到较广泛的应用。钛合金具有低的表面硬度，导致承载能力差，易与其他材料发生粘着磨损和微动磨损，导致其具有低的耐磨性，尤其是在高温磨损的服役条件下，严重限制了其广泛的应用。在钛合金表面制备一层耐磨的涂层防止钛合金的磨损，可以发挥钛合金的优点。所以表面改性技术是最佳的选择，表面改性技术在提高表面性能的同时，保持了钛合金整体力学性能等优点。

例如：专利CN108220957A公开了一种钛合金表面耐高温涂层及其制备方法，所述涂层的原始原料的成分体系(45～75)％Al-(10-20)-Nb-(5-20)％Si-(0～15)-B-(0～20)％B₄C-(0～10)％C，采用激光表面合金化的方式，在钛合金表面制备原位生成的耐高温涂层与基体呈典型的冶金结合，这种涂层不仅具有优异的抗高温氧化、磨损性能，同时，涂层的厚度也得到了大幅度提高，很好地解决了现有技术中存在的涂层厚度、硬度、耐磨性难以均衡提高的问题，极具应用前景。

高熵合金多主元互溶，原子间的尺寸差，改变了晶格常数，增加了晶格畸变，使合金表现出强的固溶强化效果，使得多元高熵合金具有高的硬度和强度、高的耐磨性等优异的性能。因此，多主元高熵合金被引入作为表面涂层材料，即能满足需求，又能节约成本。

但发明人发现：目前，关于钛合金表面激光熔覆陶瓷相增强的TiAlNiSiV高熵合金涂层的报道较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金表面陶瓷相增强的TiAlNiSiV高熵合金涂层的制备工艺，该种高熵合金涂层能够显著提高钛合金零部件的硬度，改善钛合金部件的耐磨性、扩大钛合金零部件的使用范围。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种钛合金表面陶瓷相增强的TiAlNiSiV高熵合金涂层的制备方法，包括步骤如下：

(1)将钛合金试样表面打磨，清洗；

(2)将金属粉末、陶瓷硬质相和稀土氧化物混合均匀，形成熔敷材料粉末，平铺在上述清洗后的钛合金表面；

(3)采用激光熔覆制备钛合金涂层；

其中，金属粉末为Ti、Ni、Al、Si和V，陶瓷相材料为B₄C、TiC或TiN，稀土氧化物为Y₂O₃。

本申请在开放的氩气环境下采用激光熔覆技术在钛合金表面熔覆多主元TiAlNiSiV高熵合金涂层，生成NiAl和(Ti,V)₅Si₃为主要组成相，陶瓷相TiN等为辅助相的高硬度、高耐磨性的高熵合金涂层，涂层与钛合金表面形成了结合强度高的冶金结合。

在一些实施例中，所述的熔覆材料粉末质量配比为Ti 5～50％、Ni 5～65％、Al 5～30％、Si 5～30％、V 5～40％、陶瓷相材料0～40％、Y₂O₃ 0～4％。若是上述元素比例超出范围，则容易产生金属间化合物的结晶相。

在一些实施例中，所述的熔覆材料粉末质量配比为Ti 8～45％、Ni 8～60％、Al 8～25％、Si8～25％、V 8～35％、陶瓷相材料5～35％、Y₂O₃ 0.5～3.5％。在该比例范围内，制备的涂层显微硬度更高，杂质相少。

在一些实施例中，所述的熔覆材料粉末质量配比为Ti 10～40％、Ni 10～50％、Al10～20％、Si 10～20％、V 10～30％、陶瓷相材料8～30％、Y₂O₃ 1～3％。在该比例范围内，制备的涂层更为均匀、致密，高温磨损率低。

在一些实施例中，所述钛合金为Ti-6Al-4V(TC4)。钛合金基体的组成会影响与后续涂层的结合力和腐蚀电流，因此，本申请采用Ti-6Al-4V(TC4)以保证本申请的涂层与与基材的接合强度高，且腐蚀电流小。

在一些实施例中，所述激光熔覆的条件为：激光功率为1000W～3500W，激光的扫描速度为250～300mm/min，吹惰性气体保护，气体流量为12～15L/min，激光的光斑直径固定为3.5-5mm。若激光功率过低，则无法使铺层有效熔融。若激光功率过高，则合金涂层将转变为结晶质，而降低其耐腐蚀性。

在一实施方式中，激光扫描速率介于250～300mm/min之间。若激光扫描速率过低，则铺附层受热时间过长，产生结晶。若激光扫描速率过高，则受热时间过低，无法有效对合金和陶瓷粉末进行熔融。

在一些实施例中，平铺涂层的厚度控制在0.6～0.8mm。若铺层的厚度过小，则涂层厚度较薄，无法提供保证高耐磨性。若层的厚度过大，涂层的附着力下降，且继续增加涂层厚度对涂层的耐磨性提升不大。

本发明还提供了任一上述的方法制备的钛合金涂层。涂层材料可取代传统钛合金涂层与陶瓷材料以应用于飞机紧固件、柳钉、高压气管、液管、射出螺杆及各种旋转设备(叶轮、涡轮、或泵等)，以达到高耐腐蚀性以及高耐磨耗的要求。

本发明还提供了一种钛合金，所述钛合金表面负载有上述的涂层。通过负载上述涂层，使钛合金的达到高耐腐蚀性以及高耐磨耗的要求，可以更为广泛的应用于航空、航天、船舶、兵器、化工、冶金以及日常生活中，提升合金材料与工件的接合强度。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明是在开放的氩气环境下采用激光熔覆技术在钛合金表面熔覆多主元TiAlNiSiV高熵合金涂层，生成NiAl和(Ti,V)₅Si₃为主要组成相，陶瓷相TiN等为辅助相的高硬度、高耐磨性的高熵合金涂层，涂层与钛合金表面形成了结合强度高的冶金结合。

(2)激光熔覆过程生成的Ti₅Si₃和V₅Si₃，其在高温时都具有相同D8结构，能够互溶生成固溶体(Ti,V)₅Si₃，(Ti,Cr)₅Si₃是由Ti₅Si₃和Cr₅Si₃互溶生成的，Ti₅Si₃和Cr₅Si₃的自由能为负，能够自发生成，V₅Si₃的自由能小于Cr₅Si₃，自发形成的趋势大，(Ti,V)₅Si₃生成的趋势高于(Ti,V)₅Si₃。由于Al和Ni之间具有高的吸引力，生成了据有B2结构的NiAl(BCC)，而不是生成了金属间化合物NiAl。由于是在开放的环境中熔覆的试样，空气中的N₂能和钛合金表面的Ti元素反应生成TiN化合物。在开放的氩气环境下采用激光熔覆技术制备的多主元TiAlNiSiV高熵合金涂层的显微硬度约为Ti-6Al-4V合金硬度(320～360HV_0.2)的5～6倍，所加载荷为1.5kg时，30分钟的磨损率约为基体的1/5。

(3)本发明在多主元高熵合金中进一步引入适量的陶瓷相B₄C、TiC或TiN，B₄C在熔覆过程发生分解与熔池中Ti发生原位反应，生成TiB和TiC等硬质相，而加入的单一的TiC或TiN陶瓷相起到弥散强化的作用，都可以进一步提高多主元高熵合金涂层的硬度，改善高熵合金涂层的性能。Ti-6Al-4V合金经本发明在开放的氩气环境下在其表面熔覆TiC增强的TiAlNiSiV高熵合金涂层的显微硬度约为基体硬度(320～360HV_0.2)的6～7倍，所加载荷为1.5kg时，磨损测试30分钟的平均磨损率约为基体的1/6～1/7。

(4)纳米级的稀土氧化物Y₂O₃是高熔点化合物，成为异质形核点，提高了形核率，起到细化晶粒的作用。Y₂O₃在容易在晶界处发生偏聚，阻碍晶界的移动，抑制了晶体的生长，也可使枝晶间隙减少，树枝晶的生长受阻，因此细化枝晶组织，组织变得均匀致密。稀土元素还可以提高液态金属的流动性，成分偏析降低，使得陶瓷相更易渗透金属中，与金属形成金属键化合物，从而与基体结合更强。

(5)随着Y₂O₃含量的增加，增加到一定量虽然涂层的硬度能够提高，但是涂层的脆性也提高，使涂层的耐磨性降低。适量的陶瓷相B₄C、TiN或TiC引入到熔覆层，熔覆层的性能可以得到进一步的提高。Y₂O₃细化组织，提高涂层的综合力学性能，研究表明，添加10wt.％TiC与1wt.％Y₂O₃的多主元高熵合金涂层的硬度的得到大幅度的提高，其硬度为Ti-6Al-4V为的6倍，其耐磨性也得到大幅度提高，磨损30min的磨损率约为Ti-6Al-4V基体的的1/6。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是实施例1中TiAlNiSiV涂层的XRD衍射图；

图2是实施例1中TiAlNiSiV涂层的SEM形貌图：(a)涂层的横截面图；(b)涂层和基体的界面图；(c)涂层的底部；(d)涂层的中部；(e)涂层的上部；

图3是实施例1中TiAlNiSiV涂层的硬度曲线；

图4是实施例1中TiAlNiSiV涂层和基体室温的摩擦系数；

图5是实施例1中TiAlNiSiV涂层和基体的磨损体积；

图6是实施例1中800℃时TiAlNiSiV涂层和基体的摩擦系数；

图7是实施例1中800℃时TiAlNiSiV涂层和基体的磨损体积。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对目前钛合金涂层的硬度、强度、以及耐磨性有待进一步提高的问题。因此，本发明提出一种钛合金表面陶瓷相增强的高熵合金涂层的制备工艺，包括步骤如下：

(1)采用电火花线切割成一定的形状，然后清洗，接着将钛合金试样表面打磨，清洗。

(2)称取熔覆材料粉末：金属粉末、陶瓷硬质相和稀土氧化物，然后用采用涡旋混粉机混合均匀，平铺在打磨干净的钛合金表面。

(3)激光熔覆，激光功率选择为1000W～3500W，激光的扫描速度为250～300mm/min，吹氩气保护，气体流量为12～15，激光的光斑直径固定为3.5-5mm。

上述工艺中步骤(1)所述的钛合金为Ti-6Al-4V(TC4)。

上述工艺中步骤(2)所述的金属粉末为Ti、Ni、Al、Si和V，陶瓷相材料为B₄C、TiC或TiN，稀土氧化物为Y₂O₃。

步骤(2)所述的熔覆材料粉末质量配比为Ti 5～50％、Ni 5～65％、Al 5～30％、Si 5～30％、V 5～40％、B₄C 0～40％、Y₂O₃ 0～4％；Ti 5～50％、Ni 5～65％、Al 5～30％、Si 5～30％、V 5～40％、TiC 0～40％、Y₂O₃ 0～4％；Ti 5～50％、Ni 5～65％、Al 5～30％、Si 5～30％、V 5～40％、TiN 0～40％、Y₂O₃ 0～4％。

步骤(2)所述的熔覆材料粉末质量优选配比为Ti 8～45％、Ni 8～60％、Al 8～25％、Si 8～25％、V 8～35％、B₄C 5～35％、Y₂O₃ 0.5～3.5％；或Ti 8～45％、Ni 8～60％、Al 8～25％、Si 8～25％、V 8～35％、TiC 5～35％、Y₂O₃ 0.5～3.5％；或Ti 8～45％、Ni 8～60％、Al 8～25％、Si 8～25％、V 8～35％、TiN 5～35％、Y₂O₃ 0.5～3.5％。

步骤(2)所述的熔覆材料粉末质量进一步优选配比为Ti 10～40％、Ni 10～50％、Al 10～20％、Si 10～20％、V 10～30％、B₄C 8～30％、Y₂O₃ 1～3％；Ti 10～40％、Ni 10～50％、Al 10～20％、Si 10～20％、V 10～30％、TiC 8～30％、Y₂O₃ 1～3％；Ti 10～40％、Ni10～50％、Al 10～20％、Si 10～20％、V 10～30％、TiN 8～30％、Y₂O₃ 1～3％。

步骤(2)所述的平铺涂层的厚度控制在0.6～0.8mm。

利用线切割机床将TC4钛合金板材切割成10mm×10mm×10mm的金相试样和20mm×20mm×10mm的磨损试样。采用TEL-H6000型横流式CO₂激光器进行激光熔覆，其功率可调范围为0～6.0kW，光斑直径最小为2mm，连续可调，多道熔覆的搭接率25-30％。

实施例中采用日本理学公司(Rigaku)生产的D/max2500PC型X射线衍射仪(CuKα)对激光熔覆层进行物相分析。扫描电压为40kV，电流为40mA，扫描速度为2-4°/min，步长0.02°，扫描区间为20～90°。日本日立公司(HITACHI)生成的S-3400N型扫描电镜(SEM)，利用扫描电镜附带的EDS附件对熔覆层进行元素成分分析，进行成分分析的试样只进行轻微腐蚀，采用腐蚀溶液为氢氟酸+硝酸稀溶液(HF：HNO₃：H₂O＝1:1:10)。

采用HVS-1000显微硬度计测试高熵合金涂层的显微硬度，设定载荷为200g，加载时间为10s。测量方式为从熔覆涂层表面到基体材料内部每隔一定的间隔侧定显微硬度，为了分析熔覆层各个部位的显微硬度，在同一水平线测量三个位置，取其平均值作为该深度的显微硬度值。

采用HT-1000磨损实验机进行磨损试验，磨轮材料为Si₃N₄硬质合金，磨球的直径为6mm，载荷为1500g，转速为560r/min，线速度为2.93m/s，磨损时间为30min，摩擦半径为4mm，磨损温度为室温和800℃，然后利用白光干涉仪测量磨痕的轮廓，得到磨痕的深度和宽度，计算磨痕的体积。

实施例1

一种多主元高熵合金涂层，其成分为22％Ti、13％Ni、28％Al、13％Si和24％V的混合粉末(以下简称：TiAlNiSiV)，利用激光熔覆技术制备而成，具体步骤如下：

(1)采用电火花线切割将钛板切成所需的尺寸，然后打磨、清洗、晾干待用；

(2)按一定的摩尔比称金属粉末，并采用涡旋混粉机将粉末混合均匀；

(3)将熔覆材料混合粉末均匀的平铺在钛合金基体表面，厚度控制在0.6～1mm，保持厚度均匀；

(4)对平铺在钛合金表面的混合粉末激光熔覆，激光功率选择为2kW，激光的扫描速度为300mm/min，吹氩气保护，气体流量为10～15L/min，激光光斑直径为3.8mm。

X射线衍射(XRD)分析结果表明，钛合金表面激光熔覆的TiAlNiSiV高熵合金涂层，其组织主要为(Ti,V)₃Si₅和NiAl固溶体与陶瓷相TiN，如图1所示。在激光熔覆过程中，高能量密度的激光束作用在试样表面，使预置粉末与基体表面层熔化，形成微小熔池，熔池中发生固溶反应，生成上述强化化合物。

如图2所示，熔覆高熵合金涂层的横截面形貌，涂层基本无气孔和裂纹，涂层和基体为冶金结合。涂层被分为底部，中部和上部。涂层底部和基体结合处成为稀释区比较薄，热影响区形成了针状的马氏体，由于发生固相变时，应变能大于界面能，发生再结晶形成针状的新相。从涂层的结构可以看出，涂层主要有A、B和C三相组成，A为NiAl，B为(Ti,V)₃Si₅，C为TiN。如图3所示，涂层的硬度为1151～1357HV，约为基体的4～5倍。如图4和5所示分别为涂层的摩擦系数和磨损体积，涂层的摩擦系数高于基体的，但是涂层的磨损体积是基体的1/5。在800℃时涂层和基体的摩擦系数的平均值约为0.3和0.4，涂层的磨损体积是基体的1/4，图6、7所示。

实施例2

一种多主元高熵合金涂层，其成分为22％Ti、13％Ni、28％Al、13％Si和24％V，利用激光熔覆技术制备而成，具体步骤如下：

(2)按一定的摩尔比称金属粉末与B₄C粉末混合，其比例为95％(TiNiAlSiV)+5％B₄C并采用涡旋混粉机将粉末混合均匀；

(4)对平铺在钛合金表面的混合粉末激光熔覆，激光功率选择为1kW，激光的扫描速度为300mm/min，吹氩气保护，气体流量为10～15L/min，激光光斑直径为3.8mm。

选用等摩尔比Ti、Ni、Al、Si和V的混合粉末平铺在Ti-6Al-4V基体上进行激光熔覆。其涂层的主要相为(Ti,V)₃Si₅和NiAl固溶体与陶瓷相TiN，涂层的显微硬度最高值为1297HV磨损率约为基体的1/4。

由实施例1、2的对比可知，通过加入B₄C粉末有效地提高显微硬度，降低了涂层的磨损率。

实施例3

一种多主元高熵合金涂层，其成分为金属粉末Ti、Ni、Al、Si和V，陶瓷相为B₄C的混合粉末，利用激光熔覆技术制备而成，具体步骤如下：

(2)按一定的摩尔比称金属粉末与B₄C粉末混合，并采用涡旋混粉机将粉末混合均匀；

选用等摩尔比Ti、Ni、Al、Si和V的混合粉末(简写TiNiAlSiV)与一定比例的陶瓷粉末B₄C粉末，平铺在Ti-6Al-4V基体上进行激光熔覆。混合粉末的质量百分比分别为95％(TiNiAlSiV)+5％B₄C，95％(TiNiAlSiV)+10％B₄C和95％(TiNiAlSiV)+15％B₄C，其涂层的主要相为TiB₂、TiC与(Ti,V)₃Si₅和NiAl固溶体与陶瓷相TiN，涂层的显微硬度最高值分别约为1420、1495和1372HV，磨损率约为基体的1/6，1/7和1/5。

由实施例1、2的对比可知，增大激光功率可以有效地提高涂层的显微硬度，降低了涂层的磨损率。

实施例4

一种多主元高熵合金涂层，其成分为金属粉末Ti、Ni、Al、Si和V，稀土氧化物Y₂O₃的混合粉末，利用激光熔覆技术制备而成，具体步骤如下：

(1)将钛合金试样表面清理干净，采用电火花线切割后清洗、晾干待用；

(2)按一定的摩尔比称金属粉末与Y₂O₃粉末混合，并采用涡旋混粉机将粉末混合均匀；

选用等摩尔比Ti、Ni、Al、Si和V的混合粉末与一定比例的稀土氧化物Y₂O₃粉末，平铺在Ti-6Al-4V基体上进行激光熔覆。混合粉末的质量百分比分别为99％(TiNiAlSiV)+1％Y₂O₃，其涂层的主要相为(Ti,V)₃Si₅和NiAl固溶体与陶瓷相TiN，由于稀土氧化物Y₂O₃的含量比较少，XRD测试不出。但是涂层的晶粒与未加稀土氧化物Y₂O₃的TiNiAlSiV涂层的晶粒相比比较细小。涂层的显微硬度最高值约为1380HV，其磨损率为基体的1/7。

由实施例1、4的对比可知，通过加入Y₂O₃粉末有效地提高了涂层的显微硬度，降低了涂层的磨损率。

实施例5

一种多主元高熵合金涂层，其成分为金属粉末Ti、Ni、Al、Si和V，陶瓷相为TiN的混合粉末，利用激光熔覆技术制备而成，具体步骤如下：

(2)按一定的摩尔比称金属粉末与TiN粉末混合，并采用涡旋混粉机将粉末混合均匀；

选用等摩尔比Ti、Ni、Al、Si和V的混合粉末(简写TiNiAlSiV)与一定比例的陶瓷粉末TiN粉末，平铺在Ti-6Al-4V基体上进行激光熔覆。混合粉末的质量百分比分别为80％(TiNiAlSiV)+20％TiN。其涂层的主要相为TiN与(Ti,V)₃Si₅和NiAl固溶体。涂层的显微硬度最高值约为1628HV，磨损率约为基体的1/6。

由实施例1、5的对比可知，通过加入TiN粉末有效地提高了涂层的显微硬度，降低了涂层的磨损率。

实施例6

一种多主元高熵合金涂层，其成分为金属粉末Ti、Ni、Al、Si和V，陶瓷相为TiC的混合粉末，利用激光熔覆技术制备而成，具体步骤如下：

(2)按一定的摩尔比称金属粉末与TiC粉末混合，并采用涡旋混粉机将粉末混合均匀；

选用等摩尔比Ti、Ni、Al、Si和V的混合粉末(简写TiNiAlSiV)与一定比例的陶瓷粉末TiN粉末，平铺在Ti-6Al-4V基体上进行激光熔覆。混合粉末的质量百分为90％(TiNiAlSiV)+10％TiC，其涂层的主要相为TiC与(Ti,V)₃Si₅和NiAl固溶体，涂层的最高显微硬度分别为1536HV，磨损率约为基体的1/6.5。

由实施例1、6的对比可知，通过加入TiC粉末有效地提高了涂层的显微硬度，降低了涂层的磨损率。

由实施例2、5、6的对比可知，不同的陶瓷粉末对涂层的改性效果有所不同，TiC粉末对涂层磨损率的提升效果最优，而TiN粉末对涂层的磨损率提升效果最优。

实施例7

一种多主元高熵合金涂层，其成分为金属粉末Ti、Ni、Al、Si和V，陶瓷相为TiC和稀土氧化物Y₂O₃的混合粉末，利用激光熔覆技术制备而成，具体步骤如下：

(2)按一定的摩尔比称金属粉末、TiC和Y₂O₃粉末混合，并采用涡旋混粉机将粉末混合均匀；

选用等摩尔比Ti、Ni、Al、Si和V的混合粉末(简写TiNiAlSiV)，一定比例的陶瓷粉末TiC与稀土氧化物Y₂O₃，平铺在Ti-6Al-4V基体上进行激光熔覆。混合粉末的质量百分为89％(TiNiAlSiV)+10％TiC+1％Y₂O₃，其涂层的主要相为TiC与(Ti,V)₃Si₅和NiAl固溶体。Y₂O₃是高熔点化合物，能够起到异质形核的作用，提高了形核率细化组织。涂层的最高显微硬度分别为1580HV，磨损率约为基体的1/7。

由实施例4、6、7的对比可知，同时加入TiC与Y₂O₃粉末可以有效地提升涂层磨损率和显微硬度，二者相互配合，在提高涂层耐磨性上起到了协同增效的作用。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种钛合金表面陶瓷相增强的TiAlNiSiV高熵合金涂层的制备方法，其特征是，包括步骤如下：

(1)将钛合金试样表面打磨，清洗；

(3)采用激光熔覆制备钛合金涂层；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的熔覆材料粉末质量配比为Ti 20～50％、Ni 25～65％、Al 10～30％、Si 10～30％、V 20～50％、陶瓷相材料0～40％、Y₂O₃ 0～4％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的熔覆材料粉末质量配比为Ti 21～48％、Ni 26～60％、Al 11～28％、Si 11～28％、V 21～28％、陶瓷相材料5～35％、Y₂O₃ 0.5～3.5％。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的熔覆材料粉末质量配比为Ti 22～45％、Ni 27～58％、Al 12～25％、Si 12～25％、V 22～25％、陶瓷相材料10～30％、Y₂O₃ 1～3％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钛合金为Ti-6Al-4V。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光熔覆的条件为：激光功率为1000W～3500W，激光的扫描速度为250～300mm/min，吹惰性气体保护，气体流量为12～15，激光的光斑直径固定为3.5-5mm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，平铺涂层的厚度控制在0.6～0.8mm。

8.权利要求1-7任一项所述的方法制备的钛合金涂层。

9.一种钛合金，其特征在于，所述钛合金表面负载有权利要求8所述的涂层。

10.权利要求9所述的钛合金在在航空、航天、船舶、兵器、化工、冶金以及日常生活中的应用。