CN111155082A - 一种FeCoNiCrMn高熵合金涂层的制备方法 - Google Patents

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余建星
王彩妹
余杨
王昭宇
赵岩
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    • 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
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    • C23C24/106—Coating with metal alloys or metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent

Abstract

本发明涉及一种FeCoNiCrMn高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：对基体进行打磨抛光处理；以FeCoNiCrMn高熵合金材料为涂覆材料，将涂覆材料用聚乙烯醇溶液(PVA)搅拌均匀后涂覆在基体表面；对预置在基体表面的涂覆材料烘干处理增加与基体的结合性；将涂有高熵合金材料的基体置于电弧熔覆工作台上，调整起弧位置、喷嘴与工件的距离、保护气流量及喷嘴的的运行轨迹；采用电弧熔覆方法制备FeCoNiCrMn高熵合金涂层。本发明采用电弧熔覆方法制备高熵合金涂层，通过调整熔覆过程参数制备具有良好耐腐蚀性的单相FeCoNiCrMn高熵合金涂层。

Description

一种FeCoNiCrMn高熵合金涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及高熵合金涂层的制备方法，具体是指一种FeCoNiCrMn高熵合金涂层的制备方法及用途。
背景技术
高熵合金由多种合金元素组成，其开创了一种新型的合金设计方式。由于高熵合金的高尚效应，其趋于形成简单固溶体。这种单相结构的高合金化的高熵合金给与了其优良的耐腐蚀性。这些优异的性能使其成为具有前景的备选耐蚀材料。由于高熵合金具有高比例的合金元素导致其成本较高。因此将高熵合金制备成涂层不仅极大的提高了其经济性，而且会扩大其应用范围。目前已有人采用等离子喷涂方法制备高熵合金涂层，但其具有微观缺陷，不利于抗腐蚀性。电弧熔覆技术通过电弧充分熔化涂覆材料及基体，随后凝固形成具有优良结合性及耐蚀性的涂层材料。因此，本发明采用一种电弧熔覆方法制备高熵合金涂层，并将其优异的腐蚀性用于表面改性。
发明内容
本发明旨在提供一种高熵合金涂层的制备方法，制备的高熵合金涂层用于腐蚀防护。本发明的技术方案如下：
一种FeCoNiCrMn高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)对基体进行打磨抛光处理。
2)以FeCoNiCrMn高熵合金材料为涂覆材料，将涂覆材料用聚乙烯醇溶液(PVA)搅拌均匀后涂覆在基体表面；
3)对预置在基体表面的涂覆材料烘干处理增加与基体的结合性；
4)将涂有高熵合金材料的基体置于电弧熔覆工作台上，调整起弧位置、喷嘴与工件的距离、保护气流量及喷嘴的的运行轨迹；
5)采用电弧熔覆方法制备FeCoNiCrMn高熵合金涂层。
优选地，所述的FeCoNiCrMn高熵合金材料为等摩尔比的FeCoNiCrMn高熵合金材料。
步骤5)的电弧熔覆过程参数如下：熔覆电压为10V，熔覆电流为80A，电弧弧长为2.5mm。
本发明采用电弧熔覆方法制备高熵合金涂层，通过调整熔覆过程参数制备具有良好耐腐蚀性的单相FeCoNiCrMn高熵合金涂层。本发明的优点在于：
1)本发明提出了一种用电弧熔覆的方法制备单相FeCoNiCrMn高熵合金涂层的可行性；
2)本发明采用的方法制备的涂层结构致密，结合性优良。
附图说明
图1本发明制备的FeCoNiCrMn高熵合金涂层的X射线衍射图
图2本发明制备的CrMnFeCoNi涂层粉末和CrMnFeCoNi涂层的表面及截面形貌
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步描述：
本发明采用电弧熔覆的方法制备一种FeCoNiCrMn高熵合金涂层。涂覆材料为等摩尔比的FeCoNiCrMn高熵合金材料，其粉末直径约为为15-53μm。将涂覆材料用聚乙烯醇溶液(PVA)搅拌均匀，随后将其均匀的预置在基体上并烘干。
第一步：基体前处理
本发明选用的基体材料为X65钢，用打磨机将基体表面的氧化皮去除获得具有金属光泽的基体表面。随后将基体置于无水乙醇溶液中超声清洗1h以获得清洁的表面，后烘干待用。
第二步：将熔覆的FeCoNiCrMn高熵合金粉末与PVA混合并搅拌均匀，随后将其均匀的涂覆在基体上，厚度为1毫米，后将其烘干待用。
第三步：将预置有FeCoNiCrMn高熵合金粉末的基体置于电弧熔覆工作台，调整喷嘴距离、起弧位置、喷枪运行轨迹及喷涂参数并设定程序。
第三步：通过电弧熔覆方法制备FeCoNiCrMn高熵合金涂层，重复上述步骤以获得具有一定面积及厚度的涂层。熔覆过程中选用的主要参数为：熔覆电压为10V，熔覆电流为80A，电弧弧长为2.5mm，保护气流量为12L/min。
上述方法制备的FeCoNiCrMn高熵合金涂层的厚度为985微米。图1为FeCoNiCrMn高熵合金涂层的表面X射线衍射图，结果表明制备的涂层呈单相固溶体，为面心立方结构，即熔覆过程无相转变。图2为FeCoNiCrMn高熵合金涂层的截面形貌，结果表明涂层致密，无缺陷，由等轴晶及柱状晶组成。致密单相的FeCoNiCrMn高熵合金涂层可用于涂层的腐蚀防护。

Claims (3)

1.一种FeCoNiCrMn高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)对基体进行打磨抛光处理。
2)以FeCoNiCrMn高熵合金材料为涂覆材料，将涂覆材料用聚乙烯醇溶液(PVA)搅拌均匀后涂覆在基体表面；
3)对预置在基体表面的涂覆材料烘干处理增加与基体的结合性；
4)将涂有高熵合金材料的基体置于电弧熔覆工作台上，调整起弧位置、喷嘴与工件的距离、保护气流量及喷嘴的的运行轨迹；
5)采用电弧熔覆方法制备FeCoNiCrMn高熵合金涂层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的FeCoNiCrMn高熵合金材料为等摩尔比的FeCoNiCrMn高熵合金材料。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)的电弧熔覆过程参数如下：熔覆电压为10V，熔覆电流为80A，电弧弧长为2.5mm。
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