CN111705237B - 一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法 - Google Patents

一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法，按质量份数配比计，其成分组成为：Cu 66‑70份、Ni 13‑14份、Al 10‑11份、Ti 7‑8份、Si 0.5‑3份，利用真空气雾化制粉设备以该配方制备喷涂粉末，采用超音速火焰喷涂技术在基体表面制备涂层。该涂层是一种以铜为主要元素的中熵合金涂层，具有单一的面心立方固溶体结构，经过多种元素合金化后产生固溶强化效应，极大的提高了合金涂层的强度与硬度，使得涂层具有优异的耐腐蚀防污损抗空蚀一体化防护性能。该涂层是一种环保长效的多功能新型防护涂层，制备工艺可靠，生产成本较低，与基体结合力强，有效解决了船舶螺旋桨在复杂海洋环境下的腐蚀‑污损‑空蚀多场耦合破坏问题，适合在船舶等海上装备的螺旋桨上大规模应用。

Description

一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及 其制备方法
技术领域
本发明属于船舶螺旋桨在复杂海洋环境下的腐蚀、污损、空蚀多功能防护领域，特别涉及船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法。
背景技术
螺旋桨作为船舶等海上装备动力系统的关键部件，通常由高锰铝青铜、镍铝青铜等铜合金铸造而成，其高效稳定的运行不仅可以提高船舶等海上装备的续航能力，也可以为装备提供重要的安全保障。然而，在复杂的海洋服役环境当中，螺旋桨常面临着海水腐蚀、海洋生物污损以及空泡腐蚀(空蚀)的多场协同耦合破坏作用，海水腐蚀、空蚀会导致螺旋桨材料的损伤与破坏甚至表面局部剥落，而海洋生物污损则会增加螺旋桨的运行阻力和运行噪音，进而降低船舶等海上装备的航行速度，且对海洋生物环境造成一定程度的破坏，这些问题的存在严重缩短了螺旋桨的使用寿命，增加了螺旋桨的维护成本和船舶等海上装备运行的安全隐患。因此，积极寻求解决螺旋桨在海洋服役环境下的腐蚀污损空蚀问题的有效途径，对提高船舶等海上装备的机动性能和发展海洋经济具有重要的现实意义。
腐蚀、污损、空蚀协同破坏作用主要发生在螺旋桨的表面，而涂层防护技术是螺旋桨表面防护的重要手段，其具有经济效益高、维护周期短、防护期效长等优点，目前应用于螺旋桨防护的涂层包括金属涂层、陶瓷涂层和有机涂层。然而，不同类型的防护涂层仍然存在着各自的优缺点，例如，铜合金金属涂层具有较好的防污性能，但是抗空蚀性能较差；不锈钢金属涂层具有良好的耐腐蚀和抗空蚀性能，但是涂层本身不具备防污性能；陶瓷涂层(包括氧化物和碳化物陶瓷涂层)在海洋环境下具有较好的抗空蚀性能，而防污性能则是其性能短板；有机涂层(包括无锡自抛光涂层、低表面能防污涂层、结构仿生防污涂层等)具有优异的耐海水腐蚀和防污损性能，但是其硬度相对较低，导致抗空蚀性能较差，而且还存在着防污期效短、结合力不强、容易剥落等问题。总之，目前已有的防护涂层均无法全面满足螺旋桨耐腐蚀防污损抗空蚀一体化的整体防护需求，因此研发具有多功能整体防护性能的涂层材料是螺旋桨多场耦合破坏亟待解决的问题。
对此，本发明旨在开发一种船舶螺旋桨用多功能铜基中熵合金防护涂层，全面满足螺旋桨耐腐蚀防污损抗空蚀一体化的整体防护需求。此外，采用超音速火焰喷涂技术制备该防护涂层，喷涂涂层具有孔隙率低及结合强度高的优点，克服了有机涂层结合强度低易剥落的缺陷。该涂层组分中不含有重金属离子和有毒物质，不会污染海洋环境和危及操作人员的人身安全，是一种绿色环保的多功能新型防护涂层。
发明内容
解决的技术问题：本申请主要是提出一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法，解决现有技术中存在的防护涂层无法全面满足船舶等海上装备螺旋桨耐腐蚀防污损抗空蚀一体化防护需求等技术问题。
技术方案：
一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层，所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的原料按质量份数配比计，其成分组成为：Cu 66-70份、Ni 13-14份、Al 10-11份、Ti 7-8份、Si 0.5-3份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述铜基中熵合金涂层中Cu与Si的质量份数配比之和为65-75份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的原料按质量份数配比计，其成分组成为：Cu 69.4份、Ni 13.0份、Al 10.0份、Ti 7.1份、Si 0.5份；或者，涂层成分组成为Cu 67.9份、Ni 13.2份、Al 10.1份、Ti 7.2份、Si 1.6份；或者，涂层成分组成为Cu 66.4份、Ni 13.4份、Al 10.2份、Ti 7.3份、Si 2.7份。
本申请还公开了一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法为将Cu 66-70份、Ni 13-14份、Al 10-11份、Ti 7-8份、Si 0.5-3份利用真空气雾化制粉设备制备喷涂粉末，采用超音速火焰喷涂技术喷涂而成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法包括如下步骤：
第一步：将铜镍合金(Ni 10wt.％)、电解镍(≥99.8wt.％)、铝硅合金(Si6.5wt.％)、钛铜合金(Cu 2.5wt.％)、钛铝合金(Al 5wt.％)、工业纯硅(≥99.9wt.％)块体原材料按照配方进行配比后，放入多功能真空感应熔炼炉内，在真空条件下通过感应加热熔炼原材料，在氩气保护条件下，金属液体通过喷嘴在高压气流作用下雾化破碎成细小的金属液滴，金属液滴飞行过程中在表面张力作用下凝固成球形颗粒铜基中熵合金粉末；
第二步：采用机械振动筛对制备的铜基中熵合金粉末进行筛分，按照ASTM标准筛控制粉末粒径30-53μm，并将筛得的粉末烘干；
第三步：采用丙酮将基体表面清洗干净，并对基体进行喷砂处理；
第四步：采用超音速火焰喷涂设备喷涂上述粉末，获得用于船舶螺旋桨耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第一步中感应加热熔炼原材料的温度为1660-1750℃，优选的熔炼温度：1700℃；喷嘴处高压气流压力值为12-15MPa，优选的高压气流压力：15MPa。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步中烘干参数为在80-120℃下烘干1-2小时，优选的烘干条件：100℃下烘干2小时。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第三步中基体采用螺旋桨常用材料镍铝青铜ZCuAl9Fe4Ni4Mn2、锰铝青铜ZCuAl8Mn13Fe3Ni2或锰黄铜ZCuZn40Mn3Fe1。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第三步中喷砂处理选用12-18目棕刚玉，喷砂距离180-200mm，喷砂角度45°-70°，喷砂气压0.6-0.8MPa；优选的喷砂参数：喷砂距离200mm，喷砂角度45°，喷砂气压0.7MPa。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步中超音速火焰喷涂设备主要喷涂参数如下：优选的喷涂参数：氧气流量1700-2000scfh(立方英尺/小时)、煤油流量5.4-6.8gph(加仑/小时)、喷涂距离320-380mm、喷枪移动速度280mm/s、载气流量23scfh(立方英尺/小时)、送粉器转速5.5rpm(转/分钟)、步距5mm；优选的喷涂参数：氧气流量2000scfh(立方英尺/小时)、煤油流量6.8gph(加仑/小时)、喷涂距离380mm、喷枪移动速度280mm/s、载气流量23scfh(立方英尺/小时)、送粉器转速5.5rpm(转/分钟)、步距5mm；或者，氧气流量1700scfh(立方英尺/小时)、煤油流量6.1gph(加仑/小时)、喷涂距离350mm、喷枪移动速度280mm/s、载气流量23scfh(立方英尺/小时)、送粉器转速5.5rpm(转/分钟)、步距5mm；或者，氧气流量1850scfh(立方英尺/小时)、煤油流量5.4gph(加仑/小时)、喷涂距离320mm、喷枪移动速度280mm/s、载气流量23scfh(立方英尺/小时)、送粉器转速5.5rpm(转/分钟)、步距5mm。
该铜基中熵合金涂层的设计思路在于：(1)该涂层的设计是基于中熵合金的理念。从混合熵的角度可以将合金划分为高熵合金(ΔSmix≥1.5R)、中熵合金(1R≤ΔSmix＜1.5R)和低熵合金(ΔSmix＜1R)(R为摩尔气体常数)，相比于低熵合金，高熵合金和中熵合金的系统混乱度更大，更倾向于形成单一的固溶体相结构，通过固溶强化作用可以显著提高合金的强度与硬度，从而提高合金的抗空蚀性能，同时，由于单一的固溶体相结构，减小了相比于传统合金不同相之间发生电偶腐蚀的可能性，使得合金具有优异的力学性能、耐磨损和耐腐蚀等性能。而相比于高熵合金，中熵合金的组成元素更少，在实际生产方面具有一定的经济性，更容易实现工业化应用。根据本发明所述铜基中熵合金涂层组成计算出其熵值在1.1R到1.3R之间，完全符合中熵合金的熵值要求。(2)该涂层以Cu为主要合金元素，而铜及铜合金在海洋环境下具有优异的防污损性能，这也是螺旋桨常用材料选择铜合金铸造的重要原因所在，所以可以保证涂层具有优异的防污损性能，同时Cu在海洋环境下也具有良好的耐腐蚀性能。(3)该涂层中其他添加元素如Ni、Al、Ti、Si，Ni和Cu可以无限互溶形成固溶体，能够起到固溶强化的作用，从而提高合金涂层的强硬度和抗空蚀性能，Al和Ti的加入容易在涂层表面形致密的氧化物钝化膜，可以充分发挥涂层的耐腐蚀性能，类金属小原子Si的加入能够改善合金的流动性，有利于合金涂层喷涂粉末的制备。因此，根据以上设计思路，本发明可以制备出具有优异耐腐蚀防污损抗空蚀性能的多功能铜基中熵合金防护涂层。
有益效果：本申请所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明制备的铜基中熵合金防护涂层厚度为200-300μm，孔隙率小于1％，显微硬度大于500HV0.3，远高于螺旋桨制造铜合金材料150-250HV0.3的显微硬度，与基体之间的结合强度大于70MPa，有效降低了涂层在基体表面发生损伤剥落的可能性，增加了涂层在螺旋桨表面的防护寿命。
2、本发明制备的铜基中熵合金防护涂层具有优异的耐腐蚀防污损抗空蚀一体化防护性能，在3.5％NaCl溶液中浸泡30天的腐蚀率小于4.7mg/(dm2·d)，在混合藻悬浮液中7天的抗藻率大于99.0％，在3.5％NaCl溶液中空蚀20小时的失重率小于1.70mg/h，在3.5％NaCl溶液和混合藻悬浮液混合介质中空蚀20小时失重率小于3.00mg/h。
3、本发明制备的铜基中熵合金防护涂层不含有重金属离子和有毒化学物质，是一种绿色环保的多功能新型防护涂层，且生产成本较低，适合应用于螺旋桨表面的防护与再制造。
附图说明：
图1为实施例1-3所制备铜基中熵合金涂层的X射线衍射图谱。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法，所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的原料按质量份数配比计，其成分组成为：Cu 69.4份、Ni 13.0份、Al 10.0份、Ti 7.1份、Si 0.5份。
所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，步骤如下：
第一步：将铜镍合金(Ni 10wt.％)、电解镍(≥99.8wt.％)、铝硅合金(Si6.5wt.％)、钛铜合金(Cu 2.5wt.％)、钛铝合金(Al 5wt.％)、工业纯硅(≥99.9wt.％)块体原材料按照上述成分组成进行配比后，放入多功能真空感应熔炼炉内，在真空条件下通过感应加热在1700℃下熔炼原材料，在氩气保护条件下，金属液体通过喷嘴在15MPa高压气流作用下雾化破碎成细小的金属液滴，金属液滴飞行过程中在表面张力作用下凝固成球形颗粒铜基中熵合金粉末；
第二步：采用机械振动筛对制备的铜基中熵合金粉末进行筛分，按照ASTM标准筛控制粉末粒径30-53μm，并将筛得的粉末在100℃下烘干2小时；
第三步：采用丙酮将基体材料镍铝青铜ZCuAl9Fe4Ni4Mn2表面清洗干净，并对基体进行喷砂处理，喷砂处理选用12-18目棕刚玉，喷砂距离200mm，喷砂角度45°，喷砂气压0.7MPa；
第四步：采用Tafa-JP 8000超音速火焰喷涂设备喷涂上述粉末，获得用于船舶螺旋桨耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层，超音速火焰喷涂设备主要喷涂参数如下：氧气流量2000scfh(立方英尺/小时)、煤油流量6.8gph(加仑/小时)、喷涂距离380mm、喷枪移动速度280mm/s、载气流量23scfh(立方英尺/小时)、送粉器转速5.5rpm(转/分钟)、步距5mm。
实施例2
一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法，所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的原料按质量份数配比计，其成分组成为：Cu 67.9份、Ni 13.2份、Al 10.1份、Ti 7.2份、Si 1.6份。
所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，步骤如下：
第一步：将铜镍合金(Ni 10wt.％)、电解镍(≥99.8wt.％)、铝硅合金(Si6.5wt.％)、钛铜合金(Cu 2.5wt.％)、钛铝合金(Al 5wt.％)、工业纯硅(≥99.9wt.％)块体原材料按照上述成分组成进行配比后，放入多功能真空感应熔炼炉内，在真空条件下通过感应加热在1700℃下熔炼原材料，在氩气保护条件下，金属液体通过喷嘴在15MPa高压气流作用下雾化破碎成细小的金属液滴，金属液滴飞行过程中在表面张力作用下凝固成球形颗粒铜基中熵合金粉末；
第二步：采用机械振动筛对制备的铜基中熵合金粉末进行筛分，按照ASTM标准筛控制粉末粒径30-53μm，并将筛得的粉末在100℃下烘干2小时；
第三步：采用丙酮将基体锰铝青铜ZCuAl8Mn13Fe3Ni2表面清洗干净，并对基体进行喷砂处理，喷砂处理选用12-18目棕刚玉，喷砂距离200mm，喷砂角度45°，喷砂气压0.7MPa；
第四步：采用Tafa-JP 8000超音速火焰喷涂设备喷涂上述粉末，获得用于船舶螺旋桨耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层，超音速火焰喷涂设备主要喷涂参数如下：氧气流量1700scfh(立方英尺/小时)、煤油流量6.1gph(加仑/小时)、喷涂距离350mm、喷枪移动速度280mm/s、载气流量23scfh(立方英尺/小时)、送粉器转速5.5rpm(转/分钟)、步距5mm。
实施例3
一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层及其制备方法，所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的原料按质量份数配比计，其成分组成为：Cu 66.4份、Ni 13.4份、Al 10.2份、Ti 7.3份、Si 2.7份。
所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，步骤如下：
第一步：将铜镍合金(Ni 10wt.％)、电解镍(≥99.8wt.％)、铝硅合金(Si6.5wt.％)、钛铜合金(Cu 2.5wt.％)、钛铝合金(Al 5wt.％)、工业纯硅(≥99.9wt.％)块体原材料按照上述成分组成进行配比后，放入多功能真空感应熔炼炉内，在真空条件下通过感应加热在1700℃下熔炼原材料，在氩气保护条件下，金属液体通过喷嘴在15MPa高压气流作用下雾化破碎成细小的金属液滴，金属液滴飞行过程中在表面张力作用下凝固成球形颗粒铜基中熵合金粉末；
第二步：采用机械振动筛对制备的铜基中熵合金粉末进行筛分，按照ASTM标准筛控制粉末粒径30-53μm，并将筛得的粉末在100℃下烘干2小时；
第三步：采用丙酮将基体锰黄铜ZCuZn40Mn3Fe1表面清洗干净，并对基体进行喷砂处理，喷砂处理选用12-18目棕刚玉，喷砂距离200mm，喷砂角度45°，喷砂气压0.7MPa；
第四步：采用Tafa-JP 8000超音速火焰喷涂设备喷涂上述粉末，获得用于船舶螺旋桨耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层，超音速火焰喷涂设备主要喷涂参数如下：氧气流量1850scfh(立方英尺/小时)、煤油流量5.4gph(加仑/小时)、喷涂距离320mm、喷枪移动速度280mm/s、载气流量23scfh(立方英尺/小时)、送粉器转速5.5rpm(转/分钟)、步距5mm。
试验例
本试验例将对上述实施例1-3所制备的铜基中熵合金涂层进行性能检测，具体内容如下：
采用DT2000软件参照ASTM E 2109-01标准测定涂层的孔隙率；采用维氏显微硬度仪(HXD-1000TMC/LCD)参照GB/T 4340.1-2009标准测定涂层的维氏显微硬度，试验载荷300g，加载时间15s；采用万能试验机(RGM-4050)参照GB/T 8642-2002标准测定涂层与基体之间的结合强度。
涂层的浸泡腐蚀试验在3.5％NaCl溶液中进行，浸泡周期30天，通过浸泡前后涂层单位面积的失重量按照公式(1)计算涂层的腐蚀率，其中：G为涂层腐蚀率，mg/(dm2·d)；Wb为浸泡腐蚀之前涂层试样质量，mg；Wa为浸泡腐蚀之后涂层试样质量，mg；S为涂层试样表面积，0.01dm2；T为浸泡腐蚀时间，30d。
G＝(Wb－Wa)/S/T (1)
涂层的防污损试验在混合藻悬浮液中进行，混合藻包括小球藻和三角褐指藻，选择处于对数生长期的混合藻作为防污损试验研究对象。首先，制备浓度为106cells/mL的混合藻悬浮液，其浓度通过光学显微镜确定，取2mL混合藻悬浮液于24孔板中；其次，将涂层试样和对比试样分别浸于混合藻悬浮液中，在22℃、12h/12h的光/暗循环条件下的生化培养箱中培养7天；最后，取出试样，采用无菌人工海水洗去试样表面未贴附或贴附不牢的混合藻，并在2.5％戊二醛溶液中固定2小时，之后采用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察试样表面混合藻的贴附情况，采用Image J软件对试样表面混合藻贴附面积进行量化分析，按照公式(2)计算涂层试样的抗藻率，其中：I为抗藻率，％；Db为对比试样混合藻贴附面积，cm2；Dc为涂层试样混合藻贴附面积，cm2。
I＝(Db－Dc)/Db×100％ (2)
涂层的空蚀试验以及腐蚀-污损-空蚀耦合试验在H66MC Ultrasonic Generator磁致伸缩空蚀试验仪上参照ASTM G 32-2010标准进行，设备的磁致伸缩换能器频率为19±1kHz，双振动振幅为60±5μm，试样固定在距变幅杆端面1mm处，变幅杆端面浸入介质的深度为15mm，试验介质为3.5％NaCl溶液或3.5％NaCl溶液和混合藻悬浮液混合介质，空蚀时间20小时，根据空蚀试验前后试样的失重量按照公式(3)计算涂层的空蚀失重率，其中：Ws为空蚀失重率，mg/h；W1为空蚀之前试样质量，mg；W2为空蚀之后试样质量，mg；t为空蚀时间，20h。
Ws＝(W1－W2)/t (3)
以上腐蚀、污损、空蚀试验所选对比材料均为性能良好的螺旋桨常用材料镍铝青铜(ZCuAl9Fe4Ni4Mn2)。将本发明中实施例所制得的铜基中熵合金涂层和对比材料镍铝青铜(ZCuAl9Fe4Ni4Mn2)按照以上方法进行性能测试，测试结果如表1所示。
实施例结果表明，本发明所制备的铜基中熵合金涂层具有优异的耐腐蚀防污损抗空蚀一体化防护性能，涂层厚度200-300μm，孔隙率小于1％，显微硬度大于500HV0.3，与基体之间的结合强度大于70MPa，在3.5％NaCl溶液中浸泡30天的腐蚀率小于4.7mg/(dm2·d)，在混合藻悬浮液中7天的抗藻率大于99.0％，在3.5％NaCl溶液中空蚀20小时的失重率小于1.70mg/h，在3.5％NaCl溶液和混合藻悬浮液混合介质中空蚀20小时失重率小于3.00mg/h，以上性能测试结果均优于对比材料镍铝青铜(ZCuAl9Fe4Ni4Mn2)的性能测试结果。从图1实施例所制备铜基中熵合金涂层的X射线衍射图谱可以看出，所制备的涂层均具有单一的面心立方固溶体结构。本发明制备的铜基中熵合金一体化防护涂层不含重金属离子和有毒化学物质，满足绿色环保要求，制备工艺简单，生产成本较低，易于形成产业化应用。
表1实施例1-3和镍铝青铜性能测试结果
Figure BDA0002522227850000081
申请人申明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某组分的具体含量点值，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简单，不再罗列这些数据范围。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法为将Cu 66-70份、Ni 13-14份、Al 10-11份、Ti 7-8份、Si 0.5-3份利用真空气雾化制粉设备制备喷涂粉末，采用超音速火焰喷涂技术喷涂而成，包括如下步骤：
第一步：将铜镍合金、电解镍、铝硅合金、钛铜合金、钛铝合金、工业纯硅块体原材料按照配方进行配比后，放入多功能真空感应熔炼炉内，在真空条件下通过感应加热熔炼原材料，在氩气保护条件下，金属液体通过喷嘴在高压气流作用下雾化破碎成细小的金属液滴，金属液滴飞行过程中在表面张力作用下凝固成球形颗粒铜基中熵合金粉末；其中铜镍合金中Ni 10 wt. %、电解镍中Ni≥ 99.8 wt. %、铝硅合金中Si 6.5 wt. %、钛铜合金中Cu 2.5wt. %、钛铝合金中Al 5 wt. %、工业纯硅中Si≥ 99.9 wt. %；
第二步：采用机械振动筛对制备的铜基中熵合金粉末进行筛分，按照ASTM标准筛控制粉末粒径30-53 µm，并将筛得的粉末烘干；
第三步：采用丙酮将基体表面清洗干净，并对基体进行喷砂处理；
第四步：采用超音速火焰喷涂设备喷涂上述粉末，获得用于船舶螺旋桨耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层；所述第四步中超音速火焰喷涂设备主要喷涂参数如下：氧气流量1700-2000 scfh、煤油流量5.4-6.8 gph、喷涂距离320-380 mm、喷枪移动速度280 mm/s、载气流量23 scfh、送粉器转速5.5 rpm、步距5 mm。
2.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述第四步中的喷涂参数：氧气流量2000 scfh、煤油流量6.8 gph、喷涂距离380 mm、喷枪移动速度280 mm/s、载气流量23 scfh、送粉器转速5.5 rpm、步距5 mm；或者，氧气流量1700 scfh、煤油流量6.1 gph、喷涂距离350 mm、喷枪移动速度280 mm/s、载气流量23 scfh、送粉器转速5.5 rpm、步距5 mm；或者，氧气流量1850 scfh、煤油流量5.4gph、喷涂距离320 mm、喷枪移动速度280 mm/s、载气流量23 scfh、送粉器转速5.5 rpm、步距5 mm。
3.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的原料按质量份数配比计，其成分组成为： Cu 69.4份、Ni 13.0份、Al 10.0份、Ti 7.1份、Si 0.5份；或者，涂层的原料按质量份数配比计，其成分组成为：Cu 67.9份、Ni 13.2份、Al 10.1份、Ti7.2份、Si 1.6份；或者，涂层的原料按质量份数配比计，其成分组成为：Cu 66.4份、Ni 13.4份、Al 10.2份、Ti 7.3份、Si 2.7份。
4.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述第一步中感应加热熔炼原材料的温度为1660-1750 ℃；喷嘴处高压气流压力值为12-15 MPa。
5.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述第二步中烘干参数为在80-120 ℃下烘干1-2小时。
6.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述第三步中基体采用螺旋桨常用材料镍铝青铜ZCuAl9Fe4Ni4Mn2、锰铝青铜ZCuAl8Mn13Fe3Ni2或锰黄铜ZCuZn40Mn3Fe1。
7.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述第三步中喷砂处理选用12-18目棕刚玉，喷砂距离180-200mm，喷砂角度45°-70°，喷砂气压0.6-0.8MPa。
8.根据权利要求4所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述熔炼温度：1700 ℃，高压气流压力：15 MPa。
9.根据权利要求5所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述烘干条件：100 ℃下烘干2小时。
10.根据权利要求7所述的船舶螺旋桨用耐腐蚀防污损抗空蚀铜基中熵合金涂层的制备方法，其特征在于：所述喷砂参数：喷砂距离200mm，喷砂角度45°，喷砂气压0.7MPa。
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