CN112159982A - 一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法 - Google Patents
一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112159982A CN112159982A CN202011072088.XA CN202011072088A CN112159982A CN 112159982 A CN112159982 A CN 112159982A CN 202011072088 A CN202011072088 A CN 202011072088A CN 112159982 A CN112159982 A CN 112159982A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- entropy alloy
- alloy coating
- endogenous
- powder
- coating containing
- 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
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 95
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 95
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 93
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 52
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 claims abstract description 29
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 26
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 19
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N chromium(III) oxide Inorganic materials O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UPWOEMHINGJHOB-UHFFFAOYSA-N cobalt(III) oxide Inorganic materials O=[Co]O[Co]=O UPWOEMHINGJHOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 4
- 238000007133 aluminothermic reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- GNMQOUGYKPVJRR-UHFFFAOYSA-N nickel(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Ni+3].[Ni+3] GNMQOUGYKPVJRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- PZFKDUMHDHEBLD-UHFFFAOYSA-N oxo(oxonickeliooxy)nickel Chemical compound O=[Ni]O[Ni]=O PZFKDUMHDHEBLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- -1 Q235 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010288 cold spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
-
- 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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
本发明属于高熵合金涂层技术领域，具体涉及一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法，该制备方法包括：将主体粉末和铝粉混合得到预制粉末；采用激光熔覆工艺或热喷涂工艺，将预制粉末在基体表面逐层涂覆，制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层。本发明制备的内生氧化铝的粒径小、分布更加均匀，内生氧化铝与高熵合金的结合更为紧密，制备的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层耐磨性更好；同时本发明提供的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法降低了高熵合金涂层的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于高熵合金涂层技术领域，具体涉及一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法。
背景技术
高熵合金涂层是由五种及五种以上主要的合金元素按照原子比混合并通过一定方法生长在基体表面的多组元合金涂层。高熵合金涂层具有高的强度、硬度，良好的耐磨性和耐腐蚀性能，能明显改善基体金属的表面性能。目前主要采用的制备高熵合金涂层的方法主要有激光熔覆法、热喷涂法、冷喷涂法、有磁控溅射法、等离子体基离子注入法、电化学沉积法等。这些方法主要是将五种或五种以上金属粉末或块体加热融化生成有五种及五种以上金属元素组成的高熵合金涂层或块体。而为了进一步提高高熵合金的性能，在高熵合金中加入一些陶瓷颗粒作为第二相强化，能够有效提高高熵合金的硬度、耐磨耐蚀等性能。然而加入的陶瓷颗粒在高熵合金中未能达成冶金结合，因此分布不够均匀，容易出现团聚现象。
发明内容
为解决现有技术的不足，针对外加陶瓷颗粒在高熵合金涂层中分布不均匀、外加陶瓷颗粒因表面污染而不能与高熵合金达成理想的润湿性的问题，本发明提供一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法，陶瓷颗粒与高熵合金结合良好，含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层耐磨性更好。
为解决现有技术的不足，本发明提供的技术方案为：
本发明提供一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，包括，
将主体粉末和铝粉混合得到预制粉末；所述主体粉末至少包含一种主元元素的氧化物，所述主元元素至少有四种；
采用激光熔覆工艺或热喷涂工艺，将预制粉末在基体表面逐层涂覆，制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层。
优选的，所述预制粉末共涂覆4～9层。
优选的，所述激光熔覆工艺的工艺参数为：峰值功率为1～5kw，频率为10～15Hz，扫描速度为80～300mm/s，脉宽为1～5ms，间距为0.3～0.7mm。
优选的，所述激光熔覆工艺的工艺参数为：峰值功率为3kw，频率为12Hz，扫描速度为200mm/s，脉宽为3.0ms，间距为0.55mm。
优选的，采用激光熔覆工艺将预制粉末在基体表面逐层涂覆时，所述预制粉末单次的铺设厚度为150～250μm。
优选的，采用激光熔覆工艺将预制粉末在基体表面逐层涂覆时，所述预制粉末单次的铺设厚度为200μm。
优选的，所述热喷涂工艺包括电弧喷涂、火焰喷涂、超音速火焰喷涂和等离子喷涂。
优选的，所述电弧喷涂的工艺参数为：喷涂距离为100～200mm，雾化压力为0.6～0.7MPa，基体移动速度为50～150mm/s，电弧喷涂电压为32～33V，送丝速度为25～40mm/s。
优选的，所述电弧喷涂的工艺参数为：喷涂距离为150mm，雾化压力为0.65MPa，基体移动速度为100mm/s，电弧喷涂电压为32.5V，送丝速度为30mm/s。
优选的，采用热喷涂工艺将预制粉末在基体表面逐层涂覆时，制备的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层单层的厚度为20μm。
本发明另一方面提供一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层，所述含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层由主体粉末与铝粉混合均匀后经激光熔覆或热喷涂制备而成，所述主体粉末至少包含一种主元元素的氧化物；所述主元元素至少有四种。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法，通过激光熔覆或热喷涂引发铝热反应，一步制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层，相比于传统的外加陶瓷颗粒制备的高熵合金涂层，内生氧化铝的粒径小于1微米，远低于外加氧化铝颗粒的粒径，且内生氧化铝的分布更加均匀，与高熵合金的结合更为紧密；
2)本发明采用金属氧化物与铝粉制备高熵合金涂层，由于金属氧化物的价格明显低于金属粉末的价格，因此本发明所提供含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法可以降低生产成本；
3)本发明提供的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层在空气环境下，往复式摩擦12000次中表现出良好的耐磨性。
附图说明
图1为本发明提供的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例1提供的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的扫描电镜图；
图3为本发明实施例1提供的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的能谱分析图；
其中，1、含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层；2、预设粉末；3、基体。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，参加图1，包括，
1)制备预制粉末
将主体粉末和铝粉混合得到预制粉末；主体粉末至少包含一种主元元素的氧化物，主元元素至少有四种。主体粉末至少包含一种主元元素的氧化物可以保证铝粉能够与该氧化物发生铝热反应生成内生氧化铝粉末。
除主元元素的氧化物外，主体粉末还可以包含主元元素的单质。从生产成本的角度考虑，由于金属氧化物的成本远低于金属单质的成本，因此主体粉末优选由四种以上主元元素的氧化物组成。
主体粉末中各主元元素的配比没有特别限制，按照所需制备的高熵合金涂层配备即可。
优选的，主体粉末不包含氧化铝，保证制备的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层内的氧化铝全部为内生氧化铝。
优选的，当铝粉过量时，主体粉末中的主元元素至少有四种。此时过量的铝粉可以作为高熵合金的主元元素的补充。
优选的，当铝粉与主元元素的氧化物恰好完全反应时，主体粉末中的主元元素至少有五种。此时铝粉全部生成氧化铝，主体粉末中的主元元素至少有五种才能保证最后生成高熵合金涂层。
优选的，主体粉末与铝粉的粒度为200目，纯度>98％。
优选的，主体粉末与铝粉通过球磨机混合均匀后得到预制粉末。
2)在基体表面逐层制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层
其中，基体选常用的钢材即可，如Q235、316L、45#等型号的钢材。
由于氧化铝密度较小，若预制粉末单次铺设的厚度过厚，则会出现分层，氧化铝会上浮偏聚在涂层表面，同时单次铺设的厚度过厚，也会因激光功率或热喷涂设备功率的限制出现预制粉末无法熔透或者受热不均匀等现象，因此采用逐层涂覆的方式制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层。此外，采用逐层涂覆的方式，也可以对已涂覆的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层进行多次加热，可以确保主元元素的氧化物完全反应，也可以同时降低基体对含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的稀释作用。
21)采用激光熔覆工艺，将预制粉末在基体表面逐层涂覆，制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层：
将预制粉末逐层铺设在基体表面，采用激光熔覆工艺引发铝热反应的同时使预制粉末熔融生成含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层。
采用D-ECYW300型脉冲式光纤激光器作为激光熔覆设备，激光熔覆工艺的工艺参数为：峰值功率为1～5kw，频率为10～15Hz，扫描速度为80～300mm/s，脉宽为1～5ms，间距为0.3～0.7mm。
优选的，激光熔覆工艺的工艺参数为：峰值功率为3kw，频率为12Hz，扫描速度为200mm/s，脉宽为3.0ms，间距为0.55mm。
预制粉末单次的铺设厚度为150～250μm，激光熔覆后制备的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层单层的厚度为15～25μm。
优选的，预制粉末单次的铺设厚度为200μm，激光熔覆后制备的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层单层的厚度为20μm。
优选的，预制粉末共铺设4～9层。
优选的，将预制粉末在基体表面再次铺设前需将已涂覆并冷却的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层进行喷砂处理。
22)采用热喷涂工艺，将预制粉末在基体表面逐层涂覆，制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层：
采用热喷涂工艺可直接在基体表面制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层。
热喷涂工艺可选自电弧喷涂、火焰喷涂、超音速火焰喷涂和等离子喷涂中的一种。
优选的，预制粉末共涂覆4～9层。
优选的，热喷涂的制备的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层单层的厚度为20μm。
优选的，重复热喷涂前需将已涂覆并冷却的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层进行喷砂处理。
优选电弧喷涂制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层。电弧喷涂采用上海新业喷涂机械有限公司制造的电弧喷涂装置，型号为ZPG-400B型推、拉式，电弧喷涂的工艺参数为：恒定喷涂距离为100～200mm，雾化压力为0.6～0.7MPa，基体的移动速度为50～150mm/s，电弧喷涂电压为32～33V，送丝速度为25～40mm/s。
优选的，电弧喷涂的工艺参数为：恒定喷涂距离为150mm，雾化压力为0.65MPa，基体的移动速度为100mm/s，电弧喷涂电压为32.5V，送丝速度为30mm/s。
本发明另一方面提供一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层，含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层由主体粉末与铝粉混合均匀后经激光熔覆或热喷涂制备而成，主体粉末至少包含一种主元元素的氧化物，主元元素至少有四种。
优选的，含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层厚度为100～200μm。
下述实施例选用的试剂中，Fe2O3、Cr2O3和Al粉购自天津市致远化学试剂有限公司，粒度为200目，纯度>98％；Co2O3购自天津市福晨化学试剂厂，粒度为200目，纯度>98％；Ni2O3购自天津市光复精细化工研究所，粒度为200目，纯度>98％。
实施例1
(1)制备预制粉末：采用Fe2O3：Co2O3：Ni2O3：Cr2O3：Al粉＝1:1:1:1:10的摩尔配比配比配置粉末，利用球磨机对配备的粉末进行充分的球磨混合得到预制粉末2。
(2)制备涂层：参见图1，在Q235基体3上铺设预制粉末2，单层厚度为200μm，采用激光熔覆的方法制备含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层1。将已涂覆的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层冷却后进行喷砂处理，在其表面继续铺设200μm预制粉末，采用激光熔覆的方法制备第2层含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层。依次逐层制备含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层，预制粉末共铺设6层。
激光熔覆的工艺参数为：峰值功率为3kw，频率为12Hz，扫描速度为200mm/s，脉宽为3.0ms，间距为0.55mm。
制备的含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层1的总厚度为120μm。
图2为制备的含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层1的扫描电镜图，从图2中可以看出，含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层中均匀分布了多个粒径小于1μm的颗粒。
对图2中谱图33处的颗粒进行点扫描能谱分析，图3为颗粒的能谱分析图，表1为该颗粒的元素成分表，通过表1可以确定该颗粒为氧化铝陶瓷颗粒，表明成功制备了含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层，且氧化铝陶瓷颗粒在含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层中分布均匀。
制备的含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层1的平均摩擦系数为0.15。采用氧化锆陶瓷球进行往复对磨测试，氧化锆陶瓷球直径为6mm，载荷为10N。经过12000次后对磨后，含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层的摩擦失重为0.1mg，摩擦磨损率为1.008×10-6mm3/N/m，表明制备的含内生氧化铝增强相的Al2FeCoNiCr高熵合金涂层耐磨性好。
表1元素成分表
| 元素 | wt％ | 原子百分比 |
| C | 1.47 | 2.78 |
| O | 37.42 | 53.28 |
| Al | 43.58 | 36.79 |
| Fe | 17.53 | 7.15 |
| 总量: | 100.00 | 100.00 |
实施例2
(1)制备预制粉末：采用Fe2O3：Co2O3：Ni2O3：Cr2O3：Al粉＝1:1:1:1:9.5的摩尔配比配比配置粉末，利用球磨机对配备的粉末进行充分的球磨混合得到预制粉末。
(2)在Q235基体上铺设预制粉末，单层厚度为200μm，采用激光熔覆的方法制得含内生氧化铝增强相的Al1.5FeCoNiCr高熵合金涂层。将已涂覆的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层冷却后进行喷砂处理，在其表面继续铺设200μm预制粉末，采用激光熔覆的方法制备第2层含内生氧化铝增强相的Al1.5FeCoNiCr高熵合金涂层。依次逐层制备含内生氧化铝增强相的Al1.5FeCoNiCr高熵合金涂层，预制粉末2共铺设6层。
激光熔覆的工艺参数为：峰值功率为3kw，频率为12Hz，扫描速度为200mm/s，脉宽为3.0ms，间距为0.55mm。
制备的含内生氧化铝增强相的Al1.5FeCoNiCr高熵合金涂层的总厚度为120μm。
制备的含内生氧化铝增强相的Al1.5FeCoNiCr高熵合金涂层的平均摩擦系数为0.387。采用氧化锆陶瓷球进行往复对磨测试，氧化锆陶瓷球直径为6mm，载荷为10N。经过12000次后对磨后，含内生氧化铝增强相的Al1.5FeCoNiCr高熵合金涂层的摩擦失重为0.3mg，摩擦磨损率为3.2×10-6mm3/N/m，表明制备的含内生氧化铝增强相的Al1.5FeCoNiCr高熵合金涂层耐磨性好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，包括，
将主体粉末和铝粉混合得到预制粉末；所述主体粉末至少包含一种主元元素的氧化物，所述主元元素至少有四种；
采用激光熔覆工艺或热喷涂工艺，将预制粉末在基体表面逐层涂覆，制备含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层。
2.根据权利要求1所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述预制粉末共涂覆4～9层。
3.根据权利要求1所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述激光熔覆工艺的工艺参数为：峰值功率为1～5kw，频率为10～15Hz，扫描速度为80～300mm/s，脉宽为1～5ms，间距为0.3～0.7mm。
4.根据权利要求3所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述激光熔覆工艺的工艺参数为：峰值功率为3kw，频率为12Hz，扫描速度为200mm/s，脉宽为3.0ms，间距为0.55mm。
5.根据权利要求1所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，采用激光熔覆工艺将预制粉末在基体表面逐层涂覆时，所述预制粉末单次的铺设厚度为150～250μm。
6.根据权利要求5所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，采用激光熔覆工艺将预制粉末在基体表面逐层涂覆时，所述预制粉末单次的铺设厚度为200μm。
7.根据权利要求1所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述热喷涂工艺包括电弧喷涂、火焰喷涂、超音速火焰喷涂和等离子喷涂。
8.根据权利要求7所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述电弧喷涂的工艺参数为：喷涂距离为100～200mm，雾化压力为0.6～0.7MPa，基体移动速度为50～150mm/s，电弧喷涂电压为32～33V，送丝速度为25～40mm/s。
9.根据权利要求8所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述电弧喷涂的工艺参数为：喷涂距离为150mm，雾化压力为0.65MPa，基体移动速度为100mm/s，电弧喷涂电压为32.5V，送丝速度为30mm/s。
10.根据权利要求1所述的一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，采用热喷涂工艺将预制粉末在基体表面逐层涂覆时，制备的含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层单层的厚度为20μm。
11.一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层，其特征在于，所述含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层由主体粉末与铝粉混合均匀后经激光熔覆或热喷涂制备而成，所述主体粉末至少包含一种主元元素的氧化物；所述主元元素至少有四种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011072088.XA CN112159982A (zh) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011072088.XA CN112159982A (zh) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112159982A true CN112159982A (zh) | 2021-01-01 |
Family
ID=73866372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011072088.XA Pending CN112159982A (zh) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112159982A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113511802A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-10-19 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃制品生产用软化垫片及其制作方法 |
| CN114231882A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-25 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 一种抗空蚀复合涂层及其制备方法 |
| CN114799193A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-07-29 | 浙江工业大学 | 一种高熵合金活性催化材料及其制备方法 |
| CN114875266A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-09 | 浙江工业大学 | 一种多孔FeCoNiCr均质固溶高熵合金及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090120539A1 (en) * | 2005-04-15 | 2009-05-14 | Snt Co., Ltd | Method of Preparing Metal Matrix Composite and Coating Layer and Bulk Prepared Thereby |
| CN108085634A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-29 | 湖南大学 | 一种含高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层的复合材料及其制备方法及装置 |
| CN108130502A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-08 | 湖南大学 | 一种含高熵合金涂层的复合材料的制备方法及装置 |
| CN110230056A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-09-13 | 哈尔滨工程大学 | 用于镁锂合金激光表面改性的低熔点高熵合金粉末及其制备方法和应用 |
| CN110359040A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-22 | 四川建筑职业技术学院 | 考虑稀释率的CoCrFexNiMnMo高熵合金涂层及其制备方法 |
| US20200149146A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-14 | National Taiwan University Of Science And Technology | Manufacturing method of high entropy alloy coating layer |
-
2020
- 2020-10-09 CN CN202011072088.XA patent/CN112159982A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090120539A1 (en) * | 2005-04-15 | 2009-05-14 | Snt Co., Ltd | Method of Preparing Metal Matrix Composite and Coating Layer and Bulk Prepared Thereby |
| CN108085634A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-29 | 湖南大学 | 一种含高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层的复合材料及其制备方法及装置 |
| CN108130502A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-08 | 湖南大学 | 一种含高熵合金涂层的复合材料的制备方法及装置 |
| US20200149146A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-14 | National Taiwan University Of Science And Technology | Manufacturing method of high entropy alloy coating layer |
| CN110230056A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-09-13 | 哈尔滨工程大学 | 用于镁锂合金激光表面改性的低熔点高熵合金粉末及其制备方法和应用 |
| CN110359040A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-22 | 四川建筑职业技术学院 | 考虑稀释率的CoCrFexNiMnMo高熵合金涂层及其制备方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113511802A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-10-19 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃制品生产用软化垫片及其制作方法 |
| CN114231882A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-25 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 一种抗空蚀复合涂层及其制备方法 |
| CN114231882B (zh) * | 2021-11-15 | 2024-03-29 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 一种抗空蚀复合涂层及其制备方法 |
| CN114799193A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-07-29 | 浙江工业大学 | 一种高熵合金活性催化材料及其制备方法 |
| CN114875266A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-09 | 浙江工业大学 | 一种多孔FeCoNiCr均质固溶高熵合金及其制备方法 |
| CN114799193B (zh) * | 2022-05-30 | 2024-05-10 | 浙江工业大学 | 一种高熵合金活性催化材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112159982A (zh) | 一种含内生氧化铝增强相的高熵合金涂层及制备方法 | |
| CN100432277C (zh) | 高耐蚀耐磨铁基热喷涂涂层材料及其制备方法 | |
| CN108677129A (zh) | 一种FeCoNiCrSiAl高熵合金涂层及其制备方法 | |
| JP5399954B2 (ja) | 溶射用粉末 | |
| CN1962942A (zh) | 等离子控制原位生成TiC/金属复合熔覆层的方法 | |
| CN110129708B (zh) | 一种FeCoNiCrAlMnM多主元合金涂层的制备方法 | |
| CN101139709A (zh) | 一种用于钛合金表面获得高适配耐磨钛基复合材料的方法 | |
| CN106756717B (zh) | 一种高强耐磨铜镍锡合金涂层的制备方法 | |
| CN109778105A (zh) | 一种非晶复合涂层及其制备方法 | |
| 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 | |
| CN108866470A (zh) | 一种大气等离子喷涂合金-陶瓷层状涂层的制备方法 | |
| JP2011017079A (ja) | 溶射用粉末及び溶射皮膜の形成方法 | |
| CN108359927A (zh) | 一种NiCr/Al2O3复合涂层的制备方法 | |
| CN111778471A (zh) | 一种耐磨减摩铁基非晶复合涂层及其制备方法 | |
| CN111363998B (zh) | 多孔金属-陶瓷纳米复合热障涂层的制备方法 | |
| CN110344045A (zh) | 一种原位合成低压冷喷涂CuAlNiCrTiSi高熵合金涂层的制备方法 | |
| CN114525048A (zh) | 稀土增强氧化锆高温抗氧化涂料、涂层及其制备方法 | |
| CN115491629A (zh) | 一种利用等离子喷涂制备Ti-Al-C基复合涂层的方法 | |
| CN102162079A (zh) | 一种热喷涂用低氧含量高收得率球形铝青铜合金粉末及制备方法 | |
| CN105483432A (zh) | 一种钛合金耐磨层及其制备方法 | |
| WO2002092874A1 (fr) | Element revetu d'un film de revetement barriere thermique et poudre de pulverisation thermique | |
| CN1760409A (zh) | 热喷涂粉末、热喷涂方法及热喷涂涂层的形成方法 | |
| CN101637806A (zh) | 一种金属陶瓷涂层结晶器铜板制作方法 | |
| CN113755779A (zh) | 一种镍铝合金-纳米陶瓷复合涂层的制备方法以及制备具有复合涂层的螺杆转子的方法 | |
| CN101239844A (zh) | 一种复合阻碳涂层材料及其在基体上制备复合阻碳涂层的方法 |
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: 20210101 |