[发明专利]一种风电轴承用低稀释率FeCrCoNiMoTi高熵合金粉末及其熔覆层的制备方法

说明书

本发明公开一种风电轴承用低稀释率FeCrCoNiMoTi高熵合金粉末及其熔覆层的制备方法，高熵合金粉末，由Fe、Ni、Cr、Mo、Co和Ti元素粉末组成，Fe、Ni、Cr、Mo、Co和Ti之间为等摩尔比。在进行激光熔覆时，选用基体材料为42CrMo钢，工艺参数为：激光功率为1000～1500KW，光斑直径为3～6mm，扫描速度为5～10mm/s，离焦量为0mm，保护气体气体流量为15～25L/min。本发明降低熔敷层稀释率，提高材料硬度和耐磨性。

技术领域

本发明属于合金技术领域，更加具体地说，涉及一种风电轴承用低稀释率FeCrCoNiMoTi高熵合金熔覆层及其制备方法。

背景技术

为了降低生产成本，采用激光熔覆技术在传统金属材料上制备出具有特殊性能的涂层。高熵合金(HEA)具有特殊的性能，如高强度、高硬度、高耐腐蚀性、高耐磨性、良好的抗软化性能。然而，高熵合金中一些合金元素的价格通常很高。此外，传统的生产方法，如铸造技术，不适合制造这些合金。因此，激光熔覆技术是制备高熵合金的重要方法。用激光熔覆技术制备的高熵合金涂层具有较高的稀释率。基体的稀释效应会改变涂层中元素的含量，从而影响涂层的组织和性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种完全由FeCrCoNiMoTi元素组成的激光熔覆用高熵合金粉末及熔覆层制备方法，降低熔敷层稀释率，提高材料硬度和耐磨性，获得一种低稀释率FeCrCoNiMoTi高熵合金熔覆层的制备方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

风电轴承用低稀释率FeCrCoNiMoTi高熵合金粉末，由Fe、Ni、Cr、Mo、Co和Ti元素粉末组成，即合金粉末组成表示为FeCrCoNiMoTi，所述Fe、Ni、Cr、Mo、Co和Ti之间为等摩尔比。

在进行制备时，首先按照各自元素的摩尔比进行配比计算，采用电子称称取各种元素的粉末，在研钵中研磨半小时使其混合均匀。选用各个组分均为纯度大于等于99％的粉末，粒径为100—500目，优选200—300目。

利用上述高熵合金粉末制备熔覆层及其制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1，在高熵合金粉末和乙醇混合物中，按照质量百分数由92～95％的合金粉末与5～8％的乙醇组成；在混合后，形成糊状或膏状，以便于在基体材料表面继续涂覆，经涂覆后在基体材料表面形成预制层；

步骤2，在进行激光熔覆时，选用基体材料为42CrMo钢，工艺参数为：激光功率为1000～1500KW，光斑直径为3～6mm，扫描速度为5～10mm/s，离焦量为0mm，保护气体气体流量为15～25L/min

而且，在步骤1中，预制层厚度为1～2mm。

而且，在步骤2中，在进行激光熔覆时工艺参数优选为：激光功率为1200～1400KW，光斑直径为3～5mm，扫描速度为6～10mm/s，离焦量为0mm，保护气体采用氩气或氦气，气体流量为18～20L/min。

本发明的技术方案采用激光熔覆技术实现FeCrCoNiMoTi高熵合金涂层的制备，获得一种低稀释率FeCrCoNiMoTi高熵合金熔覆层的制备方法。采用材料为GCr15钢的干摩擦磨损设备，磨损球直径50mm，宽10mm，载荷49N，转速200r/min，磨损时间2h进行摩擦磨损试验，经测试，本发明合金粉末中，1)熔覆层的稀释率在10-20％之间变化；2)硬度平均值在500-600HV；3)干摩擦磨损：质量损失为3-6mg。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

使用的基体材料42CrMo钢的化学成份如下表所示：

使用的各个金属粉末为分析纯，纯度≥99.5％，购自天津光复精细化工研究所。