[发明专利]一种多元高熵合金弥散铜棒层状复合材料的制造方法

说明书

一种多元高熵合金/弥散铜棒层状复合材料的制造方法，具体步骤如下：将多元高熵合金粉末预处理后进行制备坯管，根据多元高熵合金坯管、冲击层金属管、过渡层镍管、弥散铜棒的尺寸确定爆炸焊接工艺的炸药厚度和间距，制备爆炸焊接工装。组合工装，在药框与冲击层金属管的空腔内铺设不同爆速爆炸焊接炸药，放入抗爆容器，将多元高熵合金坯管与镍管一同爆炸焊接到弥散铜棒的表面，得到多元高熵合金/弥散铜棒层状复合材料，进行无损检测并加工尺寸。本发明制备的多元高熵合金/弥散铜棒层状复合材料异种金属层间界面结合强度高，充分利用多元高熵合金高硬度、高强度、良好耐磨性、抗高温氧化等特点，同时也降低了结合界面的电阻率提升了导电性能。

技术领域

本发明属于粉末冶金与层状金属复合材料技术领域，具体涉及一种多元高熵合金/弥散铜棒层状复合材料的制造方法。

背景技术

传统合金是以一种元素为主的固溶体或者两种元素构成的金属间化合物为基体，利用热处理、添加合金元素和凝固控制等手段对其组织结构进行改善。多元高熵合金是近些年来发展起来的有望成为新一代工程结构的新型合金，它由多种元素按等摩尔或近等摩尔比构成，其所具有的高混合熵和低自由能的特点，相关研究人员将其总结为具有“高熵、晶格畸变、迟滞扩散、鸡尾酒（多元高熵合金中各元素共同影响合金的整体性能，通过选取合适的合金元素，并通过合金元素的相互作用，可以得到超过单质元素性能平均值，提供了获得并调控具有优异性能的可能性。）”四大核心效应，塑造了多元高熵合金以简单的体心立方（Bcc）和面心立方（Fcc）为主的独特晶体结构的固溶体，赋予它优于传统合金的高硬度、高强度、良好的耐磨性、优秀的抗高温氧化等一列性能特点。通过适当的表面改性方法在工件表面制备涂层无疑是一种节约成本又能显著减少磨损的可行办法。多元高熵合金涂层制备技术主要沉积、喷涂、熔覆等。通过上述方法可以获得熵合金/弥散铜棒复合材料，因结合强度不够牢固产生严重的“脱层”现象，影响其耐冲蚀磨损性能。然而，由于多元高熵合金/弥散铜界面结合效果不佳的问题，导致弥散铜棒表面多元高熵合金外层的耐冲蚀磨损与导电性的潜能不能充分发挥；如何在提高界面结合强度和降低界面电阻率的同时又能获得良好的耐冲蚀磨损性能，一直是研究者追求的标准。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种多元高熵合金/弥散铜棒层状复合材料的制造方法。即解决多元高熵合金/弥散铜界面结合效果不佳的问题，提高界面结合强度能获得良好耐冲蚀磨损性能与导电性能。

本发明的技术方案是：一种多元高熵合金/弥散铜棒层状复合材料的制造方法，具体步骤如下：

一种多元高熵合金/弥散铜棒层状复合材料的制造方法，具体步骤如下：

步骤一、将粉末状原料Fe、Al、Co、Cr、Cu、Ti混合均匀后放入包套内进行冷等静压制备试件，将试件置于氢气氛围内进行预烧结1-2h，制备得多元高熵合金坯管；

步骤二、确定多元高熵合金坯管、过渡层镍管、冲击层金属管、弥散铜棒的药厚和间距，制备爆炸焊接工装，所述爆炸焊接工装包括堵头、底座和药框，所述药框固定在所述底座上，药框的顶端设有雷管，所述堵头设置在冲击层金属管、多元高熵合金坯管、过渡层镍管、弥散铜棒的上端且堵住过渡层镍管、冲击层金属管和弥散铜棒爆炸焊接的上端口，底座堵住过渡层镍管、冲击层金属管和弥散铜棒爆炸焊接的下端口；

步骤三、将待焊管棒与爆炸焊接工装组合，得组合工装，并进行抽真空，安放药框，在药框与冲击层金属管的空腔内铺设2-3段不同爆速的爆炸焊接炸药，放入抗爆容器内；

步骤四、在堵头的上方炸药处插入瞬发导爆管雷管或电子数码雷管中的一种进行起爆，多元高熵合金坯管经爆炸压实与过渡层镍管一同爆炸焊接到弥散铜棒表面，形成镍为中间过渡层，多元高熵合金为外层的多元高熵合金/弥散铜棒复合材料；

步骤五、将步骤四中爆炸焊接完成的多元高熵合金/弥散铜棒复合材料超声波探伤，并对缺陷区域标识或切除，将无损检测合格的多元高熵合金/弥散铜复合棒进行扩散烧结，除去粉末外面的钢套，通过机械进行尺寸加工。