[发明专利]一种高熵合金粉末及制备方法以及高熵合金涂层制备方法

说明书

本发明公开了一种高熵合金粉末，其含有质量百分比如下的下述化学元素：Co：25‑30％；Cr：18‑24％；Fe：10‑30％；Ni：5‑20％；Mn：8‑12％；W：1‑3％；Mo：1‑2％；Si：1‑2.5％。相应地，本发明还公开了上述高熵合金粉末的制造方法，其包括步骤：(1)采用球磨机对各合金原料进行球磨；(2)烘干：烘干温度为120‑200℃。此外，本发明还公开了一种采用高熵合金粉末制备高熵合金涂层的方法，其包括步骤：(1)对工件进行预热；(2)采用激光器在工件表面熔覆所述高熵合金粉末以形成高熵合金涂层。利用本发明所述的高熵合金粉末可以配合激光熔覆技术制备高熵合金涂层，该高熵合金涂层可用于服役特种环境零件的修复以及表面强化，进而提高零件的耐磨耐腐蚀性能，延长零件使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种表面处理材料，尤其涉及一种高熵合金粉末。

背景技术

众所周知，许多设备的工作环境并不理想，这些设备所采用的金属工件通常服役环境比较恶劣，这些金属工件在使用过程中不可避免地会因为摩擦磨损、应力腐蚀、机械变形等原因，被损伤或损坏。然而，这些金属工件往往制造困难且造价昂贵，为了节省成本，不能简单进行更换。因而需要采用表面强化技术对这些金属工件的外表面进行修复和加工，以便于将其再次使用。

激光熔覆技术是一种先进的表面强化技术，其可以显著提高样件的表面性能，激光熔覆技术的原理是采用高能激光束将特定配方的粉末融化覆盖在样件表面，形成组织致密、与基体材料形成冶金结合的涂层。激光熔覆技术具有快热快冷、基体热影响区小以及节省材料等特点，其可以广泛应用于零件的直接制造和失效零件的再修复过程中。

近年来，随着用户对于性能的要求越来越高，现有的钴基、镍基等合金粉末已经逐渐不能满足修复使用时的需求，因此急需一种性能更加优异的合金粉末，这对于本领域工作人员来说相当重要。

基于此，针对现有技术中存在不足，本发明期望获得一种新的高熵合金粉末及制备方法以及高熵合金涂层制备方法，高熵合金是由五种或五种以上金属形成的合金且每种合金含量在5％-35％之间，因其耐磨耐腐蚀性能、力学性能优异，高熵合金粉末也可用于激光熔覆领域。

本发明所述的高熵合金粉末通过合理的化学成分设计，可以有效提高材料耐磨耐腐蚀性能，采用该高熵合金粉末并配合利用激光熔覆技术可以有效制备性能更加优异的高熵合金涂层，该高熵合金涂层能够用于设备零件表面修复或表面改性，且可以提高材料的硬度及耐磨耐腐蚀性能，延长零件使用寿命。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种高熵合金粉末，该高熵合金粉末采用了不同于常规合金设计理念，其采用了高熵合金的设计理念，通过添加金属元素Co、Cr、Fe、Ni、Mn，添加少量金属元素W、Mo以及非金属元素可以得到具有优异性能的高熵合金粉末，该高熵合金粉末配合利用激光熔覆技术，可以获得满足复杂工况下设备零件服役需求的强化或修复层，进而能够有效提高材料的硬度及耐磨耐腐蚀性能，延长零件使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高熵合金粉末，其含有质量百分比如下的下述化学元素：

Co：25-30％；

Cr：18-24％；

Fe：10-30％；

Ni：5-20％；

Mn：8-12％；

W：1-3％；

Mo：1-2％；

Si：1-2.5％。

进一步地，在本发明所述的高熵合金粉末中，其各化学元素质量百分比为：

Co：25-30％；

Cr：18-24％；

Fe：10-30％；