[发明专利]一种耐磨损叶片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种耐磨损叶片，其特征在于，所述叶片包括叶片基体1、位于基体表面的具有多层结构的Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层2以及在任意相邻两层所述Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层之间设置的调节层3；从叶片基体到叶片表面方向的每层所述Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层中Al的原子百分含量依次增加，其中，x的范围为0～2；所述调节层具体组成为Ni-P/Al₂O₃。

2.如权利要求1所述的耐磨损叶片，其特征在于，

所述具有多层结构的Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层至少为两层；

从叶片基体到叶片表面方向，任意相邻两层所述Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层之间的Al原子百分含量以不低于5％的梯度依次增加。

3.如权利要求1所述的耐磨损叶片，其特征在于，所述调节层为电刷镀Ni-P/Al₂O₃涂层；所述Ni-P/Al₂O₃涂层包括纳米氧化铝；所述纳米氧化铝粒径为20～30nm。

4.如权利要求1所述的耐磨损叶片，其特征在于，所述具有多层结构的Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层和所述调节层的总厚度为600～800μm。

5.如权利要求1所述的耐磨损叶片的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1预处理叶片基体；

S2采用热喷涂法用高熵合金粉末制备一层Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层；

S3对步骤S2获得的高熵合金涂层进行真空热处理；

S4在步骤S3处理后的高熵合金涂层表面制备一层Ni-P/Al₂O₃调节层；

S5在步骤S4获得的调节层表面依次循环：以步骤S2的方法热喷涂高熵合金涂层、以步骤S3的方法对高熵合金涂层真空热处理、以步骤S4的方法制备调节层；其中，步骤S2和步骤S3循环次数为m次，步骤S4循环次数为m-1次；2≤m≤4；

S6对真空热处理后的最外层Al_xCoCrFeNi高熵合金涂层，进行打磨抛光处理，即可得到具有多层高熵合金涂层的耐磨损叶片。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述预处理包括打磨、表面清洁和粗化处理。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述热喷涂具体操作步骤为：采用超音速火焰喷涂技术，使用氢气作为燃料，氧气作为助燃气体，氮气作为送粉载气；

氢气流量为400～800slpm；氧气流量为100～300slpm；氮气流量为20～40slpm；喷涂距离为200～300mm；

喷涂角度为60°～90°；送粉率为10～50g/min。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述真空热处理具体操作步骤为：

S31前处理：对真空热处理设备进行气密性检查和样品清洗；

S32抽真空：将样品置入真空热处理设备，密封、抽真空；

S33升温阶段：把炉体循环水打开，使炉壁保持室温状态；待真空度小于2×10^-4Pa，将预设温度调为50℃，打开加热开关，之后以50℃为单位依次升高预设温度，直到炉内温度升至400～600℃为止；

S34保温阶段：保温阶段持续2～4小时；

S35冷却阶段：关闭真空热处理设备，至样品冷却至室温即可进行后续操作。