[发明专利]一种高熵合金基复合涂层及其制备方法

摘要

一种高熵合金基复合涂层及其制备方法，涉及一种复合涂层及其制备方法，高熵合金基复合涂层的高熵合金基体为AlCoNiCrFeCu，其体积分数为80‑95%，增强相为SiC，其体积分数为5%‑20%。包括以下制备过程将Ti、C和Cu粉体称量、混合；然后用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗，最后把上述单质原料混合熔炼，母合金铸锭随钨极磁控电弧炉冷却，然后取出母合金铸锭；喷铸所得圆棒状合金即为高熵合金基复合材料电极；通过连接、叠加而形成连续的涂层，即可。本发明制备的涂层具有高硬度、高韧性、高结合强度、耐磨、耐蚀性等特点，而且所用的原料都为常见原料，来源广泛价格便宜。

主权项

一种高熵合金基复合涂层制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：（1）试验所有的Si粉纯度为99.9 wt%、活性碳粉纯度为99.5 wt%和Cu粉纯度为99.9wt%；将上述Si、C和Cu粉体按所需质量用精密电子天平称量出，然后将三种粉体混合；（2）AlCoNiCrFeCu高熵合金基体所用单质原料均采用纯度不低于99.9 wt%的Al、Co、Cr、Fe、Ni和Cu；用钢刷除去Al、Co、Cr、Fe、Ni和Cu表面的氧化膜，利用精密电子天平称出上述单质原料的质量；然后用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗，最后把上述单质原料混合一起放入钨极磁控电弧炉的坩埚边缘；（3）将钨极磁控电弧炉工作腔抽真空至 8×10‑4 Pa，再通入纯度为 99.99 wt.% 的高纯氩气；将金属钛熔化，熔炼完成后，母合金铸锭随钨极磁控电弧炉冷却至室温，然后打开钨极磁控电弧炉取出母合金铸锭；（4）所用的直径为6mm圆棒状合金电极均在高真空下利用铜模喷铸造方法获得；将上述母合金铸锭压碎成小块合金，选择20‑30克的小块合金放入下面带有直径为1.5 mm小孔的石英管内，再把装有小块合金的石英管放进感应炉里，然后将感应炉工作腔抽真空至 1×10‑3 Pa，进行感应熔炼，待小块合金由固体变成合金熔体，并且合金熔体的温度达到预设温度后，立即用高纯氩气将石英管内的合金熔体喷入正下方的铜模内，喷射气压控制在 0.025 MPa，冷却速度103K/s，喷铸所得6mm圆棒状合金即为高熵合金基复合材料电极；（5）选不锈钢作为基体，分别用丙酮、酒精和去离子水超声波清洗待用；（6）涂层设备选用电火花沉积系统，将基体合金薄片固定在能导电的夹具上，合金电极材料夹持在焊枪前端，焊枪与自动进给系统相连接，在三维方向运动；通过连接、叠加而形成连续的涂层，所得涂层即为SiC增强AlCoNiCrFeCu高熵合金基复合涂层；所述高熵合金基复合涂层的高熵合金基体为 AlCoNiCrFeCu，其体积分数为80‑95%，增强相为SiC，其体积分数为5%‑20%。