[发明专利]一种超声波辅助等离子束熔覆高熵合金涂层的方法

摘要

本发明公开了一种超声波辅助等离子束熔覆高熵合金涂层的方法，在低碳钢表面采用等离子束氩气保护下加热熔覆一定比例的镍铬硼硅粉、铜粉、低碳铬铁粉和高碳锰铁粉组成的混合粉末，由于主要组元为五元以上，可以形成以固溶体为主的高熵合金，在熔覆过程中具有高熵合金的迟滞效应，并且粉末大多为预合金粉，具有熔点较低，迟滞效应有利于形成细小的Cr₇C₃和细小的晶粒，获得耐磨性好的高熵合金涂层。

主权项

1.一种超声波辅助等离子束熔覆高熵合金涂层的方法，其特征在于，所述的制作方法包括下述工艺步骤：步骤一、选取将要强化的低碳钢零件表面作为基体，并对其表面进行预处理，即用砂轮或砂纸打磨表面进行除锈，用酒精或丙酮清除表面的油污；步骤二、将镍铬硼硅粉、铜粉、低碳铬铁粉和高碳锰铁粉按一定比例用球磨机进行球磨混合，其中镍铬硼硅粉成分的质量百分比为Cr：14‑17，B：2.5‑4.5，Si：3‑4.5，C：0.6‑1.0，其余为Ni，粒度为30‑300μm；铜粉的纯度为99.5‑100%，粒度为30‑300μm；低碳铬铁粉成分的质量百分比为C：0.1‑0.2%，Cr：50‑70%，其余为Fe，粒度为30‑300μm；高碳锰铁粉的质量百分比为Mn：62‑85；C：7.0‑8.0；Si：1.5‑2.5，其余为铁，粒度为30‑300μm；混合粉末中镍铬硼硅粉、铜粉、低碳铬铁粉和高碳锰铁粉的质量百分比为：10‑12：10‑12：8‑10：10‑12，组成混合粉末；步骤三、将混合粉末与压敏胶按一定比例混合制成熔覆粉，将其涂覆到低碳钢基体表面，涂覆厚度为0.8‑1.2 cm，并烘干；步骤四、采用等离子束在超声波辅助下对熔覆粉加热进行熔覆，熔覆工艺参数为：氩气作为保护气及电离气体，熔覆电流为100‑160 A，工作电压20‑40 V，扫描速度为3‑6 mm/s，氩气作为保护气的流量为0.9‑1.5m3/h，氩气作为电离的流量为0.7‑1.3m3/h，喷嘴距待处理表面的距离为0.7‑1.3cm，冷却后即为耐磨涂层；其中超声波辅助装置是在低碳钢基体上安置超声波换能器，超声波换能器的输出功率为0.2‑2kW，超声波换能器工作频率为20‑100kHz，超声波换能器输出振幅为1‑30μm；在等离子束加热至熔覆粉末开始融化时，超声波换能器启动，低碳钢基体随超声波换能器一起振动，进行超声波振动辅助熔覆涂层，直到熔覆完成。