一种Al85Ni10La5非晶合金涂层的制备方法，Al85Ni10La5非晶合金涂层的成分和原子百分比为：85%Al，10%Ni，5%La，其制备方法包括：1配料；2母合金熔炼；3合金电极的制备；4基体；5涂层的制备。本发明专利技术系一种电火花沉积的高比强度、良好韧性、超塑性、耐磨性和耐蚀性涂层的制备方法，该涂层可应用于磨具的表面沉积，在磨具表面形成具有高硬度、高结合强度、耐磨和耐蚀性的沉积层，或者用于被磨损工件的表面修复，属于表面强化或表面改性领域。
【技术实现步骤摘要】
—种AI85Ni1t3La5非晶合金涂层的制备方法
本专利技术涉及一种非晶合金涂层的制备方法，具体涉及一种Al85NiltlLa5非晶合金涂层及制备方法。
技术介绍
涂层是表面工程科学的重要组成部分，它能赋予零件表面耐磨性、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抗疲劳、防辐射、导电、导磁、绝缘、装饰等多种特殊功能，是提高产品质量、节约能源和资源、获得显著经济效益的一种表面强化方法，在许多工业部门获得越来越多的广泛的应用。Al基非晶合金材料不仅具有高的比强度，还具有良好的韧性、超塑性、耐磨性和耐蚀性等优点，是一种具有广阔应用前景的新型结构材料，已经得到了国内外科研工作者的密切关注。但是由于铝合金体系的非晶形成能力有限，需要较大的热冷却速度，一般加工工艺难以满足，使其大规模工业化应用遇到了瓶颈。但Al基非晶合金涂层却被认为是最有可能率先获得广泛应用的领域之一。综上所述，为了能够拓展了 Al基非晶合金材料的应用领域，我们必须开发新的Al基非晶合金涂层及制备方法。因此本专利技术利用电火花沉积系统，制备Al基非晶合金涂层，为生产线连续作业提供了可能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Al85NiltlLa5非晶合金涂层的制备方法，该方法系一种电火花沉积的高比强度、良好韧性、超塑性、耐磨性和耐蚀性涂层的制备方法，该涂层可应用于磨具的表面沉积，在磨具表面形成具有高硬度、高结合强度、耐磨和耐蚀性的沉积层，或者用于被磨损工件的表面修复，属于表面强化或表面改性领域。本专利技术的技术方案是:一种Al85NiltlLa5非晶合金涂层，其成分和原子百分比为:85% Al, 10%Ni,5%La。本专利技术提供了上述Al85NiltlLa5非晶合金涂层的制备方法，具体步骤如下: (O配料:所用单质原料均采用质量百分比不低于99.9 %的Al、Ni和La，利用精密电子天平按上述成分和原子百分比称出单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克；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石墨坩埚里面。(2)母合金熔炼:将装有单质原料Al、Ni和La的石墨坩埚放入真空中频感应炉内，关好真空中频感应炉炉门，将真空中频感应炉工作腔抽真空至2X10-4帕，再通入质量百分比为99.99%的氩气，以控制单质原料在熔炼过程中的挥发量；开始熔炼上述单质原料，使其成为母合金铸锭；熔炼过程包括加热和保温两个步骤；为保证母合金铸锭的成分均匀，加热和保温过程交替进行5次，共需要15分钟；熔炼完成后，母合金铸锭随真空中频感应炉冷却至室温，然后打开真空中频感应炉取出母合金铸锭。(3)合金电极的制备:本方案所用的直径为5毫米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，选择约20克的小块合金放入下面带有直径为1.5毫米小孔的石英管内，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1X10—3帕，进行感应熔炼；待小块合金由固体变成合金熔体，立即用质量百分比为99.99%的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0.025兆帕，冷却速度13开/秒。喷铸所得5毫米圆棒状合金即为Al85NiltlLa5合金电极。(4)基体:选铝合金作为基体，将钢材用线切割切出长50毫米，宽50毫米，厚5毫米的薄片，表面经砂纸研磨抛光后，分别用丙酮、酒精和去离子水超声波清洗待用。(5)涂层的制备: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，Al85Ni10La5合金电极夹持在焊枪前端，焊枪与自动进给系统相连接，可在三维方向运动；调节焊枪前端Al85NiltlLa5合金电极与基体合金薄片间的距离至适当距离；打开高频电源，设定工艺参数，包括电压30伏、60伏、90伏，电容10-500微法，放电频率60-2000赫兹；打开放电开关，Al85NiltlLa5合金电极与基体间产生火花放电，Al85NiltlLa5合金电极被熔化、溅射到基体表面，通过连接、叠加而形成连续的涂层。所得涂层即为Al85NiltlLa5非晶合金涂层。 本专利技术的优点与效果是:本方法为一种高比强度、良好的韧性、超塑性、耐磨性和耐蚀性的Al85NiltlLa5非晶合金涂层的制备方法，采用电火花沉积系统，不需要在真空条件进行操作，从而使该方法工艺成本低且简便易行，提高了生产效率，为生产线作业提供可能。【具体实施方式】以下通过实施例详述本专利技术。实施例1 一种Al85NiltlLa5非晶合金涂层成分，其成分和原子百分比为:85% Al，10%Ni，5%La。所述的Al85NiltlLa5非晶合金涂层的制备方法，具体步骤如下: (I)配料:试验所用单质原料均采用纯度不低于99.9 % (质量百分比)的Al、Ni和La。利用精密电子天平按上述成分和原子百分比称出单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克。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石墨坩埚里面。(2)母合金熔炼:将装有单质原料Al、Ni和La的石墨坩埚放入真空中频感应炉内，关好真空中频感应炉炉门。将真空中频感应炉工作腔抽真空至2X10-4帕，再通入纯度为99.99% (质量百分比)的氩气，以控制单质原料在熔炼过程中的挥发量。开始熔炼上述单质原料，使其成为母合金铸锭。熔炼过程包括加热和保温两个步骤。为保证母合金铸锭的成分均匀，加热和保温过程交替进行5次，共需要15分钟。熔炼完成后，母合金铸锭随真空中频感应炉冷却至室温，然后打开真空中频感应炉取出母合金铸锭。(3)合金电极的制备:本方案所用的直径为5毫米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，选择约20克的小块合金放入下面带有直径为1.5毫米小孔的石英管内，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1X10—3帕，进行感应熔炼。待小块合金由固体变成合金熔体，立即用质量百分比为99.99%的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0.025兆帕，冷却速度13开/秒。喷铸所得5毫米圆棒状合金即为Al85NiltlLa5合金电极。(4)基体:选铝合金作为基体，将钢材用线切割切出长50毫米，宽50毫米，厚5毫米的薄片，表面经砂纸研磨抛光后，分别用丙酮、酒精和去离子水超声波清洗待用。(5)涂层的制备: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，Al85Ni10La5合金电极夹持在焊枪前端，焊枪与自动进给系统相连接，可在三维方向运动；调节焊枪前端Al85NiltlLa5合金电极与基体合金薄片间的距离为2厘米；打开高频电源，设定工艺参数，包括电压30伏，电容100微法，放电频率500赫兹；打开放电开关，Al85NiltlLa5合金电极与基体间产生火花放电，Al85NiltlLa5合金电极被熔化、溅射到基体表面，通过连接、叠加而形成连续的涂层。所得涂层即为Al85NiltlLa5非晶合金涂层。实施例2 一种Al85NiltlLa5合金成分，其成分和原子百分比为:85% Al，10% Ni，5%La。所述的Al85NiltlLa5非晶合金涂层的制备方法，具体步骤如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Al85Ni10La5非晶合金涂层的制备方法，Al85Ni10La5非晶合金涂层的成分和原子百分比为：85% Al，10% Ni，5%La，其特征是：上述Al85Ni10La5非晶合金涂层的制备方法包括以下步骤：（1）配料：所用单质原料均采用质量百分比不低于99.9 %的Al、Ni和La，利用精密电子天平按上述成分和原子百分比称出单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克；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石墨坩埚里面；（2）母合金熔炼：将装有单质原料Al、Ni和La的石墨坩埚放入真空中频感应炉内，关好真空中频感应炉炉门，将真空中频感应炉工作腔抽真空至 2×10‑4 帕，再通入质量百分比为 99.99%的氩气，以控制单质原料在熔炼过程中的挥发量；开始熔炼上述单质原料，使其成为母合金铸锭；熔炼过程包括加热和保温两个步骤；为保证母合金铸锭的成分均匀，加热和保温过程交替进行5次，共需要15分钟；熔炼完成后，母合金铸锭随真空中频感应炉冷却至室温，然后打开真空中频感应炉取出母合金铸锭；（3）合金电极的制备：本方案所用的直径为5毫米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，选择约20克的小块合金放入下面带有直径为1.5 毫米小孔的石英管内，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 帕，进行感应熔炼；待小块合金由固体变成合金熔体，立即用质量百分比为 99.99%的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 兆帕，冷却速度103开/秒；喷铸所得5毫米圆棒状合金即为Al85Ni10La5合金电极；（4）基体：选铝合金作为基体，将钢材用线切割切出长50毫米，宽50毫米，厚5毫米的薄片，表面经砂纸研磨抛光后，分别用丙酮、酒精和去离子水超声波清洗待用；（5）涂层的制备：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，Al85Ni10La5合金电极夹持在焊枪前端，焊枪与自动进给系统相连接，可在三维方向运动；调节焊枪前端Al85Ni10La5合金电极与基体合金薄片间的距离至适当距离；打开高频电源，设定工艺参数，包括电压30伏、60伏、90伏，电容10‑500微法，放电频率60‑2000赫兹；打开放电开关，Al85Ni10La5合金电极与基体间产生火花放电，Al85Ni10La5合金电极被熔化、溅射到基体表面，通过连接、叠加而形成连续的涂层；所得涂层即为Al85Ni10La5非晶合金涂层。...
【技术特征摘要】
1.一种Al85NiltlLa5非晶合金涂层的制备方法，Al85Ni10La5非晶合金涂层的成分和原子百分比为:85% Al，10% Ni，5%La，其特征是:上述Al85NiltlLa5非晶合金涂层的制备方法包括以下步骤:(I)配料:所用单质原料均采用质量百分比不低于99.9 %的Al、Ni和La,利用精密电子天平按上述成分和原子百分比称出单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克；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石墨樹祸里面；(2)母合金溶炼:将装有单质原料Al、Ni和La的石墨樹祸放入真空中频感应炉内，关好真空中频感应炉炉门，将真空中频感应炉工作腔抽真空至2X10-4帕，再通入质量百分比为99.99%的氩气，以控制单质原料在熔炼过程中的挥发量；开始熔炼上述单质原料，使其成为母合金铸锭；熔炼过程包括加热和保温两个步骤；为保证母合金铸锭的成分均匀，加热和保温过程交替进行5次，共需要15分钟；熔炼完成后，母合金铸锭随真空中频感应炉冷却至室温，然后打开真空中频感应炉取出母合金铸锭；(3)合金电极的制备:本方案所用的直径为5毫米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，选择约20克...
【专利技术属性】
技术研发人员：马国峰，张鸿龄，贺春林，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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