一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，包括基体和设置于基体上的AlCrFeMnTi高熵合金涂层，按质量分数计，AlCrFeMnTi高熵合金涂层包括Al 20%，Cr 5%，Fe 50%，Mn 20%，Ti 5%。本发明专利技术的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，由Al、Cr、Fe、Mn和Ti元素组成，所制备的AlCrFeMnTi涂层微观结构致密，无褶皱缺陷，并且在500℃下表现出了优异的降磨性能，提高了718镍基合金的耐磨性能；本发明专利技术的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，包括熔覆粉末的制备、镍基合金基体表面进行清洗预处理、以及通过激光熔覆工艺在基体上涂层，获得AlCrFeMnTi高熵合金涂层，实现了涂层与基体的冶金结合，能够在高温摩擦环境下有效地保护基体材料。地保护基体材料。地保护基体材料。

【技术实现步骤摘要】
一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂层制备
，尤其是一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]激光熔覆是一种新型材料表面改性与处理技术，利用不同的送料方式在基体表面上添加被选择的涂层材料粉末，经激光辐射，使之和基体表面薄层同时熔化并快速凝固后，形成稀释度极低、与基体材料结合形成冶金结合的表面涂层。激光熔覆技术很好地改善了金属基体表面的耐磨性、抗热震性和抗氧化性等特性；并且激光熔覆技术又节能无污染，符合工业环保要求，存在极高的产业应用价值。
[0003]传统的镍基高温合金具有优良的高温性能，但是高密度的微结构带来的昂贵的成本，限制了其进一步的应用；Fe
‑
Al基合金密度低，具有显著的成本优势，但其屈服/抗拉强度不足，高温下抗蠕变能力不足；在其中添加Cr、Mn和Ti等低成本的组成元素，并且增强高熵的固溶强化作用，以扩大镍基高温合金的应用范围。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层及其制备方法，能够有效强化718镍基合金高温耐磨性能。本专利技术采用的技术方案是：一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，其中：包括基体和设置于基体上的AlCrFeMnTi高熵合金涂层，按质量分数计，所述AlCrFeMnTi高熵合金涂层包括Al 20%，Cr 5%， Fe 50%，Mn 20%，Ti 5%。
>[0005]一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其中：包括以下步骤：S1.称取Al粉、Cr粉、Fe粉、Mn粉和Ti粉并混合，将混合粉末在保护气体中进行球磨处理，得到平均粒径为10～70μm的熔覆粉末；S2.将镍合金基体表面打磨抛光，并清洗；S3.打开激光熔覆装置中的激光器，将激光束聚焦在镍合金基体表面，激光熔覆送粉器将熔覆粉末送至镍合金基体表面的激光光斑处，设定激光束的工艺参数，在保护气体中开始激光熔覆，待激光熔覆过程结束后，得到AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，优选的是，所述的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其中：步骤S1的球磨转速为200
‑
300r/min，球磨时间为2h
‑
3h。
[0006]优选的是，所述的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其中：步骤S2具体为：S21.将镍合金基体表面依次通过180#、400#、800#、1500#、2000#和2500#金相砂纸进行打磨和抛光，除去镍合金基体表面的氧化物杂质；S22.通过无水乙醇对镍合金基体表面进行超声清洗15
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45min，然后吹干。
[0007]优选的是，所述的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其中：步骤S2和S3的保护气体均为氩气。
[0008]优选的是，所述的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其中：在步骤S3中，在激光熔覆时，所述激光束的工艺参数为：激光功率为1000W，激光器光斑直径为5mm，激光扫描速度为110
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140mm/min，激光搭接率为50
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75%，激光熔覆送粉器的送粉速度为8
‑
11g/min。
[0009]本专利技术的优点：本专利技术的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，由Al、Cr、Fe、Mn和Ti元素组成，所制备的AlCrFeMnTi涂层微观结构致密，无褶皱缺陷，并且在500℃下表现出了优异的降磨性能，提高了718镍基合金的耐磨性能；本专利技术的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，包括熔覆粉末的制备、镍基合金基体表面进行清洗预处理、以及通过激光熔覆工艺在基体上涂层，获得AlCrFeMnTi高熵合金涂层，实现了涂层与基体的冶金结合，能够在高温摩擦环境下有效地保护基体材料。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实施例1的熔覆粉末SEM图。
[0011]图2为本专利技术实施例1的AlCrFeMnTi涂层的表面示意图。
[0012]图3为本专利技术实施例1的AlCrFeMnTi涂层与718镍基合金在500℃的磨损率对比图。
具体实施方式
[0013]下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0014]实施例1如图1
‑
3所示，一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，其中：包括基体和设置于基体上的AlCrFeMnTi高熵合金涂层，按质量分数计，所述AlCrFeMnTi高熵合金涂层包括Al 20%，Cr 5%， Fe 50%，Mn 20%，Ti 5%。
[0015]一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其中：包括以下步骤：S1.称取Al粉、Cr粉、Fe粉、Mn粉和Ti粉并混合，将混合粉末在氩气中进行球磨和筛选处理，得到平均粒径为10～70μm的熔覆粉末，球磨转速为200r/min，球磨时间为3h；S2.将718镍合金基体表面打磨抛光，并清洗；S21.将718镍合金基体表面依次通过180#、400#、800#、1500#、2000#和2500#金相砂纸进行打磨和抛光，除去镍合金基体表面的氧化物杂质；S22.通过无水乙醇对718镍合金基体表面进行超声清洗15min，然后吹干；S3.打开激光熔覆装置中的激光器，将激光束聚焦在镍合金基体表面，激光熔覆送粉器将熔覆粉末送至镍合金基体表面的激光光斑处，设定激光束的工艺参数，在保护气体中开始激光熔覆，待激光熔覆过程结束后，得到AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，熔覆处理的功率为1000W，激光器光斑直径为5mm，激光扫描速度为110mm/min，激光搭接率为50%，送粉速度为8g/min。
[0016]实施例2如图1
‑
3所示，一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，其中：包括基体和设置于
基体上的AlCrFeMnTi高熵合金涂层，按质量分数计，所述AlCrFeMnTi高熵合金涂层包括Al 20%，Cr 5%， Fe 50%，Mn 20%，Ti 5%。
[0017]一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其中：包括以下步骤：S1.称取Al粉、Cr粉、Fe粉、Mn粉和Ti粉并混合，将混合粉末在氩气中进行球磨和筛选处理，得到平均粒径为10～70μm的熔覆粉末，球磨转速为250r/min，球磨时间为2.5h；S2.将718镍合金基体表面打磨抛光，并清洗；S21.将718镍合金基体表面依次通过180#、400#、800#、1500#、2000#和2500#金相砂纸进行打磨和抛光，除去镍合金基体表面的氧化物杂质；S22.通过无水乙醇对镍合金基体表面进行超声清洗30min，然后吹干；S3.打开激光熔覆装置中的激光器，将激光束聚焦在镍合金基体表面，激光熔覆送粉器将熔覆粉末送至镍合金基体表面的激光光斑处，设定激光束的工艺参数，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层，其特征在于：包括基体和设置于基体上的AlCrFeMnTi高熵合金涂层，按质量分数计，所述AlCrFeMnTi高熵合金涂层包括Al 20%，Cr 5%， Fe 50%，Mn 20%，Ti 5%。2.一种如权利要求1所述的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.称取Al粉、Cr粉、Fe粉、Mn粉和Ti粉并混合，将混合粉末在保护气体中进行球磨处理，得到平均粒径为10～70μm的熔覆粉末；S2.将镍合金基体表面打磨抛光，并清洗；S3.打开激光熔覆装置中的激光器，将激光束聚焦在镍合金基体表面，激光熔覆送粉器将熔覆粉末送至镍合金基体表面的激光光斑处，设定激光束的工艺参数，在保护气体中开始激光熔覆，待激光熔覆过程结束后，得到AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层。3.如权利要求2所述的AlCrFeMnTi高熵合金高温耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤S1的球磨转速为200
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300r/min，球磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁文萍，徐健晏，缪强，臧恺，于嘉瑶，赵慧，李静丽，闫荣学，张猛，于海洋，尹孟娟，吴玉婷，
申请(专利权)人：南京航空航天大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：