【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造，具体涉及一种高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法。
技术介绍
1、高熵合金以至少五种主要金属元素的组成为特征，因其在合金成分设计、微观组织结构调整和性能调控等方面提供了巨大的可能性而受到越来越多的关注。高熵合金作为一种具有应用前景的结构金属材料，在较宽的温度范围内均具有良好的强度和延展性，高的抗疲劳和抗蠕变性，优异的耐腐蚀性和耐磨性以及其他特殊性能。
2、目前，高熵合金的主要生产技术仍然是真空电弧熔炼和传统感应熔炼。但是，采用真空电弧熔炼和传统感应熔炼时，为实现较为均质的微观组织分布，通常需要对高熵合金进行多次重熔，且还需要后续的热处理等工艺流程。这种制备方法的生产成本巨大，且生产效率有限，不利于处理复杂几何外形的工程零件，同时给高熵合金工业化带来了巨大的挑战。在低成本金属基材上制备高熵合金涂层具有耐磨损突出、硬度增强，耐腐蚀性强等优点，有利于解决真空电弧熔炼和传统感应熔炼的成本巨大，效率有限等生产问题。近年来，增材制造作为一项革命性的技术，同时促进了高熵合金涂层的研究和开发。特别是，激光直接能量沉积作为一种增材制造工艺，具有节省时间、节省材料成本、涂层与金属基材之间结合力强等优点，有望以更少的时间直接制备出高熵合金涂层，制备出具有良好的力学性能的高熵合金涂层。
3、尽管激光直接能量沉积高熵合金涂层的强度、硬度、耐磨性等相对于其传统制造材料一定程度上有所提高，但仍落后于日益增长的工程需求。对于激光直接能量沉积制备的高熵合金，很难避免在打印过程中产生孔隙、夹杂等缺陷，从而限制了本身力学
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，具体为通过超声表面深滚压和恒温退火组合方法对直接能量沉积制备高熵合金涂层进行后处理，从而获得梯度纳米异质与纳米析出相复合的微观组织结构，实现了涂层强度、硬度和耐磨性的大幅度改善。
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、对基材进行机械加工及清洁。
5、采用铣床等机械加工方法获得表面平整的基材；采用磨床或者砂纸对基材表面进行进一步的研磨，直至平整光亮。进一步采用95％以上的酒精对基板进行彻底地清洗。
6、s2、采用高熵合金粉末，在基层板材上进行激光直接能量沉积，制备出高熵合金涂层。
7、进一步的，所述高熵合金粉末粒径为45～105μm。
8、进一步的，所述高熵合金粉末的原子百分比组成为alxcofeconi，其中x的取值范围为0～1.5。
9、进一步的，所述激光功率为1000～4000w，扫描速度为4～10mm/s，光斑直径为1～8mm，重叠率为15％～55％。制备出无裂纹且均匀高熵合金涂层。
10、s3、对高熵合金涂层表面进行机械磨抛及清洁。
11、采用磨床或者砂纸对涂层表面进行进一步的研磨，直至平整光亮。进一步采用95％以上的酒精对基板进行彻底地清洗。
12、s4、采用超声表面深滚压技术对涂层进行处理，获得梯度异质结构的高熵合金涂层。
13、进一步的，所述超声表面深滚压的静载荷为400～20000n，频率为20～30khz，振幅为3～20μm，滚压速度为0.1～10m/min，滚压间隔为0.01～0.5mm，滚珠直径为4～20mm，滚压1～6遍。
14、进一步的，所述超声表面深滚压过程中，滚珠的走刀方向与激光直接能量沉积方向垂直，并通过冷却液或者冷却油降温和润滑，也可以采用液氮等冷源进行更为有效的降温。
15、s5、采用恒温退火对超声表面深滚压处理后的高熵合金涂层进行进一步处理，以形成纳米析出相，同时优化残余应力。
16、进一步的，所述恒温退火的温度范围为400～700℃，保温时间为1～50小时。
17、进一步的，所述恒温退火在马弗炉中进行，也可采用真空退火炉，以减少表面氧化。
18、s6：通过以上步骤，在高熵合金涂层中获得梯度异质结构和纳米析出的复合微观结构。
19、本专利技术提供的直接能量沉积高熵合金涂层的超声表面深滚压和恒温退火组合改性方法具有一下有益效应：
20、1、所获得的高熵合金涂层具有高强度、高硬度和高耐磨性，同时残余应力低，涂层表面光滑，能够直接应用于高表面质量和高尺寸稳定性要求的零部件。
21、2、通过组合工艺在高熵合金中获得了梯度异质结构和纳米析出的复合微观结构，其特点是晶粒尺寸从表面到内部的逐步增大，表面晶粒细化至纳米尺度，同时涂层内部形成弥散的析出相，从而提高了涂层的强度、硬度和耐磨性。
22、3、工艺适用性强，可推广至其他成分的高熵合金涂层中。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中采用铣床等机械加工方法获得表面平整的基材；采用磨床或者砂纸对基材表面进行进一步的研磨，直至平整光亮后，对基材表面进行彻底地清洗。
3.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中采用的高熵合金粉末粒径为45～105μm。
4.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中采用的高熵合金粉末的原子百分比组成为AlxCoFeCoNi，其中x的取值范围为0～1.5。
5.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中激光直接能量沉积采用的激光功率为1000～4000W，扫描速度为4～10mm/s，光斑直径为1～8mm，重叠率为15％～55％，制备出无裂纹且均匀高熵合金涂层。
6.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤
7.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4超声表面深滚压技术采用的加工参数为：静载荷为400～20000N，频率为20～30kHz，振幅为3～20μm，滚压速度为0.1～10m/min，滚压间隔为0.01～0.5mm，滚珠直径为4～20mm，滚压1～6遍。
8.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4超声表面深滚压加工过程，滚珠的走刀方向与高熵合金涂层激光直接能量沉积方向垂直。
9.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4超声表面深滚压加工过程，冷却液或者冷却油降温和润滑，也可以采用液氮等冷源进行更为有效的降温。
10.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S5中恒温退火工艺采用高温马弗炉或真空退火炉，温度范围为400～700℃，保温时间为1～50小时。
...【技术特征摘要】
1.一种高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤s1中采用铣床等机械加工方法获得表面平整的基材；采用磨床或者砂纸对基材表面进行进一步的研磨，直至平整光亮后，对基材表面进行彻底地清洗。
3.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤s2中采用的高熵合金粉末粒径为45～105μm。
4.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤s2中采用的高熵合金粉末的原子百分比组成为alxcofeconi，其中x的取值范围为0～1.5。
5.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤s2中激光直接能量沉积采用的激光功率为1000～4000w，扫描速度为4～10mm/s，光斑直径为1～8mm，重叠率为15％～55％，制备出无裂纹且均匀高熵合金涂层。
6.根据权利要求1所述的高强高硬抗磨高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在所...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。