【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光熔覆复合材料，尤其涉及一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层及其制备方法。
技术介绍
1、同轴送粉激光熔覆是一种新的表面改性技术，利用高能量密度的激光束熔化同步输送的粉末，同时与基体冶金结合从而形成涂层。
2、通常情况下，激光熔覆制备陶瓷增强复合材料主要利用铁基，镍基以及钴基作为粘结相，其与所添加的陶瓷相存在较大的线膨胀系数，裂纹倾向较大，同时凝固过程中容易产生大量的气孔。目前利用激光熔覆制备的陶瓷增强复合涂层，主要采用单层或者双层熔覆的方式，其厚度常常因为气孔及裂纹的原因受限，单层熔覆过厚的涂层容易产生气孔和裂纹缺陷，进而在大面积多层熔覆时极易产生裂纹，这限制了陶瓷颗粒复合粉末在实际工程中的应用。综上所述，目前针对陶瓷增强复合涂层存在合金粘结相与陶瓷相不匹配、熔覆质量以及熔覆厚度等问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层及其制备方法。
2、本专利技术是通过以下技术方案予以实现：
3、一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层，包括通过激光熔覆交叠设置的高熵合金涂层以及陶瓷增强复合涂层，所述高熵合金涂层包括如下成分：fe、cr、co、si、ti、nb金属粉末按照摩尔比为1：1：1：1：0-0.5：0-0.5混合，所述陶瓷增强复合涂层包括如下成分：在所述高熵合金涂层的成分基础上添加sic以及tic陶瓷相。
4、根
5、根据上述技术方案，优选地，所述高熵合金涂层的厚度为0.1-0.3mm，所述陶瓷增强复合涂层的厚度为0.5-1mm。
6、根据上述技术方案，优选地，所述陶瓷增强复合涂层包括如下成分：在所述高熵合金涂层的成分基础上添加质量比为5-40%sic以及5-40%tic陶瓷相。
7、本申请还公开了一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，用于制备上述一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层，包括如下步骤：
8、s1.按摩尔比为1：1：1：1：0-0.5：0-0.5依次称取fe、cr、co、si、ti、nb金属粉末，混合得到混合粉末a，并在150℃烘干机中烘干1小时；
9、s2.将烘干后的所述混合粉末a加入送粉器左粉筒；
10、s3.按摩尔比为1：1：1：1：0-0.5：0-0.5依次称取fe、cr、co、si、ti、nb金属粉末，再按照质量比为20%依次称取sic、tic陶瓷相，混合得到混合粉末b，并在150℃烘干机中烘干1小时；
11、s4.将烘干后的所述混合粉末b加入送粉器右粉筒；
12、s5.通过激光熔覆将所述混合粉末a、混合粉末b交叠熔覆于基体材料上，分别形成所述高熵合金涂层和陶瓷增强复合涂层。
13、根据上述技术方案，优选地，在步骤s1前，对所述基体材料进行打磨并用无水乙醇清洗，干燥后备用。
14、根据上述技术方案，优选地，在步骤s1、s3中，在真空条件下球磨混合得到混合粉末a或混合粉末b，其中球磨的参数为：球磨转速为50r/min，球料比为8：1，球磨时间3h。
15、根据上述技术方案，优选地，在步骤s1、s3中，所述fe、cr、co、si、ti、nb金属粉末的粒径范围为70-125μm，sic、tic陶瓷相的粒径范围为50-150μm。
16、根据上述技术方案，优选地，步骤s2中，激光熔覆的加工工艺参数为：激光功率为5kw，线速度为200mm/s，单道横移为1mm，送粉量为15g/min，光斑直径为2.1mm，氩气流量为15l/min。
17、根据上述技术方案，优选地，步骤s4中，激光熔覆的加工工艺参数为：激光功率为5kw，线速度为100mm/s，单道横移为1mm，送粉量为20g/min，光斑直径为2.1mm，氩气流量为15l/min。
18、本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术一方面提供了交叠过渡式多层sic/tic增强高熵合金复合涂层，该涂层中的sic、tic增强相保留完整且均匀分布，硬度高且耐磨性好，解决了现有熔覆涂层摩擦磨损性能达不到预期，涂层中增强相数量少且分布不均匀等问题；
20、具体地，在熔覆过程中，少量sic、tic在高温作用下分解，碳原子与高熵合金中的nb/ti元素进一步结合形成nbc/tic沉淀相，原位合成的nbc/tic沉淀相与未分解的sic、tic颗粒都是不可变形的硬质相，都引起了第二相强化，位错经过时只能弯曲伸长形成位错环经过，这个过程需要很高的能量，位错运动困难，提高了涂层的硬度；
21、由于加入的sic与tic为熔体提供大量的异质晶核，有助于促进合金晶体形核，提高形核率。同时，陶瓷相颗粒可以通过晶界钉扎的方式抑制晶粒生长，从而细化晶粒，使合金内部细晶强化效应加剧；
22、其高熵合金与sic、tic具有良好的兼容性，熔覆过程中，具有适宜的熔池寿命，有利于气孔的排出以及残余应力的释放。采用交叠过渡式多层结构，第一层、第三层和第五层采用0.2mm厚的高熵合金作为过渡层，第二层、第四层和第六层采用0.7mm厚的sic、tic增强高熵合金复合涂层，通过交叠的方式熔覆得到目标厚度，不断利用兼容性良好的高熵合金涂层作为过渡，且每次熔覆陶瓷相增强复合涂层厚度较薄，不利于产生气孔和裂纹，因而本申请提供的交叠过渡式多层sic/tic增强高熵合金复合涂层不存在裂纹、气孔等缺陷。
23、与此同时，本专利技术另一方面提供了一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，制备工艺成熟，能获得各个厚度的涂层，且熔覆线速度高，加工效率高，适合大规模推广使用。
24、具体地，通过控制激光熔覆的功率，避免因为激光功率过大引起陶瓷相的过多分解以及稀释率的增大影响熔覆层效率。同时，通过控制搭接率、光斑直径、线速度与送粉量，可以确保制备出性能优异的交叠过渡式多层sic/tic增强高熵合金复合涂层。
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1.一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层，其特征在于，包括通过激光熔覆交叠设置的高熵合金涂层以及陶瓷增强复合涂层，
2.根据权利要求1所述一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层，其特征在于，所述陶瓷增强复合涂层包括如下成分：在所述高熵合金涂层的成分基础上添加质量比为5-40%SiC以及5-40%TiC陶瓷相。
3.一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，用于制备权利要求2所述一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在步骤S1前，对所述基体材料进行打磨并用无水乙醇清洗，干燥后备用。
5.根据权利要求3所述一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在步骤S1、S3中，在真空条件下球磨混合得到混合粉末A或混合粉末B，其中球磨的参数为：球磨转速为50r/min，球料比为8：1，球磨时间3h。
6.根据权利要求5所述一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在步骤S1、
7.根据权利要求3所述一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中，激光熔覆的加工工艺参数为：激光功率为5kW，线速度为200mm/s，单道横移为1mm，送粉量为15g/min，光斑直径为2.1mm，氩气流量为15L/min。
8.根据权利要求3所述一种SiC/TiC陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，步骤S4中，激光熔覆的加工工艺参数为：激光功率为5kW，线速度为100mm/s，单道横移为1mm，送粉量为20g/min，光斑直径为2.1mm，氩气流量为15L/min。
...【技术特征摘要】
1.一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层，其特征在于，包括通过激光熔覆交叠设置的高熵合金涂层以及陶瓷增强复合涂层，
2.根据权利要求1所述一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层，其特征在于，所述陶瓷增强复合涂层包括如下成分：在所述高熵合金涂层的成分基础上添加质量比为5-40%sic以及5-40%tic陶瓷相。
3.一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，用于制备权利要求2所述一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s1前，对所述基体材料进行打磨并用无水乙醇清洗，干燥后备用。
5.根据权利要求3所述一种sic/tic陶瓷增强高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s1、s3中，在真空条件下球磨混合得到混合粉末a或混合粉末b，其中球磨的参数为：球磨...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨成，周远东，陶汪，王威，洪臣，
申请(专利权)人：亚琛联合科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：
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