[發明專利]氬弧熔覆碳化鈦增強的高熵合金基復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201710108365.X
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106894016B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 馬壯;董世知
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學;遼寧科技學院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C30/02;C22C32/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.氬弧熔覆碳化鈦增強的高熵合金基復合涂層的制備方法，其特征在于：具體步驟如下，

第一步，基體的預處理；

采用軋制態Q235A鋼作為基體材料，經過打磨，清洗，并用吹風機將其吹干，置于干燥箱中備用；

第二步，涂層材料的選取；

選擇Fe、Al、Cr、Cu、Co、Ti六種元素，設計Fe₁AlCrCuCoTi_0.4高熵合金配比，在高熵合金的基礎上再添加5wt.％～35wt.％的TiC；

第三步，將涂層材料制備成預制塊；

將高熵合金粉末和TiC顆粒按照第二步中的配比混合均勻，壓成預制塊；將壓好的預制塊陰干24h后放置在烘干箱中150℃烘干2h；

第四步，氬弧熔覆得到高熵合金基復合涂層；

將預制塊置于基體表面，利用氬弧熔覆的方法制備高熵合金基復合涂層，制備工藝及參數包括：焊接電流220～240A，焊接速度60～80mm·min^-1，氬氣流量6～7.5L·min^-1，電弧長度2～4mm；

所述的高熵合金基復合涂層為Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+yTiC高熵合金基復合材料涂層，y＝5～35％，組織結構由BCC相和TiC組成。

2.根據權利要求1所述的氬弧熔覆碳化鈦增強的高熵合金基復合涂層的制備方法，其特征在于：所述的氬弧熔覆采用WS-500型交直流脈沖鎢極氬弧焊機。

3.根據權利要求1所述的氬弧熔覆碳化鈦增強的高熵合金基復合涂層的制備方法，其特征在于：所述的氬弧熔覆的工藝及參數包括：焊接電流220A，焊接速度75mm·min^-1，氬氣流量6L·min^-1，電弧長度3.5mm。

4.根據權利要求1所述的氬弧熔覆碳化鈦增強的高熵合金基復合涂層的制備方法，其特征在于：所述的預制體通過如下方式制備：將高熵合金粉末和TiC顆粒混合均勻，放在研缽中，加入適量的模數為2.5的水玻璃，研磨均勻后倒入尺寸為80mm×10mm×2mm長方體模具中，使用WE-30液壓式萬能實驗機在110MPa壓力下將潤濕粉末壓成預制塊。

5.氬弧熔覆碳化鈦增強的高熵合金基復合涂層，其特征在于：所述的涂層為Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+yTiC高熵合金基復合材料涂層，y＝5～35％，組織結構由BCC相和TiC組成。

6.根據權利要求5所述的氬弧熔覆碳化鈦增強的高熵合金基復合涂層，其特征在于：所述的涂層為Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+35％TiC高熵合金基復合材料涂層，顯微硬度高達1107.5HV_0.2，是Q235鋼基體的6.51倍；在磨粒磨損實驗中，不同載荷和不同砂紙粒度的情況下，Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+35％TiC高熵合金基復合材料涂層的耐磨粒磨損性能較基體提高3.91～7.06倍；在沖蝕磨損實驗中，在不同沖蝕轉速和不同介質濃度、不同角度及不同沖蝕介質的條件下，耐磨性較基體提高6.73～8.34倍；在石油介質的靜態腐蝕實驗中，Fe₁AlCrCuCoTi_0.4+35％TiC高熵合金基復合材料涂層的耐腐蝕性能較基體提高5.52倍；在動態腐蝕實驗中，耐蝕性能較基體提高3.60～6.06倍；在沖蝕磨損實驗中，耐沖蝕磨損性能較基體提高5.60～6.43倍。