[發明專利]一種風電軸承用鐵基高熵合金粉末及其熔覆層制備方法

在審

• 申請號: 201711145996.5
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN109797390A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 敖三三;蔡養川;羅震;徐劍祥
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C30/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開一種風電軸承用鐵基高熵合金粉末及其熔覆層制備方法，由Fe、Ni、Cr、Mo、Co和Ti元素粉末組成，即合金粉末組成表示為Fe_xCr_yCoNiMo_zTi，x取值為0.2—1，y取值為0.2—1，z取值為0.2—1，x、y和z不同時為1。在高熵合金粉末和乙醇混合物中，按照質量百分數由92～95％的合金粉末與5～8％的乙醇組成；經涂覆后在基體材料表面形成預制層；在進行激光熔覆時，激光功率為1000～1500KW，光斑直徑為3～6mm，掃描速度為5～10mm/s，離焦量為0mm，保護氣體氣體流量為15～25L/min。本發明熔覆層的稀釋率在10?20％之間，硬度平均值在500?600HV，干摩擦磨損的質量損失為3?6mg。

技術領域

本發明屬于合金技術領域，更加具體地說，涉及一種風電軸承用鐵基高熵合金粉末及其熔覆層制備方法。

背景技術

為了降低生產成本，采用激光熔覆技術在傳統金屬材料上制備出具有特殊性能的涂層。高熵合金(HEA)具有特殊的性能，如高強度、高硬度、高耐腐蝕性、高耐磨性、良好的抗軟化性能。然而，高熵合金中一些合金元素的價格通常很高。此外，傳統的生產方法，如鑄造技術，不適合制造這些合金。因此，激光熔覆技術是制備高熵合金的重要方法。用激光熔覆技術制備的高熵合金涂層具有較高的稀釋率?；w的稀釋效應會改變涂層中元素的含量，從而影響涂層的組織和性能。較低稀釋率的高熵合金熔覆層材料的研發勢在必行。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種低稀釋率的鐵基高熵合金粉末(Fe_xCr_yCoNiMo_zTi)以及高熵合金熔覆層，保證較低的熔敷層稀釋率，提高材料硬度和耐磨性，從而獲得一種低稀釋率Fe_xCr_yCoNiMo_zTi高熵合金熔覆層。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

一種風電軸承用鐵基高熵合金粉末，由Fe、Ni、Cr、Mo、Co和Ti元素粉末組成，即合金粉末組成表示為Fe_xCr_yCoNiMo_zTi，成分的摩爾比為：Fe、Ni、Cr、Mo、Co和Ti的摩爾比為(0.2～1)mol：1mol：(0.2～1)mol：(0.2～1)mol：1mol：1mol，即x取值為0.2—1，y取值為0.2—1，z取值為0.2—1，x、y和z不同時為1。

在進行制備時，首先按照各自元素的摩爾比進行配比計算，采用電子稱稱取各種元素的粉末，在研缽中研磨半小時使其混合均勻。選用各個組分均為純度大于等于99％的粉末，粒徑為100—500目，優選200—300目。

而且，x取值為0.2—0.8，優選0.3—0.5；y取值為0.2—0.8，優選0.4—0.6；z取值為0.2—0.8，優選0.3—0.6。

利用上述高熵合金粉末制備熔覆層及其制備方法，按照下述步驟進行：

步驟1，在高熵合金粉末和乙醇混合物中，按照質量百分數由92～95％的合金粉末與5～8％的乙醇組成；在混合后，形成糊狀或膏狀，以便于在基體材料表面繼續涂覆，經涂覆后在基體材料表面形成預制層；

步驟2，在進行激光熔覆時，選用基體材料為42CrMo鋼，工藝參數為：激光功率為1000～1500KW，光斑直徑為3～6mm，掃描速度為5～10mm/s，離焦量為0mm，保護氣體氣體流量為15～25L/min

而且，在步驟1中，預制層厚度為1～2mm。

而且，在步驟2中，在進行激光熔覆時工藝參數優選為：激光功率為1200～1400KW，光斑直徑為3～5mm，掃描速度為6～10mm/s，離焦量為0mm，保護氣體采用氬氣或氦氣，氣體流量為18～20L/min。