[發明專利]一種采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法

有效

• 申請號: 201810318559.7
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108411299B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 安亞君;朱利;曹皓崴
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C38/06;C22C38/02;C22C38/40
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

1.一種采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法，其特征在于，按照以下步驟進行：

步驟1，制備原材料粉末

按配比，將鉻鐵礦粉和鋁粉混合，得到混合物料；其中，按質量比，鉻鐵礦粉：鋁粉=3:1；

將混合物料，粗選、球磨、篩分，得到粒度為200~400目的原材料粉末；

步驟2，壓制預置壓坯塊

將混合均勻的原材料粉末，滴加水玻璃，當原材料粉末剛開始變潮變色停止滴加，攪拌后，放入準備好的壓坯模具里面，把原材料粉末在壓坯模具中鋪平，進行壓制，得到預置壓坯塊，陰干后，在烘干箱中烘干，得到干燥后的預置壓坯塊；

步驟3，鎢極氬弧焊熔覆

將干燥后的預置壓坯塊，放置于表面去除銹污和氧化皮的基體上，以鎢極氬弧焊做熱源進行熔覆，得到帶有初步熔覆層的實驗塊；所述的鎢極氬弧焊的焊接電流為170~190A，氬氣的流量為6~8L/min，焊接速度為60~70mm/min；

步驟4，激光熔覆

(1)將鎢極氬弧焊熔覆后的帶有初步熔覆層的實驗塊，輕輕敲落藥皮，將初步熔覆層表面磨平，去除厚度為0.8~1mm，在初步熔覆層表面涂一層激光增吸收涂劑后，形成涂覆層，然后迅速放置于數控機床上，啟動激光加工機，進行單道激光涂層熔覆；

(2)當激光將涂覆層點燃后，關閉激光加工機，得到熔覆涂層材料；其中，激光熔覆工藝為：激光功率為2700~3100W，光斑為長10mm，寬2mm的寬帶矩形光斑，掃描速度3~7mm/s；

(3)反應結束后，將熔覆涂層材料冷卻至室溫，得到FeAlCrNiSiC系高熵合金材料。

2.如權利要求1所述的采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的鉻鐵礦粉為精選原鉻鐵礦粉，其含有的成分及各個成分的質量百分數為24.36%Cr₂O₃、14.10%FeO、18.74%Fe₂O₃、20.16%SiO₂、12.32%Al₂O₃、5.4%CaO、2.85%NiO，余量為不可避免的雜質。

3.如權利要求1所述的采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的鋁粉，純度≥99.9wt%，粒度為200~300目。

4.如權利要求1所述的采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的球磨工藝為：將原料裝入球磨罐置于球磨機上，球磨4~6h，球磨速度為100~200rpm。

5.如權利要求1所述的采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法，其特征在于，所述的步驟2中，所述的壓制工藝為：采用WE-30液壓式萬能液壓試樣機，利用壓桿將原材料粉末壓制成形，壓桿壓力為80~110kN。

6.如權利要求1所述的采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法，其特征在于，所述的步驟2中，所述的預置壓坯塊為四方體。

7.如權利要求1所述的采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法，其特征在于，所述的步驟2中，所述的陰干時間為24h；所述的干燥采用烘干箱，烘干溫度為120~150℃，烘干時間為3~5h。

8.如權利要求1所述的采用焊接與激光雙熱源制備FeAlCrNiSiC系高熵合金材料的方法，其特征在于，所述的步驟3中，所述的基體為40Cr基體，20鋼基體或Q235鋼基體中的一種。