[發(fā)明專利]一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法

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• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108977751A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧金斌;劉威;殷振;吳永忠;曹自洋;朱其新;汪幫富;蔣全勝;馮杰;張旺璽
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州科技大學(xué)
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/08;C22C30/00
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1.一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法，其特征在于，所述的制備方法包括下述工藝步驟：

步驟一、采用一定比例Al、Co、Mo、Ni、Ti、Zr單質(zhì)金屬粉末，用球磨機進行球磨混合，形成混合粉末，其中Al、Co、Ni、Ti粒度在40-80μm，Mo、Zr的粒度在10-30μm；

步驟二、選取將要強化的刀具表面，對其清除油污，然后噴砂毛化處理，達到表面粗糙度均勻，無反光，最后對刀具表面進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在250~300℃；

步驟三、采用熱噴涂的方式對刀具表面預(yù)噴涂Ni-Al粘結(jié)層，粘結(jié)層厚度控制在10-25μm；

步驟四、采用等離子噴涂設(shè)備對刀具表面，將混合粉末進行超聲波輔助熱噴涂，冷卻后即為刀具涂層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法，其特征在于：所述的混合粉末由純度為質(zhì)量比99.9%~100%的Al、Co、Mo、Ni、Ti、Zr單質(zhì)金屬粉末按以下重量比的組成：Al為10~12%、Co為15~19%、Mo為15~19%、Ni為19~25%、Ti為12~18%、Zr為15~18%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法，其特征在于：所述的球磨混合是采用鋼制球磨罐進行球磨混合，其中的磨球與金屬粉質(zhì)量比為2.6-3.1∶1，密封后打開真空閥抽真空25-35分鐘，將球磨罐放入行星式球磨機，轉(zhuǎn)速為260-300 r/min，倒向頻率 30-45 Hz，進行球磨混料時間為60-80分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法，其特征在于所述的刀具材料為高碳鋼或高速鋼。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法，其特征在于所述的Ni-Al粘結(jié)層，其采用的粉末粒度為20-30μm，含Al的質(zhì)量為8~20%，Ni的質(zhì)量為80~82%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法，其特征在于所述的熱噴涂工藝參數(shù)為：噴涂槍距刀具距離：90-120mm，工作電流：500-700A，工作電壓：50-70V，氬氣速度：30-50 L/min，H₂速度：5-10 L/min，送粉量：38~70g/min，冷卻氣壓：0.3-0.5MPa，噴涂槍移動速度：30-80mm/s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法，其特征在于：所述的超聲波輔助熱噴涂，是在刀具基體上安置超聲波換能器；在等離子熱噴涂時，超聲波換能器啟動，刀具隨超聲波換能器一起振動，進行超聲波振動輔助熱噴涂涂層，直到熱噴涂完成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超聲波輔助等離子熱噴涂制備高熵合金涂層的方法，其特征在于：所述的超聲波換能器連接有超聲波發(fā)生器，超聲波換能器的輸出功率為0.2-2kW，超聲波換能器工作頻率為20-100kHz，超聲波換能器輸出振幅為10-35μm。