[發(fā)明專利]一種在鈦合金板表面激光熔覆鈦鉻鋁硅鎳高熵合金的方法

有效

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• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110079798B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李玉新;尉利強;楊宜鑫;白培康;張宏建;趙占勇;李忠華;梁敏潔;劉斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C30/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

本發(fā)明涉及一種在鈦合金表面激光熔覆鈦鉻鋁硅鎳高熵合金的方法，是針對鈦合金板耐磨性能差、抗氧化性能差的情況，在鈦合金板表面激光熔覆鈦鉻鋁硅鎳高熵合金粉末，以提高鈦合金板的表面強度、提高抗氧化性能、抗燃性能，經(jīng)激光熔覆提高了鈦合金板的整體力學(xué)性能及耐腐蝕性，此制備方法工藝先進，數(shù)據(jù)精確翔實，擴展了鈦合金板的應(yīng)用范圍，是先進的在鈦合金表面激光熔覆鈦鉻鋁硅鎳高熵合金的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在鈦合金板表面激光熔覆鈦鉻鋁硅鎳合金的方法，屬有色金屬激光焊接加工的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈦合金具有密度低、比強度高、疲勞蠕變性能好、耐蝕性能優(yōu)異等特點，在航空、航天、船舶、兵器等領(lǐng)域得到較廣泛的應(yīng)用，尤其在航空、航天領(lǐng)域得到的應(yīng)用更大；但鈦合金耐摩擦性能差、抗氧化性能差、耐火性能差，且摩擦系數(shù)高，耐磨性不好，室溫下易氧化、易燃，這就使鈦合金的應(yīng)用受到了很大的限制。

如何在保持鈦合金整體力學(xué)性能的同時，增強摩擦性能、抗氧化性能，這是一個技術(shù)難題；目前，針對鈦合金的改性研究，尤其是鈦合金的耐磨性、抗高溫氧化性、工藝性能的研究，也有多種方法，例如等離子滲氮、噴丸、激光沖擊強化、鈦合金表面微弧氧化強流脈沖電子束復(fù)合處理等，但這些方法都是對鈦合金某一方面性能的改進與增強，沒有全面的提高鈦合金的耐磨性、抗高溫氧化性、耐腐蝕性。

多主元高熵合金由5種元素組成,且每種元素的原子百分比都不超過50%，通過成分優(yōu)化可以使高熵合金具有較高的硬度、強度和合金結(jié)構(gòu)，抗蠕變性能優(yōu)異，其應(yīng)用具有很大的潛力；多主元高熵合金是一種新的合金設(shè)計理念，具有良好的綜合性能，如何在鈦合金板材上熔覆高熵合金是一個新的研究課題，這一技術(shù)還在科學(xué)研究中。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)的情況，在鈦合金板的表面激光熔覆高熵合金鈦鉻鋁硅鎳合金涂層，以提高鈦合金板的表面硬度、抗高溫氧化性、阻燃性，拓展鈦合金板的應(yīng)用范圍。

技術(shù)方案

本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為：鈦合金板、鈦粉、鉻粉、鋁粉、硅粉、鎳粉、無水乙醇、氬氣，其組合準備用量如下：以克、毫升、厘米³為計量單位

鈦合金板：TC4，100mm×100mm×20mm

鈦粉：Ti，純度99.8%，固態(tài)顆粒，30.31 g±0.01g

鉻粉：Cr，純度99.99%，固態(tài)顆粒，58.08 g±0.01g

鋁粉：Al，純度99.5%，固態(tài)顆粒，55.56 g±0.01g

硅粉：Si，純度99.99%，固態(tài)顆粒，40.40 g±0.01g

鎳粉：Ni，純度99.5%，固態(tài)顆粒，65.06 g±0.01g

無水乙醇：C₂H₅OH，純度99.5%液體，2000mL±10mL

氬氣：Ar，純度99.99%，氣體，800000cm³±100cm³

激光熔覆焊接方法如下：

（1）處理鈦合金板

①將鈦合金板置于鋼質(zhì)平板上，用200目砂紙打磨鈦合金板周邊及其正反表面，使表面粗糙度達Ra6.3-12.6μm；

②清洗，用無水乙醇清洗鈦合金板周邊及正反表面，使表面潔凈；

③干燥，將鈦合金板置于干燥箱中干燥，干燥溫度200℃，干燥時間30min；

（2）配粉