[發(fā)明專利]一種鋁鈷鉻鐵鎳高熵合金的制備方法

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• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110144476A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙宇宏;王帥;郭慶偉;侯華;靳坤
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;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)明涉及到一種鋁鈷鉻鐵鎳高熵合金的制備方法，通過機械球磨、低溫熱壓燒結、真空熔煉相結合，制備出鋁鈷鉻鐵鎳高熵合金由FCC+BCC雙相結構構成，BCC相作為析出相分布在基質(zhì)FCC相中，維氏硬度為232HV,屈服強度為432MPa；該制備方法工藝先進，技術參數(shù)精確翔實；制備的鋁鈷鉻鐵鎳高熵合金性能優(yōu)越，具有廣泛的應用價值和使用范圍，是先進的制備方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種鋁鈷鉻鐵鎳高熵合金的制備方法，屬于有色金屬合金制備及應用的技術領域。

背景技術

高熵合金是一種新型的合金，因其具有高強度、耐腐蝕、耐磨損、高塑性等優(yōu)勢，使其得到廣大研究者的青睞；目前對高熵合金的研究主要集中在塊體、粉末、涂層等方面，采用的工藝主要包括真空熔煉、機械合金制粉、熱壓燒結、激光熔覆、熱噴涂、磁控濺射等；機械合金化球磨技術可以有效的控制合金粉末粒度，使粉末混合均勻，但是球磨時間較長，效率低一直是不可避免的缺點；熱壓燒結則采用邊加壓、邊加熱的方式，降低了熔煉溫度，使合金成形與加熱共同進行，縮短了燒結時間，抵制了晶粒長大，提高了合金性能；然而熱壓成型制備的合金表面較粗糙、精度較低，需要對材料進一步加工，另外較高溫度下的熱壓對模具要求較高，損耗較大；真空電弧熔煉技術其主要特點在于其制備簡單，生產(chǎn)周期短，但合金熔煉不均需要進行多次反復熔煉，從而造成低熔點元素揮發(fā)嚴重問題；這些工藝為高性能的高熵合金制備帶來困難，當前，對新型高熵合金制備工藝的研究還處于探索階段。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的根據(jù)現(xiàn)有制備工藝的不足，采用一種鋁鈷鉻鐵鎳高熵合金的制備方法，結合機械球磨、低溫熱壓燒結、真空熔煉工藝，彌補單個工藝制備的不足，采用分段熔煉方式，提高高熵合金機械性能和應用范圍。

技術方案

本發(fā)明使用的化學物質(zhì)材料為：鋁、鈷、鉻、鐵、鎳、無水乙醇、鈦、氬氣，其組合準備用量如下：以克、毫升、立方厘米為計量單位

鋁：Al，純度99.99％，固態(tài)顆粒，5.0086g±0.01g

鈷：Co，純度99.99％，固態(tài)顆粒，27.3524g±0.01g

鉻：Cr，純度99.99％，固態(tài)顆粒，14.48g±0.01g

鐵：Fe，純度99.99％，固態(tài)顆粒，25.92g±0.01g

鎳：Ni，純度99.99％，固態(tài)顆粒，27.24g±0.01g

無水乙醇：C₂H₅OH，純度99.95％液態(tài)液體3000mL±10mL

鈦：純度99.99％，固體顆粒，45g±0.01g

氬氣：Ar，純度99.99％，氣態(tài)氣體，800000cm³±100cm³

制備方法如下：

⑴預處理原料：

稱取鋁：5.0086g±0.01g；鈷：27.3524g±0.01g；鉻：14.48g±0.01g；鐵：25.92g±0.01g；鎳：27.24g±0.01g；將鋁、鈷、鉻、鐵、鎳固體顆粒放入容器中加入無水乙醇300mL，使用磁力振動裝置進行震蕩攪拌清洗15min后，進行干燥；

⑵機械球磨合金原料：

①清洗球磨料筒

將球磨料筒進行清理，使用無水乙醇擦洗后進行晾干；

②放置球磨原料

將高熵合金原料放入球磨罐中，密閉；

③球磨機進行機械球磨