[發明專利]一種異質界面結合用CoNiCrCu固溶體及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010511222.5
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111647791A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 夏志新;謝勇;張弛;楊志剛
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C22C30/02
• 分類號: C22C30/02;B22F1/00;B22F9/08;B33Y70/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陳婷婷

本發明公開了一種異質界面結合用CoNiCrCu固溶體及其制備方法與應用，以重量百分數計，該CoNiCrCu固溶體的組成為：鈷20?30%；鉻17?27%；鎳20?30%；余量為銅。以該CoNiCrCu固溶體為原料，采用激光增材制造或熔焊的手段，合成梯度材料，能夠有效緩和異質界面的熱膨脹系數、熔點、彈性模量等差異，還可以降低增材制造過程中異質界面處殘余應力水平，避免硬脆相的析出，能夠達到異質部件結合的制造要求，制造出高強度的結合界面。采用該CoNiCrCu固溶體用于異質材料的連接，能夠具有高的連接界面強度與硬度，可廣泛應用于如鋼—鋁、鋼—鎢、或鋼—銅等異質部件結合中。

技術領域

本發明涉及一種異質界面結合用CoNiCrCu固溶體，以及該CoNiCrCu固溶體的制備方法與應用。

背景技術

隨著科學技術的發展，工業的飛速前進，人們對材料的要求越來越高，單一材料的性能已經不能滿足科技的發展要求，多種材料的復合運用成為了時代的弄潮兒，異種材料的復合運用不僅能用達到更高的性能，而且還能節約材料成本。

然而，異種材料因為物理性能的不同，導致連接中存在許多問題。以鋼-鋁異種金屬的連接為例，由于鋁與鐵原子半徑差異較大，原子價與電負性有差異，晶體結構相似性小，所以鐵與鋁難以直接連接。

目前，鋼/鋁異質部件一般是通過機械連接、焊接等方法制備，但因為熔融狀態下Fe與Al原子之間是無限互溶的,室溫時Fe在Al中的溶解度幾乎變為零,此時Fe便會與Al原子形成脆硬的金屬間化合物,降低焊接接頭性能，從而影響鋼-鋁異種金屬的連接材料強度。傳統工藝中，熔焊工藝接頭擁有強度高、平整性好、焊接參數可控性強等諸多優點，但焊接過程中會產生降低接頭強度的金屬間化合物，同時對板材清潔度要求較高且存在焊接缺陷；機械連接具有工藝簡單且對連接強度有保證的優勢，但無法保證接頭的氣密性。因此我們迫切的需要尋找一種新的工藝手段，來解決傳統工藝上的不足。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種異質界面結合用CoNiCrCu固溶體。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種異質界面結合用CoNiCrCu固溶體，以重量百分數計，所述CoNiCrCu固溶體的組成為：

優選地，以重量百分數計，所述CoNiCrCu固溶體由鈷25％，鉻22％，鎳25％，銅28％配置而成。

優選地，所述CoNiCrCu固溶體呈粉末狀，所述CoNiCrCu固溶體粉末的粒度為100目～350目。

優選地，所述CoNiCrCu固溶體為呈塊體狀或者呈薄膜狀。

進一步地，所述CoNiCrCu固溶體經3D打印成型獲得。

本發明的第二目的是提供一種如上述異質界面結合用CoNiCrCu固溶體的制備方法，

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種如上述異質界面結合用CoNiCrCu固溶體的制備方法，包括如下步驟：

(1)配料：按照目標成分配備金屬鈷、金屬鉻、金屬鎳、金屬銅；

(2)熔煉：將配好的金屬鈷、金屬鉻、金屬鎳、金屬銅加入至中頻感應爐中，通電加熱使其熔化，爐前調整成分合格后，出爐；

(3)真空氣霧化：將經步驟(2)獲得的合金溶液霧化獲得合金粉末，其中，霧化介質為氬氣；

(4)干燥：將經步驟(3)霧化獲得的合金粉末予以烘干；

(5)篩分：由篩分機對經步驟(4)干燥獲得的合金粉末進行篩分，篩出設定要求粒度范圍的合金粉末，即為所需的粉末狀的CoNiCrCu固溶體。