[發明專利]一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法

有效

• 申請號: 202011152140.2
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112359240B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 梁剛;王建永;仇兆忠;王永東;殷波
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C1/10;C22C30/00;C22C32/00;B22F9/04;C23C24/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

1.一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法，其特征在于一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法是按以下步驟完成的：

一、混合球磨：

①、將氮化鋁粉末、鐵粉末、鉻粉末、鈷粉末、鎳粉末和鈦粉末混合均勻，得到混合粉末；

步驟一①中所述的混合粉末中氮化鋁粉末、鐵粉末、鉻粉末、鈷粉末、鎳粉末和鈦粉末的摩爾比為2:2:2:2:2:1；

步驟一①中所述的氮化鋁粉末、鐵粉末、鉻粉末、鈷粉末、鎳粉末和鈦粉末的粒徑均為100μm～200μm，純度均為99.9％；

②、將混合粉末置于球磨罐內，再加入無水乙醇、環己烷、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合液進行濕法球磨，再進行干燥，得到球磨后的混合粉末；

二、基體預處理：

將基體進行噴砂處理，得到噴砂后的基體；

步驟二中所述的基體為TC4合金；所述的基體的長寬高尺寸為70mm×25mm×10mm；

步驟二中所述的噴砂處理使用的砂粒為1mm～4mm石英砂，噴砂壓力為0.3MPa～0.6MPa，供氣量為2m²/min～4m²/min，與基體之間的距離為80mm～120mm，噴射角度為40°～50°；

三、制備預制件：

將球磨后的混合粉末放入模具中，再施加壓力，得到預制件，把預制件放置在噴砂后的基體表面上；

四、熔覆：

采用激光作為電子束源，在功率為1400W～1600W、掃描速度為25mm/s～35mm/s、圓形光斑直徑為3mm～5mm和惰性氣體氣氛保護的條件下施加與預制件成45°角的電磁場，兩塊銅板分別接正負50V～70V脈沖電壓，周期為2s～5s，磁場強度為1T～2T，兩塊銅板與預制件的距離均為25mm～35mm，磁場方向與電子束方向成40°～60°，電子束沿預制件一端與水平線呈40°～60°角方向熔覆，每道熔池的搭接率為25％～35％，熔覆后在-20℃～-30℃的冷凍設備中冷卻，得到有定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的基體。

2.根據權利要求1所述的一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法，其特征在于步驟一②所述的濕法球磨的球料比為(3～5):1，磨球介質為不銹鋼球，磨球直徑為5mm～25mm，球磨機的轉速為300r/min～400r/min，球磨的時間為1h～3h。

3.根據權利要求1所述的一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法，其特征在于步驟一②所述的無水乙醇、環己烷、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合液中無水乙醇、環己烷、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的體積比為1:1:(2～3):1。

4.根據權利要求1所述的一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法，其特征在于步驟一②所述的干燥溫度為60℃～80℃，干燥時間為1h～3h；步驟一②所述的混合粉末的質量與無水乙醇、環己烷、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合液的體積比為(40g～60g):300mL。

5.根據權利要求1所述的一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法，其特征在于步驟三中將球磨后的混合粉末放入模具中，再通過萬能壓力機施加70MPa～150MPa壓力，得到預制件，把預制件放置在噴砂后的基體表面上；所述的預制件的長寬高尺寸為60mm×20mm×1.5mm。

6.根據權利要求1所述的一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法，其特征在于步驟四中所述的惰性氣體為氬氣或氮氣；所述的兩塊銅板的尺寸長寬高均為70mm×30mm×2mm；所述的冷凍設備的冷卻溫度為-20℃～-30℃。

7.根據權利要求1所述的一種定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的制備方法，其特征在于步驟四中采用激光作為電子束源，在功率為1400W～1500W、掃描速度為25mm/s～30mm/s、圓形光斑直徑為3mm和惰性氣體氣氛保護的條件下施加與預制件成45°角的電磁場，兩塊銅板分別接正負60V脈沖電壓，周期為2s，磁場強度為1T，銅板與預制件距離為25mm～30mm，磁場方向與電子束方向成45°，電子束沿預制件一端與水平線呈45°角方向熔覆，每道熔池的搭接率為25％～30％，熔覆后在-20℃～-30℃的冷凍設備中冷卻，得到有定向陣列的陶瓷相增強高熵合金的基體。