一种高熵合金涂层的制备方法技术

本发明专利技术提供一种高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：喷涂前对基体进行处理；将基体固定在喷涂架上；将喷涂用的高熵合金粉末放置于送粉器中；调整喷涂距离，确定喷枪的运行轨迹；采用等离子喷涂方法制备高熵合金涂层，喷涂过程中设置的工艺参数分别为：等离子喷枪与基体的距离设为85mm，喷涂电压为37V，喷涂电流为665A，送粉速率为20g/min，主气体氩气压力为0.4Mpa，次气体氢气压力为0.03Mpa，载流气氩气压力为0.28MPa。

Preparation of a High Entropy Alloy Coating

【技术实现步骤摘要】
一种高熵合金涂层的制备方法
本专利技术涉及高熵合金涂层的制备方法，具体是指一种CrMnFeCoNi涂层的等离子喷涂制备方法。
技术介绍
高熵合金是一种新型合金，由多个主要合金元素组成。它具有良好的耐腐蚀性、显微结构稳定性、机械性能和耐磨性。这些优异的性能使其成为具有前景的备选材料。由于高熵合金具有高比例的合金元素，因此制备高熵合金涂层具有较高的经济性。目前已有一些方法用于制备高熵合金涂层，如激光熔覆，磁控溅射，热压烧结等，但这些方法具有较高的制备成本并且很难应用到工业中。因此，本专利技术采用一种较低成本且已广泛用于工业的方法制备高熵合金涂层以扩大高熵合金的应用范围。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种低成本，工艺简单、易于实现工业化的高熵合金涂层制备方法，制备的高熵合金涂层可用于保护基体。本专利技术的技术方案如下：一种高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：1)喷涂前对基体进行处理；2)将基体固定在喷涂架上；3)将喷涂用的高熵合金粉末放置于送粉器中；4)调整喷涂距离，确定喷枪的运行轨迹；5)采用等离子喷涂方法制备高熵合金涂层，喷涂过程中设置的工艺参数分别为：等离子喷枪与基体的距离设为85mm，喷涂电压为37V，喷涂电流为665A，送粉速率为20g/min，主气体氩气压力为0.4Mpa，次气体氢气压力为0.03Mpa，载流气氩气压力为0.28MPa。所采用的高熵合金为CrMnFeCoNi。本专利技术采用大气等离子喷涂方法制备高熵合金涂层，通过调整喷涂过程参数以制备具有较好结合性的单相CrMnFeCoNi高熵合金涂层。本专利技术的优点在于：1)本专利技术提出了一种用大气等离子方法制备单相CrMnFeCoNi高熵合金涂层的可行性；2)本专利技术采用的方法制备工艺简单，易于制备；3)本专利技术采用的制备方法成本较低，能够实现工业化。4)本专利技术采用的方法对基体影响较小，制备的涂层均匀，涂层厚度可控。附图说明图1本专利技术采用的等摩尔CrMnFeCoNi涂层粉末形貌，(a)低倍粉末形貌，(b)高倍粉末形貌图2本专利技术制备的CrMnFeCoNi涂层的表面及截面形貌，(a)涂层表面形貌，(b)涂层截面形貌图3本专利技术制备的CrMnFeCoNi涂层粉末和CrMnFeCoNi涂层的X射线衍射图具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式做进一步描述：本专利技术采用等离子喷涂方法制备一种CrMnFeCoNi高熵合金涂层，喷涂材料为等摩尔比的CrMnFeCoNi球状粉末(晶粒尺寸15-53μm)。应用等离子喷涂方法将CrMnFeCoNi球状粉末喷涂到基体上，涂层的厚度为200μm。第一步：准备基体并对其进行前处理本专利技术选用443不锈钢作为基体材料，用不同型号的砂纸(80#，240#，400#，800#，1000#)打磨基体以去除基体表面的氧化皮，随后将基体放置于丙酮溶液中超声清洗1h以获得清洁的表面。将超声清洗的基体放入鼓风干燥箱中烘干。将基体放于喷砂机中进行喷砂处理以获得粗糙表面，提高基体与涂层的粘结性。第二步：将基体固定于喷涂架上，调整喷涂距离及喷枪与基体的距离85mm，将CrMnFeCoNi涂层粉末(形貌如图1)放入送粉室，设置喷涂程序，即喷枪的运行轨迹。第三步：采用大气等离子喷涂方法制备高熵合金涂层，选用的主要喷涂参数为：喷涂电压为37V，喷涂电流为665A，送粉速率为20g/min，主气体氩气压力为0.4Mpa，次气体氢气压力为0.03Mpa，载流气氩气压力为0.28MPa.上述制备的高熵合金涂层厚度为200μm。对涂层取样进行表面及截面形貌测试(如图2)，表明制备的高熵合金涂层表面包含部分熔化区和完全熔化区，截面形貌表明涂层与基体具有较好的结合性，涂层呈现层状结构，具有显微孔和裂纹，为等离子喷涂的典型特征。对涂层进行X射线衍射表征表明涂层呈面心立方结构保持了喷涂粉末原有的相组成，表明喷涂过程中涂层没有发生相变，因此高熵合金可用大气的等离子喷涂方法制备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：1)喷涂前对基体进行处理；2)将基体固定在喷涂架上；3)将喷涂用的高熵合金粉末放置于送粉器中；4)调整喷涂距离，确定喷枪的运行轨迹；5)采用等离子喷涂方法制备高熵合金涂层，喷涂过程中设置的工艺参数分别为：等离子喷枪与基体的距离设为85mm，喷涂电压为37V，喷涂电流为665A，送粉速率为20g/min，主气体氩气压力为0.4Mpa，次气体氢气压力为0.03Mpa，载流气氩气压力为0.28MPa。

【技术特征摘要】
1.一种高熵合金涂层的制备方法，包括以下步骤：1)喷涂前对基体进行处理；2)将基体固定在喷涂架上；3)将喷涂用的高熵合金粉末放置于送粉器中；4)调整喷涂距离，确定喷枪的运行轨迹；5)采用等离子喷涂方法制备高熵合金涂层，喷涂过程中设置的工艺参数分别为：等离子喷枪与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩妹，余建星，余杨，王华昆，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12