【技术实现步骤摘要】
一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法
本专利技术涉及一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,属于有色金属合金制备及应用的
技术介绍
高熵合金是一种新型的合金,因其具有高强度、耐腐蚀、耐磨损、高塑性等优势,使其得到广大研究者的青睐;目前对高熵合金的研究主要集中在块体、粉末、涂层等方面,采用的工艺主要包括真空熔炼、机械合金制粉、热压烧结、激光熔覆、热喷涂、磁控溅射等;机械合金化球磨技术可以有效的控制合金粉末粒度,使粉末混合均匀,但是球磨时间较长,效率低一直是不可避免的缺点;热压烧结则采用边加压、边加热的方式,降低了熔炼温度,使合金成形与加热共同进行,缩短了烧结时间,抵制了晶粒长大,提高了合金性能;然而热压成型制备的合金表面较粗糙、精度较低,需要对材料进一步加工,另外较高温度下的热压对模具要求较高,损耗较大;真空电弧熔炼技术其主要特点在于其制备简单,生产周期短,但合金熔炼不均需要进行多次反复熔炼,从而造成低熔点元素挥发严重问题;这些工艺为高性能的高熵合金制备带来困难,当前,对新型高熵合金制备工艺的研究还处于探索阶段。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的根据现有制备工艺的不足,采用一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,结合机械球磨、低温热压烧结、真空熔炼工艺,弥补单个工艺制备的不足,采用分段熔炼方式,提高高熵合金机械性能和应用范围。技术方案本专利技术使用的化学物质材料为:铝、钴、铬、铁、镍、无水乙醇、钛、氩气,其组合准备用量如下:以克、毫升、立方厘米为计量单位铝:Al,纯度99.99%,固态颗粒,5.0086g±0.01g钴:Co,纯度99.99%,固态颗粒,27 ...
【技术保护点】
1.一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方,其特征在于:使用的化学物质材料为:铝、钴、铬、铁、镍、无水乙醇、钛、氩气,其组合准备用量如下:以克、毫升、立方厘米为计量单位铝:Al,纯度99.99%,固态颗粒,5.0086g±0.01g钴:Co,纯度99.99%,固态颗粒,27.3524g±0.01g铬:Cr,纯度99.99%,固态颗粒,14.48g±0.01g铁:Fe,纯度99.99%,固态颗粒,25.92g±0.01g镍:Ni,纯度99.99%,固态颗粒,27.24g±0.01g无水乙醇:C2H5OH,纯度99.95%液态液体3000mL±10mL钛:纯度99.99%,固体颗粒,45g±0.01g氩气:Ar,纯度99.99%,气态气体,800000cm
【技术特征摘要】
1.一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方,其特征在于:使用的化学物质材料为:铝、钴、铬、铁、镍、无水乙醇、钛、氩气,其组合准备用量如下:以克、毫升、立方厘米为计量单位铝:Al,纯度99.99%,固态颗粒,5.0086g±0.01g钴:Co,纯度99.99%,固态颗粒,27.3524g±0.01g铬:Cr,纯度99.99%,固态颗粒,14.48g±0.01g铁:Fe,纯度99.99%,固态颗粒,25.92g±0.01g镍:Ni,纯度99.99%,固态颗粒,27.24g±0.01g无水乙醇:C2H5OH,纯度99.95%液态液体3000mL±10mL钛:纯度99.99%,固体颗粒,45g±0.01g氩气:Ar,纯度99.99%,气态气体,800000cm3±100cm3制备方法如下:⑴预处理原料:称取铝:5.0086g±0.01g;钴:27.3524g±0.01g;铬:14.48g±0.01g;铁:25.92g±0.01g;镍:27.24g±0.01g;将铝、钴、铬、铁、镍固体颗粒放入容器中加入无水乙醇300mL,使用磁力振动装置进行震荡搅拌清洗15min后,进行干燥;⑵机械球磨合金原料:①清洗球磨料筒将球磨料筒进行清理,使用无水乙醇擦洗后进行晾干;②放置球磨原料将高熵合金原料放入球磨罐中,密闭;③球磨机进行机械球磨球磨机球料比为10:1,球磨功率为25KW,转数为250r/min,球磨时间10h,得到颗粒直径为100~200μm的金属粉末,待用;⑶热压烧结铝钴铬铁镍高熵合金:①预处理模具用无水乙醇清洗模具模套内壁、上压头四周、下压头上接触面以及衬套表面,避免热压过程中原料沾模和脱膜;②装炉在真空热压感应烧结炉上将模套和衬套装在一起,将上下压头安放在热压感应烧结炉上下两端,金属粉末放入模腔中,刮平后放上保护垫片,再将模具放在下压头基座上,保证平稳,盖好隔热板,装炉完成;③抽真空、充冷却水对真空热压烧结炉抽取空气,使炉内真空度在1Pa,打开冷却水阀向热压炉充入冷却水进行冷却;④升温、通氩气调节温度调节旋钮使温度以25℃/min的速率升高到300℃,在此过程中充入氩气做保护气体,保温时间15min,加载压力为30MPa;保温时间结束后,停止加压加热电源,自然冷却至25℃,关闭冷却水阀,取出铝钴铬铁镍高熵合金,待用;⑶真空电弧炉熔炼:①清洗熔炼坩埚用无水乙醇对真空电弧熔炼炉进行清洗,并干燥;②放入铝钴铬铁镍高熵合金将热压烧结后的铝钴铬铁镍高熵合金进行切割成块状,然后放入主熔炼坩埚中,将钛颗粒放入辅助熔炼坩埚中,密闭;③抽真空、充氩气使用真空泵对真空电弧熔炼炉内进行抽空气,然后充入氩气,使炉内压强恒定在1个大气压;④熔炼铝钴铬铁镍高熵合金调节电弧枪位置,开启熔炼电源;对钛颗粒进行熔炼,吸取炉腔内氧气;熔炼完成后,对热压烧结后的铝钴铬铁镍高熵合金进行熔炼,熔炼电流为250A~300A,...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵宇宏,王帅,郭庆伟,侯华,靳坤,
申请(专利权)人:中北大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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