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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金材料加工领域,具体地说是一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法。
技术介绍
1、高熵合金又称高混乱度合金,采用真空电弧炉熔铸法制备了高熵合金。高熵合金所含元素为5种或5种以上,该类合金相结构简单,甚至会出现非晶相和纳米相,合金具有优良的综合性能,从而成为在材料科学和凝聚态物理领域中的一个新的研究热点。
2、目前,传统合金设计理念仍没有脱离以一种元素为主的传统合金设计思路, 阻碍了人们对多主元合金体系的探索。进入21世纪,高熵合金的概念慢慢走进合金开发的中心,这种由多种主元元素组成的高混合熵的合金表现出了传统合金所不具备的高强度、高耐磨、高耐腐蚀能力,也为研究优异力学性能的合金材料找到了一条新的道路。
3、高熵合金主要是由多种多个主要与补充元素组成的高混合熵合金,通常具有固溶体相组织,其组织中的晶粒通常是常规尺寸的。高熵合金的组成元素的熔点、密度、原子半径可能接近,也可能相差较大。
4、为了保证近终成形过程中复杂微细结构的完整性,用于激光熔覆成形用的粉末通常需要球形的细粒径粉末,并且对粉末的纯净度有较高的要求。然而目前大多数制备ods强化铝钴铬铁镍高熵合金的方法为机械合金化。机械合金化工艺制备合金时,al、cr等元素容易在机械合金化过程中氧化,最终降低合金性能。
5、综上,因此本专利技术提供了一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,以解决上述问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备
2、一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,包括以下步骤:
3、步骤一:选择原料铝、钴、铬、铁、镍金属,并且分别对原料进行粉末,原料加入球磨机内,得到原料粉末;
4、步骤二:称取规定重量分的铝、钴、铬、铁、镍金属粉末,将其进行机械搅拌混合,得到混合粉坯;
5、步骤三:将混合粉坯放置到静压机中,经过振荡压实,得到合金压块,再将合金压块的表面通过砂纸进行打磨,将表面的氧化层打磨掉;
6、步骤四:将合金压块置于烧结炉中烧结,加热温度控制在1000~1400℃时保温,再冷却,得到高熵合金。
7、进一步的,所述高熵合金包括以下重量分原料:18%~22%铝、19%~22%钴、18%~22%铬、19%~21%铁、18%~20%镍金属,所述原料可采用金属废料,所述铝、钴、铬、铁、镍金属的纯度均大于99.9%。
8、进一步的,所述步骤一中,各金属原料进行粉碎的时候,所述球磨机球磨处理时以体积比为(7-10):1的酒精和水为介质,再加入金属氢化物总质量1%~5%的聚乙二醇,放置于玛瑙罐中球磨,并控制球磨转速为300~400r/min,控制球磨时间以控制粉体的平均粒度分布在15~50μm。
9、进一步的,所述步骤二中,在称取规定重量分的原料前,先将金属粉末进行干燥处理,干燥的温度为100~120℃,保温4小时,干燥的时候采用搅拌螺旋桨以20000转/分钟,进行搅拌,干燥后的金属粉末分别进行筛粉处理,选择200目的筛网进行筛分。
10、进一步的,所述步骤三中,使用1000—1500#的砂纸对铸态母合金锭表面氧化层进行打磨。
11、进一步的,所述步骤四中,烧结处理过程中,通入气体保护,并且烧结温度为850~1400℃,烧结的时间为3~4小时。
12、进一步的,所述烧结处理过程中,通入的气体为氢气气氛、氩气气氛或氢氩混合气氛。
13、与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:
14、1、本专利技术中,该方案在于可以获得更均匀的纳米级组织分布,含有分散氧化铝的铝钴铬铁镍高熵合金,在抗腐蚀、抗辐照、韧性高、热稳定性高等方面的特点尤为突出,其中传统合金一直无法解决的在强度和韧性两者之间的取舍关系问题,在高熵合金中得到了突破,实现了高强高韧的“双高”组合,因此高熵合金粉末在粉末冶金领域,尤其是激光熔覆涂层应用及金属3d打印方面的研究越来越受到重视。
15、2、本专利技术中,提出的高熵合金的制备方法,成分精准,低氧含量,流动性好,晶相均匀,高熵合金仅在铸态又或是完全回火态下就会析出纳米晶颗粒,在熔炼时,各元素熔化后的原子混乱排列,凝固时这些原子很难进行扩散和再分配,有利于在合金基体内部形成纳米晶颗粒,合金系统越趋于稳定的原则,高熵合金在高温下的稳定性依然极高,固溶强化依然存在。
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1.一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.如权利要求1所述铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:所述高熵合金包括以下重量分原料:18%~22%铝、19%~22%钴、18%~22%铬、19%~21%铁、18%~20%镍金属,所述原料可采用金属废料,所述铝、钴、铬、铁、镍金属的纯度均大于99.9%。
3.如权利要求1所述铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:所述步骤一中,各金属原料进行粉碎的时候,所述球磨机球磨处理时以体积比为(7-10):1的酒精和水为介质,再加入金属氢化物总质量1%~5%的聚乙二醇,放置于玛瑙罐中球磨,并控制球磨转速为300~400r/min,控制球磨时间以控制粉体的平均粒度分布在15~50μm。
4.如权利要求1所述铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:所述步骤二中,在称取规定重量分的原料前,先将金属粉末进行干燥处理,干燥的温度为100~120℃,保温4小时,干燥的时候采用搅拌螺旋桨以20000转/分钟,进行搅拌,干燥后的金属粉末分别进行筛粉处理,选择200目的筛网进行筛分。
6.如权利要求1所述铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:所述步骤四中,烧结处理过程中,通入气体保护,并且烧结温度为850~1400℃,烧结的时间为3~4小时。
7.如权利要求1所述铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:所述烧结处理过程中,通入的气体为氢气气氛、氩气气氛或氢氩混合气氛。
...【技术特征摘要】
1.一种铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.如权利要求1所述铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:所述高熵合金包括以下重量分原料:18%~22%铝、19%~22%钴、18%~22%铬、19%~21%铁、18%~20%镍金属,所述原料可采用金属废料,所述铝、钴、铬、铁、镍金属的纯度均大于99.9%。
3.如权利要求1所述铝钴铬铁镍高熵合金的制备方法,其特征在于:所述步骤一中,各金属原料进行粉碎的时候,所述球磨机球磨处理时以体积比为(7-10):1的酒精和水为介质,再加入金属氢化物总质量1%~5%的聚乙二醇,放置于玛瑙罐中球磨,并控制球磨转速为300~400r/min,控制球磨时间以控制粉体的平均粒度分布在15~50μm。
4.如权利要求1所述铝钴铬铁镍高熵...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢石华,谢刘莉,刘瑞宇,
申请(专利权)人:江苏华企铝业科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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