实施方案
[0023] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0024] 一种细化多主元合金涂层中硅化物相的方法,包括如下步骤:
[0025] 1)分别称取Cr、Ti、Si、V、B和Al粉末,其中,Cr、Ti、Si、V、B和Al的摩尔百分比为:Cr:20—30%,Ti:20—30%,Si:20—30%,V:20—30%,B:0—0.2%,余量为Al;称取过程中,采用电子天平FA2004N进行各种粉末的称取,精确度高,称取更加准确。
[0026] 2)将1)中称取好的粉末放入球磨机中混合2—5小时。
[0027] 3)配置浓度为4%的聚乙烯醇溶液,并水浴加热,使聚乙烯醇完全溶化。
[0028] 4)用金相砂纸将铝合金板表面的氧化膜打磨掉,并用丙酮清洗干净。
[0029] 5)将2)混合好的粉末用3)配置的聚乙烯醇溶液调和成粘稠状,将其预涂覆在经4)处理后的铝合金板上形成预制涂层,该预制涂层厚度为0.3—0.6mm,然后干燥2—5小时。
[0030] 6)用激光器对铝合金板上的预制涂层进行辐照,并采用高纯氩气保护;操作时,从侧向吹氩气,以防止氧化。因为铝合金对YAG激光吸收率高;因此,所述激光器采用UW-600A型YAG激光器,具体工艺参数为:激光焦斑的离焦量为3-5mm,脉冲宽度为5-10ms,激光峰值功率为6-8kw,频率5-13HZ,扫描速度为2-6mm/s。
[0031] 由 5 种或 5 种以上合金元素按等摩尔比或近等摩尔比配制形成高熵合金,多主元高熵合金借助其特有的高熵效应,缓慢扩散效应,纳米相强化及超高晶格畸变等特点,有利于保持合金的高韧性,并可以赋予材料高的硬度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等多种优异性能。本发明采用Cr、Ti、Si、V、B和Al进行配比、制作涂层材料,在保证其达到需求的情况下,更好地节约材料成本;并且该涂层材料与铝合金基体材料之间热物理性能差异更小,因而可直接用于激光熔覆并得到成分均匀的涂层,可以实现在低成本金属材料表面涂覆上高性能的高熵合金涂层,添加微量元素B能够进一步细化硅化物,能够减少表面涂层开裂倾向,从而防止表面涂层开裂;这将具有良好的应用前景。
[0032] 具体实施例如下:
[0033] 实施例1,参见图1、图2,用电子天平FA2004N称取Cr、Ti、Si、V、B和Al粉末,各粉末的摩尔比为: 23% 的Cr,28% 的Ti,21%的Si,27%的V,0.05%的B,余量Al,并将将称好的粉末放在球磨机中充分混合均匀,混合时间为4小时。再配置4%的聚乙烯醇作为粘接剂,将其水浴加热10分钟左右,使其完全溶化。将铝合金板用金相砂纸打磨掉表面的氧化膜,并用丙酮清洗干净。将混好的粉末用配好的粘接剂调和成粘稠状,将其预涂覆在已经清洗的铝合金板上,涂覆厚度为0.5mm,干燥3小时左右。采用的是UW-600A型YAG激光器对铝合金上的预制涂层进行辐照,采用高纯氩气保护。激光焦斑的离焦量为3mm,脉冲宽度为6ms,激光峰值功率为8kw,频率8HZ,扫描速度为5mm/s。将得到涂层用线切割切下,做X射线衍射,得到如图2所示的衍射图谱。结合能谱分析和热力学计算可知涂层主要的合金相为M5Si3型硅化物和BCC相;涂层的平均硬度为HV805;说明表面的性能提高了。
[0034] 实施例2,用电子天平FA2004N称取Cr、Ti、Si、V、B和Al粉末,摩尔比为: 21% 的Cr,25% 的Ti,23%的Si,28%的V,0.2%的B,余量为Al,并将将称好的粉末放在球磨机中充分混合均匀,混合时间为5小时。再配置4%的聚乙烯醇作为粘接剂,将其水浴加热10分钟左右,使其完全溶化。将铝合金板用金相砂纸打磨掉表面的氧化膜,并用丙酮清洗干净。将混好的粉末用配好的粘接剂调和成粘稠状,将其预涂覆在已经清洗的铝合金板上,涂覆厚度为0.5mm,干燥3小时左右。采用的是UW-600A型YAG激光器对铝合金上的预制涂层进行辐照,采用高纯氩气保护。激光焦斑的离焦量为3mm,脉冲宽度为6ms,激光峰值功率为8kw,频率8HZ,扫描速度为5mm/s。结合能谱分析和热力学计算可知涂层主要的合金相为M5Si3型硅化物和BCC相;
涂层的平均硬度为HV846;说明表面的性能提高了。
[0035] 最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。