本發(fā)明涉及激光增材制造，尤其涉及一種含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法。

背景技術(shù)：

1、高熵合金是近科技些年來材料學(xué)新興起的一種合金概念，高熵合金由至少五種等摩爾或近等摩爾比例的元素組成，高熵效應(yīng)導(dǎo)致其形成簡(jiǎn)單固溶體相，而不是金屬間化合物。與傳統(tǒng)合金相比，高熵合金表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，如高強(qiáng)度、高硬度、良好的耐磨性、優(yōu)異的耐腐蝕性和高溫穩(wěn)定性。mo是一種熔點(diǎn)較高的金屬，具有固溶強(qiáng)化作用，加入mo元素可以使熔覆層的強(qiáng)度、硬度、耐磨性得到改善，使熔覆層具備優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和耐蝕性。因此，在cocrfeni基高熵合金的基礎(chǔ)上加入mo元素，研究其微觀結(jié)構(gòu)和耐蝕性，有望獲得新型的高熵合金材料。

2、激光增材制造技術(shù)是一種基于3d模型，利用“離散-堆積”成型原理發(fā)展起來的先進(jìn)快速成形技術(shù)，利用激光熱源將金屬粉末逐層熔化/凝固進(jìn)行堆積，已廣泛應(yīng)用于高熵合金的一體化制造。激光增材制造技術(shù)在制備多主元高熵合金材料中具有明顯的優(yōu)勢(shì)：無需模具，成形尺寸與結(jié)構(gòu)不受限制，粉末材料可柔性調(diào)節(jié)，成形效率高等。但是通常cocrfeni體系高熵合金的耐腐蝕性能一般，很難在海洋環(huán)境或者高濕高潮環(huán)境下服役很長(zhǎng)時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提出一種含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法，通過引入mo元素，使金屬材料的耐腐蝕性能得到明顯提升，同時(shí)通過激光熔化技術(shù)，進(jìn)而獲得耐腐蝕性良好的高熵合金。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法，包括以下步驟：

4、步驟1，通過等原子比的cocrfenimo高熵合金商用粉作為粉末原料制備得到高熵合金塊體；

5、步驟2，對(duì)金屬基材進(jìn)行切割得到塊狀試樣，經(jīng)打磨清洗去除表面氧化膜后，經(jīng)超聲清洗后進(jìn)行烘干處理；

6、步驟3，對(duì)步驟1中的高熵合金粉體進(jìn)行加熱，降溫后烘干并放入送粉器，通入氬氣以排出空氣，通過激光束將難熔高熵合金粉末熔化，然后對(duì)對(duì)塊狀試樣進(jìn)行沉積，并再次通過激光束將高熵合金粉末熔化，制得鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金。

7、進(jìn)一步的，所述步驟1中，高熵合金粉末原子百分比為：co：20at.%、cr：20at.%、fe：20at.%、ni：20at.%、mo：20at.%。

8、進(jìn)一步的，所述步驟2中，以普通碳素結(jié)構(gòu)鋼為金屬基材，用線切割的方法將其切割成厚5mm、長(zhǎng)25～75mm、寬25～75mm的塊狀試樣，再分別用320目、600目、1000目的砂紙打磨清洗過后的塊狀試樣表面，去除表面的氧化膜，最后放置無水乙醇溶液使用超聲清洗，對(duì)清洗過后的試樣進(jìn)行烘干處理。

9、進(jìn)一步的，所述步驟3中，將步驟1中的高熵合金粉體倒入燒杯放入烘干箱中，加熱至100～135℃后保溫4～8h，其后降溫到室溫，將烘干后的高熵合金粉放置入3d打印裝置的送粉器中，并向送粉器的進(jìn)料筒中通入氬氣以排出空氣，通過激光束將難熔高熵合金粉末熔化，然后通過激光熔化沉積，對(duì)塊狀試樣進(jìn)行沉積，將塊狀試樣放在3d打印裝置的水平工作臺(tái)，操控x、y軸，使激光表正對(duì)塊狀試樣打印的起始點(diǎn)，然后調(diào)整z軸，控制激光頭端口與塊狀試樣的距離，通過激光束將高熵合金粉末熔化，制得含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金。

10、綜上所述，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法，一方面，通過工藝參數(shù)調(diào)節(jié)，采用激光能量密度較低的參數(shù)，使晶粒尺寸逐漸減小，分布得更加均勻，在低能量密度時(shí)，更易于生成cr2o3、moox的金屬氧化物鈍化膜，且鈍化膜的厚度增加，合金耐腐蝕性能增強(qiáng)；另一方面，通過加入mo元素可以使熔覆層的強(qiáng)度、硬度、耐磨性得到改善，使合金具備優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和耐蝕性；最后一方面，通過3d打印技術(shù)，在基材表面打印出耐腐蝕高熵合金，制備得到的高熵合金塊體具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，且有無氣孔、無雜質(zhì)、無裂紋的特點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法，其特征在于，所述步驟1中，高熵合金粉末原子百分比為：co：20at.%、cr：20at.%、fe：20at.%、ni：20at.%、mo：20at.%。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，以普通碳素結(jié)構(gòu)鋼為金屬基材，用線切割的方法將其切割成厚5mm、長(zhǎng)25～75mm、寬25～75mm的塊狀試樣，再分別用320目、600目、1000目的砂紙打磨清洗過后的塊狀試樣表面，去除表面的氧化膜，最后放置無水乙醇溶液使用超聲清洗，對(duì)清洗過后的試樣進(jìn)行烘干處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，將步驟1中的高熵合金粉體倒入燒杯放入烘干箱中，加熱至100～135℃后保溫4～8h，其后降溫到室溫，將烘干后的高熵合金粉放置入3d打印裝置的送粉器中，并向送粉器的進(jìn)料筒中通入氬氣以排出空氣，通過激光束將難熔高熵合金粉末熔化，然后通過激光熔化沉積，對(duì)塊狀試樣進(jìn)行沉積，將塊狀試樣放在3d打印裝置的水平工作臺(tái)，操控x、y軸，使激光表正對(duì)塊狀試樣打印的起始點(diǎn)，然后調(diào)整z軸，控制激光頭端口與塊狀試樣的距離，通過激光束將高熵合金粉末熔化，制得含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種含鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金的制備方法，包括步驟1，通過等原子比的CoCrFeNiMo高熵合金商用粉作為粉末原料制備得到高熵合金塊體；步驟2，對(duì)金屬基材進(jìn)行切割得到塊狀試樣，經(jīng)打磨清洗去除表面氧化膜后，經(jīng)超聲清洗后進(jìn)行烘干處理；步驟3，對(duì)步驟1中的高熵合金粉體進(jìn)行加熱，降溫后烘干并放入送粉器，通入氬氣以排出空氣，通過激光束將難熔高熵合金粉末熔化，然后對(duì)對(duì)塊狀試樣進(jìn)行沉積，并再次通過激光束將高熵合金粉末熔化，制得鈷鉻鐵鎳鉬耐腐蝕高熵合金。本發(fā)明通過引入Mo元素，使金屬材料的耐腐蝕性能得到明顯提升，同時(shí)通過激光熔化技術(shù)，進(jìn)而獲得耐腐蝕性良好的高熵合金。

技術(shù)研發(fā)人員：李陽,劉進(jìn),彭曉,舒小勇,謝云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南昌航空大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21