[发明专利]一种Al-Ni-Mo-Cu-Crx

说明书

本发明公开了一种Al‑Ni‑Mo‑Cu‑Cr_x‑Fe高熵合金涂层的制备方法，熔炼出AlNiMoCu_0.5Cr_x(x＝0,0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金电极，利用发明人自行提出的高能微弧火花数控沉积工艺，通过自动化、数控化的沉积方法在Q235低碳合金钢表面沉积Al‑Ni‑Mo‑Cu‑Cr_x‑Fe(x为对应电极中Cr元素原子百分比，x＝0,0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金涂层。本发明在UG软件中完成复杂曲面建模并在数控铣床上进行铣削加工，以该曲面为基体，将UG软件加工模块中生成的点坐标值利用等距优化插补算法通过Matlab软件编程输出数控沉积程序，实现通过UG建模的复杂曲面上涂层的制备。通过盐雾腐蚀箱与电化学工作站对基体与高熵合金涂层进行耐蚀性能测试，高熵合金涂层对基体具有明显的保护作用；随着Cr元素含量的增加，表面腐蚀产物减少，腐蚀程度减轻，耐蚀性能明显改善。

技术领域

本发明属于合金涂层及其制备技术领域，具体涉及一种Al-Ni-Mo-Cu-Cr_x-Fe(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金涂层的制备方法。

背景技术

目前，随着我国铁路客车的不断提速，对转向架的性能要求也不断提高。转向架作为轨道车辆结构中最为重要的部件之一，其性能参数、材料的选择等都直接影响了车辆行驶的稳定性、可靠性以及舒适性。90年代初，一种新型的焊接转向架开始大批量投入使用，对我国铁路客车提速起到了至关重要的作用，由于在焊接转向架设计之初更多的考虑到了其力学性能，如：焊接强度、硬度、及焊接疲劳等问题，因此焊接转向架的材料选用了焊接性能较好的Q235、Q345低碳合金钢以及16MnR。但是随着列车运行时间的增加，几乎所有装用了国产焊接转向架的列车都出现了不同程度的腐蚀情况，且腐蚀的严重程度明显大于原来的铸钢转向架。

因此，解决转向架严重的腐蚀现象、保证车辆的安全运行成为了工作重点。由于腐蚀的发生是从表面开始，所以采取一定措施预防和减缓腐蚀的发生是针对铁路客车转向架要解决的关键问题之一。其中耐大气腐蚀钢，简称耐候钢，由于其在普通碳钢的基础上添加了少量的Cu、Cr、Ni等耐大气腐蚀元素，使得耐大气腐蚀能力为普通碳钢的2~8倍，且成本较低，目前我国铁路列车的车体部分以及部分高速动车组焊接转向架构架均采用耐候钢制造。该方法可从源头上解决列车在运行过程中的大气腐蚀问题。另外，针对已有焊接转向架的防腐技术也尤为关键。涂层防腐作为是一种高效快捷、方便实用的防腐工艺成为国内外广泛采用的防腐措施之一；漆料涂装工艺作为涂层防腐工艺中最典型的代表，早些年被众多机车厂采用，但是由于涂装工艺自身存在的缺陷：漆膜与基体附着力不够，容易造成脱落；涂装质量不高，涂料的防腐性能一般且环保性较差等因素使得列车在行驶过程中腐蚀问题仍十分严峻。因此，探索改进一种新的涂层防腐工艺对解决既有铁路客车转向架的腐蚀问题和提高列车行驶的安全性是十分重要和必要的。

电火花沉积(electrospark deposition,ESD)自被提出以来一直被广泛应用于再制造技术领域以及表面强化领域，该技术是通过火花放电作用，把一种导电材料涂覆熔渗到基体材料的表面，形成合金化的表面强化层，从而改变基体表面的物理、化学性能和力学性能的工艺方法，进而达到表面强化或表面修复的目的。电火花沉积又命名为高能微弧火花沉积(high energy micro arc spark deposion,HEMASD)。