[发明专利]高铝高熵合金超耐磨耐腐蚀涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高铝高熵合金超耐磨耐腐蚀涂层及其制备方法。其中，涂层由涂层粉末制得，该涂层粉末可用CoCrNiCuAl₃表示。CoCrNiCuAl₃涂层粉末的粒径为100～350目，以原子百分数计，其组成为：13～17％的钴、13～17％的铬、13～17％的镍、13～17％的铜及余量铝。以该CoCrNiCuAl₃涂层粉末固溶体为原料，采用采用激光熔化沉积、电弧熔化沉积、等离子喷涂等方法制取的涂层，具有超高的耐磨性及耐腐蚀性能，且涂层与基材有着较高的结合强度。可以应用于钢、铝、钛、铜等各种基材的结构零件中，有效提高了结构的服役性能，扩大了零件的使用环境。

技术领域

本发明涉及金属材料及其制备技术领域，尤其涉及一种高铝高熵合金超耐磨耐腐蚀涂层及其制备方法。

背景技术

在生产生活中，为了降低结构部件在服役过程中因摩擦、腐蚀导致的材料损耗，保证生产安全，通常会在重要的零部件上涂覆特殊涂层，以提高其耐磨、耐腐蚀性能。特别是在航空航天、交通运输、石油开采、核反应等行业中，许多设备、器件需要在高速、重载或酸性、碱性环境等极端条件下服役工作，对涂层材料的耐磨耐腐蚀性能提出了更严苛的要求。因此，研究出一种具有超高耐磨性能、耐腐蚀性能的涂层成为了当前研究的迫切需求。

高熵合金一般指含有四种以上主要元素的新型合金，由于元素种类多，晶格畸变大，其具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，而被应用于各类特种涂层中，目前已成为涂层研究领域的热点，其中体心立方晶格(BCC)结构涂层更是耐磨性能与腐蚀性能突出。不过，现有高熵合金的耐磨、耐腐蚀性能往往还不能够满足一些极端苛刻产品的要求，且涂层与基材的结合强度较低而易脱落。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种超耐磨耐腐蚀的高熵合金涂层及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高铝高熵合金超耐磨耐腐蚀涂层粉末，所述涂层由涂层粉末制得，以原子百分数计，所述涂层粉末的组成为：13～17％的钴、13～17％的铬、13～17％的镍、13～17％的铜及余量铝。

优选地，所述涂层粉末的粒径为100～350目。

优选地，所述涂层粉末中，钴：铬：镍：铜：铝的原子数量比为1：1：1：1：3。

优选地，所述涂层粉末的晶体结构为体心立方晶格+B2双相结构。

在一些优选实施方式中，所述涂层的极化电阻大于90Ω·cm²。

在一些优选实施方式中，所述涂层的硬度大于700HV。

所述的高铝高熵合金超耐磨耐腐蚀涂层的制备方法包括：制备所述涂层粉末，然后将所述涂层粉末涂覆在基材上。

优选地，所述涂层粉末通过如下步骤制得：

S1、按照比例称取一定质量的钴、铬、镍、铜、铝，将其混合后进行熔炼，得到合金液体，所述合金液体冷却成型后得到合金固体；

S2、将所述合金固体粉碎，得到合金粉末；

S3、对所述合金粉末进行筛分处理，选择粒径为100～350目的合金粉末，得到所述涂层粉末。

进一步优选地，在所述步骤S2中，所述合金固体通过以下步骤制得所述合金粉末：

S21、所述合金固体通过水雾化法制得不规则粉体；

S22、所述不规则粉体通过射频离子球化法制得规则球形的所述合金粉末。

进一步优选地，在所述步骤S2与S3之间，还包括S23：将所述合金粉末置于真空干燥箱中进行干燥处理。