[发明专利]一种Al85Ni10La5非晶合金涂层的制备方法

摘要

一种Al₈₅Ni₁₀La₅非晶合金涂层的制备方法，Al₈₅Ni₁₀La₅非晶合金涂层的成分和原子百分比为：85%Al，10%Ni，5%La，其制备方法包括：1配料；2母合金熔炼；3合金电极的制备；4基体；5涂层的制备。本发明系一种电火花沉积的高比强度、良好韧性、超塑性、耐磨性和耐蚀性涂层的制备方法，该涂层可应用于磨具的表面沉积，在磨具表面形成具有高硬度、高结合强度、耐磨和耐蚀性的沉积层，或者用于被磨损工件的表面修复，属于表面强化或表面改性领域。

主权项

一种Al₈₅Ni₁₀La₅非晶合金涂层的制备方法，Al₈₅Ni₁₀La₅非晶合金涂层的成分和原子百分比为：85% Al，10% Ni，5%La，其特征是：上述Al₈₅Ni₁₀La₅非晶合金涂层的制备方法包括以下步骤：（1）配料：所用单质原料均采用质量百分比不低于99.9 %的Al、Ni和La，利用精密电子天平按上述成分和原子百分比称出单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克；然后用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗，最后把上述单质原料混合一起放入石墨坩埚里面；（2）母合金熔炼：将装有单质原料Al、Ni和La的石墨坩埚放入真空中频感应炉内，关好真空中频感应炉炉门，将真空中频感应炉工作腔抽真空至 2×10^‑4 帕，再通入质量百分比为 99.99%的氩气，以控制单质原料在熔炼过程中的挥发量；开始熔炼上述单质原料，使其成为母合金铸锭；熔炼过程包括加热和保温两个步骤；为保证母合金铸锭的成分均匀，加热和保温过程交替进行5次，共需要15分钟；熔炼完成后，母合金铸锭随真空中频感应炉冷却至室温，然后打开真空中频感应炉取出母合金铸锭；（3）合金电极的制备：本方案所用的直径为5毫米圆棒状合金电极均在高真空下利用铜模喷铸造方法获得；将上述母合金铸锭压碎成小块合金，选择约20克的小块合金放入下面带有直径为1.5 毫米小孔的石英管内，再把装有小块合金的石英管放进感应炉里，然后将感应炉工作腔抽真空至 1×10^‑3 帕，进行感应熔炼；待小块合金由固体变成合金熔体，立即用质量百分比为 99.99%的氩气将石英管内的合金熔体喷入正下方的铜模内，喷射气压控制在 0.025 兆帕，冷却速度10³开/秒；喷铸所得5毫米圆棒状合金即为Al₈₅Ni₁₀La₅合金电极；（4）基体：选铝合金作为基体，将钢材用线切割切出长50毫米，宽50毫米，厚5毫米的薄片，表面经砂纸研磨抛光后，分别用丙酮、酒精和去离子水超声波清洗待用；（5）涂层的制备：涂层设备选用电火花沉积系统；将基体合金薄片固定在能导电的夹具上，Al₈₅Ni₁₀La₅合金电极夹持在焊枪前端，焊枪与自动进给系统相连接，可在三维方向运动；调节焊枪前端Al₈₅Ni₁₀La₅合金电极与基体合金薄片间的距离至适当距离；打开高频电源，设定工艺参数，包括电压30伏、60伏、90伏，电容10‑500微法，放电频率60‑2000赫兹；打开放电开关，Al₈₅Ni₁₀La₅合金电极与基体间产生火花放电，Al₈₅Ni₁₀La₅合金电极被熔化、溅射到基体表面，通过连接、叠加而形成连续的涂层；所得涂层即为Al₈₅Ni₁₀La₅非晶合金涂层。