一种高熵合金表面渗硼层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109554660A(43)申请公布日2019.04.02(21)申请号201811530780.5(22)申请日2018.12.14(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号(72)发明人乔珺威侯晋雄张敏石晓辉杨慧君吴玉程(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101代理人申艳玲(51)Int.Cl.C23C8/68(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种高熵合金表面渗硼层的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高熵合金表面渗硼层的制备方法，包括以下步骤：（1）将打磨、抛光后的高熵合金基材用超声波清洗机室温下进行清洗；（2）将清洗好的高熵合金试样放在一个装满粉末渗硼剂的不锈钢容器，并用水玻璃密封然后放到恒温箱进行烘干；（3）将装有试样的不锈钢封闭容器放置到箱式电阻炉内，随炉加热至900℃，保温3~9小时；（4）保温结束后，随炉冷却至室温然后取出试样。通过本发明方法制备的高熵合金表面渗硼层具有渗层厚、结合强度高、硬度高、耐磨损和耐腐蚀的优点，而且该制备方法具备渗速快、渗层性能好、工艺变形小以及耗气、耗电少等特点，是无污染、无公害的理想工艺，可广泛应用于耐磨和耐腐蚀性能要求高的工况条件。CN109554660ACN109554660A权利要求书1/1页1.一种高熵合金表面渗硼层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将打磨、抛光后的高熵合金基材用超声波清洗机室温下进行清洗；（2）将清洗好的高熵合金试样放在一个装满粉末渗硼剂的不锈钢容器，并用水玻璃密封然后放到恒温箱进行烘干；（3）将装有试样的不锈钢封闭容器放置到箱式电阻炉内，随炉加热至900℃，保温3~9小时；（4）保温结束后，随炉冷却至室温然后取出试样。2.根据权利要求1所述的高熵合金表面渗硼层的制备方法，其特征在于：所述渗硼剂的主要成分为FeB粉末。3.根据权利要求1所述的高熵合金表面渗硼层的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，加工高熵合金基材试样时，采用切割机加工成尺寸为10mm×10mm×1.5mm的样品。4.根据权利要求1所述的高熵合金表面渗硼层的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，清理高熵合金基材试样表面时，依次用300#、800#、1000#、1500#和2500#不同粒度的SiC砂纸研磨合金试样，然后用粒度为0.5μm的金刚石抛光膏进行机械抛光至100倍光学显微镜下表面无划痕，最后在酒精内用超声波清洗机清洗5分钟，吹干待用。5.根据权利要求1所述的高熵合金表面渗硼层的制备方法，其特征在于：所述的高熵合金基材的成分为Al0.25CoCrFeNi，按照Al、Co、Cr、Fe、Ni的摩尔比为0.25:1:1:1:1配制，其下标代表该成分所占的摩尔分数。6.根据权利要求5所述的高熵合金表面渗硼层的制备方法，其特征在于：所述高熵合金基材采用的Al、Co、Cr、Fe和Ni冶炼原料中相应元素的质量浓度不低于99.9%。7.根据权利要求1所述的高熵合金表面渗硼层的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，在温度100℃条件下烘干45分钟。8.根据权利要求1所述的高熵合金表面渗硼层的制备方法，其特征在于：所述的高熵合金基材的制备方法，包括以下步骤：将采用的合金冶炼原料Al、Co、Cr、Fe和Ni元素按照摩尔比进行精确称量配比并去除金属表面氧化物；将配好的原料放在WK-II型真空电弧炉的水冷铜模熔炼池中的槽内，抽真空-充氩气，熔炼电流在200~250安培，时间为30-60秒，待合金充分混合后，打开吸铸吸气阀，利用泵内真空进行吸铸，待合金模具冷却后取出，即得到所述高熵合金基材。2CN109554660A说明书1/4页一种高熵合金表面渗硼层的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高熵合金表面渗硼层的制备方法，属于金属材料表面处理领域。背景技术[0002]渗硼是金属材料表面处理领域的重要组成部分，它能赋予零件表面高硬度、耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抗疲劳、防辐射等多种特殊功能，是提高产品质量、节约能源和资源、获得显著经济效益的一种表面强化方法，在许多领域具有越来越多的广泛应用。高熵合金是我国台湾学者叶均蔚于上世纪九十年代基于等摩尔比、高混合熵的理念设计的一种新型合金材料，其打破了传统的以一种金属元素为主来配制合金这一设计理念。因而使高熵合金具有一系列优异的性能，如高强度、高硬度、高耐磨性能、优异的抗氧化性能和抗腐蚀性能等。作为新型合金材料，高熵合金具有许多较传统合金材料优异的性能，应用领域越来越广，因此引起越来越多的工程技术人员的高度重视。在很多领域中，为了进一步探索和改善传统合金材料的表面性能，很多学者通过运用高熵合金材料开发了多种