一种具有高硬度sigma相高熵合金涂层及其制备方法

技术特征：
1.一种具有高硬度sigma相高熵合金涂层，其特征在于：包括co，cr，cu，fe，mo单质粉末组成的高熵合金粉末，其摩尔比为1:1:0.2:1:0.1～0.3。2.根据权利要求1所述的高熵合金涂层，其特征在于：所述co，cr，cu，fe，mo单质粉末的摩尔比为1:1:0.2:1:0.3。3.根据权利要求1所述的高熵合金涂层，其特征在于，所述高熵合金涂层的平均原子尺寸差σ为4.68～7.11％，混合焓δhmix为0.096～0.189kj/mol，混合焓与混合熵比为13.67～27.88，价电子浓度vec为7.71～7.82，电负差异性x为11.3～14.0％。4.根据权利要求1所述的高熵合金涂层，其特征在于，所述高熵合金涂层中mo元素与co，cr，cu，fe任一元素的混合焓极负，其中mo和cr的混合焓为-33kj/mol。5.一种用于权利要求1～3任意一项所述的具有高硬度sigma相高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵合金的制备方法包含以下几个步骤：s1:将摩尔比为1:1:0.2:1:0.1～0.3的co，cr，cu，fe，mo单质粉末在真空手套箱中按比例混合后与氧化铝研磨球一同放入球磨罐中，混合的单质粉粉和氧化铝研磨球的质量比为1:2，控制高能球磨机以正转5分钟，反转5分钟，停5分钟的方式运行，共计运行4个小时；s2:将混合均匀的高熵合金粉末放在干燥箱中抽真空并且干燥，得到干燥粉末后存储在密闭容器中备用；s3:将等离子沉积时用的304不锈钢基板用300#砂纸去除氧化皮并打磨光滑，依次放置于存有酒精和丙酮的超声清洗器中清洗，去除表面的油污和碎屑；s4:采用粉末等离子弧增材制造装备对干燥后的高熵合金粉末进行等离子熔覆，所述粉末等离子弧增材制造装备的扫描速率为400mm/min，沉积电流为110a，送粉转速为40r/min，离子气流量为3～5l/min，保护气流量为8l/min，送粉气流量为4～6l/min，气体类型均为氩气，对基体表面进行等离子熔覆得到高熵合金涂层。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2的干燥箱工作干燥温度为150～180℃，时间为5～8h。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述粉末等离子弧增材制造过程中，co，cr，cu，fe，mo各组分纯度大于99.95％，粒度在150～275目之间。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1、s2中均在充满惰性气体为氩气的环境中进行。

技术总结
本发明公开了一种具有高硬度sigma相高熵合金涂层及其制备方法，其特征在于：采用高纯度金属粉末Co，Cr，Cu，Fe，Mo为原料，首先将单质粉末按一定比例在高能球磨机中进行机械混合后放入真空干燥箱干燥，然后采用粉末等离子弧增材制造技术通过逐层堆积获得高熵合金；本发明的高强度sigma相高熵合金，经过对其进行热力学软件Thermal-Calc分析及XRD鉴定和析出相力学性能测试后发现，不含Mo的合金只有单相FCC，其硬度值低，当添加Mo元素后，涂层的相结构转变为FCC sigma双相固溶体。Mo作为溶质原子参加固溶，导致晶格产生了扭曲和膨胀，引起了明显的晶格畸变，产生固溶强化作用，形成了具有更高强度的Cr，Mo金属间化合物相并提高了涂层硬度。涂层硬度。涂层硬度。


技术研发人员：陈希章 夏家一 辛贺阳 信冬群
受保护的技术使用者：温州大学
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/7/12