CN111235565B - 一种类Mo型高熵合金及其用作刀具涂层材料的应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种类Mo型高熵合金及其用作刀具涂层材料的应用方法。类Mo型高熵合金为MoFexCrTiWAlNby，x、y的范围均为1‑3。类Mo型高熵合金用作刀具涂层材料。本发明提出了类Mo型高熵合金MoFexCrTiWAlNby，优选了x、y的范围1‑3，该原子比例下的类Mo型高熵合金适用于作为刀具涂层材料，并提供了用作涂层时的应用方法，该方法获得的涂层薄，可有效降低成本，达到节能减排的目的，且所得涂层常温、高温下均拥有很好高的硬度，耐高温性能良好，在高温下抗软化性和耐磨性良好。

Description

一种类Mo型高熵合金及其用作刀具涂层材料的应用方法
技术领域
本发明涉及高熵合金刀具涂层领域，特别是一种类Mo型高熵合金及其用作刀具涂层材料的应用方法。
背景技术
铁基工具钢因其高的硬度、优良耐磨性及高的红硬性，被广泛用于各类切削刀具。随着制造业的迅猛发展，高硬度难加工材料的广泛使用，这也对切削刀具的干切削和快速切削提出了更高的要求。铁基工具钢刀具在使用过程中，由于快速的干切削会有强烈磨擦产生大量热量。通常，M2工具钢在600℃以上硬度迅速软化，耐磨性能下降，显然无法用于高速干切削。虽然目前人们开发了红硬性好、耐磨性高的涂层材料，如TiC、TiN、TiAlN、Ti(C,N)等系列，以及复合涂层技术使得涂层硬质合金刀具的切削范围大、寿命长，性能大大优于非涂层技术。但涂层的韧性与硬质合金基体相差很多，导致涂层残留内应力大，与基体的结合强度低，不适宜加工镍基或钴基合金、钛合金、超硬材料等，也不适宜加工有夹砂、硬皮的锻铸件。在高速加工过程中常会出现涂层剥落、磨粒磨损和微崩刃等失效情况。因此，选用合理的手段制备出高性能工具钢涂层是制造业发展的重要问题。
高熵合金是由五种及以上元素所组成的新型合金体系，其独特的亚稳结构特征使得高熵合金具有众多优于传统合金的性质，如高强度、高硬度、高耐磨性及优异的高温结构稳定性能，有可能成为理想的刀具涂层材料。因此，提出类高熵合金用于刀具涂层材料，极具潜力。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种类Mo型高熵合金及其用作刀具涂层材料的应用方法。本发明提出了类Mo型高熵合金MoFexCrTiWAlNby，优选了x、y的范围1-3，该原子比例下的类Mo型高熵合金适用于作为刀具涂层材料，并提供了用作涂层时的应用方法，该方法获得的涂层薄，可有效降低成本，达到节能减排的目的，且所得涂层常温、高温下均拥有很好高的硬度，耐高温性能良好，在高温下抗软化性和耐磨性良好。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种类Mo型高熵合金，类Mo型高熵合金为MoFexCrTiWAlNby，x、y的范围均为1-3。即MoFexCrTiWAlNby中Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb各元素的原子比为1：(1-3)：1：1：1：1：(1-3)。
前述的类Mo型高熵合金中，MoFexCrTiWAlNby中x、y的范围均为1-2，即MoFexCrTiWAlNby中Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb各元素的原子比为1：(1-2)：1：1：1：1：(1-2)。
前述的类Mo型高熵合金中，所述x为1.5；y为1，类Mo型高熵合金为MoFe1.5CrTiWAlNb。
一种类Mo型高熵合金的应用，类Mo型高熵合金用作刀具涂层材料。
一种类Mo型高熵合金用作刀具涂层材料的应用方法：该方法包括如下步骤：
(a)粉末配制：按MoFexCrTiWAlNby中各元素的原子比例，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的金属粉末放入球磨罐中，然后放入球磨机中球磨，再过筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对刀具材料表面进行打磨，得表面光洁的刀具材料；
(d)激光熔覆制备涂层：将步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的刀具材料上，利用激光器照射进行涂层制备，得带涂层刀具材料；
(e)退火：将步骤(d)制得的带涂层刀具材料放入热处理炉中退火，冷却至室温，得成品。
前述的类Mo型高熵合金用作刀具涂层材料的应用方法中，所述步骤(b)为：将步骤(a)中称取的金属粉末放入球磨罐中，再放入转速为250-350rpm/s的行星式球磨机中球磨1.5-2.5h，然后过80-120目筛，得合金粉。
前述的类Mo型高熵合金用作刀具涂层材料的应用方法中，所述步骤(c)中，刀具材料为M2工具钢。
前述的类Mo型高熵合金用作刀具涂层材料的应用方法中，所述步骤(d)中,将步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的刀具材料上的厚度为0.8-1.2mm。
前述的类Mo型高熵合金用作刀具涂层材料的应用方法中，所述步骤(e)为：将步骤(d)制得的带涂层刀具材料放入600-800℃的热处理炉中退火3.5-4.5h。
为证明本发明效果，发明人做了如下试验：
试验一。取实施例1-9所制得的成品作为样品，测各样品的室温硬度，得下表1中试验数据：
表1
项目 涂层 Microhardness/HV<sub>0.2</sub>
实施例1 MoFeCrTiWAlNb 824
实施例2 MoFeCrTiWAlNb<sub>1.5</sub> 913.6
实施例3 MoFeCrTiWAlNb<sub>2</sub> 865.3
实施例4 MoFe<sub>1.5</sub>CrTiWAlNb 926.5
实施例5 MoFe<sub>1.5</sub>CrTiWAlNb<sub>1.5</sub> 887.2
实施例6 MoFe<sub>1.5</sub>CrTiWAlNb<sub>2</sub> 924.3
实施例7 MoFe<sub>2</sub>CrTiWAlNb 827.9
实施例8 MoFe<sub>2</sub>CrTiWAlNb<sub>1.5</sub> 806.4
实施例9 MoFe<sub>2</sub>CrTiWAlNb<sub>2</sub> 853.8
表2中是本发明MoFe1.5CrTiWAlNb涂层和几种代表性高熵合金涂层的相结构及硬度。
表2
Figure BDA0002363380320000031
Figure BDA0002363380320000041
通过上述表1和表2可知，本发明提出的MoFexCrTiWAlNby类Mo型高熵合金体系中，在Fe和Nb的原子比例x、y在1-2之内变化，室温硬度均能达到800HV以上，其中MoFe1.5CrTiWAlNb的硬度最高，能够达到926.50HV。本发明提出的MoFexCrTiWAlNby类Mo型高熵合金硬度均高于现有高熵合金涂层的硬度，MoFe1.5CrTiWAlNb的硬度性能更是远超现有高熵合金涂层的硬度，至少能超出现有高熵合金涂层硬度的18.8％。
试验二、取实施例4、实施例10-13所制得的成品作为样品，测试各MoFe1.5CrTiWAlNb涂层熔覆态在600-800℃下退火4h所得样品分别的平均硬度，得下表3中试验数据：
表3
项目 退火温度/℃ Microhardness/HV<sub>0.2</sub>
实施例4 800 822.3
实施例10 600 923.8
实施例11 650 954.3
实施例12 700 906.4
实施例13 750 886
通过表3可知，本发明MoFe1.5CrTiWAlNb涂层在600-800℃下退火4小时，硬度均能达到820HV以上，说明本发明产品的抗软化性很好。其中本发明产品在650℃下退火硬度最高，能够达到954.3HV。
试验三、取实施例4、实施例10-13所制得的成品作为样品，利用HSR-2M往复磨损试验机，参数为，磨擦副：6mm直径Si3N4陶瓷球，加载载荷50N,电机转速500rpm/min,滑动时间15min。测试各MoFe1.5CrTiWAlNb涂层熔覆态在600-800℃下退火4h所得样品分别的磨损体积，得下表4中试验数据：
表4
项目 退火温度/℃ WearVolumeLoss/mm<sup>3</sup>
实施例4 800 0.305
实施例10 600 0.192
实施例11 650 0.181
实施例12 700 0.201
实施例13 750 0.273
通过表4可知，本发明产品在高温退火温度下均拥有良好的耐磨性，说明本发明产品在高温下拥有良好的耐磨性，其中本发明产品在650℃下退火时耐磨性最好。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明选用高熔点元素Cr、Mo、W、强碳化物形成元素Ti和Nb、BCC相稳定元素Al和与M2基材润湿性好的Fe元素，按等原子比设计了MoFeCrTiWAlNb高熵合金，通过计算该高熵合金体系的平均原子半径和平均价电子浓度与Mo相近，提出了类Mo型高熵合金的概念，并通过改变Fe和Nb的含量提出了MoFexCrTiWAlNby(x、y的范围均为1-3)类Mo型高熵合金体系，类Mo型高熵合金的性能优异，极具潜力。
2、本发明提出了类Mo型高熵合金的应用方向，用于作刀具涂层材料。本发明类Mo型高熵合金体系用作刀具涂层时不仅常温硬度很高，超过现有高熵合金涂层硬度，高温800℃以下均具有很好的硬度和耐磨性，可成为新一代工具钢涂层材料。
3、本发明类Mo型高熵合金用作刀具涂层时，MoFexCrTiWAlNby中各元素的最优原子比为1：1.5：1：1：1：1：1,即MoFe1.5CrTiWAlNb性能最好，MoFe1.5CrTiWAlNb用作刀具涂层，涂层具有最高的硬度和最低的开裂敏感性，该原子比下涂层的显微组织结构最均匀。常温下MoFe1.5CrTiWAlNb涂层的硬度能够达到926.50HV，至少能高出现有高熵合金涂层硬度的18.8％。
5、经过发明人分析，激光熔覆具有高温加热和快速凝固的特点，所制备的涂层厚度可达到毫米级，同时，激光熔覆技术是在刀具表面进行改性处理，可大大节约贵重金属元素。将激光熔覆制备涂层的方法结合本发明提出的类Mo型高熵合金制备高熵合金刀具涂层，所得涂层薄，可有效降低成本，达到节能减排的目的。
6、本发明类Mo型高熵合金有很好的抗软化性和抗磨性，采用本发明的应用方法在650℃退火的MoFe1.5CrTiWAlNb涂层的性能最好。
综上所述：本发明提出了类Mo型高熵合金MoFexCrTiWAlNby，优选了x、y的范围1-3，该原子比例下的类Mo型高熵合金适用于作为刀具涂层材料，并提供了用作涂层时的应用方法，该方法获得的涂层薄，可有效降低成本，达到节能减排的目的，且所得涂层常温、高温下均拥有很好高的硬度，耐高温性能良好，在高温下抗软化性和耐磨性良好，同时本发明还给出了类Mo型高熵合金用作刀具涂层的最优原子比，即MoFe1.5CrTiWAlNb，以及高温下拥有最优抗软化性和抗磨性的退火温度。
附图说明
图1是试验一的试验数据三维树状图；
图2是试验二的试验数据折线图；
图3是试验三的试验数据树状图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明实施例中，Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb各纯金属粉末均采购于长沙天久公司，称量天平型号为AL204；球磨机型号为QM3SP2；刀具材料为商用M2工具钢，型号为W6Mo5Cr4V2，尺寸为φ50×10mm；激光器型号为YLS-6000光纤激光器，加工工艺为：P＝3kw，v＝5mm/s光斑尺寸为10×2mm，搭接率为40％。
实施例1。一种类Mo型高熵合金MoFeCrTiWAlNb作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFeCrTiWAlNb中各元素的原子比例1：1：1：1：1：1：1，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例2。一种类Mo型高熵合金MoFeCrTiWAlNb1.5作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFeCrTiWAlNb1.5中各元素的原子比例1：1：1：1：1：1：1.5，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例3。一种类Mo型高熵合金MoFeCrTiWAlNb2作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFeCrTiWAlNb2中各元素的原子比例1：1：1：1：1：1：2，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例4。一种类Mo型高熵合金MoFe1.5CrTiWAlNb作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe1.5CrTiWAlNb中各元素的原子比例1：1.5：1：1：1：1：1，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例5。一种类Mo型高熵合金MoFe1.5CrTiWAlNb1.5作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe1.5CrTiWAlNb1.5中各元素的原子比例1：1.5：1：1：1：1：1.5，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例6。一种类Mo型高熵合金MoFe1.5CrTiWAlNb2作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe1.5CrTiWAlNb2中各元素的原子比例1：1.5：1：1：1：1：2，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例7。一种类Mo型高熵合金MoFe2CrTiWAlNb作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe2CrTiWAlNb中各元素的原子比例1：2：1：1：1：1：1，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例8。一种类Mo型高熵合金MoFe2CrTiWAlNb1.5作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe2CrTiWAlNb1.5中各元素的原子比例1：2：1：1：1：1：1.5，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例9。一种类Mo型高熵合金MoFe2CrTiWAlNb2作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe2CrTiWAlNb2中各元素的原子比例1：2：1：1：1：1：2，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例10。一种类Mo型高熵合金MoFe1.5CrTiWAlNb作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe1.5CrTiWAlNb中各元素的原子比例1：1.5：1：1：1：1：1，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入600℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例11。一种类Mo型高熵合金MoFe1.5CrTiWAlNb作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe1.5CrTiWAlNb中各元素的原子比例1：1.5：1：1：1：1：1，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入650℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例12。一种类Mo型高熵合金MoFe1.5CrTiWAlNb作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe1.5CrTiWAlNb中各元素的原子比例1：1.5：1：1：1：1：1，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入700℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例13。一种类Mo型高熵合金MoFe1.5CrTiWAlNb作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe1.5CrTiWAlNb中各元素的原子比例1：1.5：1：1：1：1：1，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为300rpm/s的行星式球磨机中球磨2h，然后过100目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入750℃的热处理炉中退火3h，冷却至室温，得成品。
实施例14。一种类Mo型高熵合金MoFe3CrTiWAlNb3作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFe3CrTiWAlNb3中各元素的原子比例1：3：1：1：1：1：3，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为350rpm/s的行星式球磨机中球磨2.5h，然后过120目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将1.2mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入800℃的热处理炉中退火4.5h，冷却至室温，得成品。
实施例15。一种类Mo型高熵合金MoFeCrTiWAlNb作为刀具涂层材料的应用方法，本方法具体步骤如下：
(a)粉末配制：按MoFeCrTiWAlNb中各元素的原子比例1：1：1：1：1：1：1，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
(b)粉末混合：将步骤(a)中称取的Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb金属粉末放入不锈钢球磨罐中，再放入转速为250rpm/s的行星式球磨机中球磨1.5h，然后过80目筛，得合金粉；
(c)基材打磨：对商用M2工具钢材表面进行打磨除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污；得表面光洁的M2工具钢板材；
(d)激光熔覆制备涂层：将0.8mm步骤(b)制得的合金粉均匀置于步骤(c)制得的表面光洁的M2工具钢板材上，利用激光器照射进行涂层制备，得M2工具钢板材；
(e)退火：将步骤(d)制得的M2工具钢板材放入600℃的热处理炉中退火3.5h，冷却至室温，得成品。

Claims (1)

1.一种类Mo型高熵合金用作刀具涂层材料的应用方法：该方法包括如下步骤：
（a）粉末配制：按MoFe1.5CrTiWAlNb中各元素的原子比例，称取金属粉末Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al和Nb；
（b）粉末混合：将步骤（a）中称取的金属粉末放入球磨罐中，然后放入转速为300rpm的行星式球磨机中球磨2h，再过100目筛，得合金粉；
（c）基材打磨：对M2工具钢刀具材料表面进行打磨，除其表面氧化皮，并用酒精去除其表面油污，得表面光洁的刀具材料；
（d）激光熔覆制备涂层：将步骤（b）制得的合金粉均匀置于步骤（c）制得的表面光洁的刀具材料上，厚度为1mm，利用激光器照射进行涂层制备，得带涂层刀具材料；
（e）退火：将步骤（d）制得的带涂层刀具材料放入650℃的热处理炉中退火3h，冷却，得成品。
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