CN115125427A - 一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，S1、按比例选取Co、Cr、Fe、Ni、Al五种的粉末，并去杂质；S2、将Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末放入球磨机进一步研磨细化；S3、取出球磨机内研磨充分的五种粉末，并通过混粉机对其再次搅拌，使其混合均匀；S4、取出混合均匀的五种粉末，置于熔炉内的铜坩埚中，利用电弧热加热进行真空熔炼，直至充分融化。本发明的有益效果是：本实施例通过对电弧加热制备的CoCrFeNiAlx体系高熵合金，工艺简单、成本低、能耗低、效率高、污染小，成品经检测具有较高的硬度和耐磨性，有望在对重工设备制造领域、高温耐磨领域实现大范围应用，且有望实现民用。
Description
技术领域
本发明涉及合金研制技术领域，具体为一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法。
背景技术
高熵合金(High-entropyalloys)简称HEA，是由五种或五种以上等量或大约等量金属形成的合金。由于高熵合金可能具有许多理想的性质，因此在材料科学及工程上相当受到重视。以往的合金中主要的金属成分可能只有一至两种。例如会以铁为基础，再加入一些微量的元素来提升其特性，因此所得的就是以铁为主的合金。过往的概念中，若合金中加的金属种类越多，会使其材质脆化，但高熵合金和以往的合金不同，有多种金属却不会脆化，是一种新的材料。现有的耐磨高熵合金多用于航空航天等高端领域，由于制作成本过高且工艺过于复杂，暂时难以实现民用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，包括以下步骤：
S1、按比例选取Co、Cr、Fe、Ni、Al五种的粉末，并去杂质；
S2、将Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末放入球磨机进一步研磨细化；
S3、取出球磨机内研磨充分的五种粉末，并通过混粉机对其再次搅拌，使其混合均匀；
S4、取出混合均匀的五种粉末，置于熔炉内的铜坩埚中，利用电弧热加热进行真空熔炼，直至充分融化；
S5、将铜坩埚内的溶液倒入模具，冷却成金属块后取出，并将金属块置于高温氧化炉中，在1300℃下持续保持1.5-2小时，然后油淬冷却至室温，得到耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金。
作为优选，所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末的成分按重量百分比计：15-35％的钴粉，15-28％的铬粉，15-36％的铁粉，15-32％的镍粉，15-34％的铝粉。
作为优选，所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末通过超声清洗的方法去除杂质。
作为优选，所述超声清洗的方法具体包括：
分别选取Co、Cr、Fe、Ni、Al的粉末，并独立置于容器内，然后加入两倍体积于粉末的无水乙醇，然后通过超声清洗30-45min，然后烘干，得到干净的粉末。
作为优选，所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al通过利用电子天平秤进行精密计量。
作为优选，所述球磨机和混粉机内均填充有99％纯度的氩气进行保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本实施例通过对电弧加热制备的CoCrFeNiAlx体系高熵合金，工艺简单、成本低、能耗低、效率高、污染小，成品经检测具有较高的硬度和耐磨性，有望在对重工设备制造领域、高温耐磨领域实现大范围应用，且有望实现民用。
具体实施方式
本发明提供一种技术方案：一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，包括以下步骤：
S1、按比例选取Co、Cr、Fe、Ni、Al五种的粉末，并去杂质；
S2、将Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末放入球磨机进一步研磨细化；
S3、取出球磨机内研磨充分的五种粉末，并通过混粉机对其再次搅拌，使其混合均匀；
S4、取出混合均匀的五种粉末，置于熔炉内的铜坩埚中，利用电弧热加热进行真空熔炼，直至充分融化；
S5、将铜坩埚内的溶液倒入模具，冷却成金属块后取出，并将金属块置于高温氧化炉中，在1300℃下持续保持1.5-2小时，然后油淬冷却至室温，得到耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金。
其中，所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末的成分按重量百分比计：15-35％的钴粉，15-28％的铬粉，15-36％的铁粉，15-32％的镍粉，15-34％的铝粉，通过五种粉末不同重量的配比，可使合金成品展现出不同的效果。
其中，所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末通过超声清洗的方法去除杂质，便于更好的去除金属粉末中的油污以及杂质。
其中，所述超声清洗的方法具体包括：分别选取Co、Cr、Fe、Ni、Al的粉末，并独立置于容器内，然后加入两倍体积于粉末的无水乙醇，然后通过超声清洗30-45min，然后烘干，得到干净的粉末。
其中，所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al通过利用电子天平秤进行精密计量，保证了重量配比的精准度。
其中，所述球磨机和混粉机内均填充有99％纯度的氩气进行保护，防止金属粉末氧化。
实施例1、一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末的成分按重量百分比计：20％的钴粉，20％的铬粉，20％的铁粉，20％的镍粉，20％的铝粉。
| 材料 | 钴粉 | 铬粉 | 铁粉 | 镍粉 | 铝粉 |
| 百分比 | 20％ | 20％ | 20％ | 20％ | 20％ |
一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，包括以下步骤：
S1、按比例选取Co、Cr、Fe、Ni、Al五种的粉末，并去杂质；
S2、将Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末放入球磨机进一步研磨细化；
S3、取出球磨机内研磨充分的五种粉末，并通过混粉机对其再次搅拌，使其混合均匀；
S4、取出混合均匀的五种粉末，置于熔炉内的铜坩埚中，利用电弧热加热进行真空熔炼，直至充分融化；
S5、将铜坩埚内的溶液倒入模具，冷却成金属块后取出，并将金属块置于高温氧化炉中，在1300℃下持续保持2小时，然后油淬冷却至室温，得到耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金。
本实施例通过对电弧加热制备的CoCrFeNiAlx体系高熵合金，经检测具有较高的延展性和韧性，可用于相关工业领域。
实施例2、一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末的成分按重量百分比计：15％的钴粉，20％的铬粉，30％的铁粉，20％的镍粉，15％的铝粉。
一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，包括以下步骤：
S1、按比例选取Co、Cr、Fe、Ni、Al五种的粉末，并去杂质；
S2、将Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末放入球磨机进一步研磨细化；
S3、取出球磨机内研磨充分的五种粉末，并通过混粉机对其再次搅拌，使其混合均匀；
S4、取出混合均匀的五种粉末，置于熔炉内的铜坩埚中，利用电弧热加热进行真空熔炼，直至充分融化；
S5、将铜坩埚内的溶液倒入模具，冷却成金属块后取出，并将金属块置于高温氧化炉中，在1300℃下持续保持1.5小时，然后油淬冷却至室温，得到耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金。
本实施例通过对电弧加热制备的CoCrFeNiAlx体系高熵合金，经检测具有较高的硬度和耐磨性，硬度值为492.4-512.5HV，可用于相关工业领域。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按比例选取Co、Cr、Fe、Ni、Al五种的粉末，并去杂质；
S2、将Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末放入球磨机进一步研磨细化；
S3、取出球磨机内研磨充分的五种粉末，并通过混粉机对其再次搅拌，使其混合均匀；
S4、取出混合均匀的五种粉末，置于熔炉内的铜坩埚中，利用电弧热加热进行真空熔炼，直至充分融化；
S5、将铜坩埚内的溶液倒入模具，冷却成金属块后取出，并将金属块置于高温氧化炉中，在1300℃下持续保持1.5-2小时，然后油淬冷却至室温，得到耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，其特征在于：所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末的成分按重量百分比计：15-35％的钴粉，15-28％的铬粉，15-36％的铁粉，15-32％的镍粉，15-34％的铝粉。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，其特征在于：所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al五种粉末通过超声清洗的方法去除杂质。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，其特征在于：所述超声清洗的方法具体包括：
分别选取Co、Cr、Fe、Ni、Al的粉末，并独立置于容器内，然后加入两倍体积于粉末的无水乙醇，然后通过超声清洗30-45min，然后烘干，得到干净的粉末。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，其特征在于：所述S1中Co、Cr、Fe、Ni、Al通过利用电子天平秤进行精密计量。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨CoCrFeNiAlx体系高熵合金研制方法，其特征在于：所述球磨机和混粉机内均填充有99％纯度的氩气进行保护。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220930 |