本技术旨在解决多主元合金耐磨性和力学性能难以同步提升的问题,提出了一种基于共反应氮化机制的多主元合金涂层及其制备方法。该涂层具有多级异质结构,能够有效提升合金的耐磨性和力学性能。
背景技术
零部件表面磨损是先进制造业中普遍存在的问题,不仅威胁到设备的运行安全性和稳定性,还会带来额外的维修时间和经济负担。近年来,多主元合金由于其独特的四大核心效应而受到材料科学领域的广泛关注,同时等离子体渗氮作为一种成熟的表面硬化工艺,已被广泛证明可以显著提高材料的使用性能。因此,国内外学者将传统的离子氮化技术引入到HEAs(高熵合金)的强化中。
由于HEAs的多主体特性,渗氮后可获得优异的性能和独特的强化机制。这些效应协同作用,使HEA具有优异的物理和化学性能,包括高耐磨性、高强度、优异的耐腐蚀性和优异的高温稳定性,因此,国内外学者将传统的离子氮化技术引入到HEAs的强化中。比如江苏理工学院提出的“一种基于原位反应的高熵合金梯度复合材料及其制备方法”,对等原子比的FeAlCrCoNi高熵合金表面氮化处理,在高熵合金的表面原位反应获得一层含AlN颗粒的梯度复合层,涂层拉伸强度与硬度均得到了提升,但提升幅度并不大。Meng等对FeNiMnAlCrHEA的氮化层进行了研究,发现FeNiMnAlCr HEA表面形成了大量的AlN颗粒,且含AlN区硬度较高。然而,目前的研究集中在单相多主元合金或块状多主元合金上。
关于多相多主元合金氮化的报道仍然很少,因此,多主元合金的摩擦性能的提升还有很大的发展潜力。
实现思路