第２ ６卷 第４期 ２ ０ １ ３年８月
中 国 表 面 工 程
ＣＨ Ｉ ＮＡ Ｓ ＵＲ Ｆ Ａ Ｃ Ｅ Ｅ ＮＧ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ ＮＧ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ６ Ｎ ｏ ． ４ Ａ ｕ ｕ ｓ ｔ ０ １ ３ ２ ｇ
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图 １ 激光熔覆高熵合金涂层铣刀 Ｆ ｉ ． １Ｈ ｉ ｈ－ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ａ ｌ ｌ ｏ ｃ ｏ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｇ ｇ ｐ ｙ ｙ ｇ ｐ ｐ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｃ ｌ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｂ ｇ ｙ
文中采用 激 光 熔 覆 技 术 制 备 了 具 有 主 要 相 为ｂ ｃ ｃ结 构 的 Ａ ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ ｉ ０． ７ ５Ｓ ０． ２ ５高熵合 金涂层刀具 ， 重点讨 论 了 激 光 快 速 凝 固 和 高 温 退 火对涂层组织结构 及 刀 具 摩 擦 磨 损 性 能 、 切削加 工性能的影响 。
关键词 ：高熵合金 ；激光熔覆 ；涂层刀具 ；高速切削
（ ） 中图分类号 ： Ｔ Ｇ １ ７ ４． ４ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７－９ ２ ８ ９ ２ ０ １ ３ ０ ４－０ ０ ２ ７－０ ５
Ｐ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｏ ｆ Ａ ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ Ｓ ｉ ｉ ｈ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ Ａ ｌ ｌ ｏ ０． ７ ５ ０． ２ ５Ｈ ｐ ｙ ｇ ｐ ｙ ｙ Ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ Ｔ ｏ ｏ ｌ Ｐ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ Ｌ ａ ｓ ｅ ｒ Ｃ ｌ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｇ ｐ ｙ ｇ
摘 要 ：利用激光熔覆技术制备了 Ａ 研究了激光快 速 凝 固 和 经 ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ Ｓ ｉ ０． ７ ５ ０． ２ ５ 高熵合金涂层刀具 ，
过１ 摩擦磨 损 性 能 ， 并比较了普 ０ ０ ０ ℃ 退火处理的 Ａ ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ Ｓ ｉ ０． ７ ５ ０． ２ ５ 高熵合金涂层微观组织和硬度 、 激光熔覆 Ａ 通高速钢及高熵合金涂层刀具的切削加 工 性 能 。 结 果 表 明 ： ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ Ｓ ｉ ０． ７ ５ ０． ２ ５高 熵 合 金 涂 层的主要相结构为 ｂ 涂层具有较好的高温稳定性 。 激光 熔 覆 高 熵 合 金 涂 层 刀 具 表 面 硬 度 高 ， 摩擦因数 ｃ ｃ相 ， 小， 断屑效果好 ， 被加工材料表面光洁度高 。
。
迄今为止 ， 高熵合 金 主 要 采 用 真 空 电 弧 炉 熔 炼和熔铸等方法制 备 ， 少数文献报道了采用电化 学沉 积 和 磁 控 溅 射 制 备 高 熵 合 金 薄 膜 的 方 法
［ ］ ７ ８ －
。 但这些方法所制 备 的 薄 膜 厚 度 仅 能 够 达
到微米尺度 ， 难以发 挥 高 熵 合 金 力 学 性 能 方 面 的
： ； ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｈ ｉ ｈ－ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ａ ｌ ｌ ｏ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｃ ｌ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｈ ｉ ｈ ｓ ｅ ｅ ｄ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｇ ｐ ｙ ｙ ｇ ｇ ｇ ｐ ｙ
０ 引 言
刀具不仅应该具有优良的 高速切 削 过 程 中 ， 抗冲击和耐磨性能还应当具有极高的红硬性和化 学稳定性以及良好的断屑效果 ， 并能够适应更大的
］ １ ２ － 。 突破传统涂层材料选择思路 ， 金属切削范围［
的科学家在 ２ ０ 世纪 ９ ０ 年代中期提出并进行了研 究， 直到 ２ ０ ０ ４ 年才有研究成果出现 。
Байду номын сангаас
： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ Ｓ ｉ ｉ ｈ－ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ａ ｌ ｌ ｏ ｃ ｏ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｗ ａ ｓ ｂ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｃ ｌ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ． ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｇ ｐ ｙ ｙ ｇ ｙ ｇ ｐ ｐ ０． ７ ５ ０． ２ ５ｈ
１ １２ １ ， Ｚ ＨＡＮＧ Ａ ｉ －ｒ ｏ ｎ Ｌ Ｉ ＡＮＧ Ｈ ｏ ｎ －ｙ ｕ Ｌ Ｉ Ｙ ｅ ｇ， ｇ ，
（ ， ； １ ． Ｄ ｅ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｔ ａ ｉ ｕ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｔ ａ ｉ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ０ ８ ２ ． Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ Ｌ ａ ｂ ｏ － ｐ ｇ ｇ ｙ ｇ ｙ， ｙ ｙ ，Ｕ ， ） ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｆ ｏ ｒ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ １ ０ ０ ０ ８ ３ ｙ ｙ ｇ ｙ ｊ ｇ ｊ ｇ
］ ４ 。 曲， 高熵合金会展现纳米化 ， 甚至非晶化的倾向［
选用包含多种主要元素的高熵合金作为涂层材料 ， 可使涂层刀具的综合性能得到更大的提高 。 高熵合金 的 概 念 最 先 由 中 国 台 湾 清 华 大 学
） 收稿日期 ： ２ ０ １ ３－０ ３－１ ７；修回日期 ： ２ ０ １ ３－０ ６－２ ５；基金项目 ：＊ 北京科技大学新金属材料国家重点实验室开放基金 （ ２ ０ １ ０ Ｚ－０ ５ ，女 （ ，山东宁阳人 ，讲师 ，硕士 ；研究方向 ：金属切削加工 作者简介 ：张爱荣 （ 汉） １ ９ ６ ６－ ） ： ／ ／ ／ ／ ／ 网络出版日期 ： ２ ０ １ ３－０ ７－０ ５ １ ０∶２ ６；网络出版地址 ： ｈ ｔ ｔ ｗｗｗ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ｋ ｃ ｍ ｓ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ １ １． ３ ９ ０ ５． Ｔ Ｇ． ２ ０ １ ３ ０ ７ ０ ５． １ ０ ２ ６． ０ ０ １． ｈ ｔ ｍ ｌ ｐ ］ ， ： 引文格式 ：张爱荣 ，梁红玉 ，李烨 ．激 光 熔 覆 Ａ ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ Ｓ ｉ Ｊ ．中 国 表 面 工 程 ， ２ ０ １ ３ ２ ６（ ４） ２ ７ ０． ７ ５ ０． ２ ５高 熵 合 金 涂 层 刀 具 的 性 能 ［ －３ １ ．
８］ 。激光熔覆 且对基底 材 料 有 一 定 的 要 求 ［ 优势 ， ４ ６ 具有 快 速 加 热 和 快 速 凝 固 的 特 点 （ １ ０ ０ ℃／ ～１ ） ， 所能 制 备 的 涂 层 厚 度 可 达 到 毫 米 以 上 ， 目前 ｓ ］ ９ １ ０ － 。 激光熔覆技术已经用于制备非晶涂层 ［
， ， Ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｗ ｅ ａ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ａ ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ Ｓ ｉ ｉ ｈ－ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ａ ｌ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ － ｇ ｐ ｙ ｐ ｐ ０． ７ ５ ０． ２ ５ｈ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｌ ｏ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｓ ｂ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｒ ａ ｉ ｄ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ １ ０ ０ ０℃ ｗ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｍ ａ － ｐ ｐ ｙ ｇ ｙ ｐ ｇ ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｈ－ｓ ｅ ｅ ｄ －ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｈ－ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ａ ｌ ｌ ｏ ｃ ｏ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｗ ａ ｓ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｅ ｄ ．Ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｙ ｇ ｐ ｇ ｐ ｙ ｙ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｉ ｓ ａ ｂ ｏ ｄ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄ ｃ ｕ ｂ ｉ ｃ（ Ｂ Ｃ Ｃ） ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｈ ｉ ｈ ｔ ｅ ｍ－ ｐ ｙ ｇ ｙ ｇ ｇ ， ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｈ－ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ｃ ｏ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｔ ｏ ｏ ｌ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｈ ｉ ｈ ｅ ｒ ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｙ ｇ ｐ ｙ ｇ ｙ ｇ ｐ ， ， ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｃ ｈ ｉ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｅ ｒａ ｎ ｄ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｆ ｉ ｎ ｉ ｓ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｄ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ． ｐ
激光熔覆 Ａ ｌ Ｃ ｒ Ｃ ｏ Ｆ ｅ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ｔ ｉ Ｓ ｉ ０． ７ ５ ０． ２ ５高熵合金 涂层刀具的性能 ＊
２ ，李 烨１ 张爱荣１，梁红玉１，
（ ； ） １ ．太原工业学院 机械工程系 ，太原 ０ ３ ０ ０ ０ ８ ２ ．北京科技大学 新金属材料国家重点实验室 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３
３］ ， 等 人 的 研 究 表 明［ 在高混合熵 Ｙ ｅ ｈ Ｊ ．Ｗ．