【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于合金制備，涉及一種鎳基合金復合板及其制備方法。
技術介紹
1、鎳是工業發展過程中不可或缺的金屬材料。以鎳為基體，添加適宜的元素，其機械和化學性能將進一步得到改善，因此鎳基合金被廣泛應用于航空航天、石油化工、集成電路和海洋工程等現代工業領域。然而，隨著科技的發展和工業的進步，對鎳基合金的強度、耐高溫性、耐腐蝕性和良好加工性能等方面的要求越來越高。傳統的鎳基合金雖然具有一定的性能優勢，但在極端環境下仍難以滿足需求。因此，亟需研發更高性能的鎳基合金復合材料。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種鎳基合金復合板及其制備方法，具有高強度、耐腐蝕性的特點。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
3、一種鎳基合金復合板，包括304不銹鋼底板及鎳基合金板，其中，所述鎳基合金板的配方如下，以重量份計，鎳粉35~45份，鉬粉10~15份，銅粉5~10份，硼粉5~10份，鉿粉3~5份，合金增強劑2~3份，助熔劑0.5~1.5份，
4、其中，所述合金增強劑的制備方法如下，
5、s1-1：將10~15重量份六水合硝酸鑭加入50~60重量份去離子水中，在60?℃下超聲攪拌30min，加入5~10重量份納米氧化鋁，繼續攪拌2.5~3?h，過濾并置于100?℃真空干燥箱中干燥6?h，得到粉體a；
6、s1-2：將粉體a置于馬弗爐中800~850?℃下焙燒1.5?h，再置于球磨罐中并投入硬質鋼球，球料比控制為10：1，充滿
7、進一步的，所述助熔劑為氯化鉀和氟化鎂的混合物，其中氯化鉀和氟化鎂按照質量比1：（2~3）混合。
8、進一步的，所述s1-1中攪拌轉速為750~850?r/min。
9、進一步的，所述s1-2中馬弗爐中焙燒在氫氣氛圍中進行。
10、進一步的，所述s1-2中球磨轉速為300~400?r/min。
11、進一步的，所述鎳基合金板的制備方法如下，
12、s6-1：按照配方將鎳粉、鉬粉、鋯粉、硼粉、鉿粉和合金增強劑混合并置于球磨機中進行球磨處理，球磨在高純氬氣下進行，球料比為10：1，球磨轉速設置為500~600?r/min，球磨時間為20~24?h，球磨方式為球磨1?h間歇1?h，利用200目篩網對球磨后的粉料進行篩分，得到混合粉料a；
13、s6-2：先抽真空使熔煉爐內真空度達到5×10-3pa，通入高純氬氣至0.8個大氣壓，并將熔煉爐預熱到200?℃，將混合粉料a和助熔劑一起加入熔煉爐中，將溫度升至1000?℃并保溫20~30?min，然后繼續升溫至1500?℃并保溫30~40?min，最后將溫度升高至1800?℃并保溫10~20?min，將混合熔體快速澆注至200?℃預熱的模具中，得到所述鎳基合金板。
14、進一步的，所述鎳基合金板的厚度為2.5?mm。
15、一種鎳基合金復合板的制備方法，所述復合板的制備方法具體步驟如下，
16、s8-1：利用無水乙醇對304不銹鋼底板和鎳基合金板的待結合面進行清洗，利用200目、500目和800目砂紙對清洗后的待結合面進行逐級打磨處理，得到預處理后的304不銹鋼底板和鎳基合金板；
17、s8-2：利用焊接技術將預處理后的304不銹鋼底板和鎳基合金板結合起來，隨后進行裁切、拋光后得到所述鎳基合金復合板。
18、進一步的，所述s8-1中經過逐級打磨處理后待結合面的粗糙度為3~5?μm。
19、進一步的，所述s8-2中焊接技術為激光焊接，激光束光斑直徑為0.2?mm，脈沖頻率為30?hz，電壓為100?v，焊接速度為10?mm/s。
20、鎳是合金的主要成分，提供了良好的機械強度、耐腐蝕性和耐高溫性能；鉬能顯著提高合金的耐腐蝕性、硬度和強度，特別是在高溫下表現優異；銅的加入可以改善合金的導電性和導熱性，同時提高抗腐蝕性能；硼可以作為硬質相增強合金的硬度，同時提高耐磨性和耐腐蝕性；鉿具有極高的熔點，可以進一步提高合金的耐高溫性。以氯化鉀和氟化鎂的混合物作為助熔劑，可以降低合金在熔煉過程中的熔點，并促進各組分間的均勻混合和反應。
21、通過鑭元素和納米氧化鋁混合并在高溫還原性氣體保護的燒結條件下制備出合金增強劑，能夠顯著改善鎳基合金的微觀結構和性能。納米氧化鋁憑借其優異的高硬度和高耐磨性作為硬質相，能大幅提升合金的耐磨性和硬度，使之更適宜于高溫、高壓及腐蝕性的嚴苛操作環境；納米氧化鋁本身具備良好的抗氧化性能，能有效抵御合金在高溫下的氧化和腐蝕；同時晶格中摻雜的鑭元素通過向鎳表面提供電子，進一步提升鎳合金的抗氧化性能；合金增強劑在高溫下能夠形成致密穩定的氧化膜，有效阻止氧向鎳基合金內部擴散，從而提高鎳基合金的高溫抗氧化性。
22、此外，合金增強劑會抑制鎳基合金在凝固過程中的晶粒長大，從而細化晶粒，由于細小的晶粒可以更有效地阻礙裂紋的擴展，因此有助于提高合金的強度和韌性。合金增強劑可能會改變鎳基合金在凝固過程中的形核和長大機制，合金增強劑可以作為異質形核的核心，促進更多形核點的形成，從而細化晶粒；同時合金增強劑中的鑭元素還可能通過影響溶質原子的擴散速率來影響晶粒的長大過程。
23、此外，在鎳基合金受到外力作用時，基體晶粒會發生滑動和變形以適應外力。然而，當合金基體中均勻分布著細小的合金增強劑顆粒時，這些顆粒作為障礙物，有效限制了晶粒間的滑動與變形。這種限制作用使合金在受力時能夠吸收并分散更多的能量，從而提高其強度和硬度，并賦予鎳基合金更優異的抗蠕變性能。
24、感應熔煉采用分步加熱的方式進行，以確保各元素充分熔化和混合均勻，首先將溫度升至1000?℃并保溫，使低熔點元素先熔化成液態；然后繼續升溫至1500?℃并保溫，使高熔點的金屬完全熔化，并與已熔化的元素充分混合形成均勻熔體；最后將溫度升至1800℃并保溫，使熔體充分過熱，降低熔體黏度，提高各元素的擴散能力，進一步促進合金成分均勻化，從而減少了熔體中的成分偏析和晶粒粗大現象。在分步加熱的過程中，可以控制合金熔體中的晶粒生長速度，可以促進合金中的溶質原子重新分布和聚集，形成更細小的晶粒。
25、本專利技術的有益效果：
26、以鎳作為合金的基體，引入鉬、銅、硼、鉿元素、合金增強劑和助熔劑在真空熔煉下分步加熱制備出細粒度的鎳基合金，將鎳基合金和不銹鋼板結合而成的鎳基合金復合板具有高強度高硬度的性能，適于多種惡劣作業環境的使用。
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1.一種鎳基合金復合板，其特征在于，包括304不銹鋼底板及鎳基合金板，其中，所述鎳基合金板的配方如下，以重量份計，鎳粉35~45份，鉬粉10~15份，銅粉5~10份，硼粉5~10份，鉿粉3~5份，合金增強劑2~3份，助熔劑0.5~1.5份，
2.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述助熔劑為氯化鉀和氟化鎂的混合物，其中氯化鉀和氟化鎂按照質量比1：（2~3）混合。
3.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述S1-1中攪拌轉速為750~850?r/min。
4.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述S1-2中馬弗爐中焙燒在氫氣氛圍中進行。
5.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述S1-2中球磨轉速為300~400?r/min。
6.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述鎳基合金板的制備方法如下，
7.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述鎳基合金板的厚度為2.5?mm。
8.一種如權利要求1~
9.根據權利要求8所述的一種鎳基合金復合板的制備方法，其特征在于，所述S8-1中經過逐級打磨處理后待結合面的粗糙度為3~5?μm。
10.根據權利要求8所述的一種鎳基合金復合板的制備方法，其特征在于，所述S8-2中焊接技術為激光焊接，激光束光斑直徑為0.2?mm，脈沖頻率為30?Hz，電壓為100?V，焊接速度為10?mm/s。
...【技術特征摘要】
1.一種鎳基合金復合板，其特征在于，包括304不銹鋼底板及鎳基合金板，其中，所述鎳基合金板的配方如下，以重量份計，鎳粉35~45份，鉬粉10~15份，銅粉5~10份，硼粉5~10份，鉿粉3~5份，合金增強劑2~3份，助熔劑0.5~1.5份，
2.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述助熔劑為氯化鉀和氟化鎂的混合物，其中氯化鉀和氟化鎂按照質量比1：（2~3）混合。
3.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述s1-1中攪拌轉速為750~850?r/min。
4.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述s1-2中馬弗爐中焙燒在氫氣氛圍中進行。
5.根據權利要求1所述的一種鎳基合金復合板，其特征在于，所述s1-2中球...
【專利技術屬性】
技術研發人員：史延鋒，
申請(專利權)人：上海舜鋒機械制造有限公司，
類型：發明
國別省市：
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