本发明涉及高性能金属丝及粉末材料，具体而言，涉及一种高熵合金、制备方法及等离子熔覆方法。
背景技术：
1、高熵合金的概念是近些年来被提出的一种全新的合金设计理念。不同于以往单一主元或传统合金，高熵合金通常由多种元素构成，并且每种元素的含量在5％～35％之间。这种合金设计方式会充分提高合金体系中的熵值，因此被称为高熵合金。高熵合金具有一系列优异性能，例如较高强硬度、耐磨、耐腐蚀及耐高温稳定性能等。
2、然而，在铸造高熵合金的过程中，容易出现成分偏析和晶相组织不均匀的问题，同时材料的加工难度也较大。如果为了改善零件的部分性能而将整体材料全部替换为特殊材料，会导致整体铸造成本大幅度上升，并造成一些特殊材料的资源浪费。因此，需要探索一种更有效的高熵合金制备方法，以解决上述问题。涂层表面改性可以在普通廉价的金属材料表面进行熔覆涂层，或者直接在已经设计过的复合金属材料中渗入涂层。这种方法不仅能够满足零件性能需求，还可以大幅度降低生产成本，使零件制造变得更加灵活，更具经济性。这种技术使得生产商可以根据不同的需求和用途选择最合适的表面处理方法，大大提高了生产效率和质量。
3、目前，高熵合金复合涂层的主要制备方法有机械合金化、磁控溅射、热喷涂、电化学沉积、激光熔覆、等离子熔覆等。其中，等离子熔覆技术具有制备过程自动化程度高、涂层材料选择范围广、涂层与基体冶金结合程度强、制备的涂层致密且组织细小、稀释率低、尺寸限制小、前期处理简单等其它技术无法比拟的优势，有望成为高熵合金实现大规模推广应用的主要制备方法之一，已成为国内外高熵合金领域的热点研究方向之一。但适合等离子熔覆的高熵合金种类和具体成分现在仍未形成体系，尤其是适于航天航空重要零部件的表面改性和强化相关工艺仍需进一步探索。鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷和不足而提供一种alcu2(nicr)2ti-(wc)x高熵合金耐磨涂层等离子熔覆制备方法。
2、本发明是这样实现的：
3、第一方面，本发明提供一种alcu2(nicr)2ti-(wc)x的高熵合金，高熵合金的化学组成以及原子百分比质量百分比为：al：6％～7％，cu：14％～22％，ni：6％～7％，cr：6％～8％，ti：40％～55％， w：1%～10%，c：5%～17%。
4、第二方面，本发明提供了一种alcu2(nicr)2ti高熵合金缆式焊丝的制备方法。
5、优选地，使用缆式焊丝绞丝机，以直径为0.5mm的al、cu、ni、cr、ti单丝为原材料，以al丝为中心丝，其他焊丝为行星丝，通过绞合、压紧、矫直、装盘得到一种alcu2(nicr)2ti高熵合金缆式焊丝，用于等离子增材制造技术制备高熵合金复合涂层。
6、第三方面，本发明还提供一种上述高熵合金在制备高熵合金涂层或tc11表面制备高熵合金复合涂层中的应用。
7、优选地，将wc增强粉末用于等离子增材制造技术制备高熵合金，更优选为用于等离子熔覆制备高熵合金复合涂层。
8、第四方面，本发明还提供一种高熵合金涂层的制备方法，使用高熵合金缆式焊丝以及增强粉末制备高熵合金复合涂层。
9、优选地，制备高熵合金复合涂层的方法选自磁控溅射、电子束物理气相沉积、电弧离子镀、火焰喷涂、大气等离子喷涂、真空等离子喷涂、冷/热喷涂、等离子喷涂-物理气相沉积、脉冲电镀、等离子熔覆和激光熔覆中的至少一种，优选为等离子增材制造，更优选为等离子熔覆。
10、第五方面，本发明还提供一种等离子熔覆工艺参数优化形成的等离子熔覆成形涂层。
11、优选地，等离子熔覆实体为tc11钛合金时，最优工艺参数为送粉气流量5l/min、送丝速度8mm/s、焊接速度3mm/s、电流120a、焊枪喷嘴距基体距离5mm；最优参数下等离子熔覆成形涂层与基体间呈冶金结合，显微硬度高达943.97hv0.2，为基体的2.62倍，平均磨损率为8.6075×10-6mm3/(n•m)。
12、第六方面，本发明还提供一种等离子熔覆最优工艺参数形成的等离子熔覆成形涂层。
13、优选地，采用最优等离子熔覆工艺参数制备的alcu2(nicr)2ti-(wc)x(x=25r/min，50r/min，75r/min，100r/min)高熵合金涂层其显微硬度分别为分别为867.14hv0.2、892.00hv0.2、943.97hv0.2和879.94hv0.2；较基体平均显微硬度（360hv0.2）分别提高了140.9%、147.8%、162.2和144.4%。
14、磨损率分别为9.8093×10-6mm3/(n•m)、8.6075×10-6mm3/(n•m)、9.7506×10-6mm3/(n•m)、1.10123×10-7mm3/(n•m)；分别较tc11基体磨损率（1.24985×10-7mm3/(n•m)）降低了21.6%、31.1%、22.0%、11.2%。
15、第七方面，本发明还提供一种上述等离子熔覆成形涂层在高硬耐磨损和高温材料中的应用。
16、优选地，等离子熔覆成形涂层在航空航天领域的重要零部件领域的高温重载、大冲击高硬耐磨损材料中的应用。
17、更优选地，等离子熔覆成形涂层在叶盘和叶片表面高硬耐磨损表面改性和强化中的应用。
18、本发明具有以下有益效果：
19、本发明提供一种高熵合金、制备方法及等离子熔覆方法，高熵合金的组成为alcu2(nicr)2ti-(wc) x( x=25r/min，50r/min，75r/min，100r/min)，高熵合金的化学组成、原子百分比以及质量百分比为：al：6％～7％，cu：14％～22％，ni：6％～7％，cr：6％～8％，ti：40％～55％，w：1%～10%，c：5%～17%。，wc的添加转速依次为25r/min，50r/min，75r/min，100r/min。本实验高熵合金缆式焊丝所选用的合金元素都为较为常见的金属元素，这可以保证所制备的高熵合金复合涂层具有较高的经济性，其中ti、cr、ni、cu为第四周期副族元素，al为第三周期主族元素。其中ti原子有较大的原子半径，加入ti原子可以增加晶格畸变，提高合金的硬度、强度和耐磨性。cr元素可以与合金中的其他元素形成固溶体，降低合金的硬度、强度和脆性，提高塑性和韧性。ni元素可以与合金中的其他元素形成固溶体，使合金具有顺磁性，提高合金的塑性和韧性。cu元素的离子半径较小，易扩散和偏析于晶间区域，能够形成富cu纳米相，有助于提高合金的硬度和耐磨性。高熵合金材料添加有al元素，等离子熔覆过程中涂层中稀释进入了基体中的ti元素，在促进材料抗氧化性能和硬度的同时，降低了材料密度，达到了轻质、高硬、高强的效果。wc颗粒作为优异的增强相进一步提升了材料的高硬度、高强度、耐磨性和润湿性以及低热膨胀系数。使用上述高熵合金缆式焊丝及增强粉末，采用等离子熔覆技术可制备相应的高强、高硬、耐磨高熵合金涂层，其硬度及耐磨性均具有极好的效果。本发明制备的高熵合金材料是一种焊接性良好、适于等离子增材制造用的专用高熵合金材料，扩大了增材制造领域材料使用范畴。
1.一种alcu2(nicr)2ti-(wc)x高熵合金耐磨涂层等离子熔覆制备方法，其特征在于，使用缆式焊丝及粉末协同输送等离子熔覆制备所述高熵合金复合涂层；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述motoman up6型6自由度工业机械臂使用其自带的编程软件。
3.根据权利要求1所述的alcu2(nicr)2ti-(wc)x高熵合金耐磨涂层等离子熔覆制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的高熵合金耐磨涂层等离子熔覆制备方法，其特征在于，目标熔覆实体为tc11钛合金时，所述等离子熔覆成形复合涂层与基体间呈冶金结合，显微硬度高达943.97hv0.2，为基体的2.62倍，平均磨损率为9.7557×10-7mm3/(n•m)。
5.根据权利要求1所述的alcu2(nicr)2ti-(wc)x高熵合金耐磨涂层等离子熔覆制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的alcu2(nicr)2ti-(wc)x高熵合金耐磨涂层等离子熔覆制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
7.一种根据权利要求4~6任一项所述制备方法制备的等离子熔覆高熵合金耐磨涂层在高硬耐磨损材料中的应用。
8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述等离子熔覆高熵合金耐磨涂层在航天航空等领域的高负荷、大冲击高硬耐磨损材料中的应用。
