一種戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種戶外建筑用門窗，具體涉及一種戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗。
【背景技術(shù)】
[0002]材料是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的重要支柱，又因是人類社會(huì)發(fā)展和所有科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)顯的尤為重要，材料的科技發(fā)展程度直接會(huì)影響生產(chǎn)力的變革，近年來興起的材料科學(xué)是具有全局性的科學(xué)領(lǐng)域之一;世界各經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)把材料發(fā)展提高到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，材料科學(xué)與工程正進(jìn)入一個(gè)史無(wú)前例的高速發(fā)展時(shí)期，社會(huì)的發(fā)展，人類文明的進(jìn)步表明，對(duì)材料的要求越來越高；
隨著人們生活的家居方式日益豐富多樣，門窗正在逐步占領(lǐng)和擴(kuò)大其市場(chǎng)，目前市場(chǎng)上較多的門窗材料是以鋁合金、彩鋼、PVC料為主，而鋁合金因?yàn)槠溆捕容^高、重量輕、不老化、彩涂后美觀實(shí)用而受到市場(chǎng)的青睞，市場(chǎng)需求越來越旺盛，但是傳統(tǒng)的鋁合金的加工硬度過高，塑性差，加工難度相對(duì)較大，產(chǎn)品價(jià)格明顯高于同類的鋁合金的普通板材產(chǎn)品，從而影響到其推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗，該門窗具有良好的耐熱性、抗氧化性劑耐腐蝕性，使用壽命長(zhǎng)，降低了成本。
[0004]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗，包括門窗框架，門窗框架由高熵合金型材制作而成，其中:
高熵合金型材按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al:4-10%,Co:15-19%,Cr:14-20%,Cu:19-25%,Fe:15-20%,Ni:15-20%,C:0.3-0.4%,Ti:0.6-0.8%，B:0.45-0.75%，以及稀土元素:0.05-0.08%，以上各組分之和為 100%;
稀土元素由Ce、Nd、Gd、Pr、Dy、Yb、La、Sm組成，按重量百分比計(jì)各組分為:Nd: 15-18%，Gd: 7-15%，Pr: 8-12%，Yb: 3-5%，La: 10-15%，Dy: 5-9%，Sm: 14-20%，Ce: 15-20%，以上各組分之和為100%;
高熵合金型材的制備方法具體如下:
(1)先用機(jī)械方法去除Al、Co、Cr、Cu、Fe、N1、Ti及B表面的氧化皮，并用超聲波清洗，然后將Al、Co、Cr、、Fe、N1、T1、B、稀土元素及部分Cu原料混合，然后將混合的運(yùn)料送至電弧爐中；
(2)對(duì)電弧爐工作腔進(jìn)行抽真空3-5X 10-4Pa，并通入氬氣作為保護(hù)氣體，在500-800°C下進(jìn)行合金化熔煉，邊熔煉邊攪拌，攪拌10-20min，熔煉10_30min，靜置后得到合金液，自然冷卻后得到合金錠，通過機(jī)械手將合金錠翻轉(zhuǎn)，按照同樣的方法反復(fù)熔煉兩次，停止熔煉獲得母合金錠，隨電弧爐冷卻至室溫然后取出；
(3)將Ti粉和C粉及剩余的Cu粉按照質(zhì)量比2:1:10的比例混合，冷壓成預(yù)制塊，然后將預(yù)制塊及上述步驟中制備好的母合金錠置于中頻感應(yīng)懸浮爐水冷銅坩禍內(nèi)，抽真空至5-7X 10-4Pa，并通入氬氣保護(hù)，緩慢增加功率至30-35KW，使預(yù)制塊首先發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)，生成Cu基TiC增強(qiáng)復(fù)合材料后，繼續(xù)提高功率至100-110KW，熔煉制得高熵合金型材。
[0005]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案為:
前述戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗中，制作門窗框架的高熵合金型材按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
A1:10%，Co: 16.3%，Cr: 18%，Cu: 19%，F(xiàn)e: 15%，N1: 20%，C: 0.4%，T1: 0.8%，B: 0.45%，以及稀土元素:0.05%;
稀土元素由Ce、Nd、Gd、Pr、Dy、Yb、La、Sm組成，按重量百分比計(jì)各組分為:Nd: 17%，Gd:15%，Pr: 11%，Yb:4%，La: 13%，Dy:5%，Sm:20%，Ce: 15%，以上各組分之和為 100%。
[0006]前述戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗中，制作門窗框架的高熵合金型材按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al: 4%，Co: 19%，Cr: 20%，Cu: 20.27%，F(xiàn)e: 17%，N1: 18%，C: 0.3%，T1: 0.6%，B: 0.75%，以及稀土元素:0.08%;
稀土元素由Ce、Nd、Gd、Pr、Dy、Yb、La、Sm組成，按重量百分比計(jì)各組分為:Nd: 15%，Gd:7%，Pr: 12%，Yb: 5%，La: 15，Dy: 8%，Sm: 18%，Ce: 20%，以上各組分之和為 100%。
[0007]前述戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗中，制作門窗框架的高熵合金型材按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al:9.23%，Co: 15%,Cr: 14%,Cu:25%,Fe:20%,N1: 15%，C:0.4%，T1:0.7%，B:0.6%，以及稀土元素:0.07%;
稀土元素由06、制、6(1、？1'、07、￥13、]^1、31]1組成，按重量百分比計(jì)各組分為:Nd: 18%，Gd:14%，Pr: 8%，Yb: 3%，La: 15%，Dy: 9%，Sm: 14%，Ce: 19%，以上各組分之和為 100%。
[0008]前述戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗中，門窗框架的具體制備方法如下:
(1)將高熵合金型材放置在石墨坩禍內(nèi)，然后將裝有高熵合金型材的石墨坩禍放入預(yù)熱好的熔煉爐中，同時(shí)通入SF6和C02混合保護(hù)氣體，在800-1000°C下熔煉，待完全熔化后，攪拌10-15min，保持700-720°C靜置10_20min，將高熵合金液澆入預(yù)熱到200-300°C的金屬模具中，得到高熵合金鑄錠；
(2 )對(duì)制備得到的高熵合金鑄錠進(jìn)行熱處理工藝，具體操作如下:a退火，將高熵合金鑄錠爐熱至300-400°C時(shí)保溫8-12min，然后爐冷卻至250_260°C，隨后打開爐門繼續(xù)緩冷至100-150°C出爐空冷至室溫；
b淬火，將步驟a中退火后的高熵合金鑄錠緩慢爐熱至400-500°C并保溫0.5-0.8h，再次爐熱至550-560°C后用高壓噴射水高熵合金鑄錠快速降溫；
c回火，將經(jīng)淬火后的高熵合金鑄錠在室溫下再次入爐并爐熱至220-240°C后保溫8-lOmin后出爐空冷至室溫；
(3)根據(jù)門窗的形狀對(duì)熱處理后的高熵合金鑄錠進(jìn)行鍛造，預(yù)鍛溫度為500-600°C，終鍛溫度為700-800°C，自然冷卻到室溫得到門窗框架半成品；
(4)對(duì)門窗框架半成品進(jìn)行逐個(gè)檢查，剔除表面有缺陷的半成品，檢驗(yàn)合格的即為門窗框架，然后用絲帶進(jìn)行打捆并稱重，最終入庫(kù)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
在合金中添加一定量的B元素可以增強(qiáng)合金的高溫壓縮性能和耐磨性能。
[0010]本發(fā)明中為了改善高熵合金的綜合性能，除了優(yōu)化合金組分外，還通過添加增強(qiáng)相來提高高熵合金的性能，本發(fā)明中通過添加TiC做增強(qiáng)相，用=基體及TiC及Cu組成高熵合金的復(fù)合材料，進(jìn)一步提高了其耐腐蝕性、耐熱性等性能。
[0011]本發(fā)明的高熵合金中含有稀土元素，稀土元素因具有獨(dú)特的核外電子排布，在冶金過程中它可以凈化館體，改善組織，提高合金的室溫和高溫性能，增強(qiáng)合金耐燭性添加稀土元素Ce可提高合金初期溶化溫度，這表明稀土元素Ce的加入可以潛在提高鎂合金的擠，Nd實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)析出而阻止晶粒長(zhǎng)大，從而提高擠壓后的力學(xué)性能，Gd、Ce提高了合金初期熔化溫度，提高了鎂合金的延伸率和擠壓速度。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗，包括門窗框架，門窗框架由高熵合金型材制作而成，其中:
高熵合金型材按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al: 10%，Co: 16.3%，Cr: 18%，Cu: 19%，F(xiàn)e: 15%，N1: 20%，C: 0.4%，T1: 0.8%，B: 0.45%，以及稀土元素:0.05%;
稀土元素由Ce、Nd、Gd、Pr、Dy、Yb、La、Sm組成，按重量百分比計(jì)各組分為:Nd: 17%，Gd:15%，Pr: 11%，Yb:4%，La: 13%，Dy:5%，Sm:20%，Ce: 15%，以上各組分之和為 100%；
高熵合金型材的制備方法具體如下:
(1)先用機(jī)械方法去除Al、Co、Cr、Cu、Fe、N1、Ti及B表面的氧化皮，并用超聲波清洗，然后將Al、Co、Cr、、Fe、N1、T1、B、稀土元素及部分Cu原料混合，然后將混合的運(yùn)料送至電弧爐中；
(2)對(duì)電弧爐工作腔進(jìn)行抽真空3X10-4Pa，并通入氬氣作為保護(hù)氣體，在650°C下進(jìn)行合金化熔煉，邊熔煉邊攪拌，攪拌lOmin，熔煉15min，靜置后得到合金液，自然冷卻后得到合金錠，通過機(jī)械手將合金錠翻轉(zhuǎn)，按照同樣的方法反復(fù)熔煉兩次，停止熔煉獲得母合金錠，隨電弧爐冷卻至室溫然后取出；
(3)將Ti粉和C粉及剩余的Cu粉按照質(zhì)量比2:1:10的比例混合，冷壓成預(yù)制塊，然后將預(yù)制塊及上述步驟中制備好的母合金錠置于中頻感應(yīng)懸浮爐水冷銅坩禍內(nèi)，抽真空至7X10-4Pa，并通入氬氣保護(hù)，緩慢增加功率至32KW，使預(yù)制塊首先發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)，生成Cu基TiC增強(qiáng)復(fù)合材料后，繼續(xù)提高功率至100KW，熔煉制得高熵合金型材。
[0013]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種戶外建筑用高強(qiáng)度耐磨高熵合金門窗，包括門窗框架，門窗框架由高熵合金型材制作而成，其中:
高熵合金型材按質(zhì)量百分比計(jì)包括以下成分:
Al: 4%，Co: 19%，Cr: 20%，Cu: 20.27%，F(xiàn)e: 17%，N1: 18%，C: 0.3%，T1: 0.6%，B: 0.75%，以及稀土元素:0.08%; 稀土元素由Ce、Nd、Gd、Pr、Dy、Yb、La、Sm組成，按重量百分比計(jì)各組分為:Nd: 15%，Gd:7%，Pr: 12%，Yb: 5%，La: 15，Dy: 8%，Sm: 18%，Ce: 20%，以上各組分之和為 100% ；
高熵合金型材的制備方法具體如下:
(1)先用機(jī)械方法去除Al、Co、Cr、Cu、Fe、N1、Ti及B表面的氧化皮，并用