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以高熵合金为基础,代替金刚石烧结法制造的工具中传统的金属结合剂,从而使这样的金刚石工具可以在更高的温度(或线速度)条件下使用。本文通过计算及放电等离子烧结(SPS)等方法,优化设计出合适的高熵合金配方;然后添加铜锡合金和铝粉等烧结助剂与适量金刚石混合,进行热压烧结,以制备高强度高硬度,高热稳定性的新型超硬工具。通过机械合金化的方法制备出以Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Mn等元素(五元至七元)为主元的高熵合金(HEA),所制备的高熵合金都呈现出FCC和BCC简单固溶体结构。对于五元AlFeCoNiCu、六元Al FeCoNiCuZn和七元Al FeCoNiCu ZnMn三组高熵合金,随主元数增加,其烧结温度降低。高熵合金AlFeCoNiCuZnMn拥有较低的SPS烧结温度为935°C,抗弯强度和硬度分别为460 MPa和376 HV。在1125°C采用SPS得到的高熵合金AlFeCoNiCu的抗弯强度和硬度,分别为654 MPa和528 HV。高熵合金随Al和Zn添加量的增加,烧结温度逐渐降低。Zn的过量引入,使得高熵合金体系的硬度与抗弯强度都会下降。这些性能的表现,主要是因为高熵合金自身的“鸡尾酒效应”和机械合金化过程形成较大的晶格畸变。对高熵合金Al1.5CoNiFeCuZnMnY0.1和Al1.5CoNiFeCuZnY0.1在900°C进行普通热压烧结。添加质量分数20%的单质铝粉时,Al1.5CoNiFeCuZnMnY0.1+20wt.%Al和Al1.5CoNiFeCuZnY0.1+20wt.%Al的抗弯强度增加明显,试样的抗弯强度分别为460MPa和450 MPa。二者与粒度10μm,金刚石浓度为40%、60%和80%的金刚石混合烧结时,润湿性一般,抗弯强度随浓度增加而降低,在金刚石浓度为40%时,抗弯强度最高分别为316 MPa和234 MPa。同样方法制备出以Ni、Cu、Zn、Al、Mn、Sn等元素(四元至六元)为主元的低烧结温度高熵合金Al1.5NiSnCuZnMn、Al1.5NiSnCuZn、Al1.5NiSn0.5CuZnMn和Al1.5NiSn0.5CuZn。Sn的过多引入,导致在机械合金化过程中形成了部分的合金相。在680°C采用SPS得到的Ni Sn0.5CuMn性能最佳,抗弯强度和硬度分别为418 MPa,583 HV。