一种增材制造用高熵合金粉末及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111763868A(43)申请公布日2020.10.13(21)申请号202010605213.2(22)申请日2020.06.29(71)申请人安徽盛赛再制造科技有限公司地址241000安徽省芜湖市繁昌县繁昌经济开发区横山大道春谷3D打印产业园(72)发明人张云川盛凯(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)B22F1/00(2006.01)B22F9/08(2006.01)B33Y70/00(2020.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种增材制造用高熵合金粉末及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种增材制造用高熵合金粉末及其制备方法，其包含由Fe、Al、Ni、Co、Cr、Mn、Mo元素中的四种及四种以上元素组成的高熵合金粉末，其中，Fe、Al两种元素必须存在1种及以上，还包括重量百分比0.1at％的N元素，其制备方法包括：按照元素质量配比将各纯金属原料按照顺序依次放入真空感应熔炼炉中进行真空感应熔炼，再采用超音速气体雾化快速凝固技术制得。本发明制备的高熵合金粉末具备超高的纯净度、极佳的流动性，低空心球率以及良好的球形度，作为3D打印制备技术的原材料可以获得结构致密均匀、未熔颗粒少、氧含量低和良好的力学性能以及耐腐蚀性能的激光熔覆层。CN111763868ACN111763868A权利要求书1/1页1.一种增材制造用高熵合金粉末，其特征是包含由Fe、Al、Ni、Co、Cr、Mn、Mo元素中的四种及四种以上元素以近摩尔比或等摩尔比组成的高熵合金粉末，其中，Fe、Al两种元素必须存在1种及以上，还包括重量百分比0.1at％的N元素。2.根据权利要求1所述的一种增材制造用高熵合金粉末，其特征在于：所述高熵合金粉末中的Fe、Al、Ni、Co、Cr、Mn、Mo纯度≥99.9％。3.一种增材制造用高熵合金粉末的制备方法，其特征在于，根据权利要求1至2任一项所述的增材制造用高熵合金粉末，其制备方法如下：步骤1：按照合金粉末中各元素质量配比称取原料，进入步骤2；步骤2：将称取出的原料使用真空感应炉熔炼后，向炉内坩埚中依次放入纯金属原料，纯金属原料放入顺序依次为Fe、Al、Ni、Co、Cr、Mn和Mo粉末，根据配方需要放入MN(M：Cr、Co、Ni、Mo)中间合金；真空感应炉在工作过程中需要炉内加压，原料使用坩埚加热精炼三次后，浇铸至模具内，获得气雾化用母合金棒材，进入步骤3；步骤3：A、打开电极感应熔炼气体雾化设备舱门，将步骤2所得母合金棒材表面氧化皮进行打磨除杂后，再将母合金棒材由旋转电极卡具固定，关闭舱门，将电极感应熔炼气体雾化设备抽真空至≤0.1Pa并加热至1300℃时，充入氩气；B、继续提高电极感应熔炼气体雾化设备的加热温度，直至1550℃时，保温1-3min，最后使用氩气雾化，进入步骤4。步骤4：收集步骤3所得的雾化粉末，然后使用旋风分离设备或试验筛，对收集的雾化粉末筛分得到高熵合金粉末。4.根据权利要求3所述的高熵合金粉末粉末制备方法，其特征在于：步骤2中真空感应炉加压后的真空度不高于0.1Pa。5.根据权利要求3所述的高熵合金粉末粉末制备方法，其特征在于：步骤3中氩气的雾化压力为8-10MPa。6.根据权利要求3所述的高熵合金粉末粉末制备方法，其特征在于：步骤4筛分后所得高熵合金粉末的流动性≤15s/50g，氧含量≤150ppm，S、P等杂质含量≤0.1％，粒径分布为5～180μ。2CN111763868A说明书1/4页一种增材制造用高熵合金粉末及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属材料和3D打印技术领域，具体为一种增材制造用高熵合金粉末及其制备方法。背景技术[0002]迄今为止，总共有118种元素被发现，其中94种是存在于地球上，传统合金设计均以某一元素作为基体元素，在此基础上，通过添加其他合金元素来获得目标性能，毫无疑问，这大大限制了合金设计的自由性，因此到目前为止，以被开发的合金体系十分有限，仅30余种，高熵和多组元合金概念正式于2004年由中国台湾清华大学叶均蔚教授和英国牛津大学的Cantor分别独立提出，于2004在Adv.Eng.Mater期刊正式提出了高熵合金的设计理念，打破了传统合金以一种元素或二种元素为主的设计枷锁，目前该论文单篇引用超过2400余次，并在金属材料领域引起巨大反响。[0003]随着3D打印技术在近年的快速发展，其构件在航天航空、高铁船舶、汽车、军工、医疗植入物等方面的应用越来越广泛，针对苛刻环境下对构件需求的耐高温性能，船舶、水利需求的高耐磨、高耐腐蚀性能及高铁、核电对合金构件需求的高硬度等性能，兼具这些优点的3D打印合金构件需求迫切。