一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法及产品.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CN108941581A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810887300.4C22C30/00(2006.01)(22)申请日2018.08.06B33Y10/00(2015.01)B33Y50/02(2015.01)(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人徐连勇林丹阳荆洪阳韩永典吕小青赵雷(74)专利代理机构天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙)12214代理人王秀奎(51)Int.Cl.B22F9/04(2006.01)B22F3/105(2006.01)B22F3/24(2006.01)B22F1/00(2006.01)C23G5/024(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法及产品(57)摘要本发明克服现有技术的不足，提供一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法及产品，实现了FeCoCrNiTi高熵合金的粉末制备以及原位激光增材制造，改变了原有试样的微观相组成并成功提高了其硬度。本发明所述方法，包括原料混合，增材制备，时效处理步骤。采用本方法制备的材料成型效率高，可以用来制备外形复杂的零件。其可以实现材料的近净成型，大大降低零件生产成本。试样成型效果良好，无气孔及宏观裂纹，试样无微气孔及微裂纹，致密度良好，并且组织较为均匀，三种相结构共存。高温时效处理后，析出物全部由网状转变为板条状，可见正是由于这一转变导致高温时效处理后试样硬度得到提高，淬火冷却的试样硬度比随炉冷却试样硬度更高。CN108941581ACN108941581A权利要求书1/1页1.一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，原料混合，纯度为99.9％的Fe、Co、Cr、Ni、Ti球形粉末，所述球形粉末的粒度为50～150μm区间，将Fe、Co、Cr、Ni、Ti球形粉末等摩尔比混合均匀，将混合均匀的所述球形粉末在真空烘干机烘干，烘干完成后密封保存；步骤2，增材制备，基板采用不锈钢材质，将基板表面打磨直至无氧化物，用有机溶剂将表面的油污和脏污清洗干净，将所述步骤1完成后获得的所述球形粉末投入打印机料仓，构建尺寸为预定尺寸的块体，设定搭接率40～60％，层间旋转角设定为65°～70°以释放残余应力，进行激光器行走离线编程，打印前将打印仓内抽真空，氧气含量低于500ppm，激光功率为2800W～3000W，扫描速度640～800mm/min，光斑直径3～5mm，保护气流量10～20L/min，送粉器转速0.3～0.7r/min，打印获得预定尺寸的试样，随仓冷却；步骤3，时效处理，将步骤2完成后的所述试样放在氧化铝坩埚中，表面覆盖一层氧化镁粉末用于隔绝空气，在800℃～1100℃温度下时效处理24小时，之后降温冷却。2.根据权利要求1所述的一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法，其特征在于，所述步骤1中将Fe、Co、Cr、Ni、Ti球形粉末等摩尔比混合，将混合后的球形粉末在三维混料机中混合2～4小时，筒体转速20～40r/min，将混合均匀的所述球形粉末在真空烘干机烘干5～10小时，温度50～100摄氏度，真空度小于绝对压力10KPa，烘干完成后密封保存。3.根据权利要求1所述的一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法，其特征在于，所述基板采用304不锈钢，尺寸为100×100×15mm。4.根据权利要求1所述的一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法，其特征在于，所述步骤2将所述基板表面用角磨机打磨直至无氧化物，用丙酮及酒精分别将表面的油污和脏污清洗干净。5.根据权利要求1所述的一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法，其特征在于，所述步骤2采用南京中科煜宸公司的LMD-8060打印机进行激光增材制造。6.根据权利要求1所述的一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法，其特征在于，所述步骤2所述试样规格为20×70×5mm。7.根据权利要求1所述的一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法，其特征在于，所述步骤2采用南京中科煜宸公司的LMD-8060打印机进行激光增材制造，并在LDM-Planner软件中构建尺寸为20×70×5mm的块体，设定搭接率50％，层间旋转角设定为67°以释放残余应力，由软件自动进行激光器行走离线编程，打印前将打印仓内抽真空，氧气含量低于200ppm，激光功率为3000W，扫描速度720mm/min，光斑直径4mm，保护气流量15L/min，送粉器转速0.5r/min，打印后试样随仓冷却2小时。8.根据权利要求1所述的一种激光增材制造高熵合金的原位制备方法，其特征在于，所述步骤3，时效处理，将步骤2完成后的所述试样放