一种高熵合金结构件的多丝材电弧增材制造原位制备方法.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CN113894391A(43)申请公布日2022.01.07(21)申请号202111298763.5(22)申请日2021.11.04(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号北京理工大学(72)发明人刘长猛余泽阳(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人王苗苗(51)Int.Cl.B23K9/167(2006.01)B23K9/133(2006.01)B23K9/28(2006.01)B23K9/32(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y30/00(2015.01)权利要求书1页说明书7页附图5页(54)发明名称一种高熵合金结构件的多丝材电弧增材制造原位制备方法(57)摘要本发明提供了一种高熵合金结构件的多丝材电弧增材制造原位制备方法，涉及高熵合金制备技术领域。本发明采用多丝材电弧增材制造方法制备高熵合金结构件，根据高熵合金的目标成分，使用不同种类的金属单质丝材，在各个送丝机上设置相应的送丝速度，在控制系统的控制下，同时送入焊枪下方，发生冶金反应熔化成型，解决了高熵合金制备难、效率低下以及成本高的难题。CN113894391ACN113894391A权利要求书1/1页1.一种高熵合金结构件的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，包括以下步骤：建立待制造的高熵合金结构件的三维模型，根据三维模型编制加工路径程序；根据高熵合金结构件的目标成分，将不同种类的金属单质丝材输送至焊枪下方，各金属单质丝材熔化，在焊枪下方的基板上形成熔池；所述焊枪在控制系统的控制下，根据所述加工路径程序进行移动，若干熔池相互搭接形成熔道，在保护气氛中进行增材制造，得到高熵合金结构件。2.根据权利要求1所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述焊枪的底部设置有钨极。3.根据权利要求2所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述钨极与基板的垂直距离为6～8mm。4.根据权利要求1所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述焊枪的热源为电弧。5.根据权利要求4所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述电弧的焊接方式为钨极氩弧焊；电弧种类为直流脉冲电弧；所述直流脉冲电弧的参数包括：峰值电流为200～300A；峰值占空比为15～35％；基值电流为60～100A；直流脉冲频率为2～3Hz。6.根据权利要求1所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述不同种类的金属单质丝材通过不同送丝通道输送至焊枪下方；各个所述送丝通道均设置有热丝电源。7.根据权利要求6所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述热丝电源的正极与送丝通道连接；所述热丝电源的负极与基板连接；所述送丝通道和基板的材质为导电材料。8.根据权利要求6所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述热丝电源的电流为0～200A。9.根据权利要求1所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述高熵合金结构件包括低沸点金属元素和难熔金属元素。10.根据权利要求1所述的多丝材电弧增材制造原位制备方法，其特征在于，所述各金属单质丝材的送丝速度独立地为30～200cm/min。2CN113894391A说明书1/7页一种高熵合金结构件的多丝材电弧增材制造原位制备方法技术领域[0001]本发明涉及高熵合金制备技术领域，具体涉及一种高熵合金结构件的多丝材电弧增材制造原位制备方法。背景技术[0002]高熵合金是含有5种或5种以上的主要元素，且每种元素的原子分数在5～35％之间的一种新型合金，其概念最早由叶均蔚团队在2004年提出。随着研究的深入，也有研究人员发现了三元、四元等原子比的典型高熵合金。高熵合金的设计理念打破了传统单一金属作为主元的设计框架，其特性由各主元集体主导。高熵合金凝固后形成具有BCC、FCC或FCC+BCC等简单晶体结构的固溶体相，无法区分溶质和溶剂元。同时高熵合金独特的高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和鸡尾酒效应使其具有传统合金无法比拟的优异性能，如高强度、高硬度、高耐磨性及耐腐蚀性、高热阻、高电阻率、抗高温氧化、抗高温软化等。[0003]目前，高熵合金的制备方法大多数是熔铸法(如真空电弧熔炼法)或粉末冶金法，并通过后续的轧制、锻造和退火处理等方法来改善合金性能。由于高熵合金具有高强度、高硬度，很难通过机械加工获得复杂的几何形状。而且常规铸态结构中存在疏松、气孔、偏析等典型冶金缺陷也会影响材料的最终性能，这限制了高熵合金的应用潜力。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种高熵合金结构件的多丝材电弧增材制造原位制备方法，本发明采用多丝材电弧增材制造方法，能够高效、低成本、高精度