基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法.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CN107096923A(43)申请公布日2017.08.29(21)申请号201710297392.6(22)申请日2017.04.28(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人李涤尘李青宇黄胜张安峰(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人强宏超(51)Int.Cl.B22F9/08(2006.01)B22F1/00(2006.01)B33Y70/00(2015.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法(57)摘要本发明公开一种基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法，从高熔点金属单质粉末钨、钛、锆、铪、钒、铌、钽及钼中任意选取五种或五种以上并按照一定的比例混合；然后利用高能球磨机进行机械合金化，得到高熔点高熵合金的单相固溶体粉末；采用热等静压工艺成形标准制粉棒材；最后利用电极感应熔化气体雾化工艺制备激光直接成形粉末；本发明成形的高熔点高熵合金单相固溶体粉末可以解决高熔点金属单质粉末在激光增材制造成形过程中由于熔点相差较大导致的不同元素的烧损率不同以及多元素造成的成分显微偏析和消极的共晶等一系列问题，能够更有效的实现耐高温及耐磨的航空航天专用零件、高性能涡轮发动机热端部件的快速精密制造。CN107096923ACN107096923A权利要求书1/1页1.基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)从高熔点金属单质粉末钨、钛、锆、铪、钒、铌、钽及钼中任意选取五种或五种以上，依次称量并按照一定的比例混合均匀；2)采用高能球磨机进行机械合金化，得到高温高熵合金的单相固溶体粉末；3)采用热等静压工艺将单相固溶体粉末直接加热加压烧结成标准制粉棒材；4)采用电极感应熔化气体雾化工艺制备激光增材制造专用粉末。2.根据权利要求1所述的基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于：高熔点金属粉末混合时每种元素的原子个数百分比介于5％～30％之间。3.根据权利要求1所述的基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤1)是采用初始粒度不大于270目、纯度大于99.9wt.％的钨、钛、锆、铪、钒、铌、钽及钼高熔点金属单质粉末。4.根据权利要求1所述的基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤2)是高能球磨机采用行星式高能球磨机，机械合金化时先对球磨机进行抽真空并充满高纯氩气作为保护气体，球磨时间不低于45小时，粉末直径平均小于3μm。5.根据权利要求1所述的基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤3)是加热加压烧结中所用的包套材料为45号碳钢，氩气作为加压介质。6.根据权利要求1所述的基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤4)是将高熵合金棒锥形尖端缓慢送至环形感应线圈中加热，使金属熔化成液滴连续滴落被喷嘴喷射出的高速保护惰性气体吹散后快速凝固，制得纯净无杂质的高熵合金球形粉末，通过旋风分层收集器收集粉末至储粉罐内。7.根据权利要求1所述的基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于：制备的粉末为体心立方结构，粉末粒度直径在0-200μm之间，其中用于激光熔覆沉积的粉末直径在45-105μm之间，用于选区激光熔化的粉末直径在15-53μm之间。2CN107096923A说明书1/3页基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法【技术领域】[0001]本发明涉及高熵合金技术领域，具体涉及一种基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法。【背景技术】[0002]多主元高熵合金具备高熵、晶格畸变和磁滞扩散多元效应，组织结构为简单固溶体结构和纳米结构，甚至非晶质结构，因此具有较高的强度，良好的耐磨性、高加工硬化，耐高温软化、耐高温氧化、耐腐蚀和高电阻率等优异性能或这些优异特性的组合，这是传统多元合金所无法比拟的；高熔点高熵合金的组成相以体心立方结构为主，这一体系的合金往往具有较高的强度，且在高熔点高熵合金在高温下表现出较为优异的力学性能。[0003]激光熔覆沉积技术是快速成形技术的“叠层累加”原理和激光熔覆技术的有机结合发展起来的先进激光增材制造技术，具有以下优势：无需模具，可生产用传统方法难以生产甚至不能生产的复杂形状的零件；宏观结构与微观组织同步制造，力学性能达到锻件水平；成形尺寸不受限制，可实现大尺寸零件的制造；可制造功能梯度零件，其性能上表现出较高的硬度，良好的耐蚀性和耐磨性且质量稳定。[0004]选区激光熔化技术是以快速原型制造技术为基本原理发