[發(fā)明專利]一種高熵合金堆焊用送絲機構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910957648.0
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110666296A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設計）人: 林惠嫻;王凱;王鈺;梁少兵;陳峯;何寬芳;丁冬紅;盧清華
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山科學技術(shù)學院
• 主分類號: B23K9/133
• 分類號: B23K9/133;B23K9/04;B23K9/32
• 代理公司: 11543 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開了一種高熵合金堆焊用送絲機構(gòu)，多股線材經(jīng)絲徑控制裝置控制直徑后，與紡絲裝置連接并經(jīng)紡絲裝置絞合成絞合絲，絞合絲與所述矯直裝置連接，經(jīng)矯直裝置矯直的絞合絲與焊槍連接進行堆焊，其中，線材數(shù)量大于等于4，基板設置在焊槍下方用于承托工件，所述高頻感應原位加熱裝置套設在所述紡絲裝置外用于加熱絞合過程中的線材。本發(fā)明提供了一種高熵合金堆焊用送絲結(jié)構(gòu)，屬于直接采用多種線材堆焊成型零件工藝，利用電弧增材制造技術(shù)來制備高熵合金，與所制備出來的高熵合金直接成型為零件，化學成分均勻，致密度高，成型速率可達5?10kg/h，而且由于成型環(huán)境開放，零件的尺寸無限制，可快速制備大型零件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高熵合金堆焊用送絲機構(gòu)。

背景技術(shù)

高熵合金于2004年首次報道。與傳統(tǒng)的合金設計概念不同的是，高熵合金不只是基于一個或兩個元素，而是包含至少5個主元素，以相等或接近相等的原子百分比表示，而且溶質(zhì)與溶劑之間無明顯差異。根據(jù)現(xiàn)有的物理冶金和相圖，這類多元合金可能會產(chǎn)生許多相和金屬間化合物，從而導致復雜而脆弱的顯微組織產(chǎn)生，很難分析和應用，實用價值有限。但實驗結(jié)果卻超出預期，這些合金中較高的混合熵促進了具有簡單結(jié)構(gòu)的隨機固溶體相的形成，如面心立方(FCC)、體心立方(BCC)或密排六方(HCP)結(jié)構(gòu)，從而減少了相的數(shù)量。區(qū)別于傳統(tǒng)合金“稀固溶體”，高熵合金是典型的“濃固溶體”，其特殊的無序固溶體相結(jié)構(gòu)導致其具有晶格畸變大、構(gòu)型熵高的特征、遲滯擴散效應和“雞尾酒”效應等四大效應，具有諸如高強硬度、獨特的耐磨性、優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性和耐蝕性，在一些特殊條件下甚至可能突破目前已有材料的極限。

目前人們對高熵合金的研究還處于初始階段，高熵合金的制備合成方法大都停留在實驗室階段，大規(guī)模成型制備構(gòu)件方面尚未有突破性進展。傳統(tǒng)的電弧熔煉是制備塊狀高熵合金的主要方法，而選區(qū)激光熔化技術(shù)在制備形狀復雜的部件方面更有優(yōu)勢。但于其固有的組成復雜性和組成元素之間熔點的巨大差異，高熵合金的制備具有挑戰(zhàn)性。在熔體凝固和冷卻過程中發(fā)生了顯著的元素偏析，因此，與常規(guī)合金相比，鑄態(tài)試樣可能存在明顯的鑄造缺陷，如裂紋、氣孔、殘余應力以及成分梯度和異常晶粒大小分布。傳統(tǒng)的電弧熔煉是制備塊狀高熵合金的主要方法，而選區(qū)激光熔化技術(shù)在制備形狀復雜的部件方面更有優(yōu)勢，但前者容易產(chǎn)生氣孔、縮松、微裂和組織不均勻等冶金缺陷，后者成型件的尺寸受設備限制，不能成形高激光反射率的材料，且設備昂貴。

專利號為CN107829007A的專利文件公開了一種高熵合金和粉末冶金法制備高熵合金的方法。第一步：高熵合金粉末的制備按設計的合金成分配比進行合金粉末配料，其中氮元素以氮化鉻鐵的形式摻入，將上述權(quán)利要求1的高熵合金粉末配好，混合均勻后放入球磨機進行球磨，球磨工藝參數(shù)為：球料比為10～15:1，球磨轉(zhuǎn)速為230～280rpm，球磨時間為40～50h；球磨后高熵合金粉末的顆粒形貌為粒度均勻的球形或近似球形，粒度范圍為20～30μm；第二步：高熵合金塊體的制備：將球磨后高熵合金粉末放置于一個高強石墨模具中進行真空熱等靜壓燒結(jié)，燒結(jié)工藝參數(shù)為：加熱速率為5～10℃/min，燒結(jié)溫度為850～950℃，保溫時間為0.5～1h，恒定壓力為30～60MPa，最后隨爐冷卻。

專利號為CN108642362A的專利文件公開了一種高熵合金的制備方法，包括以下步驟：(1)按照Cr元素的原子百分含量為18.5％-19.5％，F(xiàn)e元素的原子百分含量為18.5％-19.5％，Co元素的原子百分含量為24.5％-25.5％，Ta元素的原子百分含量為8％-12％，稱取Ta塊、Co塊、Cr塊、Ni塊和Fe塊；(2)將步驟(1)稱取的各原料置于電弧熔煉爐中進行熔煉，熔煉完成，即得到所述高熵合金。

上述的兩個專利文件所公開的高熵合金制備方法，分別為高溫熔煉和電弧熔煉，雖對制備方法進行一定的優(yōu)化，但仍然具有上述的問題，因此，需要提供一種高熵合金的制備方法，一方面解決電弧熔煉法容易產(chǎn)生氣孔、縮松、微裂和組織不均勻等冶金缺陷的問題，另一方面解決型件的尺寸受設備限制，不能成形高激光反射率的材料，且設備昂貴的問題。

發(fā)明內(nèi)容