[發(fā)明專利]一種3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011304272.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN112626404A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳剛;曲選輝;秦明禮;劉暢;章林;張百成;丁旺旺;陶麒鸚;陳佳男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C30/00
• 分類號(hào): C22C30/00;B22F9/04;B22F1/00;B22F10/28;B33Y70/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)將W、Mo、Ta、Ti四種單質(zhì)金屬粉末按等原子配比混合，得到初步的混合粉末，之后將初步混合粉末置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨處理，得到預(yù)合金化的WMoTaTi難熔高熵合金粉末；

步驟2)將球磨后的WMoTaTi難熔高熵預(yù)合金粉末置于流化反應(yīng)設(shè)備中流化改性處理，改善粉末形貌和流動(dòng)性，使其符合3D打印工藝要求；

步驟3)將球磨-流化處理后的WMoTaTi難熔高熵預(yù)合金粉末直接用于3D打印成形，得到高性能WMoTaTi難熔高熵合金打印制品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法，其特征在于，所述的W、Mo、Ta、Ti四種單質(zhì)金屬粉末以及混合粉末，W粉末中位徑D50為25～30μm，Mo粉末中位徑D50為15～20μm，Ta粉末中位徑D50為10～15μm，Ti粉末中位徑D50為20～25μm，混合粉末中位徑D50為20～25μm，混合粉末的XRD檢測(cè)圖衍射圖譜顯示各種金屬元素均存在，并未形成合金化粉末。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法，其特征在于，所述將W、Mo、Ta、Ti混合粉末置于球磨設(shè)備中進(jìn)行球磨處理，球磨時(shí)采用氬氣作為保護(hù)氣氛，球磨罐中球料比為5:1～30:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速150～600r/min，球磨處理20～60h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法，其技術(shù)特征在于，步驟1)所得的WMoTaTi難熔高熵預(yù)合金粉末，粉末中位徑D50為5～15μm，粉末XRD衍射圖譜結(jié)果顯示預(yù)合金粉末為單一的BCC晶體結(jié)構(gòu)固溶體衍射峰，合金化效果顯著。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法，其特征在于，將步驟1)所得的WMoTaTi難熔高熵預(yù)合金粉末置于流化反應(yīng)設(shè)備中流化改性處理，流化設(shè)備所用氣體為氬氣，流化處理溫度300～800℃，流化處理5～120min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法，其特征在于，步驟2)所得的打印用WMoTaTi難熔高熵預(yù)合金粉末，粉末微觀形貌為表面光滑無(wú)明顯棱角，球形度和流動(dòng)性較流化處理前的粉末得到明顯改善，粉末中位徑為10～30μm，流動(dòng)性為25～35s/50g。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法，其特征在于，步驟3)所得3D打印成形WMoTaTi難熔高熵合金制品室溫抗拉強(qiáng)度高于1140MPa，斷裂延伸率大于5.8％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D打印高性能WMoTaTi高熵合金及其低成本粉末制備方法，其特征在于，經(jīng)過(guò)步驟1)與步驟2)所制備的打印用WMoTaTi難熔高熵合金粉末成本顯著低于常規(guī)霧化法制備的高熵合金粉末，所得3D打印WMoTaTi難熔高熵合金制品力學(xué)性能優(yōu)于熔鑄制品，能夠兼顧低成本與高性能的目的，且適合規(guī)模化生產(chǎn)。