[發明專利]一種難熔高熵合金粉末制備方法

在審

• 申請號: 202110068436.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112893852A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 萬義興;梁秀兵;陳永雄;沈寶龍;胡振峰;張志彬;孫博
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F9/14;B22F1/00;C22C30/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 張晶

1.一種難熔高熵合金粉末制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)以3～7種難熔金屬元素和0～3種輕質元素為原料采用真空熔煉法制備成難熔高熵合金鑄錠，鑄錠尺寸為5mm×5mm×5mm～50mm×50mm×50mm；

2)將難熔高熵合金鑄錠采用機械破碎法進行破碎，得到不規則難熔高熵合金粉末；

3)采用等離子球化法得到球形難熔高熵合金粉末。

2.如權利要求1所述的難熔高熵合金粉末制備方法，其特征在于，步驟1)所述難熔金屬元素選自W、Ta、Mo、Nb、Re、Hf、V、Cr、Zr；輕質元素選自Ti、Al、Si、C、N；每種元素的摩爾分數為5～35％，所述原料為上述難熔金屬元素或輕質元素的顆粒、粉末、塊體或元素間的中間合金，純度達到99.9％以上。

3.如權利要求1所述的難熔高熵合金粉末制備方法，其特征在于，步驟1)所述真空熔煉法為真空電弧熔煉法或真空懸浮熔煉法。

4.如權利要求3所述的難熔高熵合金粉末制備方法，其特征在于，所述真空電弧熔煉法的具體步驟為：稱取所需重量的原料放入真空電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內；將真空倉抽真空至5×10^-3Pa，再充入99.999％純度的高純氬氣至真空倉壓力為4×10⁴Pa，高純氬氣作為保護氣和燃弧介質；熔煉電流為350～450A，熔煉時通冷卻水防止水冷銅盤過熱熔化，正反面反復熔煉3～5次，合金處于液態總時間為10～30分鐘，冷卻后得到難熔高熵合金鑄錠。

5.如權利要求3所述的難熔高熵合金粉末制備方法，其特征在于，所述真空懸浮熔煉法的具體步驟為：稱取所需重量的原料放入真空懸浮熔煉爐的感應線圈中，將真空倉抽真空至2×10^-2Pa，熔煉輸入功率為300～400KW，輸入頻率15～20KHz，熔煉時感應線圈中通冷卻水防止過熱熔化，正反面反復熔煉5～10次，每次熔煉合金處于液態時間10～20分鐘，冷卻后得到難熔高熵合金鑄錠。

6.如權利要求1所述的難熔高熵合金粉末制備方法，其特征在于，步驟2)中所述機械破碎法采用振動磨樣法、錘式破碎法、立軸沖擊式破碎法、反擊式破碎法、顎式破碎法、氣流破碎法或磨盤式破碎法中的一種或多種。

7.如權利要求1所述的難熔高熵合金粉末制備方法，其特征在于，步驟2)所述難熔高熵合金鑄錠破碎后得到的碎粒粒度為20～1500目。

8.如權利要求1所述的難熔高熵合金粉末制備方法，其特征在于，步驟3)所述等離子球化法包括如下步驟為：

1)將不規則難熔高熵合金粉末投入等離子球化機；

2)建立穩定的等離子體炬，溫度場溫度為3000～10000K，送粉速率為20～50g/min；

3)粉末顆粒在等離子球化機內快速經歷吸熱、熔化和凝固3個過程而球化，球化過程中通入氬氣保護；

4)收集制備出的球形難熔高熵合金粉末，粉末粒徑為10～200μm。

9.一種采用如權利要求1-8任一項所述方法制備的難熔高熵合金粉末。