[發明專利]一種高熵合金及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110621069.6
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113385689A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李傳強;袁碧亮;董勇;張鵬
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;C22C30/02;B22F9/08;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳嘉毅

本發明公開了一種高熵合金及其制備方法和應用，所述高熵合金的制備方法包括如下步驟，S1.按摩爾比(0.24～0.33):(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1)稱取鋁粉、鈷粉、鉻粉、鐵粉、鎳粉和銅粉，混合熔煉得到合金鑄錠；S2.將步驟S1所述的合金鑄錠加工成合金鑄錠粉末；S3.采用選區激光熔化技術，將步驟S2的合金鑄錠粉末作為原材料，在安裝好的打印基板上進行激光增材制造；保持氧氣含量低于100ppm，采用氬氣氣氛保護，激光束直徑為0.04～0.08mm，激光功率為130～200W，掃描速度為300～1000mm/s，掃描間距為0.04～0.09mm；每層旋轉角為65～69°，掃描次數為2～3次。通過上述制備方法克服了不能使用大粒徑的原料粉體制備的缺陷，通過上述方法方法制備得到的高熵合金相對密度高，力學性能好。

技術領域

本發明涉及金屬增材制造技術領域，更具體地，涉及一種高熵合金及其制備 方法和應用。

背景技術

高熵合金由多組分等摩爾原子組成，其相圖位于中心，混合構型熵為最大， 各組分的原子含量超過5at.％，通常高熵合金分為體心立方(BCC)及面心立方 (FCC)兩大類，體心立方類特點是強度高，面心立方類塑性好。

增材制造是基于離散-堆積原理逐層成形構件的一種新技術，基于三維CAD 模型數據直接制造與相應數學模型一致的三維物理實體模型，可直接、快捷、精 準、自動化地制造零件。這種技術可以有效減少材料內部元素偏析、夾雜等缺陷， 對材料利用率高、生產成本低、生產效率高。相比于傳統鑄造技術，這種先進的 成形技術對于開發高熵合金產品具有更大的優勢。

高熵合金體系較多，以Al、Co、Cr、Fe、Ni、Cu為成分的合金體系為其中 之一。目前，該系合金大多以體心立方結構為主，具有高的強度同時塑性較差， 限制了該系合金的應用。另一方面，目前利用選區激光熔化技術(SLM)技術進 行高熵合金增材制造所用的合金粉末制備成本較高，通常要求合金粉末成分均 勻，平均粒徑在30μm以下才可獲得較高的打印質量，較粗的粉末往往較難熔融 而造成嚴重的氣孔缺陷，例如中國專利(CN111085689A)公開了一種FeCoCrNi 系高熵合金選區激光熔化原位增材制造方法及產品。采用SLM技術只能選擇粒 徑小的金屬粉體作為原料制備高熵合金。

發明內容

本發明為克服上述高熵合金塑性差以及較粗的粉末往往較難熔融而造成嚴 重的氣孔缺陷，提供一種高熵合金的制備方法。

本發明的另一目的在于提供所述高熵合金。

本發明的另一目的在于提供所述高熵合金的應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種高熵合金的制備方法，包括如下步驟：

S1.按摩爾比(0.24～0.33):(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1)稱 取鋁粉、鈷粉、鉻粉、鐵粉、鎳粉和銅粉，混合熔煉得到合金鑄錠；

S2.將步驟S1所述的合金鑄錠加工成合金鑄錠粉末；

S3.采用選區激光熔化技術，將步驟S2的合金鑄錠粉末作為原材料，在安 裝好的打印基板上進行激光增材制造；保持氧氣含量低于100ppm，采用氬氣氣 氛保護，激光束直徑為0.04～0.08mm，激光功率為130～200W，掃描速度為 300～1000mm/s，掃描間距為0.04～0.09mm，每層旋轉角為65～69°，掃描次數為 2～3次。