[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金及其制備方法

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• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114774755A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳希章;辛賀陽;夏家一;張健
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/04;B22F10/28;B22F9/04;C22F1/16
• 代理公司: 溫州聯(lián)贏知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33361
• 代理人: 吳嬌

1.一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金，其特征在于：包括由Co、Fe、Ni、Mn、V的金屬單質(zhì)粉末按配比制得。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金，其特征在于：所述Co、Fe、Ni、Mn、V的制備原子比為1：1：1：1：1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金，其特征在于：所述Co、Fe、Ni、Mn、V金屬單質(zhì)粉末的純度高于99.5％，各材料粒度在150～250目之間。

4.一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金的制備方法，其特征在于：具體包括以下制備步驟：

(1)將純度高于99.5％，粒度在150～250目之間的Co、Fe、Ni、Mn、V金屬單質(zhì)粉末，按照原子比為1：1：1：1：1轉(zhuǎn)換為各金屬單質(zhì)粉末相對應(yīng)的質(zhì)量比，通過稱重的方式獲取相應(yīng)實際質(zhì)量按質(zhì)量比的金屬單質(zhì)粉末；

(2)將獲取相應(yīng)重量的金屬單質(zhì)粉末在真空手套箱中進(jìn)行簡單混合后，再與氧化鋁研磨球一起放入高能球磨機(jī)的球磨罐中，氧化鋁研磨球和金屬混合粉末的質(zhì)量比采取的為1：3，球磨機(jī)設(shè)置為正轉(zhuǎn)5分鐘，停止5分鐘，反轉(zhuǎn)5分鐘的運(yùn)行方式，運(yùn)行總時間設(shè)置為6個小時；

(3)將運(yùn)行6個小時的高能球磨機(jī)關(guān)閉，取出球磨罐中混合均勻后的金屬單質(zhì)粉末并立即將混合均勻的合金粉末放入真空干燥箱干燥3個小時后，把混合粉末放入干燥密封的容器中，等待后續(xù)使用；

(4)將用于沉積的基板材用角磨機(jī)打磨一遍用以去除基材表面的氧化層、氧化物和雜質(zhì)，再使用酒精和丙酮的反復(fù)清洗，進(jìn)一步的去除基板上的污漬和表面雜質(zhì)；

(5)將步驟(3)干燥后備用的合金粉末放入增材制造設(shè)備的送粉罐中，打開氣瓶和等離子弧增材制造設(shè)備，在等離子弧增材制造設(shè)備上設(shè)定合適的沉積路徑和沉積參數(shù)，運(yùn)行設(shè)備在基板材上進(jìn)行逐層沉積；

(6)沉積過程中保持材料成型狀態(tài)，待每一層沉積完成后，使用角磨機(jī)對成型表面進(jìn)行去氧化層處理，而后進(jìn)行下一層沉積直至沉積到所需的高度，得到高熵合金塊體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金的制備方法，其特征在于：將制備成型后的CoFeNiMnV高熵合金塊體用砂紙進(jìn)行的打磨處理，而后對打磨后的高熵合金塊進(jìn)行冷軋制處理，軋制方向為沉積方向，最后對冷軋制后的CoFeNiMnV高熵合金塊體進(jìn)行進(jìn)一步的去應(yīng)力退火處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金的制備方法，其特征在于：所述冷軋制處理采用多道多次反復(fù)軋制的方式，包括采用冷軋制設(shè)備對制備的CoFeNiMnV高熵合金塊進(jìn)行單道冷軋制，所述冷軋制設(shè)備對CoFeNiMnV高熵合金塊每次下壓量約為0.1mm，并每次會對單道軋制操作后的高熵合金塊進(jìn)行測量，冷軋制變形量達(dá)到50％時完成軋制，軋制后的去應(yīng)力退火溫度為500℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金的制備方法，其特征在于：所述等離子增材制造設(shè)備在沉積CoFeNiMnV高熵合金中設(shè)置的參數(shù)如下：沉積電流為130A；送粉轉(zhuǎn)速為25r/min；離子氣流量為3～4L/min；保護(hù)氣流量為8L/min；送粉器流量為4～5L/min；等離子焊槍工作速度為345mm/min，整個沉積過程中使用的離子氣、保護(hù)氣、送粉氣均為惰性氣體氬氣。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強(qiáng)度CoFeNiMnV高熵合金的制備方法，其特征在于：所述金屬單質(zhì)粉末放入球磨罐內(nèi)后，在研磨混合的6小時內(nèi)，保持向球磨罐中充入足夠的氬氣作為混合過程中的保護(hù)氣，所述氬氣用于防止混合粉末在球磨混合的過程中發(fā)生氧化變質(zhì)。