[發(fā)明專利]一種3D打印用球形高熵合金粉末及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310027477.8 | 申請日： | 2023-01-09 |
| 公開（公告）號： | CN116117126A | 公開（公告）日： | 2023-05-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉芯宇;吳旺;劉永勝;鐘兵 | 申請（專利權(quán)）人： | 成都先進金屬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份有限公司 |
| 主分類號： | B22F1/00 | 分類號： | B22F1/00;C22C30/00;C22C38/38;C22C38/30;B33Y70/00;B22F9/08 |
| 代理公司： | 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594 | 代理人： | 王沖 |
| 地址： | 610306 四川省成都市青白江區(qū)城廂鎮(zhèn)香島大道1*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 打印 球形 合金 粉末 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種3D打印用球形高熵合金粉末及其制備方法，涉及金屬粉末制備的技術(shù)領(lǐng)域，所述高熵合金粉末各元素原子比為：鐵：40～60％；錳：20～40％；鈷：5～15％；鉻：5～15％。將鐵、錳、鈷、鉻單質(zhì)金屬表面清理后，按比例放入帶有高頻感應(yīng)電源銅線圈的坩堝內(nèi)；對設(shè)備抽真空，在真空保護下，打開高頻感應(yīng)電源銅線圈對所述坩堝內(nèi)金屬加熱，待金屬完全熔化后倒入中間包，使得合金溶液均勻下落；第一滴溶液下落之后，開啟氬氣閥，溶液在高壓氣體作用下變?yōu)樾∫旱危⒛虨楣腆w顆粒。采用本發(fā)明的方法制備的高熵合金粉末具有粒度細(xì)、氧含量低、球形度高等優(yōu)點，可作為激光3D打印和電子束3D打印原材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及金屬粉末制備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印用球形高熵合金粉末及其制備方法。
背景技術(shù)
3D打印技術(shù)具有效率高、速度快、適合加工復(fù)雜零件等顯著優(yōu)點，已在航天航空、生物醫(yī)療、模具制造等增材制造領(lǐng)域得到初步應(yīng)用。其中金屬3D打印技術(shù)是3D打印體系中最前沿和最有潛力的技術(shù)。對于金屬3D打印技術(shù)，粉末對最終產(chǎn)品的性能至關(guān)重要，同時，粉末是制約整個金屬3D打印發(fā)展的瓶頸。高熵合金作為近年來新出現(xiàn)的一類合金材料，通常由四種或以上元素按原子比混合而得到，研究顯示高熵合金相比以往的傳統(tǒng)合金具有高的抗斷裂能力、抗拉強度、抗腐蝕和抗氧化特性。目前，用于3D打印的金屬材料主要有鈦合金，鋁合金，高溫合金和模具鋼等，且運用領(lǐng)域相對較窄。
因此，開展一種新型高熵合金粉末的研究，對于擴展3D打印應(yīng)用領(lǐng)域，實現(xiàn)批量化生產(chǎn)是十分有必要的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種3D打印用球形高熵合金粉末及其制備方法，將低氧的鐵、錳、鈷、鉻單質(zhì)元素按照原子比放入電極感應(yīng)坩堝中熔化，隨后將熔化后的合金液體倒入中間包中使得液體在重力作用下從導(dǎo)流管中自然流出，流出后開啟高壓氬氣，使液流霧化成細(xì)小液滴，最后凝固為粉末。該方法制備的高熵合金粉末具有粒度細(xì)、氧含量低、球形度高等優(yōu)點。所制備的球形粉末可作為激光3D打印和電子束3D打印原材料，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。
根據(jù)本公開的一個方面，提供一種3D打印用球形高熵合金粉末，所述高熵合金粉末各元素原子比為：鐵：40～60％；錳：20～40％；鈷：5～15％；鉻：5～15％。
進一步地，所述高熵合金粉末中-45μm的收得率≥35.62％；氧含量≤1300ppm；球形度≥90.36％。
根據(jù)本公開的一個方面，提供一種3D打印用球形高熵合金粉末的制備方法，所述方法包括以下步驟：
將鐵、錳、鈷、鉻單質(zhì)金屬表面清理后，按比例放入帶有高頻感應(yīng)電源銅線圈的坩堝內(nèi)；
對設(shè)備抽真空，在真空保護下，打開高頻感應(yīng)電源銅線圈對所述坩堝內(nèi)金屬加熱，待金屬完全熔化后倒入中間包，使得合金溶液均勻下落；
第一滴溶液下落之后，開啟氬氣閥，溶液在高壓氣體作用下變?yōu)樾∫旱危⒛虨楣腆w顆粒。
進一步地，所述設(shè)備的極限真空度為2×10-3～4×10-3Pa，升壓率＜1Pa/h。
進一步地，所述高頻感應(yīng)電源銅線圈的電流強度按梯度升高，最后穩(wěn)定在為80～90A。
進一步地，所述氬氣氣壓為3～5MPa。
進一步地，所述氬氣純度為99.999％。
本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：
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