[发明专利]一种基于激光选区熔化技术制备高熵合金的方法

说明书

本发明公开了一种基于激光选区熔化技术制备高熵合金的方法，包括以下步骤：a.根据(FeCoNi)_xAl_yTi_z高熵合金的制备要求，进行金属组分原子配比，并将其加热熔化后采用气雾化技术制备出(FeCoNi)_xAl_yTi_z高熵合金粉末。本发明中提出的一种基于激光选区熔化技术制备高熵合金的方法制备出的零件具有多样性、精度高和致密度高等特点，同时，由于其高的熔化和凝固速率(10³～10⁸K/s)，零件可以获得超细晶结构、亚稳态相和过饱和固溶体等独特的微观结构，其综合力学性能优良。

技术领域

本发明涉及高熵合金制备技术领域，尤其涉及一种基于激光选区熔化技术制备高熵合金的方法。

背景技术

随着工业技术不断革新与高速发展，工业零件所面临的使用环境日益严峻苛刻，因此对金属材料性能方面提出了更高的要求。传统的纯金属及其合金受元素数目限制，无法满足工业化及社会发展的需求，高熵合金在此条件下应运而生。高熵合金作为一种全新体系的多主元合金材料，因其具有单一的固溶体结构、优异的机械性能、良好的热稳定性、耐腐蚀性和耐磨性而成为金属材料领域关注的焦点。目前，高熵合金材料及其制备技术的研究还处于初级阶段，现有高熵合金方法多以传统的真空电弧熔炼、粉末冶金和机械合金化为主，此类方法制备出的铸态高熵合金形状简单，尺寸较小且易发生成分偏析，存在气孔和夹杂等宏观缺陷，对其性能影响较大，限制了高熵合金复杂结构件的制备和工业化应用。因此，开发先进的高熵合金成行技术至关重要。

激光选区熔化是一种通过采用激光束熔化金属粉末进行成形的金属增材制造技术，采用这种方法制备出的工件具有致密度高、强度大以及尺寸精确等特点，因此在航空航天、能源动力和生物医疗等领域具有重要的应用潜力。相比较于传统成行工艺，其采用逐层叠加的方式，可以获得结构复杂的金属零件，同时由于其具有较高的熔化和凝固速率，可以获得超细晶结构、亚稳相和过饱和固溶体。

因此，提出一种基于激光选区熔化技术制备高熵合金的方法。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述的问题，而提出的一种基于激光选区熔化技术制备高熵合金的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于激光选区熔化技术制备高熵合金的方法，包括以下步骤：

a.根据(FeCoNi)_xAl_yTi_z高熵合金的制备要求，进行金属组分原子配比，并将其加热熔化后采用气雾化技术制备出(FeCoNi)_xAl_yTi_z高熵合金粉末；

b.通过计算机辅助三维设计软件进行零件的三维设计创建，采用切片或其他数据处理软件对三维零件数据进行逐层切片以获得横截面轮廓数据，采用激光路径规划软件对每层横截面轮廓内部进行激光扫描路径规划的填充且将其导入一个3D打印设备的成形系统控制主机；

c.设置一基体以使该基体提供一个成形界面，将基体安装并固定于3D打印设备的成形平台上并对其进行调平；

d.将(FeCoNi)_xAl_yTi_z高熵合金粉末置入3D打印设备的粉料缸中并采用铺粉装置对其进行刮平；

e.启动3D打印设备及相关辅助设备，向成形仓内通入保护性气体并进行除氧以使得成形仓内的氧浓度达到所要求的标准浓度范围之内；

f.采用3D打印设备的铺粉装置进行基板表面成形的预铺粉工作,启动3D打印的激光设备以使其高能激光熔化成形界面的高熵合金粉末以获得预设尺寸的高熵合金；

作为上述技术方案的进一步描述：