[发明专利]一种用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末及其制备方法

权利要求书

1.一种用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)先将Ti、V、Nb、Ta难熔金属单质按一定成分配比称量，每种难熔金属的原子百分比介于5％～30％之间；

(2)将称量好的难熔金属原料放入真空电磁感应悬浮熔炼炉中，抽真空并充入氩气保护，反复熔炼，熔炼完成后得到成分均匀的TiVNbTa难熔高熵合金铸锭；

(3)对难熔高熵合金铸锭进行氢化处理，氢化前对氢化罐抽真空并充入氢气，氢化完成后难熔高熵合金铸锭粉化并生成氢化物颗粒，颗粒平均尺寸大于100μm；

(4)采用行星式球磨机对高熵合金氢化物颗粒进行机械球磨，球磨前先对球磨罐抽真空再充入氩气保护，球磨完成后得到形状不规则的难熔高熵合金氢化物粉末，粉末平均尺寸分布在20～100μm之间；

(5)采用真空炉对难熔高熵合金氢化物粉末进行加热脱氢，脱氢过程中持续抽真空将脱除的氢气排出，脱氢完成后得到难熔高熵合金预合金粉末；

(6)将脱氢后的难熔高熵合金预合金粉末放入射频感应等离子球化设备送粉器中，抽真空并充入氩气保护，通电建立稳定的等离子体炬，采用氩气作为载气将高熵合金预合金粉末送入等离子体炬中，载气流量为5～20L/min，送粉速率为30～60g/min，粉末被加热熔融，形成球形液滴，凝固后形成球形粉末并落入粉末收集器中，制得难熔高熵合金球形粉末。

2.根据权利要求1所述用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述Ti、V、Nb、Ta难熔金属单质的纯度大于99.9wt.％。

3.根据权利要求1所述用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述Ti、V、Nb、Ta的质量含量分别为12.50±0.14wt％、13.52±0.15wt％、24.40±0.29wt％和49.58±0.35wt％。

4.根据权利要求1所述用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反复熔炼的次数为最少5炉次。

5.根据权利要求1所述用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反复熔炼的次数为5～10炉次。

6.根据权利要求1所述用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述熔炼的熔炼温度≤3100℃，每次熔炼时间25分钟。

7.根据权利要求1所述用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述氢化处理的氢化温度为150～460℃，氢化时间为60～180min。

8.根据权利要求1所述用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述球磨的转速为100～300rpm，球磨时间为0～40min。

9.根据权利要求1所述用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述脱氢的脱氢温度为450～550℃，脱氢时间为60～180min。

10.由权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到用于增材制造的TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末。