[发明专利]一种增材制造技术成形高熵合金的方法

权利要求书

1.一种增材制造技术成形高熵合金的方法，其特征在于，分别采用选择性激光熔化技术、激光近净形制造技术及电子束选区熔化技术直接成形AlCoCuFeNi系高熵合金构件，确定合金成形工艺及相关组织性能，所述高熵合金的组成为AlCoCuFeNi；上述组分的原子摩尔比为：(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1):(0.8～1.1)；所选用高熵合金为气雾化预合金粉末；预合金粉末为球形，纯度不低于99.9％；

制备的高熵合金为简单体心立方结构，显微硬度达到429.6HV_0.2或541.17HV_0.2。

2.如权利要求1所述的增材制造技术成形高熵合金的方法，其特征在于，所述选择性激光熔化技术工艺步骤为：

步骤一、根据高熵合金名义化学成分中的各元素摩尔比进行配比，采用气雾化制得高熵预合金粉末；

步骤二、在计算机上建立零件三维模型，将所述零件模型转成STL格式文件并导入到选择性激光熔化快速成形设备中；

步骤三、将步骤一制得的预合金粉末置于选择性激光熔化成形设备中的供粉缸里，并将金属基板置于选择性激光熔化成形设备中的工作缸中同时对其进行调平；

步骤四、进行选择性激光熔化成形过程中，激光功率为150～250W，扫描速度为600～1200mm/s，粉层厚度为0.03～0.06mm，扫描间距为0.02～0.06mm，成形时用惰性气体保护防止粉末发生氧化。

3.如权利要求2所述的增材制造技术成形高熵合金的方法，其特征在于，步骤一中气雾化预合金粉末选择筛分粒径为15～75μm的合金粉末，步骤四成形时所用惰性气体为Ar气。

4.如权利要求2所述的增材制造技术成形高熵合金的方法，其特征在于步骤四成形过程中的扫描路径为分组变向式，即奇数层时，扫描方向平行于x轴；偶数层时，扫描方向平行于y轴；分层换向对材料进行扫描，依次叠加得到成形件。

5.如权利要求1所述的增材制造技术成形高熵合金的方法，其特征在于，所述激光近净形制造技术包括如下步骤：

步骤一、将根据所述高熵合金名义化学成分中的各元素摩尔比进行配比，采用气雾化制得高熵预合金粉末，将其加入激光近净形制造设备的送粉器中；

步骤二、在计算机上建立零件三维模型，将所述零件模型转成STL格式文件并导入到激光近净形制造设备中；

步骤三、进行激光近净形制造过程中，激光功率为1.5～2.5kW，扫描速度为230～260mm/min，光斑直径为3～4mm，搭接间距为1～2mm，送粉速率为1～3g/min，成形时用惰性气体保护。

6.如权利要求5所述的增材制造技术成形高熵合金的方法，其特征在于，步骤一中气雾化预合金粉末选择筛分粒径为50～175μm的合金粉末，步骤三成形时所用惰性气体为Ar气。

7.如权利要求1所述的增材制造技术成形高熵合金的方法，其特征在于，所述电子束选区熔化技术包括如下步骤：

步骤一、将根据所述高熵合金名义化学成分中的各元素摩尔比进行配比，采用气雾化制得高熵预合金粉末，将粉末连同金属基板置于电子束选区熔化设备成型室中，并进行调平；

步骤二、在计算机上建立零件三维模型，将所述零件模型转成STL格式文件并导入到电子束选区熔化成形设备中；

步骤三、采用散焦电子束对粉层进行快速扫描以预热到特定温度后，采用聚焦电子束进行选区熔化粉末，采用分组变向式逐层扫描，依次叠加得到成形件；成形过程中，预热温度为650～800℃，电子束束流为3～15mA,扫描速度0.3～1.5m/s，铺粉层厚度为0.05～0.80mm，扫描线间距为0.15～0.06mm。

8.如权利要求7所述的增材制造技术成形高熵合金的方法，其特征在于，步骤一中气雾化预合金粉末选择筛分粒径为30～125μm的合金粉末，步骤三成形时所用惰性气体为He气。