[发明专利]一种多丝等离子弧增材制造高熵合金设备及制造高熵合金的方法

说明书

本发明涉及了金属合金成型和制造技术领域，提供了一种多丝等离子弧增材制造高熵合金设备及制造高熵合金的方法，其特征在于采用等离子弧为热源，熔化多丝焊丝，多丝焊丝通过绞合的组件进行配方绞合，本发明可通过改变绞丝的组成实心焊丝的成份来调节所制备高熵合金零部件的组合成分及性能；本发明突破了通过熔化金属粉末来进行高熵合金的增材制造，使用各种常见的合金丝材作为原料进行绞合均匀高熵合金的增材制造，使高熵合金的增材制造的成本大大降低，增材的效率大幅度提升。

技术领域

本发明高熵合金及增材制造技术领域，特别涉及一种多丝等离子弧增材制造高熵合金设备，还涉及到一种多丝等离子弧增材制造高熵合金的方法。

背景技术

高熵合金，也称之为多组元合金，通常由5种及以上的元素，且每种元素原子比5％～35％之间。由于具备非常高的混合熵，使抑制了金属间化合物的形成，丝合金具有简单的相。通过改变高熵合金中元素的成分和比例，可以使合金具有高强度，高硬度，高耐磨性，耐腐蚀性，以及出色的高温和低温机械性能。电弧熔炼是高熵合金最普遍的方式，但是该方式会使高熵合金会产生偏析。部分高熵合金具有非常高的强度，机械加工不便。

高熵合金的增材制造可以克服传统熔炼的不足。增材制造，又称3D打印，通过熔化填充材料进行层层累积，最终形成零部件。高熵合金增材制造的方式有选区激光熔化，选区电子束熔化，激光直接沉积等方式。但以上方式存在原料价格贵，利用率低，增材效率低等缺点，限制了高熵合金在工业中的应用。

发明内容

为了解决上述存在的问题和不足，本发明提供一种多丝等离子弧增材制造高熵合金的方法，使高熵合金的增材制造实现，低成本，高效率，并且可以进行大型零部件的制造。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种多丝等离子弧增材制造高熵合金设备，包括设备本体，固定设备本体的工作台、送丝机构、角磨机构、焊接机构以及保护气系统，其特征在于，所述送丝机构包括绞丝组件和送丝组件，所述绞丝组件包括用于放置实心焊丝的焊丝盘、相对设备本体固定设置的绞丝盘以及位于相对绞丝盘周向转动的绞杆，所述绞杆前端呈锥形，其末端正对送丝组件的贯穿孔，所述送丝组件的贯穿孔的内壁设置有呈螺旋状延伸的凹面槽，且所述的贯穿孔的内径从绞杆方向逐渐缩小。

通过上述方案设置，本发明的设备相对于现有设备其送丝机构不仅可将绞丝进行匀速输送至焊接机构焊枪下，其还可以直接对绞丝的组合结构内的实心焊丝进行绞合，本设备相对于现有设备，其无需预先将绞丝绞合，可直接在增材制作时进行成分配比设计，现场进行参数设定将绞丝制作并使用。

作为上述方案的进一步设置，所述送丝组件相对设备本体可转动设置，且所述贯穿孔的内径可通过位于送丝组件上的螺纹调节机构进行调节，所述贯穿孔内的凹面槽表面带有弹性，所述送丝组件旋转时所述的凹面槽根据螺旋方向施加朝向螺旋方向的推动力于绞丝上。

通过上述方案设置，通过凹面槽和逐渐缩小的贯穿孔的设计结构，使得通过绞丝组件制作的绞丝可以进一步的绞合，使其组成实心焊丝之间的间隙更小，增材制作的合金更符合要求。

作为上述方案的进一步设置，所述绞丝盘上设置有若干的焊丝夹头，所述的焊丝夹头使用数量可根据绞丝的配方启用，所述绞杆包括有绞杆套，且其上还设有实心焊丝的过孔和螺旋状的绞丝端。

通过上述方案设置，分离的实心焊丝通过过孔靠近，再由螺旋状且不停旋转的绞丝端进行绞合制作，可快速的将分离的实心焊丝进行绞合。

作为上述方案的进一步设置，所述送丝组件还包括位于贯穿孔前方的匀速送丝装置，所述匀速送丝装置设置有抽丝轮，其用于从贯穿孔内将绞合的绞丝收取并匀速的送出，供焊接机构进行增材制造。