[发明专利]超高速激光-感应复合熔覆增材制造铜基偏晶高熵合金的方法

权利要求书

1.一种超高速激光-感应复合熔覆增材制造铜基偏晶高熵合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：将铜基偏晶高熵合金粉末作为超高速激光-感应复合熔覆增材制造的成形粉末，其化学成分为：Mo 20～35wt.％，Nb 5-15wt.％，Si 2～5wt.％，Al 2～10wt.％，HfO₂ 0.5～5wt.％，石墨烯0.2～4.5wt.％，余量为Cu；

S2：不锈钢或铜合金表面经过镀镍处理后作为基材，将所述铜基偏晶高熵合金粉末放置于自动送粉器内，调节感应加热功率，使感应加热的温度控制在500-900℃；

S3：将激光束与同轴粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激光热源与感应加热源的耦合，然后根据铜基偏晶高熵合金零件CAD模型分层切片获得的一系列超高速激光-感应复合熔覆增材制造的二维扫描轨迹，逐点、逐线与逐层制备铜基偏晶高熵合金；

S4：在超高速激光-感应复合熔覆增材制造的同时，对形成的每一道熔覆层进行超声滚压处理，细化显微组织，降低表面粗糙度，在表面获得压应力，提高抗疲劳性能；

S5：当超高速激光-感应复合熔覆增材制造一层之后，将超高速激光-感应复合熔覆增材制造加工头沿Z方向上升一层的高度，重复步骤S3～S5，直到完成铜基偏晶高熵合金零件制造。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中铜基偏晶高熵合金粉末中的铜与钼为等或近等原子比。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铜基偏晶高熵合金粉末中铜与钼原子比为1～1.2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中工艺参数为：

激光功率为16～20kW，激光扫描速度为260～300m/min，光斑直径为4～6mm，送粉量为500g/min～800g/min，感应加热功率160～200kW，粉末喷射角45～53°，搭接率40～60％，单层厚度为0.01～0.8mm。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3中调控超高速激光-感应复合熔覆增材制造工艺参数，诱导铜与钼或铜与铌在超高速激光-感应复合熔覆增材制造过程中发生液-液两相分离，形成具有层状异构的铜基偏晶高熵合金。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述铜基偏晶高熵合金为富铜层与富钼层交替形成，其中球状富铌或富钼颗粒弥散分布于富铜层内，富铜或富铌颗粒均匀镶嵌于富钼层内。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述铜基偏晶高熵合金内的富铜层固溶有过饱和Mo、Si与Al，富钼层内固溶有过饱和Cu、Si与Al。

8.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述铜基偏晶高熵合金内石墨烯主要分布于富铜基体的晶界处、球状富钼或富铌颗粒与富铜基体的界面处以及球状富铜或富铌颗粒与富钼基体的界面处。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中调节超声滚压装置的超声波换能器，使变幅杆产生的振动机械能与预设的静压力机械同时施加到滚压头接触的铜基偏晶高熵合金表面。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每一道熔覆层的变形量控制在2～8％。