[发明专利]一种改性CrCoNi三元中熵合金粉末及制备方法和系统

说明书

本发明公开一种改性CrCoNi三元中熵合金粉末及制备方法和系统，包括：所述改性的CrCoNi三元中熵合金粉末由按预设质量配比熔炼的CrCoNi三元中熵合金粉末以及氟化镧粉末混合而成；其中，所述改性剂氟化镧粉末为亚微米级尺寸，所述CrCoNi三元中熵合金粉末为微米尺寸，两种粉末混合时至少包括球磨处理。本发明通过在三元中熵合金粉末中添加改性剂氟化镧可以净化晶界，减少氢元素、在晶界的富集，减少氢气孔和氧气孔的析出；同时采用纳米级的氟化镧可以使得生成的氧化镧弥散分布于成型金属中，提升成型金属的强韧性。

技术领域

本发明属于增材制造领域，具体涉及一种改性CrCoNi三元中熵合金粉末及制备方法和系统，尤其涉及一种基于氟化镧改性的CrCoNi三元中熵合金粉末制备方法及系统。

背景技术

铬-钴-镍(CrCoNi)三元中熵合金的低温力学性能优异，已经接近目前已知的金属材料强度和韧性的综合极限，在低温极端环境应用领域潜力巨大。然而，由于三元中熵合金的液态金属的流动性较差，在增材制造过程中容易出现气孔、缩松等打印缺陷，影响最终成型零件的力学性能。

专利文献CN101348908B公开了一种金属零件磨损表面在线强化修复材料及其制备方法。其组分由30～60％蛇纹石矿物微粉、5～10％钠硼解石矿物微粉、5～10％氟化镧稀土、2％～5％氧化铁微粉、2％～5％氧化铝微粉、40％～50％山梨醇酐单棕榈酸酯组成。其制备方法为：将上述配比好的原料放入高速搅拌机搅拌1小时后，再经高速球磨机研磨4小时获得粒度小于1微米的粉体，即形成本发明的金属零件磨损表面在线强化修复材料。但该方法并未解决增材制造技术制备CrCoNi三元中熵合金面临组织柱状外延以及氧含量偏高的问题。

已有研究表明，与四主元或五主元FCC结构高熵合金相比，三主元CrCoNi中熵合金虽然具有更高的强度、更好的加工硬化能力、更优异的塑性和损伤容限，但关于CrCoNi中熵合金复合材料的报道相对较少，在专利CN 108421985A“一种制备氧化物弥散强化中熵合金的方法”中介绍了通过机械合金化、放电等离子烧结以及热处理工艺制备致密的CrCoNi-Y₂O₃复合材料，但目前还没有通过氟化镧改性(CrCoNi)三元中熵合金以提高其力学性能的报道。

发明内容

本发明提供一种改性CrCoNi三元中熵合金粉末及制备方法和系统，通过在三元中熵合金粉末中添加改性剂氟化镧可以净化晶界，减少氢元素、在晶界的富集，减少氢气孔和氧气孔的析出；同时采用纳米级的氟化镧可以使得生成的氧化镧弥散分布于成型金属中，提升成型金属的强韧性。

本发明的技术方案如下：

第一方面

本发明提供一种改性CrCoNi三元中熵合金粉末，所述改性CrCoNi三元中熵合金粉末由按预设质量配比熔炼的CrCoNi三元中熵合金粉末以及改性剂氟化镧粉末混合而成；

其中，所述改性剂氟化镧粉末为亚微米级尺寸，所述CrCoNi三元中熵合金粉末为微米尺寸，两种粉末混合的方法包括球磨处理。

所述氟化镧在所述改性CrCoNi三元中熵合金粉末中的质量百分比为0.1％～2％。

所述CrCoNi三元中熵合金粉末中铬的质量百分比为15％～55％。

所述CrCoNi三元中熵合金粉末中钴的质量百分比为15％～40％。

所述CrCoNi三元中熵合金粉末中镍的质量百分比为15％～40％。

所述CrCoNi三元中熵合金粉末中铬、钴、镍的质量百分比之和为100％。

第二方面

本发明还提供一种改性CrCoNi三元中熵合金粉末制备方法，所述方法包括如下步骤：