一种基于3D打印的双相高熵合金及其制备方法与流程

本发明涉及合金，特别是涉及一种基于3d打印的双相高熵合金及其制备方法。

背景技术：

1、高熵合金由于具有较高的高温机械强度、优异的抗热疲劳性、抗氧化性和耐腐蚀性等特性，广泛应用于发动机叶片、喷气飞机引擎、船体、汽车零部件、机床工具等领域。近些年来，双相高熵合金的制备工艺受到越来越多的关注。传统的双相高熵合金通常采用括电弧熔炼、定向凝固、机械合金化、放电等离子烧结等方式来制备高熵合金。其过程所涉及的设备条件要求高、加工周期长、费用高，而且只针对一般零件生产。

2、金属3d打印技术具有近净成形，加工数字化、智能化、自动化，原材料利用率高，无需模具，组织细小均匀等优点，被广泛应用于新材料的开发和工艺成型。双相高熵合金熔炼和凝固成型困难，而且内部容易存在孔洞、裂纹等缺陷。因此，一种合适的金属3d打印成型双相高熵合金的制备工艺十分重要。

技术实现思路

0、
技术实现要素：
的

1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于解决现有技术制备双相高熵合金成本高、周期长、加工成型难度大，内部容易存在孔洞、裂纹等问题。

2、本发明第一方面提供一种基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，所述制备方法包括将双相高熵合金放入3d打印机中进行打印，所述打印的扫描速度为800～1200mm/s，所述打印的扫描间距为0.08～0.1mm，所述打印的及激光功率为160～190w。

3、对于slm成型工艺来说，成型大多数粉末扫描速度在300～1800mm/s，扫描间距在0.04～0.16mm，激光功率在80～450w。但具体到本发明的双相高熵合金粉末材料，由于具有多相结构，在激光打印成型过程中快速加热和快速冷却的循环过程中，打印会有开裂倾向。基于以上特点，扫描速度应选择在一个合适的区间，扫描速度太快，打印的测试件传热时间短，打印容易开裂，扫描速度太低，能量累计过大，打印件容易球化，难以成型。对于激光功率和扫描间距，参数值太高或太低，打印件内部会容易形成很多不同类型孔隙，影响打印质量。本发明中的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法通过选择合适的双相高熵合金的粉末粒和打印工艺参数，实现了双相高熵合金高致密性成型试块的打印，为科学研究和打印产品提供了新的途径。

4、优选地，a1)所述双相高熵合金的粉末粒径为5～53μm；例如可以是5～15μm、15～25μm、25～35μm、35～53μm等。

5、优选地，a2)所述双相高熵合金的球形度≥0.85；能够提高颗粒的均匀性，有利于熔化成型。

6、优选地，a3)所述双相高熵合金的松装密度≥4.0g/cm3；能够利于熔化加工成型。

7、优选地，a4)所述双相高熵合金的振实密度≥5.2g/cm3；能够利于熔化加工成型。

8、优选地，a5)所述双相高熵合金的流动性≤25s/50g，能够利于熔化加工成型。

9、优选地，所述双相高熵合金的组成，按重量百分比计，包括

10、

11、最优选地，所述双相高熵合金的组成，按重量百分比计，包括

12、

13、优选地，所述双相高熵合金为ni30co30cr10fe10al18w2。

14、优选地，b1)打印时，所述双相高熵合金的厚度为25～35μm。

15、优选地，b2)打印时，所述打印的激光光斑直径57～67μm。

16、优选地，b3)打印时，进行条形带扫描。

17、优选地，特征b3)中，所述条形带的宽度为4～6mm。

18、优选地，特征b3)中，所述条形带的逐层旋转角度为57°～77°。

19、优选地，打印时，采用基板预热。

20、优选地，所述预热的温度为80～120℃，例如可以是80～90℃、90～100℃、100～110℃、110～120℃。

21、本发明第二方面提供一种基于3d打印的双相高熵合金，采用上所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法制得。

22、上述技术方案具有如下有益效果：

23、1)本发明中的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法通过选择合适的双相高熵合金的粉末粒和打印工艺参数，实现了ni30co30cr10fe10al18w2双相高熵合金高致密性成型试块的打印，为科学研究和打印产品提供了新的途径。

24、2)本发明采用3d打印技术，加工数字化、智能化、自动化，原材料利用率高，解决现有技术制备双相高熵合金成本高、周期长、加工成型难度大的技术问题。

技术特征：

1.一种基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将双相高熵合金放入3d打印机中进行打印，所述打印的扫描速度为800～1200mm/s，所述打印的扫描间距为0.08～0.1mm，所述打印的及激光功率为160～190w。

2.如权利要求1所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下技术特征中的至少一项：

3.如权利要求1或2所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，所述双相高熵合金的组成，按重量百分比，包括

4.如权利要求1或2所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，所述双相高熵合金为ni30co30cr10fe10al18w2。

5.如权利要求1或2所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下技术特征中的至少一项：

6.如权利要求5所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，特征b3)中，所述条形带的宽度为4～6mm。

7.如权利要求5所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，特征b3)中，所述条形带的逐层旋转角度为57°～77°。

8.如权利要求1或2所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，打印时，采用基板预热。

9.如权利要求8所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法，其特征在于，所述预热的温度为80℃-120℃。

10.一种基于3d打印的双相高熵合金，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的基于3d打印的双相高熵合金的制备方法制得。

技术总结
本发明涉及合金技术领域，特别是涉及一种基于3D打印的双相高熵合金及其制备方法。一种基于3D打印的双相高熵合金的制备方法，将双相高熵合金放入3D打印机中进行打印，所述打印的扫描速度为800～1200mm/s，所述打印的扫描间距为0.08～0.1mm，所述打印的及激光功率为160～190W。本发明中的基于3D打印的双相高熵合金的制备方法通过选择合适的双相高熵合金的粉末和打印工艺参数，实现了双相高熵合金高致密性成型试块的打印，为科学研究和打印产品提供了新的途径。

技术研发人员：刘建业,毛丽,王毅,汪顺
受保护的技术使用者：上海汉邦联航激光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6