CN112570705A - 一种难熔高熵合金粉末用粘结剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种难熔高熵合金粉末用粘结剂及其制备方法。所述制备方法包括：将磷酸二氢铝、丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐、抗氧剂和表面活性剂混合均匀，得到所述难熔高熵合金粉末用粘结剂。本发明提供的难熔高熵合金粉末用粘结剂，其组分中加入的磷酸二氢铝在高熵合金粉末粘结成形后可在坯体中形成骨架结构，粘结力好，稳定性高，与丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐配合经过红外固化后，可以使高熵合金粉末具有较高的强度，同时保持了难熔高熵合金原有的高熔点特性。

Description

一种难熔高熵合金粉末用粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及粘结剂领域，尤其涉及一种难熔高熵合金粉末用粘结剂及其制备方法。
背景技术
粉末粘结烧结技术是20世纪90年代形成的一门新兴成形技术，作为增材制造技术的一种具有许多潜在优势。高熵合金通常是由4种以上元素构成，并且每种元素含量都不低于5at.％，但也不会超过35at.％，各组成元素间相互作用，通过多种主元的共同作用来表现其特特殊性能。为充分发挥合金系统中高混乱度的效应，并与传统合金相区别，通常定义高熵合金的主元数目n≥5。高熵合金具有众多特点：高强度与硬度、良好的耐磨性、优异的耐热和腐蚀性能、以及具有一定的磁学性能。对于含有Ta、Wu、Mo、V、Zr元素的高熵合金具有较高的熔点（>2000℃），很难进行激光熔覆，而粘结烧结可大批量地生产形状复杂、精度高的金属零件，能够大大降低制造成本。粘结烧结工艺核心技术是粘结剂的制备，它直接影响物料的混合、注射成型效率和最终产品的性能。蜡基粘结剂是金属粉末粘结成型技术早期应用较广的粘结剂。但该粘结剂中的石蜡必须采用己烷或庚烷等有机溶剂萃取，有机溶剂有毒且会导致环境问题。近年来，市场上主要使用乙二醇单丁醚和乙二醇的混合基粘结剂作为金属粘结剂，但是其在高熵合金粘结烧结过程中易发生分解扩散发生反应，会对高熵合金性能产生影响。常规粘结剂在高温烧结过程中醇类粘结剂分解过快，使得粉末发生脱落，烧结后材料内部造成孔洞，恶化性能（Ziaee Mohsen,Crane Nathan B,“Binderjetting: A review of process, materials, and methods”, AdditiveManufacturing, 28 (2019) 781–801），粘结剂不足易使得粉末脱落。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种难熔高熵合金粉末用粘结剂及其制备方法。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明提供的一种难熔高熵合金粉末用粘结剂的制备方法，包括如下步骤：将磷酸二氢铝、丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐、抗氧剂和表面活性剂混合均匀，得到所述难熔高熵合金粉末用粘结剂。
进一步地，按质量份数计，所述难熔高熵合金粉末用粘结剂包括如下组分：
磷酸二氢铝 35-50份；
丙烯酸酯 15-30份；
丙二醇丁醚 5-10份；
对羟基苯磺酸 1-2份；
脂肪酸铵盐 7-15份；
抗氧剂 2-6份；
表面活性剂1-4份。
优选地，按质量份数计，所述难熔高熵合金粉末用粘结剂包括如下组分：
磷酸二氢铝35-40份；
丙烯酸酯 20-30份；
丙二醇丁醚5-10份；
对羟基苯磺酸 1-2份；
脂肪酸铵盐7-15份；
抗氧剂 2-4份；
表面活性剂1-4份。
优选地，按质量份数计，所述难熔高熵合金粉末用粘结剂包括如下组分：
磷酸二氢铝 40-50份；
丙烯酸酯15-25份；
丙二醇丁醚 5-10份；
对羟基苯磺酸 1-2份；
脂肪酸铵盐 7-15份；
抗氧剂4-6份；
表面活性剂1-4份。
进一步地，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯及甜菜碱脂肪酸甘油酯中的一种。
进一步地，所述抗氧剂为苯并三氮唑。
本发明提供一种由上述的制备方法制得的难熔高熵合金粉末用粘结剂。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明提供的难熔高熵合金粉末用粘结剂，其组分中加入的磷酸二氢铝在高熵合金粉末粘结成形后可在坯体中形成骨架结构，粘结力好，稳定性高，与丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐配合经过红外固化后，可以使高熵合金粉末具有较高的强度，同时保持了难熔高熵合金原有的高熔点特性。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
以下实施例及对比例所用到的重量（质量）份数，作为举例，重量单位可以为克、千克等，也可以是本领域常用的任意其他用量。
实施例1
一种难熔高熵合金粉末用粘结剂，包括磷酸二氢铝、丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐、苯并三氮唑和脂肪酸甘油酯，其组分按重量份计分别为：
磷酸二氢铝 45份；
丙烯酸酯 20份；
丙二醇丁醚 7份；
对羟基苯磺酸 2份；
脂肪酸铵盐 10份；
苯并三氮唑 4份；
脂肪酸甘油酯 2份。
上述物质混合均匀，即可得到所述难熔高熵合金粉末用粘结剂。
实施例2
一种难熔高熵合金粉末用粘结剂，包括磷酸二氢铝、丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐、苯并三氮唑和脂肪酸甘油酯，其组分按重量份计分别为：
磷酸二氢铝 40份；
丙烯酸酯 25份；
丙二醇丁醚 5份；
对羟基苯磺酸 1份；
脂肪酸铵盐 12份；
苯并三氮唑 5份；
脂肪酸甘油酯 1份。
上述物质混合均匀，即可得到所述难熔高熵合金粉末用粘结剂。
实施例3
一种难熔高熵合金粉末用粘结剂，包括磷酸二氢铝、丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐、苯并三氮唑和脂肪酸甘油酯，其组分按重量份计分别为：
磷酸二氢铝 47份；
丙烯酸酯 25份；
丙二醇丁醚 8份；
对羟基苯磺酸 2份；
脂肪酸铵盐 11份；
苯并三氮唑 5份；
甜菜碱脂肪酸甘油酯 3份。
上述物质混合均匀，即可得到所述难熔高熵合金粉末用粘结剂。
本发明的有益效果是：粘结剂组分中加入的磷酸二氢铝在高熵合金粉末粘结成形后可在坯体中形成骨架结构，粘结力好，稳定性高，与丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐配合经过红外固化后，可以使高熵合金粉末具有较高的强度，同时保持了难熔高熵合金原有的高熔点特性。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种难熔高熵合金粉末用粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将磷酸二氢铝、丙烯酸酯、丙二醇丁醚、对羟基苯磺酸、脂肪酸铵盐、抗氧剂和表面活性剂混合均匀，得到所述难熔高熵合金粉末用粘结剂。
2.根据权利要求1所述的难熔高熵合金粉末用粘结剂的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述难熔高熵合金粉末用粘结剂包括如下组分：
磷酸二氢铝 35-50份；
丙烯酸酯 15-30份；
丙二醇丁醚 5-10份；
对羟基苯磺酸 1-2份；
脂肪酸铵盐 7-15份；
抗氧剂 2-6份；
表面活性剂1-4份。
3.根据权利要求1所述的难熔高熵合金粉末用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯及甜菜碱脂肪酸甘油酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的难熔高熵合金粉末用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为苯并三氮唑。
5.一种由权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的难熔高熵合金粉末用粘结剂。
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