CN114107741A - 一种3d打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末及制备方法 - Google Patents
一种3d打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末及制备方法，粉末包括高熵合金和镍铝合金，高熵合金所占质量比为10～40％；镍铝合金各元素质量比为镍：50～90％、铝：10～50％；高熵合金各元素原子比为铬：10～25％、锰：10～25％、铁：10～25％、钴：10～25％、镍：10～25％。方法包括：A、将铬、锰、铁、钴、镍放入坩埚；B、抽真空；C、坩埚加热，溶液下落；D、氩气，凝固；E、将镍、铝放入坩埚，重复步骤B～D；F、按比例混合。采用电极感应熔炼气雾化法制得高熵合金和镍铝合金颗粒，按比例混合制得3D打印原材料。解决熔炼方式制得高熵合金增强镍铝复合材料，成本高，工序复杂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末及制备方法，属于3D打印金属材料制备技术领域。
背景技术
3D打印又称“增材制造”技术，属于快速成型技术的一种，它是一种以计算机三维模型为基础，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、电子束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、非金属粉末、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品的技术。相对于传统的制造方法不同，增材制造技术是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，实现了零件“自由制造”，解决了许多复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期，而且产品结构越复杂，其制造速度的作用就越显著。且选区激光熔化技术(SLM，Selective Laser Melting)是增材制造技术领域中最具前沿和最有潜力的技术，该技术基于快速成形的最基本思想，最大程度的减少了材料的浪费，成形过程几乎不受零件复杂程度的限制，因而具有很大的柔性，特别适合于单件小批量产品的制造，在航空航天、军工、汽车、工业机械、生物医疗等领域有着广泛的应用前景。
而镍铝合金作为一种金属间化合物，常被用于航空航天发动机的高温段，但其室温塑性较差限制了其应用范围，因此有必要增强其拉伸性能，使得镍铝合金能够更广泛的应用，高熵合金作为一种新的合金体系，具有好的力学性能、相稳定性、耐腐蚀性能等优点。现有技术主要采用熔炼得方式，通过传统冶金将镍铝合金和高熵合金熔炼制的3D打印原材料，但传统方式工序多，工艺复杂，且成本高，耗时长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有熔炼方式制得高熵合金增强镍铝复合材料，成本高，工序复杂，品质难保证。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末包括高熵合金和镍铝合金，高熵合金所占质量比为10～40％；且所述镍铝合金各元素质量比为镍：50～90％、铝：10～50％；高熵合金各元素原子比分别为铬：10～25％、锰：10～25％、铁：10～25％、钴：10～25％、镍：10～25％。
一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，包括以下步骤：
A、将铬、锰、铁、钴、镍单质金属表面清理后，按比例放入带有感应线圈的坩埚内；
B、对高频感应熔炼炉抽真空；
C、在真空保护下，打开高频感应电源铜线圈对坩埚内金属加热，且电流强度为80～90A，待完全熔化后倒入中间包，使得合金溶液均匀下落；
D、第一滴液滴下落之后，开启氩气阀，液体在高压气体作用下变为小液滴，凝固为固体颗粒；
E、将坩埚清理干净，然后将镍、铝单质金属表面清理后，按比例放入带有感应线圈的坩埚内，并重复步骤B～D的操作；
F、将得到的两种合金粉末按比例配好，然后加入V型混粉机中混和得到复合材料粉末。
其中，上述方法中步骤A和E中，用细砂纸打磨金属的表面，并用酒精清洗。
其中，上述方法中步骤B中，高频感应熔炼炉的极限真空度2～4×10-3Pa，升压率小于1Pa/h。
其中，上述方法中步骤C中，所述高频感应电源的电流强度由30A、50A、60A，最后稳定在为80～90A。
其中，上述方法中步骤D中，所述氩气的气压为3～4MPa。
其中，上述方法中步骤D中，所述氩气纯度为99.999％。
其中，上述方法中步骤F中，V型混粉机的转速为150～400rpm。
其中，上述方法中步骤F中，混粉时间为0.5～5小时。
本发明的有益效果是：采用气雾化法分别制备出NiAl金属间化合物粉末和CrMnFeCoNi高熵合金粉末，随后V型混粉机对两种粉末进行混合，制得高熵合金分散均匀的高熵合金/镍铝复合材料粉末，高熵合金具有较好的塑性和较高的强度，使得通过高熵合金优秀的力学性能可使镍铝合金的塑性得到显著改善。该方法所制备的球形粉末可作为激光3D打印和电子束3D打印原材料，产品可应用于航空航天发动机高温端等领域。该粉末具有很高的附加值，具有良好的市场前景。
附图说明
图1为本发明的混合后得复合材料粉末得显微镜下示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末，包括高熵合金和镍铝合金，高熵合金所占质量比为10～40％；且所述镍铝合金各元素质量比为镍：50～90％、铝：10～50％；高熵合金各元素原子比分别为铬：10～25％、锰：10～25％、铁：10～25％、钴：10～25％、镍：10～25％。本领域技术人员能够理解的是，由于高熵合金具有较好的塑性和较高的强度，故本粉末进一步限定包括高熵合金和镍铝合金的占比，优选高熵合金所占质量比为10～40％；同时进一步限定镍铝合金各元素质量比为镍：50～90％、铝：10～50％；以及高熵合金各元素原子比分别为铬：10～25％、锰：10～25％、铁：10～25％、钴：10～25％、镍：10～25％，上述限定使得通过高熵合金优秀的力学性能可使镍铝合金的塑性得到显著改善。
一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，包括以下步骤：
A、将铬、锰、铁、钴、镍单质金属表面清理后，按比例放入带有感应线圈的坩埚内；
B、对高频感应熔炼炉抽真空；
C、在真空保护下，打开高频感应电源铜线圈对坩埚内金属加热，且电流强度为80～90A，待完全熔化后倒入中间包，使得合金溶液均匀下落；
D、第一滴液滴下落之后，开启氩气阀，液体在高压气体作用下变为小液滴，凝固为固体颗粒；
E、将坩埚清理干净，然后将镍、铝单质金属表面清理后，按比例放入带有感应线圈的坩埚内，并重复步骤B～D的操作；
F、将得到的两种合金粉末按比例配好，然后加入V型混粉机中混和得到复合材料粉末。本领域技术人员能够理解的是，本方法中的高频感应熔炼炉为现有技术，且坩埚属于其附属构件，可优选坩埚为双层水冷铜坩埚，且坩埚的侧壁上设置有感应线圈用于加热坩埚也即是将坩埚内的金属单质熔化，具体将感应线圈通电就可用于坩埚内的金属单质直至熔化。步骤B主要用于降低装置内的氧含量，步骤C通过控制高频感应电源的电流强度，来控制坩埚的过热度，在一定范围内，适当提高过热度，可以减小熔滴的表面张力和粘度，熔滴在离心力作用下破碎的更细。步骤D主要实现合金熔滴与氩气换热生成球形高熵合金。步骤E制备镍铝合金粉末。步骤F则将制备得到的高熵合金和镍铝合金均匀混合，及制得最终3D打印机得原材料。
优选的，上述方法中步骤A和E中，用细砂纸打磨金属的表面，并用酒精清洗。本领域技术人员能够理解的是，为了避免杂质影响质量，本装置优选用细砂纸打磨金属的表面，并用酒精清洗，去除外层杂质及氧化层。
优选的，上述方法中步骤B中，高频感应熔炼炉的极限真空度2～4×10-3Pa，升压率小于1Pa/h。本领域技术人员能够理解的是，步骤B中限定高频感应熔炼炉的极限真空度2～4×10-3Pa，主要是为了下面几个步骤作业时的一个真空度条件。而升压率是指真空设备密封性的一个参数，主要作用是为了更好的熔炼合金，防止氧化，提高其产品质量，故本方法优选升压率小于1Pa/h。
优选的，上述方法中步骤C中，所述高频感应电源的电流强度由30A、50A、60A，最后稳定在为80～90A。本领域技术人员能够理解的是，本方法中得电流强度可控制坩埚的过热度，为了保证最终产品质量，本装置优选高频感应电源的电流强度由30A、50A、60A，最后稳定在为80～90A。在一定范围内，适当提高过热度，可以减小熔滴的表面张力和粘度，熔滴在离心力作用下破碎的更细。同时本方法高频感应电源的电流强度由30A、50A、60A，最后稳定在为80～90A，也可提高熔炼速度一定程度上加快生产效率，同时降低能耗，实现节能减排。
优选的，上述方法中步骤D中，所述氩气的气压为3～4MPa。本领域技术人员能够理解的是，根据多次实验分析，本方法优选步骤D中，所述氩气的气压为3～4MPa。如果压力太小的话不能把金属液流破碎成为小液滴，因此得到的粉末大小会偏大甚至会得不到粉末；如果超出这个范围，，最后适用于3D打印的粉末产量并不会跟着线性提升，而是会达到一个极值然后基本不变，同时会造成成本大量提升。
优选的，上述方法中步骤D中，所述氩气纯度为99.999％。本领域技术人员能够理解的是，为了降低产品得含氧量，本方法优选氩气纯度为99.999％。
优选的，上述方法中步骤F中，V型混粉机的转速为150～400rpm。本领域技术人员能够理解的是，V型混粉机为现有产品，本方法优选V型混粉机的转速是为了保证混合物均匀混合，故优选V型混粉机的转速为150～400rpm。
优选的，上述方法中步骤F中，混粉时间为0.5～5小时。本领域技术人员能够理解的是，同理为了保证混合物均匀混合，本方法优选混粉时间为0.5～5小时。
实施例1
采用本方法制备CrMnFeCoNi增强NiAl球形粉末
按下述操作步骤制备CrMnFeCoNi增强NiAl球形粉末：
A、将表面处理过，铬、锰、铁、钴、镍单质放入带感应线圈的坩埚中，各金属原子比为20％:20％:20％:20％:20％；
B、将对高频感应熔炼炉设备抽真空，真空度为4.5×10-3Pa；
C、在真空保护下，打开高频感应电源铜线圈对原材料加热，电流强度由20A、30A、40A、50A、60A最后稳定在为80A，待完全熔化后倒入中间包，使得合金溶液均匀下落；
D、第一滴液滴下落之后，开启氩气阀，液体在高压气体作用下变为小液滴，凝固为固体颗粒；
E、将镍、铝单质金属表面清理后，按质量比镍、铝为50％、50％，放入带有感应线圈的坩埚内，重复以上B～D步骤；
F、将得到的两种粉末以镍铝合金、高熵合金质量比为90％、10％加入混粉机中以200rpm，混合1小时。
其中，-45μm细粉收得率为39.12％,氧含量900ppm，球形度为91.49％。
实施例2
采用本方法制备Cr25Mn25Fe20Co15Ni15增强Ni3Al球形粉末
按下述操作步骤制备Cr25Mn25Fe20Co15Ni15增强Ni3Al球形粉末：
A、将表面处理过，铬、锰、铁、钴、镍单质放入带感应线圈的坩埚中，各金属原子比为25％:25％:20％:15％:15％；
B、将对设备抽真空，真空度为4.5×10-3Pa；
C、在真空保护下，打开高频感应电源铜线圈对原材料加热，电流强度由20A、30A、40A、50A、60A最后稳定在为90A，待完全熔化后倒入中间包，使得合金溶液均匀下落；
D、第一滴液滴下落之后，开启氩气阀，液体在高压气体作用下变为小液滴，凝固为固体颗粒；
E、将镍、铝单质金属表面清理后，按质量比镍、铝分别为75％、25％，放入带有感应线圈的坩埚内，重复以上B～D步骤；
F、将得到的两种粉末以镍铝合金、高熵合金质量比分别为90％、10％加入混粉机中以150rpm，混合2小时。
其中，-45μm细粉收得率为33.68％,氧含量1000ppm，球形度为94.12％。
Claims (9)
1.一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末，其特征在于：包括高熵合金和镍铝合金，高熵合金所占质量比为10～40％；且所述镍铝合金各元素质量比为镍：50～90％、铝：10～50％；高熵合金各元素原子比分别为铬：10～25％、锰：10～25％、铁：10～25％、钴：10～25％、镍：10～25％。
2.一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、将铬、锰、铁、钴、镍单质金属表面清理后，按比例放入带有感应线圈的坩埚内；
B、对高频感应熔炼炉抽真空；
C、在真空保护下，打开高频感应电源铜线圈对坩埚内金属加热，且电流强度为80～90A，待完全熔化后倒入中间包，使得合金溶液均匀下落；
D、第一滴液滴下落之后，开启氩气阀，液体在高压气体作用下变为小液滴，凝固为固体颗粒；
E、将坩埚清理干净，然后将镍、铝单质金属表面清理后，按比例放入带有感应线圈的坩埚内，并重复步骤B～D的操作；
F、将得到的两种合金粉末按比例配好，然后加入V型混粉机中混和得到复合材料粉末。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤A和E中，用细砂纸打磨金属的表面，并用酒精清洗。
4.根据权利要求2所述的一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤B中，高频感应熔炼炉的极限真空度2～4×10-3Pa，升压率小于1Pa/h。
5.根据权利要求2所述的一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤C中，所述高频感应电源的电流强度由30A、50A、60A，最后稳定在为80～90A。
6.根据权利要求2所述的一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤D中，所述氩气的气压为3～4MPa。
7.根据权利要求2所述的一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤D中，所述氩气纯度为99.999％。
8.根据权利要求2所述的一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤F中，V型混粉机的转速为150～400rpm。
9.根据权利要求2所述的一种3D打印用高熵合金增强镍铝复合材料球形粉末的制备方法，其特征在于：步骤F中，混粉时间为0.5～5小时。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115627383A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-01-20 | 东南大学 | 一种3d打印微区梯度结构高熵合金/钛及钛合金复合材料及其制备方法和应用 |
| CN115815609A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-03-21 | 北京理工大学唐山研究院 | 高纯净难熔高熵合金球形粉末制备方法 |
| CN116117126A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-05-16 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种3d打印用球形高熵合金粉末及其制备方法 |
| CN116275089A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-06-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种钴铬铁镍高熵合金及其墨水直写增材制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108441706A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-24 | 西南交通大学 | 一种高熵合金增强镍铝复合材料及其制备方法 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108441706A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-24 | 西南交通大学 | 一种高熵合金增强镍铝复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张义文编: "《粉末冶金高温合金论文集》", 30 November 2013, 冶金工业出版社 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115627383A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-01-20 | 东南大学 | 一种3d打印微区梯度结构高熵合金/钛及钛合金复合材料及其制备方法和应用 |
| CN115627383B (zh) * | 2022-10-14 | 2023-12-05 | 东南大学 | 一种3d打印微区梯度结构高熵合金/钛及钛合金复合材料及其制备方法和应用 |
| CN115815609A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-03-21 | 北京理工大学唐山研究院 | 高纯净难熔高熵合金球形粉末制备方法 |
| CN116117126A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-05-16 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种3d打印用球形高熵合金粉末及其制备方法 |
| CN116275089A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-06-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种钴铬铁镍高熵合金及其墨水直写增材制造方法 |
| CN116275089B (zh) * | 2023-05-16 | 2023-08-11 | 中国科学院金属研究所 | 一种钴铬铁镍高熵合金及其墨水直写增材制造方法 |
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