CN116479251A - 一种高熵合金铸锭的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高熵合金铸锭的制备方法，涉及合金制备技术领域。本发明实施例提供的高熵合金铸锭的制备方法，通过真空电磁悬浮熔炼设备制备高熵合金一次锭，将多个高熵合金一次锭堆垛并连接得到自耗电极，通过真空自耗电弧熔炼设备将自耗电极熔炼为大规格的高熵合金铸锭。通过真空电磁悬浮熔炼设备可以将各种形状的原料制备为高熵合金一次锭，高熵合金一次锭的杂质元素少，合金元素成分均匀性好。通过将自耗电极熔炼为大规格的高熵合金铸锭，增大了高熵合金铸锭的规格尺寸，提升了高熵合金铸锭的生产效率，还可以满足锻造、轧制工序对大规格高熵合金铸锭的需求。

Description

一种高熵合金铸锭的制备方法

技术领域

本发明涉及合金制备技术领域，尤其涉及一种高熵合金铸锭的制备方法。

背景技术

高熵合金是由五种或五种以上等量或大约等量金属组成的合金。以往的合金中主要的金属成分可能只有一至两种。例如以铁为基础，再加入一些微量的元素来提升其特性，所得的合金是以铁为主的合金。随着合金中的金属种类增多，会使其材质脆化。高熵合金和以往的合金不同，有多种金属却不会脆化，作为一种新型材料具有很多理想的性能。因此，高熵合金的制备近些年来备受关注。

由于高熵合金各合金元素的物理性能偏差较大，导致高熵合金铸锭的制备较为困难。一方面，受限于熔炼设备，无法制备大规格的高熵合金铸锭；另一方面，制备的高熵合金铸锭容易出现严重的成分偏析。

发明内容

本发明提供一种高熵合金铸锭的制备方法，用以解决现有技术中无法制备大规格高熵合金铸锭的缺陷，既保证了高熵合金铸锭的成分均匀性，又增大了高熵合金铸锭的规格尺寸，提升了高熵合金铸锭的生产效率。

本发明提供一种高熵合金铸锭的制备方法，包括以下步骤：

根据与金属原料的特性对应的放置方式将所述金属原料放置于水冷坩埚中；

通过真空电磁悬浮熔炼设备将所述水冷坩埚中的所述金属原料熔炼为高熵合金一次锭；

将多个所述高熵合金一次锭按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极；

通过真空自耗电弧熔炼设备将所述自耗电极熔炼为高熵合金铸锭。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，将多个所述高熵合金一次锭按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极的步骤，包括：

将多个所述高熵合金一次锭依次堆垛，以使所述高熵合金一次锭的头部与相邻所述高熵合金一次锭的尾部抵接，或者所述高熵合金一次锭的头部与相邻所述高熵合金一次锭的头部抵接，所述高熵合金一次锭的尾部与相邻所述高熵合金一次锭的尾部抵接；其中，所述高熵合金一次锭头部的横截面小于所述高熵合金一次锭尾部的横截面；

将多个所述高熵合金一次锭连接在一起，得到所述自耗电极。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，所述金属原料的特性包括金属原料的熔点和形状，根据与所述金属原料的特性对应的放置方式将所述金属原料放置于水冷坩埚中的步骤，包括：

将片状的所述金属原料平铺于所述水冷坩埚中；

根据熔点由低到高将所述金属原料分层放置于所述水冷坩埚中。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，将多个所述高熵合金一次锭连接在一起的步骤，包括：

通过真空等离子焊接设备将多个所述高熵合金一次锭焊接连接，焊缝位于所述高熵合金一次锭的外表面，所述焊缝的延伸方向平行于所述自耗电极的中心轴线。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，将多个所述高熵合金一次锭连接在一起的步骤，包括：

通过手工氩弧焊设备将相邻两个所述高熵合金一次锭焊接连接，焊缝位于相邻两个所述高熵合金一次锭的接触面的外周。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，将多个所述高熵合金一次锭连接在一起的步骤，包括：

通过金属带将多个所述高熵合金一次锭捆扎在一起，得到所述自耗电极；其中，所述金属带采用所述金属原料制成。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，将多个所述高熵合金一次锭按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极的步骤之前，还包括：

对所述高熵合金一次锭的头部端面和尾部端面进行车削，使所述高熵合金一次锭的头部端面和尾部端面均为平面。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，根据与所述金属原料的特性对应的放置方式将所述金属原料放置于水冷坩埚中的步骤之前，还包括：

对颗粒状的所述金属原料进行打磨；

对片状的所述金属原料进行超声波清洗和磁力抛光。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，通过真空电磁悬浮熔炼设备将所述水冷坩埚中的所述金属原料熔炼为高熵合金一次锭的步骤，包括：

通过真空电磁悬浮熔炼设备将所述金属原料熔炼为液体后再进行凝固，得到高熵合金块；

将所述高熵合金块翻转后再次熔炼至少两次，得到所述高熵合金一次锭，每个所述高熵合金一次锭的重量为1kg-10kg。

根据本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法，所述自耗电极的直径为φ140mm-φ150mm；通过真空自耗电弧熔炼设备将所述自耗电极熔炼为高熵合金铸锭的步骤，包括：

通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ170mm水冷铜坩埚的所述自耗电极进行一次熔炼，制备一次锭；通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ190mm水冷铜坩埚的所述一次锭进行二次熔炼，制备二次锭；通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ210mm水冷铜坩埚的所述二次锭进行三次熔炼，制备高熵合金铸锭。

本发明实施例提供的高熵合金铸锭的制备方法，通过真空电磁悬浮熔炼设备制备高熵合金一次锭，将多个高熵合金一次锭堆垛并连接得到自耗电极，通过真空自耗电弧熔炼设备将自耗电极熔炼为大规格的高熵合金铸锭。通过真空电磁悬浮熔炼设备可以将各种形状的原料制备为高熵合金一次锭，高熵合金一次锭的杂质元素少，合金元素成分均匀性好。通过将自耗电极熔炼为大规格的高熵合金铸锭，增大了高熵合金铸锭的规格尺寸，提升了高熵合金铸锭的生产效率，还可以满足锻造、轧制工序对大规格高熵合金铸锭的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的高熵合金一次锭的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的自耗电极的结构示意图之一；

图4是本发明实施例提供的自耗电极的结构示意图之二；

图5是本发明实施例提供的高熵合金铸锭上下堆垛的结构示意图。

附图标记：

10、高熵合金一次锭；20、自耗电极；30、高熵合金铸锭；40、辅助电极。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图5描述本发明实施例的高熵合金铸锭的制备方法。

图1示例了本发明实施例提供的一种高熵合金铸锭的制备方法的流程图，如图1所示，高熵合金铸锭的制备方法包括以下步骤：

步骤S100，根据与金属原料的特性对应的放置方式将金属原料放置于水冷坩埚中；

在放置金属原料时，水冷坩埚上部的金属原料处于疏松状态，水冷坩埚下部的金属原料处于密实状态。当水冷坩埚中的金属原料开始熔化时，由于水冷坩埚上部的金属原料处于疏松状态，水冷坩埚上部的金属原料在熔化过程中易于下落，以便与水冷坩埚下部的金属原料熔为一体，提高高熵合金一次锭10的成分均匀性。

步骤S200，通过真空电磁悬浮熔炼设备将水冷坩埚中的金属原料熔炼为高熵合金一次锭10；

通过真空电磁悬浮熔炼设备可以熔炼任何形状的金属原料，如块状、粉状、片状、屑状、海绵状等形状的金属原料。由于在熔炼过程中，金属原料在洛仑兹力的作用下与水冷坩埚接触较少，避免了水冷坩埚的杂质污染金属原料，提高了高熵合金一次锭10的纯净度。此外，由于真空电磁悬浮熔炼设备的熔炼温度超过3000℃，能够对难熔金属如Cr、Zr、V、Hf、Nb、Mo、Ta等，以及Pt、Rh、Ir等贵金属进行熔炼。真空电磁悬浮熔炼设备相比于真空感应炉和真空电子束炉的能耗低，制备高熵合金一次锭10的成本也更低。

在通过真空电磁悬浮熔炼设备进行熔炼前，将真空电磁悬浮熔炼设备清理干净，避免在熔炼过程中污染原料。

步骤S300，将多个高熵合金一次锭10按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极20；

高熵合金一次锭10的个数可以根据需要决定，当高熵合金一次锭10的数量越多时，制备的自耗电极20尺寸越大，生产的高熵合金铸锭规格尺寸越大。

这里需要说明的是，本示例中预定要求指多个高熵合金一次锭沿一行依次堆垛，当然，预定要求也可以指多个高熵合金一次锭100沿多行依次堆垛。

步骤S400，通过真空自耗电弧熔炼设备将自耗电极20熔炼为高熵合金铸锭。

本发明实施例提供的高熵合金铸锭的制备方法，通过真空电磁悬浮熔炼设备制备高熵合金一次锭10，将多个高熵合金一次锭10堆垛并连接得到自耗电极20，通过真空自耗电弧熔炼设备将自耗电极20熔炼为大规格的高熵合金铸锭。通过真空电磁悬浮熔炼设备可以将各种形状的原料制备为高熵合金一次锭10，高熵合金一次锭10的杂质元素少，合金元素成分均匀性好。通过将自耗电极20熔炼为大规格的高熵合金铸锭，增大了高熵合金铸锭的规格尺寸，提升了高熵合金铸锭的生产效率，还可以满足锻造、轧制工序对大规格高熵合金铸锭的需求。

在本发明的实施例中，水冷坩埚由多个弧形瓣块组成，弧形瓣块之间绝缘。由于弧形瓣块之间绝缘，水冷坩埚内的磁场衰减减少，能量集中于水冷坩埚内的金属原料，提高了对金属原料的熔炼效率。

图2示例了本发明实施例提供的高熵合金一次锭的结构示意图，图3示例了本发明实施例提供的自耗电极的结构示意图之一，图4示例了本发明实施例提供的自耗电极的结构示意图之二，如图2至图4所示，将多个高熵合金一次锭10按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极20的步骤包括：

将多个高熵合金一次锭10依次堆垛，以使高熵合金一次锭10的头部与相邻高熵合金一次锭10的尾部抵接，或者高熵合金一次锭10的头部与相邻高熵合金一次锭10的头部抵接，高熵合金一次锭10的尾部与相邻高熵合金一次锭10的尾部抵接。其中，高熵合金一次锭10头部的横截面小于高熵合金一次锭10尾部的横截面。将多个高熵合金一次锭10连接在一起，得到自耗电极20。

由于高熵合金一次锭10头部的横截面小于高熵合金一次锭10尾部的横截面，通过将高熵合金一次锭10的头部与相邻高熵合金一次锭10的头部抵接，高熵合金一次锭10的尾部与相邻高熵合金一次锭10的尾部抵接，增加相邻两个高熵合金一次锭10之间的接触面积，提高高熵合金一次锭10之间的连接强度，增强自耗电极20的整体强度。

在本发明的实施例中，金属原料的特性包括金属原料的熔点和形状，根据与金属原料的特性对应的放置方式将金属原料放置于水冷坩埚中的步骤，包括：将片状的金属原料平铺于水冷坩埚中，根据熔点由低到高将金属原料分层放置于水冷坩埚中。

通过将片状的金属原料平铺放置，使得尽可能多的高频磁场穿过片状的金属原料，产生大的涡流，以便对片状的金属原料进行熔炼。由于各合金元素的物理性能偏差较大，水冷坩埚各处的熔炼温度也不易控制，根据熔点由低到高将不同种类元素的金属原料分层放置，以便不同种类元素的金属原料能够同时熔化，提高高熵合金一次锭10的成分均匀性。

在本发明的实施例中，将粉状的金属原料压制成块后放置于水冷坩埚中，将丝状的金属原料横向放置于水冷坩埚中。由于粉状的金属原料容易洒落，通过将粉状的金属原料预先压制成块，既能够避免粉状的金属原料发生洒落，又能够使粉状的金属原料集中受热熔化。通过将丝状的金属原料横向放置于水冷坩埚中，使得尽可能多的高频磁场穿过丝状的金属原料，产生大的涡流，以便对丝状的金属原料进行熔炼。

在本发明的实施例中，还可以将高熔点的片状金属原料与低熔点的片状金属原料交叉叠放，防止高熔点的金属原料熔化不充分，促进不同熔点的金属原料能够同时熔化，提高高熵合金一次锭10的成分均匀性。

在本发明的实施例中，将多个高熵合金一次锭10连接在一起的步骤，包括：通过真空等离子焊接设备将多个高熵合金一次锭10焊接连接。焊缝位于高熵合金一次锭10的外表面，焊缝的延伸方向平行于自耗电极20的中心轴线。

将多个高熵合金一次锭10放置于真空等离子焊接设备中，依次进行抽真空、充氩气、焊接工序。通过真空等离子焊接设备进行焊接，由于是在氩气环境下自动焊接，可以有效的保证自耗电极20不易氧化、不易开裂、不易弯曲，并且焊接效率高，节省人力。焊缝数量可以根据实际情况进行调整。焊缝可以等距间隔设置于高熵合金一次锭10外表面，以便使得自耗电极20的强度保持一致。优选项，焊缝的数量为6条。

在本发明的实施例中，将多个高熵合金一次锭10连接在一起的步骤，包括：通过手工氩弧焊设备将相邻两个高熵合金一次锭10焊接连接，焊缝位于相邻两个高熵合金一次锭10的接触面的外周。

通过手工氩弧焊设备沿相邻两个高熵合金一次锭10的接触面的外周进行焊接，增加了高熵合金一次锭10之间的连接强度，避免在熔炼过程中随着高熵合金一次锭10不断熔化而发生掉块现象，提高了生产安全性。

在本发明的实施例中，手工氩弧焊设备的焊接电源为直流电源，焊接电流为300A-500A，焊接电压为10V-30V。通过焊接制备自耗电极20的过程，自耗电极20将有可能出现氧化物。由于氧化物无法彻底熔化，将导致高熵合金铸锭中出现夹杂缺陷。因此，还可以设置隔离罩，焊接时，焊接电弧和焊缝位于隔离罩内。通过设置隔离罩可以将焊缝与周围的氧气隔离，减少焊缝与氧气的接触，避免焊缝氧化。

在本发明的实施例中，将多个高熵合金一次锭10连接在一起的步骤，包括：通过金属带将多个高熵合金一次锭10捆扎在一起，得到自耗电极20；其中，金属带采用金属原料制成。通过金属带对多个高熵合金一次锭10进行捆扎，既保证自耗电极20具有足够的强度，不会在熔炼中发生掉块现象，又避免了焊接出现氧化物的现象，杜绝高熵合金铸锭中出现夹杂缺陷。由于金属带与高熵合金的元素种类相同，利用金属带捆扎也不会对高熵合金铸锭的元素成分造成影响。

在本发明的实施例中，将多个高熵合金一次锭10按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极20的步骤之前，还包括：对高熵合金一次锭10的头部端面和尾部端面进行车削，使高熵合金一次锭10的头部端面和尾部端面均为平面。

在真空电磁悬浮熔炼过程中，随着金属原料在感应电流的加热作用下不断熔化，金属熔体的表面在应力作用下趋向于球面，凝固后的高熵合金一次锭10表面为球面。通过车床对高熵合金一次锭10的头部和尾部进行车削，使得高熵合金一次锭10的头部端面和尾部端面均为平面，以增大相邻高熵合金一次锭10之间抵接的面积，提高相邻高熵合金一次锭10之间的连接强度。

在本发明的实施例中，根据与金属原料的特性对应的放置方式将金属原料放置于水冷坩埚中的步骤之前，还包括：对颗粒状的金属原料进行打磨；对片状的金属原料进行超声波清洗和磁力抛光。由于颗粒状的金属原料不可避免的会存在氧化皮，在熔炼前对颗粒状的金属原料进行打磨，以去除氧化皮，能够提升高熵合金铸锭的纯净度。通过对片状的金属原料进行超声波清洗和磁力抛光，以去除金属原料的杂质，进一步提升高熵合金铸锭的纯净度。例如，利用乙醇和超声波清洗设备对片状的金属原料进行清洗。

在本发明的实施例中，通过真空电磁悬浮熔炼设备将水冷坩埚中的金属原料熔炼为高熵合金一次锭10的步骤，包括：通过真空电磁悬浮熔炼设备将金属原料熔炼为液体后再进行凝固，得到高熵合金块；将高熵合金块翻转后再次熔炼至少两次，得到高熵合金一次锭10，每个高熵合金一次锭10的重量为1kg-10kg。

根据高熵合金的成分配比，配置重量为1kg-10kg的金属原料。将配置好的金属原料设置于水冷坩埚中，抽真空、充氩，根据熔池变化不断增大熔炼电流，以便使金属原料在磁力托举下不断融化，避免未熔化金属原料沉入坩埚底部。

通过三次以上的熔炼，使得金属原料能够充分熔化，避免高熵合金一次锭10中出现未融化的金属原料。通过真空电磁悬浮熔炼设备进行熔炼的次数可以根据实际需要进行决定，随着熔炼的次数越多，制备出的高熵合金一次锭10成分均匀性越好。

在本发明的实施例中，通过真空电磁悬浮熔炼设备对金属原料进行熔炼时，熔炼电流为200A-800A。熔炼结束后先将熔炼电流降至200A，并保持预定时间后断电，待冷却后出炉。

在本发明的实施例中，自耗电极20的直径为φ140mm-φ150mm；通过真空自耗电弧熔炼设备将自耗电极20熔炼为高熵合金铸锭的步骤，包括：

通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ170mm水冷铜坩埚的自耗电极20进行一次熔炼，制备一次锭；通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ190mm水冷铜坩埚的一次锭进行二次熔炼，制备二次锭；通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ210mm水冷铜坩埚的二次锭进行三次熔炼，制备高熵合金铸锭。

通过真空电磁悬浮熔炼设备熔炼出直径为φ140mm-φ150mm的高熵合金一次锭10，将多个高熵合金一次锭10依次堆垛并连接，得到直径为φ140mm-φ150mm的自耗电极20。分别选用直径φ170mm、φ190mm和φ210mm的水冷铜坩埚进行熔炼，使得多个高熵合金一次锭10能够充分熔化，有效提高高熵合金铸锭的成分均匀性，避免出现成分偏析。通过三次熔炼得到直径φ210mm的大规格高熵合金铸锭，以便作为坯料进行轧制和锻造，制作大尺寸的部件。

在本发明的实施例中，通过真空电磁悬浮熔炼设备将水冷坩埚中的金属原料熔炼为高熵合金一次锭的步骤，包括：在压强小于0.5Pa的环境中将水冷坩埚中的金属原料熔炼为高熵合金一次锭。通过真空自耗电弧熔炼设备将自耗电极熔炼为高熵合金铸锭的步骤，包括：在氩气等惰性保护气体中将自耗电极熔炼为高熵合金铸锭。在压强小于0.5Pa的环境中熔炼金属原料有助于脱气、除杂及去渣，在惰性保护气体保护中熔炼自耗电极有助于抑制高熵合金的合金元素挥发。通过在不同环境下分别熔炼制备高熵合金铸锭，既保证去除金属原料中的杂质，又能够避免铸锭的合金元素损失。

在本发明的实施例中，通过真空自耗电弧熔炼设备将自耗电极熔炼为高熵合金铸锭的步骤之后，还包括通过真空自耗电弧熔炼设备将多个高熵合金铸锭进行对焊并熔炼，以便得到更大规格的高熵合金铸锭。

图5示例了本发明实施例提供的高熵合金铸锭上下堆垛的结构示意图，如图5所示，将两个直径为φ210mm的高熵合金铸锭30上下堆垛放入直径为φ230mm的水冷铜坩埚中，先将位于上部的高熵合金铸锭30与辅助电极40进行焊接，焊接电流为5KA-8KA；然后将位于下部的高熵合金铸锭30与位于上部的高熵合金铸锭30的高熵合金进行焊接，焊接电流为10KA-15KA；最后通过真空自耗电弧熔炼设备进行熔炼，熔炼电流为18KA-20KA，熔炼电压为20V-30V，使得高熵合金铸锭30的质量增大一倍。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据与金属原料的特性对应的放置方式将所述金属原料放置于水冷坩埚中；

通过真空电磁悬浮熔炼设备将所述水冷坩埚中的所述金属原料熔炼为高熵合金一次锭；

将多个所述高熵合金一次锭按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极；

通过真空自耗电弧熔炼设备将所述自耗电极熔炼为高熵合金铸锭。

2.根据权利要求1所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，将多个所述高熵合金一次锭按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极的步骤，包括：

将多个所述高熵合金一次锭依次堆垛，以使所述高熵合金一次锭的头部与相邻所述高熵合金一次锭的尾部抵接，或者所述高熵合金一次锭的头部与相邻所述高熵合金一次锭的头部抵接，所述高熵合金一次锭的尾部与相邻所述高熵合金一次锭的尾部抵接；其中，所述高熵合金一次锭头部的横截面小于所述高熵合金一次锭尾部的横截面；

将多个所述高熵合金一次锭连接在一起，得到所述自耗电极。

3.根据权利要求2所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述金属原料的特性包括金属原料的熔点和形状，根据与所述金属原料的特性对应的放置方式将所述金属原料放置于水冷坩埚中的步骤，包括：

将片状的所述金属原料平铺于所述水冷坩埚中；

根据熔点由低到高将所述金属原料分层放置于所述水冷坩埚中。

4.根据权利要求3所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，将多个所述高熵合金一次锭连接在一起的步骤，包括：

通过真空等离子焊接设备将多个所述高熵合金一次锭焊接连接，焊缝位于所述高熵合金一次锭的外表面，所述焊缝的延伸方向平行于所述自耗电极的中心轴线。

5.根据权利要求3所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，将多个所述高熵合金一次锭连接在一起的步骤，包括：

通过手工氩弧焊设备将相邻两个所述高熵合金一次锭焊接连接，焊缝位于相邻两个所述高熵合金一次锭的接触面的外周。

6.根据权利要求3所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，将多个所述高熵合金一次锭连接在一起的步骤，包括：

通过金属带将多个所述高熵合金一次锭捆扎在一起，得到所述自耗电极；其中，所述金属带采用所述金属原料制成。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，将多个所述高熵合金一次锭按照预定要求堆垛并连接，得到自耗电极的步骤之前，还包括：

对所述高熵合金一次锭的头部端面和尾部端面进行车削，使所述高熵合金一次锭的头部端面和尾部端面均为平面。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，根据与所述金属原料的特性对应的放置方式将所述金属原料放置于水冷坩埚中的步骤之前，还包括：

对颗粒状的所述金属原料进行打磨；

对片状的所述金属原料进行超声波清洗和磁力抛光。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，通过真空电磁悬浮熔炼设备将所述水冷坩埚中的所述金属原料熔炼为高熵合金一次锭的步骤，包括：

通过真空电磁悬浮熔炼设备将所述金属原料熔炼为液体后再进行凝固，得到高熵合金块；

将所述高熵合金块翻转后再次熔炼至少两次，得到所述高熵合金一次锭，每个所述高熵合金一次锭的重量为1kg-10kg。

10.根据权利要求1至6中任意一项所述的高熵合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述自耗电极的直径为φ140mm-φ150mm；通过真空自耗电弧熔炼设备将所述自耗电极熔炼为高熵合金铸锭的步骤，包括：

通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ170mm水冷铜坩埚的所述自耗电极进行一次熔炼，制备一次锭；通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ190mm水冷铜坩埚的所述一次锭进行二次熔炼，制备二次锭；通过真空自耗电弧熔炼设备对放入直径φ210mm水冷铜坩埚的所述二次锭进行三次熔炼，制备高熵合金铸锭。