[发明专利]一种中高熵合金材料的制备方法

权利要求书

1.一种中高熵合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将纯金属作为外包皮，金属合金作为芯材制备复合金属丝材，复合金属丝材由3～8种金属元素构成，各金属元素的原子百分占比在5～35%之间；

（2）在氮气或惰性气体保护下，将复合金属丝材通过3D打印制备中高熵合金坯料；

（3）步骤（2）所得中高熵合金坯料即为中高熵合金材料，或者在氮气或惰性气体氛围或真空条件下，将步骤（2）的中高熵合金坯料在800～1200℃进行固溶热处理1～2h，得到中高熵合金材料；

步骤（1）所述纯金属为钛、镍、钽、铌、铜、铁和铝中的一种，所述合金为钛、铬、锰、铝、镍、钽、钒、钨、钼、锆、铪、钴和铌中的至少两种；

步骤（2）所述3D打印的电源系统为氩弧交流焊接电源或激光焊接电源；其中氩弧交流焊接电源对应的电弧工作电流≤350A，电弧工作电压≤70V，电弧焊枪电极与被加工工件表面距离为1～5mm；激光焊接电源对应的工作电流≤300A，频率≤10Hz，光斑直径≤1mm；

采用如下情形时，步骤（2）所得中高熵合金坯料即为中高熵合金材料，无需固溶热处理：当步骤（1）所述纯金属为钛、镍、铁、铜和铝中的一种，所述芯材用的金属合金元素为钛、镍、钴、钒、锆、锰、铬和铝中的至少两种时；或者当步骤（1）所述纯金属为钛，所述芯材用的金属合金元素为钒、锆、钽、钨、钼、铌和铪中的至少两种，且中高熵合金坯料组成元素不能同时为钛锆铪铌钽时；或者当步骤（1）所述纯金属为钽和铌中的一种，所述芯材用的金属合金元素为钛、钽、钒、钨、钼和铌中的至少两种时。

2.根据权利要求1所述一种中高熵合金材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述复合金属丝材的直径为1.0～3.0mm。

3.根据权利要求1所述一种中高熵合金材料的制备方法，其特征在于，所述氩弧交流焊接电源对应的电弧工作电流为200～350A，电弧工作电压为35～70V；激光焊接电源对应的工作电流为200～300A，频率为5～10Hz，光斑直径为0.5～1mm。

4.根据权利要求1所述一种中高熵合金材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述通过3D打印制备中高熵合金坯料，指通过3D打印在金属基板上逐层堆积出中高熵合金坯料，熔积宽度8～12mm，打印完成后，需将中高熵合金坯料与金属基板分离，再根据实际需要进行后续热加工和/或固溶热处理。

5.根据权利要求1所述一种中高熵合金材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述各金属元素的原子百分占比在11～33%之间。

6.根据权利要求1所述一种中高熵合金材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述纯金属的纯度≥99.5%；步骤（2）所述中高熵合金坯料为圆形或方形的块材或0.5～1mm的涂层；步骤（2）所述3D打印前，需将待加工毛坯图形数字文件导入丝材打印机并编辑处理生成3D打印相应程序；步骤（3）所述固溶热处理之前，还根据实际需要，将中高熵合金坯料先进行锻造或轧制加工定型。

7.根据权利要求4所述一种中高熵合金材料的制备方法，其特征在于，所述金属基板为不锈钢、钛合金、钽合金、钨合金和钼合金中的至少一种。