高熵合金的晶粒细化方法技术

一种高熵合金的晶粒细化方法，用以解决现有的晶粒细化方法成本过高的问题，其包括：将高熵合金铸件放置于一个下模具，且该高熵合金铸件具有再结晶温度机熔点；加热该高熵合金铸件至工作温度，该工作温度大于再结晶温度且小于熔点；控制与该下模具相对的一个上模具，以成形速度及成形压力锻压该高熵合金铸件，该成形速度为0.05~0.1 mm/s，该成形压力为55~60MPa；及控制该上模具离开该高熵合金铸件后，将该高熵合金铸件旋转加工角度，再次通过该上模具以该成形速度及该成形压力锻压该高熵合金铸件，如此反复直至该高熵合金铸件的晶粒细化而转变为高熵合金塑形材。

Grain refinement of high entropy alloy

【技术实现步骤摘要】
高熵合金的晶粒细化方法
本专利技术涉及一种晶粒细化方法，尤其涉及一种难成形材的高熵合金的晶粒细化方法。
技术介绍
铸造后急冷的合金材料，其铸造组织常见分布包含：碎晶、柱状晶、等轴晶。这些铸造组织将会使材料成形难度提高，容易造成沿晶断裂、脆裂等问题。为此，一般会通过对合金材料进行精炼(电弧除渣)、锻伸、锤锻的方式来改变晶粒大小与铸造组织，让合金材料可以从铸造材转变为塑形材，再取料进行后续形锻工艺。然而，针对难成形材铸件，如：高熵合金、钛合金、镍基合金等，以一般的自由锻造工法，将工件加温至再结晶温度以上，以捶打或加压等方式反复施加应力于工件，容易导致工件的材料结晶断裂，使工件外观产生裂痕，而无法达到加工塑形的目的。因此，目前处理难成形材铸件的晶粒细化方法，多采用双重真空电弧熔炼工艺(VIM+VAR)，但执行真空电弧熔炼工艺所需的设备成本及作业成本都非常高，一般业者难以负担，故实有改善的必要。有鉴于此，现有的晶粒细化方法确实仍有加以改善的必要。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高熵合金的晶粒细化方法，可以于低速恒温下进行细化高熵合金铸件的晶粒，可以降低成本及节省作业时间。本专利技术的目的在于提供一种高熵合金的晶粒细化方法，可以提升锻压时对该高熵合金铸件的等效应变量。本专利技术的目的在于提供一种高熵合金的晶粒细化方法，可以避免该高熵合金铸件发生裂损的问题。本专利技术的目的在于提供一种高熵合金的晶粒细化方法，可以提升材料利用率。本专利技术的高熵合金的晶粒细化方法，包括：将高熵合金铸件放置于一个下模具且该高熵合金铸件具有再结晶温度及熔点；加热该高熵合金铸件至工作温度，该工作温度大于该再结晶温度且小于该熔点；控制与该下模具相对的一个上模具，以成形速度及成形压力锻压该高熵合金铸件，该成形速度为0.05～0.1mm/s，该成形压力为55～60MPa；及控制该上模具离开该高熵合金铸件后，将该高熵合金铸件旋转加工角度，再次通过该上模具以该成形速度及该成形压力锻压该高熵合金铸件，如此反复直至该高熵合金铸件的晶粒细化而转变为高熵合金塑形材。据此，本专利技术的高熵合金的晶粒细化方法，通过使该高熵合金铸件于该工作温度下，并以该成形速度及该成形压力锻压该高熵合金铸件，即可使该高熵合金铸件的晶粒细化而转变为高熵合金塑形材，因此，本专利技术的高熵合金的晶粒细化方法可以于低速恒温下进行，且免除执行真空电弧熔炼工艺所需的设备，借此，除了可以降低成本及节省作业时间外，同时具有可以提升产品质量的效果。其中，该工作温度小于该高熵合金铸件的熔点的0.8倍。如此，可以维持恒温锻造，具有提升晶粒细化的效果。其中，该高熵合金的熵值大于1.5R卡/K*摩尔。如此，具有使该高熵合金在高温时较不易产生结构变化的效果。其中，该高熵合金由铝、钴、铬、铁、镍及钛所组成。如此，具有提升该高熵合金的强度与硬度的效果。其中，该高熵合金为Al01-Co-Cr-Fe-Ni-Ti04、Al02-Co-Cr-Fe-Ni-Ti03或Al03-Co-Cr-Fe-Ni-Ti02。如此，具有成形该高熵合金塑形材的最佳高熵合金成分的效果。其中，该工作温度为1050～1150℃，该成形速度为0.1mm/s，该成形压力为59MPa。如此，具有避免该高熵合金铸件发生裂损问题的效果。其中，该上模具与该下模具分别具有一个V形加压面，通过两个V形加压面锻压该高熵合金铸件至转变为高熵合金塑形材。如此，具有提升每次锻压时对该高熵合金铸件的等效应变量的效果。其中，该高熵合金的晶粒细化方法还包括将该高熵合金塑形材放置于另一个下模具的一个圆形加压面上，并通过具有另一个圆形加压面的另一个上模具以该成形速度及该成形压力锻压该高熵合金塑形材，在该另一个上模具离开该高熵合金塑形材后，将该高熵合金塑形材旋转塑形角度，再次通过该另一个上模具以该成形速度及该成形压力锻压该高熵合金塑形材，如此反复直至该高熵合金塑形材被整圆至少一周。如此，具有大幅提升材料利用率，同时具有节省加工时间及提高效率的效果。附图说明图1为本专利技术的上模具与下模具的V形加压面的平面图。图2为本专利技术的上模具与下模具锻压高熵合金铸件的平面图。图3为本专利技术的另一上模具与另一下模具的圆形加压面整形高熵合金塑形材的平面图。图4为本专利技术高熵合金的晶粒细化前的型态。图5为本专利技术高熵合金的晶粒细化后的型态。附图标记说明(本专利技术)1下模具11V形加压面2上模具21V形加压面3下模具31圆形加压面4上模具41圆形加压面D高熵合金铸件D’高熵合金塑形材M机台。具体实施方式为使本专利技术的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特列举本专利技术的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：本专利技术以下所述方向性或其近似用语，例如“前”、“后”、“左”、“右”、“上(顶)”、“下(底)”、“内”、“外”、“侧面”等，主要是参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本专利技术的各实施例，并非用以限制本专利技术。本专利技术高熵合金的晶粒细化方法的一较佳实施例，包括将高熵合金铸件D加热至工作温度，并以成形速度及成形压力锻压该高熵合金铸件D，直至该高熵合金铸件D的晶粒细化而转变为高熵合金塑形材D’。请参照图1、图2所示，详言之，本专利技术搭配一个下模具1及一个上模具2使用，该下模具1与该上模具2分别具有一个V形加压面11、21，特别说明的是，该上模具2与该下模具1可以与一个机台M一体成型，也可以是可拆换地组装于该机台M，通过拆换不同的上模具2与下模具1，以变换加压面的不同角度与面积，该上模具2与该下模具1的形成方式本专利技术不加以限制。在进行锻造前，将该高熵合金铸件D放置于该下模具1的V形加压面11，并加热该上模具2、该下模具1与该高熵合金铸件D至工作温度，该工作温度大于该高熵合金铸件D的再结晶温度且小于该高熵合金铸件D的熔点，较佳地，该工作温度可以小于该高熵合金铸件D的熔点的0.8倍。特别说明的是，在本实施例中，该高熵合金的熵值大于1.5R(R＝1.987卡/K*摩尔)，该高熵合金可以由铝、钴、铬、铁、镍及钛所组成，例如：该高熵合金为Al01-Co-Cr-Fe-Ni-Ti04、Al02-Co-Cr-Fe-Ni-Ti03或Al03-Co-Cr-Fe-Ni-Ti02。接着，控制与该下模具1相对的该上模具2，使该上模具2以一成形速度及成形压力锻压该高熵合金铸件D，该成形速度为0.05～0.1mm/s，该成形压力为55～60MPa，并于锻压过程中保持在该工作温度。该高熵合金铸件D受该上模具2的V形加压面21与该下模具1的V形加压面11锻压一次后，控制该上模具2离开该高熵合金铸件D，将该高熵合金铸件D旋转加工角度，该加工角度本专利技术不加以限制，在本实施例中，该加工角度可以选择为90度，并再次通过该上模具2以该成形速度及该成形压力锻压该高熵合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高熵合金的晶粒细化方法，其特征在于，包括：/n将高熵合金铸件放置于一个下模具且该高熵合金铸件具有再结晶温度机熔点；/n加热该高熵合金铸件至工作温度，该工作温度大于该再结晶温度且小于该熔点；/n控制与该下模具相对的一个上模具，以成形速度及成形压力锻压该高熵合金铸件，该成形速度为0.05~0.1 mm/s，该成形压力为55~60MPa；及/n控制该上模具离开该高熵合金铸件后，将该高熵合金铸件旋转加工角度，再次通过该上模具以该成形速度及该成形压力锻压该高熵合金铸件，如此反复直至该高熵合金铸件的晶粒细化而转变为高熵合金塑形材。/n

【技术特征摘要】
1.一种高熵合金的晶粒细化方法，其特征在于，包括：
将高熵合金铸件放置于一个下模具且该高熵合金铸件具有再结晶温度机熔点；
加热该高熵合金铸件至工作温度，该工作温度大于该再结晶温度且小于该熔点；
控制与该下模具相对的一个上模具，以成形速度及成形压力锻压该高熵合金铸件，该成形速度为0.05~0.1mm/s，该成形压力为55~60MPa；及
控制该上模具离开该高熵合金铸件后，将该高熵合金铸件旋转加工角度，再次通过该上模具以该成形速度及该成形压力锻压该高熵合金铸件，如此反复直至该高熵合金铸件的晶粒细化而转变为高熵合金塑形材。


2.如权利要求1所述的高熵合金的晶粒细化方法，其特征在于，该工作温度小于该高熵合金铸件的熔点的0.8倍。


3.如权利要求1所述的高熵合金的晶粒细化方法，其特征在于，该高熵合金的熵值大于1.5R卡/K*摩尔。


4.如权利要求1所述的高熵合金的晶粒细化方法，其特征在于，该高熵合金由铝、钴、铬、铁、镍及钛所组成。


5.如权利要求4所述的高熵合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡秉淳，陈彦儒，
申请(专利权)人：财团法人金属工业研究发展中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71