一种高熵合金铸锭的制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。规格高熵合金铸锭的需求。规格高熵合金铸锭的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高熵合金铸锭的制备方法


[0001]本专利技术涉及合金制备
，尤其涉及一种高熵合金铸锭的制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]本专利技术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。
[0006]根据本专利技术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。
[0007]根据本专利技术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。
[0008]根据本专利技术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。
[0009]根据本专利技术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。
[0010]根据本专利技术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。
[0011]根据本专利技术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。
[0012]根据本专利技术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。
[0013]根据本专利技术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。
[0014]根据本专利技术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。
[0015]本专利技术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
[0016]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。
[0017]图1是本专利技术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是本专利技术实施例提供的高熵合金一次锭的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的自耗电极的结构示意图之一；图4是本专利技术实施例提供的自耗电极的结构示意图之二；图5是本专利技术实施例提供的高熵合金铸锭上下堆垛的结构示意图。
[0018]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
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0020]在本专利技术实施例的描述中，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专利技术实施例和简化描述，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专利技术实施例的限制。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。
[0021]在本专利技术实施例的描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，马良富，冯婧，张翔，柳彪，马俊杰，
申请(专利权)人：宁夏北鼎新材料产业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：