本發(fā)明涉及金屬料體制備領(lǐng)域,具體涉及一種高熵合金喂料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)理論認(rèn)為當(dāng)合金的主元越多,就越容易形成金屬間化合物,使合金的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜,進(jìn)而使得合金的的性能受到顯著影響。高熵合金的出現(xiàn)打破了這一傳統(tǒng)觀點(diǎn)。高熵合金具有顯微結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、不傾向于出現(xiàn)金屬間化合物、具有納米析出物與非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)等特征,進(jìn)而獲得了高強(qiáng)度、高硬度、耐回火軟化、耐磨等優(yōu)良性能,這使得高熵合金一經(jīng)出現(xiàn)就獲得了廣泛的關(guān)注,其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
傳統(tǒng)合金一般都含有一種原子百分比高于50%的主要元素,而高熵合金中所有主要元素的原子百分比含量基本相當(dāng),它們共同發(fā)揮作用。所以高熵合金,也稱多主元高熵合金,即該種合金是由多種主要元素組成,其元素種類一般在五種或五種以上,而每種主元素的原子百分比含量都應(yīng)在5%-35%間,目前關(guān)于高熵合金主要有五主元素系統(tǒng):al-co-cr-fe-ni、fe-si-al-ni-co、w-nb-ta-mo-v;六主元素系統(tǒng):v-zr-hf-ti-cr-mn、fe-cr-mo-ti-mn-cu、w-nb-ta-mo-v-ti、al-co-cr-fe-ni-ti;七主元素系統(tǒng):w-nb-cr-ti-v-co-mn。
將合金以混合熵來(lái)區(qū)分,以0.693r和1.609r為界線(實(shí)際上這是大約的界線),可分為低熵合金、中熵合金、高熵合金。一種元素為主的合金為低熵合金,2-4主元素的合金為中熵合金,5種主元素以上的合金為高熵合金。在熱力學(xué)上,混亂度或熵的增加,則會(huì)使系統(tǒng)的自由能降低及穩(wěn)定。傳統(tǒng)合金的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為,組成合金的元素種類較多時(shí)會(huì)產(chǎn)生多種金屬間化合物,不但難以分析且材料容易變脆,不具有應(yīng)用性。而且經(jīng)典的gibbs相律認(rèn)為,n種元素的合金系統(tǒng)所能產(chǎn)生的平衡相的數(shù)目p=n+1,在非平衡凝固時(shí)形成的相p>n+l。而在高熵合金最引人矚目的現(xiàn)象中,這類由多元素組成的合金在凝固后并沒(méi)有出現(xiàn)傳統(tǒng)三元、四元合金中類似的多相、多金屬間化物或多種晶體結(jié)構(gòu),而是更傾向于形成簡(jiǎn)單晶體結(jié)構(gòu),如簡(jiǎn)單體心立方、簡(jiǎn)單面心立方,甚至是非晶體結(jié)構(gòu),金屬間化物的數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于預(yù)期,這與經(jīng)典的gibbs相律描述的情況完全相悖。這些現(xiàn)象被歸結(jié)為高熵效應(yīng)的作用,即:由于形成合金的元素較多使得形成高熵合金的混合熵要大于形成金屬間化物的熵,從而抑制了系統(tǒng)中金屬間化物的形成,促進(jìn)元素間形成簡(jiǎn)單晶體結(jié)構(gòu)。這樣形成的單晶體結(jié)構(gòu)的合金傾向于納米化,具有許多優(yōu)良的特殊的性能。從熱力學(xué)分析,固態(tài)高熵合金不存在一個(gè)主要的基體元素,其相分離過(guò)程中的長(zhǎng)程擴(kuò)散是很緩慢的,而且合金中元素的轉(zhuǎn)換式擴(kuò)散很困難,再加上分配時(shí)擴(kuò)散粒子的相互作用,大大降低了晶體的形核率和生長(zhǎng)速度,以至于合金的晶粒非常細(xì)小。
傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)中不存在高熵效應(yīng)的影響,在高熵合金中,當(dāng)元素?cái)?shù)目較多而導(dǎo)致合金系統(tǒng)的混合熵高于形成金屬間化合物的熵變時(shí),高熵效應(yīng)就會(huì)抑制金屬間化合物的出現(xiàn),而促使元素間的混合,最終形成簡(jiǎn)單的固溶體結(jié)構(gòu)。目前研究顯示,在沒(méi)有主元素的情況下,各種元素會(huì)互相固溶成單一結(jié)構(gòu),不論是鑄態(tài)高熵合金還是噴鍍態(tài)的合金薄膜,都傾向于形成簡(jiǎn)單的體心立方或面心立方結(jié)構(gòu)的固溶體,或附帶非晶相或有序固溶體結(jié)構(gòu)。高熵合金中由于高的混合熵導(dǎo)致低的自由度,因而易形成簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的固溶體,具有簡(jiǎn)單的微結(jié)構(gòu)的固溶體合金其優(yōu)越性是顯而易見(jiàn)的;而且從以往的研究中可知高熵合金中極少出現(xiàn)復(fù)雜相。
較其他合金而言,高熵合金具有結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)勢(shì),因此有必要擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。金屬注射成型工藝包括制備喂料、注射成型、脫脂、燒結(jié)等步驟,是一種高效制備金屬制品的工藝。然而現(xiàn)有技術(shù)中尚未有人將高熵合金引入到金屬注射成型工藝中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種高熵合金喂料及其制備方法和應(yīng)用,得到了一種具有高熵合金優(yōu)異性能的喂料,進(jìn)而將高熵合金引入金屬注射成型工藝,有利于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能優(yōu)異、精度要求高的高熵合金零部件,增加了高熵合金的應(yīng)用面。
為達(dá)到此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
第一方面,本發(fā)明提供一種高熵合金喂料,所述高熵合金喂料按體積百分含量由以下組分組成:高熵合金粉末40-70%;高分子粘結(jié)劑30-60%。
本發(fā)明將高熵合金粉末與有機(jī)的高分子粘結(jié)劑混煉,得到了具有優(yōu)異性能的高熵合金喂料,以此為介質(zhì)將高熵合金作為原料引入了金屬注射成型工藝,結(jié)合原料的優(yōu)異性能以及工藝的特點(diǎn),可以得到性能優(yōu)異的高熵合金產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明,按體積百分含量計(jì),所述高熵合金粉末的含量可以是40%、42%、45%、48%、50%、52%、55%、57%、60%、63%、65%、68%或70%,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,按體積百分含量計(jì),所述高分子粘結(jié)劑的含量可以是30%、32%、35%、38%、40%、42%、45%、48%、50%、52%、55%、58%或60%,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,按體積百分含量計(jì),所述高熵合金粉末和高分子粘結(jié)劑之和為100%。
根據(jù)本發(fā)明,所述高熵合金為合金型高熵合金、混合粉型高熵合金或預(yù)合金型高熵合金中的任意一種。
本發(fā)明所述高分子粘結(jié)劑為金屬注射成型工藝中與金屬粉體混煉制備喂料時(shí)所常用的粘結(jié)劑。
根據(jù)本發(fā)明,所述高分子粘結(jié)劑按質(zhì)量百分含量包括以下組分:高分子粘結(jié)主劑49-95%;高分子粘結(jié)輔劑4.7-47%;助劑0.3-4%。
按質(zhì)量百分含量計(jì),所述高分子粘結(jié)主劑的含量可以是49%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
按質(zhì)量百分含量計(jì),所述高分子粘結(jié)輔劑的含量可以是4.7%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%或47%,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
按質(zhì)量百分含量計(jì),所述助劑的含量可以是0.3%、5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%或4%,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,按質(zhì)量百分含量計(jì),所述高分子粘結(jié)主劑、高分子粘結(jié)輔劑和助劑之和為100%。
根據(jù)本發(fā)明,所述高分子粘結(jié)主劑為石蠟、巴西棕櫚蠟、聚甲醛、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙基纖維素、醋酸纖維素、低氮硝化纖維素、乙烯丁烯纖維素、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸脂、二丙二醇甲謎醋酸酯或2-吡咯烷酮中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是石蠟、巴西棕櫚蠟、聚甲醛、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙基纖維素、醋酸纖維素、低氮硝化纖維素、乙烯丁烯纖維素、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸脂、二丙二醇甲謎醋酸酯或2-吡咯烷酮中的任意一種;典型但非限定性的組合為:石蠟和巴西棕櫚蠟;聚乙二醇和聚乙二醇二丙烯酸脂;乙基纖維素和醋酸纖維素;低氮硝化纖維素和乙烯丁烯纖維素;乙烯丙烯酸乙酯和乙烯醋酸乙烯共聚物等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
根據(jù)本發(fā)明,所述高分子粘結(jié)輔劑為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯或尼龍中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯或尼龍中的任意一種;典型但非限定性的組合為:聚乙烯和聚丙烯;聚乙烯醇縮丁醛和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯;聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物;聚苯乙烯和尼龍;聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯醇縮丁醛;聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
根據(jù)本發(fā)明,所述助劑為硬脂酸、聚異丁烯、聚異丁烯胺、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟或抗氧劑b215中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是硬脂酸、聚異丁烯、聚異丁烯胺、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟或抗氧劑b215中的任意一種;典型但非限定性的組合為:硬脂酸和聚異丁烯;聚異丁烯胺和聚乙烯蠟或聚丙烯蠟;硬脂酸和抗氧劑b215;硬脂酸和聚丙烯蠟;硬脂酸、聚異丁烯和聚乙烯蠟;硬脂酸、聚丙烯蠟和抗氧劑b215等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
第二方面,本發(fā)明提供一種如第一方面所述的高熵合金喂料的制備方法,所述方法為:按配方量將高熵合金粉末和高分子粘結(jié)劑進(jìn)行混煉,得到高熵合金喂料。
根據(jù)本發(fā)明,所述混煉的溫度為165-175℃,例如可以是165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃或175℃,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,所述混煉的時(shí)間為0.5-2h,例如可以是0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
第三方面,本發(fā)明提供一種如第一方面所述的高熵合金喂料的應(yīng)用,所述高熵合金喂料應(yīng)用于金屬注射成型工藝中。
優(yōu)選地,所述應(yīng)用包括以下步驟:
(1)將所述高熵合金喂料造粒形成顆粒;
(2)將步驟(1)得到的顆粒注射成型,得到生坯;
(3)將步驟(2)得到的生坯進(jìn)行脫脂;
(4)將步驟(3)脫脂后得到的生坯進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)完成后得到高熵合金產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(1)所述顆粒的粒徑為3mm-5mm,例如可以是3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.5mm、4.8mm或5mm,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(2)所述注射的溫度為160-210℃,例如可以是160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃或210℃,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(2)所述注射的壓力為85-120mpa,例如可以是85mpa、90mpa、95mpa、100mpa、105mpa、110mpa、115mpa或120mpa,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(3)所述脫脂的方法可以為溶脫、酸脫或水脫中的任意一種。
根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)步驟(3)中利用溶脫的形式進(jìn)行脫脂時(shí),所述高分子粘結(jié)主劑為石蠟、巴西棕櫚蠟、聚甲醛、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇或樹(shù)酯中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是石蠟、巴西棕櫚蠟、聚甲醛、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇或樹(shù)酯中的任意一種;典型但非限定性的組合為:石蠟和巴西棕櫚蠟;聚甲醛和乙烯丙烯酸乙酯;乙烯醋酸乙烯共聚物和聚乙二醇;石蠟、乙烯丙烯酸乙酯和樹(shù)酯;聚甲醛、乙烯丙烯酸乙酯和乙烯醋酸乙烯共聚物等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)步驟(3)中利用酸脫的形式進(jìn)行脫脂時(shí),所述高分子粘結(jié)主劑為聚甲醛、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙基纖維素、醋酸纖維素、低氮硝化纖維素或乙烯丁烯纖維素中的任意一種或至少兩種的組合,例如可以是聚甲醛、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙基纖維素、醋酸纖維素、低氮硝化纖維素或乙烯丁烯纖維素中的任意一種;典型但非限定性的組合為:聚甲醛和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯;乙基纖維素和醋酸纖維素;低氮硝化纖維素和乙烯丁烯纖維素;聚甲醛、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和乙基纖維素;醋酸纖維素、低氮硝化纖維素和乙烯丁烯纖維素等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)步驟(3)中利用水脫的形式進(jìn)行脫脂時(shí),所述高分子粘結(jié)主劑為聚乙二醇、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸脂、二丙二醇甲謎醋酸酯、2-吡咯烷酮中的任意一種或至少兩種的組合,典型但非限定性的組合為:聚乙二醇和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯;聚乙二醇二丙烯酸脂和二丙二醇甲謎醋酸酯;聚乙二醇和2-吡咯烷酮;聚乙二醇、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇二丙烯酸脂;聚乙二醇、二丙二醇甲謎醋酸酯和2-吡咯烷酮等,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(4)所述燒結(jié)的溫度為950-1350℃,例如可以是950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃或1350℃,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(4)所述燒結(jié)的時(shí)間為2-4h,例如可以是2h、2.3h、2.5h、2.8h、3h、3.2h、3.5h、3.8h或4h,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明,步驟(4)所述燒結(jié)在還原性氣氛或惰性氣氛中進(jìn)行,所述還原性氣氛為氫氣,所述惰性氣氛為氬氣。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明至少具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明通過(guò)將高熵合金作為原料與高分子粘結(jié)劑混煉,得到了一種具有高熵合金優(yōu)異性能的喂料,進(jìn)而可以將高熵合金引入金屬注射成型工藝,增加了高熵合金的應(yīng)用面。
(2)本發(fā)明能夠提高注射成型過(guò)程中產(chǎn)品的穩(wěn)定性,得到的高熵合金產(chǎn)品具有97.5%以上的燒結(jié)密度,有利于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能優(yōu)異、精度要求高的高熵合金零部件。
(3)本發(fā)明將高熵合金喂料應(yīng)用于金屬注射成型工藝中,有利于在高熵合金零件注射成型后的脫脂,脫脂時(shí)間短、效率高且脫脂完全,降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
為便于理解本發(fā)明,本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了,所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明,不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
實(shí)施例1
本實(shí)施例按照以下方法制備高熵合金喂料:
(1)將d10、d50以及d90粒徑分別為5μm、11μm、25μm的高熵合金混合粉末與高分子粘結(jié)劑混合均勻,其中混合粉末的裝載量為63vol%,高分子粘結(jié)劑的裝載量為37vol%;所述高熵合金為五主元素系統(tǒng):al-co-cr-fe-ni;所述高分子粘結(jié)劑由84wt%聚甲醛、6wt%高密度聚乙烯、6wt%乙烯-醋酸乙烯共聚物、3.5wt%硬脂酸和0.5wt%抗氧劑b215組成;
(2)將步驟(1)得到的高熵合金混合粉末與高分子粘結(jié)劑的混合物置于混煉機(jī)中,在165℃下混煉1.5h,混煉初期混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為15r/min,待高分子粘結(jié)劑熔化后控制混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為25r/min,混煉完成后得到高熵合金喂料;
將本實(shí)施例得到的高熵合金喂料應(yīng)用于金屬注射成型工藝,包括以下步驟:
(1)將所述高熵合金喂料經(jīng)造粒機(jī)進(jìn)行造粒,得帶粒徑為3mm-5mm的顆粒;
(2)將步驟(1)得到的顆粒在溫度為210℃,壓力為120mpa的條件下進(jìn)行注射,得到成型的生坯;
(3)將步驟(2)得到的生坯置于脫脂爐中,控制溫度為115℃,以硝酸為介質(zhì)注酸脫脂5h;
(4)將步驟(3)脫脂后得到的生坯置于燒結(jié)爐,在氬氣的氣氛下,升溫至950℃燒結(jié)4h,得到高熵合金產(chǎn)品。
經(jīng)過(guò)測(cè)試,得到的高熵合金產(chǎn)品的相對(duì)燒結(jié)密度為98.1%。
實(shí)施例2
本實(shí)施例按照以下方法制備高熵合金喂料:
(1)將d10、d50以及d90粒徑分別為5μm、11μm、25μm的高熵合金混合粉末與高分子粘結(jié)劑混合均勻,其中混合粉末的裝載量為63vol%,高分子粘結(jié)劑的裝載量為37vol%;所述高熵合金為五主元素系統(tǒng):al-co-cr-fe-ni;所述高分子粘結(jié)劑由84wt%石蠟和巴西棕櫚蠟(二者比例任意)、12wt%聚苯乙烯、2wt%硬脂酸和2wt%聚乙烯蠟組成;
(2)將步驟(1)得到的高熵合金混合粉末與高分子粘結(jié)劑的混合物置于混煉機(jī)中,在175℃下混煉1h,混煉初期混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為20r/min,待高分子粘結(jié)劑熔化后控制混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為30r/min,混煉完成后得到高熵合金喂料。
將本實(shí)施例得到的高熵合金喂料應(yīng)用于金屬注射成型工藝,包括以下步驟:
(1)將所述高熵合金喂料經(jīng)造粒機(jī)進(jìn)行造粒,得帶粒徑為3mm-5mm的顆粒;
(2)將步驟(1)得到的顆粒在溫度為170℃,壓力為90mpa的條件下進(jìn)行注射,得到成型的生坯;
(3)將步驟(2)得到的生坯置于脫脂爐中,控制溫度為80℃,以正庚烷為介質(zhì)浸泡10h;
(4)將步驟(3)脫脂后得到的生坯置于燒結(jié)爐,在氬氣的氣氛下,升溫至1350℃燒結(jié)3h,得到高熵合金產(chǎn)品。
經(jīng)過(guò)測(cè)試,得到的高熵合金產(chǎn)品的相對(duì)燒結(jié)密度為97.8%。
實(shí)施例3
本實(shí)施例按照以下方法制備高熵合金喂料:
(1)將d10、d50以及d90粒徑分別為5μm、11μm、25μm的高熵合金混合粉末與高分子粘結(jié)劑混合均勻,其中混合粉末的裝載量為70vol%,高分子粘結(jié)劑的裝載量為30vol%;所述高熵合金為六主元素系統(tǒng):fe-cr-mo-ti-mn-cu;所述高分子粘結(jié)劑由60wt%聚乙二醇、6wt%聚乙二醇二丙烯酸脂、25.5wt%聚乙烯醇縮丁醛、5.5wt%聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、2.5wt%硬脂酸和0.5wt%抗氧劑b215組成;
(2)將步驟(1)得到的高熵合金混合粉末與高分子粘結(jié)劑的混合物置于混煉機(jī)中,在170℃下混煉1.2h,混煉初期混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為10r/min,待高分子粘結(jié)劑熔化后控制混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為20r/min,混煉完成后得到高熵合金喂料。
將本實(shí)施例得到的高熵合金喂料應(yīng)用于金屬注射成型工藝,包括以下步驟:
(1)將所述高熵合金喂料經(jīng)造粒機(jī)進(jìn)行造粒,得帶粒徑為3mm-5mm的顆粒;
(2)將步驟(1)得到的顆粒在溫度為160℃,壓力為85mpa的條件下進(jìn)行注射,得到成型的生坯;
(3)將步驟(2)得到的生坯置于脫脂爐中,控制溫度為65℃,以去離子水為介質(zhì)浸泡14h;
(4)將步驟(3)脫脂后得到的生坯置于燒結(jié)爐,在氫氣的氣氛下,升溫至1200℃燒結(jié)3.5h,得到高熵合金產(chǎn)品。
經(jīng)過(guò)測(cè)試,得到的高熵合金產(chǎn)品的相對(duì)燒結(jié)密度為97.5%。
實(shí)施例4
本實(shí)施例按照以下方法制備高熵合金喂料:
(1)將d10、d50以及d90粒徑分別為5μm、11μm、25μm的高熵合金混合粉末與高分子粘結(jié)劑混合均勻,其中混合粉末的裝載量為55vol%,高分子粘結(jié)劑的裝載量為45vol%;所述高熵合金為七主元素系統(tǒng):w-nb-cr-ti-v-co-mn;所述高分子粘結(jié)劑由70wt%乙基纖維素、5%wt醋酸纖維素、23%聚苯乙烯、2%聚乙烯蠟組成;
(2)將步驟(1)得到的高熵合金混合粉末與高分子粘結(jié)劑的混合物置于混煉機(jī)中,在168℃下混煉2h,混煉初期混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為12r/min,待高分子粘結(jié)劑熔化后控制混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為25r/min,混煉完成后得到高熵合金喂料。
將本實(shí)施例得到的高熵合金喂料應(yīng)用于金屬注射成型工藝,包括以下步驟:
(1)將所述高熵合金喂料經(jīng)造粒機(jī)進(jìn)行造粒,得帶粒徑為3mm-5mm的顆粒;
(2)將步驟(1)得到的顆粒在溫度為190℃,壓力為100mpa的條件下進(jìn)行注射,得到成型的生坯;
(3)將步驟(2)得到的生坯置于脫脂爐中,控制溫度為140℃,以硝酸為介質(zhì)注酸脫脂4h;
(4)將步驟(3)脫脂后得到的生坯置于燒結(jié)爐,在氬氣的氣氛下,升溫至1100℃燒結(jié)3.2h,得到高熵合金產(chǎn)品。
經(jīng)過(guò)測(cè)試,得到的高熵合金產(chǎn)品的相對(duì)燒結(jié)密度為97.9%。
申請(qǐng)人聲明,本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程,但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程,即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了,對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn),對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。