第十五届全国表面工程大会

高熵合金打破了以一种元素为主元的传统合金设计理念，使合金研究进入到新阶段。但采用传统熔铸方法进行大尺寸高熵合金零件成形时，成分偏析严重，性能不均匀，阻碍了高熵合金的推广应用。金属激光熔丝增材制造工艺的小熔池效应和结晶过程的非平衡快速凝固特点，有望解决偏析问题，实现大尺寸复杂结构高熵合金零件的直接成形。但是，偏析以及塑性差的问题造成尚无成熟的、工程化的高熵合金丝材制备技术方法，成为高熵合金熔丝增材制造发展的瓶颈。
多股绞合缆式丝材使高熵合金熔丝增材制造具有了工程实践可能。本课题组提出了一种改进的缆丝绞制工艺，设计开发了缆丝绞制设备，实现了高熵合金缆丝的高效高质制备；设计开发了四种新型耐磨/蚀高铝轻质高熵合金缆丝及涂层，Al₅₀Si₆Ti₈Fe₁₂Cu₁₂Ni₁₂、Al₅₀Si₆Ti₈Cr₁₂Cu₁₂Ni₁₂、Al_43.5Mg₂Ni₂₈Cu₁₅Ti_11.5 与 Al_43.6Mg_2.1Cr_2.5Ni_25.2Cu_15.2Ti_11.4；使用COMSOL对缆丝熔覆过程进行了数值分析，明确了缆丝组分、节距及熔覆工艺参数对覆层性能的影响规律；开展了缆丝熔覆过程视觉监测技术研究，实现了缆丝熔覆过程的低延时闭环控制。实验所得涂层组分均匀、无裂纹、耐磨/蚀性能优良。本研究为高熵合金的熔丝增材制造提供了创新性解决方案，为送丝式激光熔覆在新型高熵合金开发中的应用拓展奠定了理论与实验基础。

激光熔覆;高熵合金;缆丝