缆丝激光熔覆耐磨/蚀轻质高熵合金涂层工艺研究
编号：565
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更新：2025-04-27 10:36:55
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特邀报告
报告开始：2025年05月11日 13:50 （Asia/Shanghai）
报告时间：20min
所在会议：[I] 激光加工及增材制造技术论坛 » [I2] 下午场
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摘要
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、Al43.5Mg2Ni28Cu15Ti11.5 与 Al43.6Mg2.1Cr2.5Ni25.2Cu15.2Ti11.4；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。
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、Al43.5Mg2Ni28Cu15Ti11.5 与 Al43.6Mg2.1Cr2.5Ni25.2Cu15.2Ti11.4；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。
关键字
激光熔覆;高熵合金;缆丝
报告人
颜丙功
副教授 华侨大学颜丙功，华侨大学副教授，湖南大学博士，新加坡国立大学博士后、客座研究员，主要从事功能材料智能激光加工装备与工艺方面的研究。自2008年以来，先后主持参与了包括教育部装备预研联合基金、国家科技支撑计划、粤港澳关键领域重点突破项目等在内的多项国家、省部级课题，2023年获批第二批国家一流本科课程。发表学术论文30余篇，授权专利20余项，荣获“中国机械工业科学技术奖二等奖”“湖南省科技进步奖二等奖”“湖南省自然科学优秀学术论文二等奖”“数字中国创新大赛机器人赛道二等奖”等奖项，获评“福建省高层次人才”“厦门市高层次人才”“泉州市高层次人才”等。
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