[发明专利]具有精细共晶型结构的铝合金产品及其制造方法

说明书

本公开涉及具有精细共晶型结构的铝合金产品及其制造方法的各种实施例。所述用于制造具有精细共晶型结构的铝合金产品的方法包括将增材制造原料的至少一部分选择性加热至高于所述增材制造原料的液相线温度的温度，由此形成熔池；以及冷却所述熔池，由此形成固化块状物。

技术领域

本专利申请涉及具有精细共晶类型结构的铝合金产品，以及其制造方法。

背景技术

铝业协会全球咨询小组(Aluminum Association Global Advisory Group)将“铝合金”定义为“含有合金元素的铝，其中相对于其它元素中的每一种，铝以质量计占主导且其中铝含量不超过99.00％。”(全球咨询小组GAG-指导,GAG指导文件(GAG GuidanceDocument)001,术语与定义(Terms and Definitions),2009-01版,2009年3月,§2.2.2.)。“合金元素”是“出于使铝合金具有某些特殊特性的目的而控制在特定上限和下限范围内的金属或非金属元素”(§2.2.3)。铸造合金定义为“主要打算用于制造铸件的合金”(§2.2.5)并且“锻造合金”是“主要打算通过热和/或冷加工制造锻造产品的合金”(§2.2.5)。

发明内容

概括地说，本专利申请涉及新铝合金产品以及其制造方法。由于本文所描述的独特组合物和/或制造方法，新铝合金产品可实现例如所得产品和/或在铝合金产品内具有定制特性的优先区域的一种或多种专门设计的定制特性(例如在产品的某些位置处定制的不同特性)。定制特性的实例包含但不限于：(a)精细共晶型微观结构和/或(b)较高体积分数的离散金属间化合物粒子。

在一种方法中，并且现参看图1，所述新铝合金产品可以通过增材制造来制造。如本文所使用，“增材制造”意思指如题为“增材制造技术的标准术语(Standard Terminologyfor Additively ManufacturingTechnologies)”的ASTM F2792-12a中所定义，“根据3D模型数据接合材料以制造物品的一种方法，通常是逐层制造，与减材制造方法相对”。在一个实施例中，一种制备增材制造的物体的方法包含以下步骤：(a)将增材制造原料的至少一部分(例如通过激光)选择性加热(200)至高于要形成的特定物体的液相线温度的温度，由此形成熔池，以及(b)冷却(300)所述熔池，由此形成固化块状物，所述固化块状物具有精细共晶型结构。在另一个实施例中，一种制备增材制造的物体的方法包含以下步骤：(a)将增材制造原料(例如金属粉末)分散(100)于床(或其它适合容器)中，所述增材制造原料包括足量的铝、合金元素和任选的添加剂，以制造出具有精细共晶型结构的铝合金，(b)将增材制造原料的至少一部分(例如通过能量源或激光)选择性加热(200)至高于要形成的特定物体的液相线温度的温度，由此形成熔池，以及(c)冷却(300)所述熔池，由此形成固化块状物，所述固化块状物具有精细共晶型结构。在一个实施例中，所述冷却包括以至少1000℃/秒的速率冷却。在另一个实施例中，冷却速率是至少10,000℃/秒。在又另一个实施例中，冷却速率是至少100,000℃/秒。在另一个实施例中，冷却速率是至少1,000,000℃/秒。根据需要，可以重复步骤(a)-(c)，直至完成所述物体，即，形成/完成最终增材制造的物体。所述最终增材制造的物体一般还包括精细共晶型结构。