[发明专利]制造具有空间分级特性的组件的方法

说明书

本申请提供了制造具有空间分级特性的组件的方法。一种用于制造具有空间分级特性的组件的方法，包括提供颗粒物质的第一层，第一层具有第一材料特性；以及提供颗粒物质的第二层，第二层具有不同于第一材料特性的第二材料特性。所述方法还包括在第一层和第二层之间提供中间层，并加热第一层，第二层和中间层以结合第一层和第二层。

技术领域

本申请涉及用于制造具有空间分级特性(spatially graded properties)的组件的方法，以及更具体地涉及用于由颗粒物质制造具有空间分级特性的组件的方法。

背景技术

对于具有用于航空航天和其它应用的空间分级特性的组件存在日益增长的需求，其中组件的特性在空间上变化以产生具有定制的性质的优化设计。这些性质主要受到材料特性的影响，诸如组成，微结构，相分布，孔隙度等。因此由于组成，微结构，相分布，孔隙度和其他材料特性的变化，已经产生具有空间分级特性的组件。

具有空间分级性质的组件的实例包括渗碳齿轮(carburized gear)和渗碳致动器(carburized actuator)，其中组件的表面通过从表面扩散碳而硬化，同时组件的芯保持韧性。然而，通过这种方法制造组件是受限的

已经采用了用于制造具有空间分级特性的组件的其它方法。例如，通过激光粉床和离子/激光粉给料方法，采用了具有空间分级特性的组件的增材制造。已经使用电沉积，热喷和其它技术来改变表面性质。在某些情况下可有效使用冷喷。另一种可能性是产生不同材料的层，然后通过钎焊(brazing)或使用粘合剂将这些层连接在一起。

本领域技术人员在制造具有空间分级特性的组件的领域中继续投入研发和努力。

发明内容

在一个方面中，公开的用于制造具有空间分级特性的组件的方法，包括提供颗粒物质的第一层，所述第一层具有第一材料特性；以及提供颗粒物质的第二层，所述第二层具有不同于所述第一材料特性的第二材料特性。该方法还包括在第一层和第二层之间提供中间层，并加热第一层，第二层，和中间层以结合第一层和第二层。

在另一方面中，公开的用于制造具有空间分级特性的组件的方法，包括提供颗粒物质的第一层，所述第一层具有第一材料特性，使用具有第一表面几何形状的第一模具来压实所述颗粒物质的第一层；提供颗粒物质的第二层，所述第二层具有不同于第一材料特性的第二材料特性，以及使用具有与所述第一表面几何形状不同的第二表面几何形状的第二模具来压实所述颗粒物质的第二层。

在又一方面中，公开的用于制造具有空间分级特性的组件的方法，包括提供颗粒物质的第一层，所述第一层具有第一材料特性；在所述第一层上提供颗粒物质的第二层，颗粒物质的第二层具有不同于第一材料特性的第二材料特性；以及在第一温度下加热所述第一层和所述第二层以将所述第一层与所述第二层结合。所述方法还包括提供颗粒物质的第三层，所述第三层具有第三材料特性；在第三层上提供颗粒物质的第四层，第四层具有不同于第一，第二和第三材料特性的第四材料特性；以及在第二温度下加热第三层和第四层，以将第三层与第四层结合，其中，所述第二温度不同于所述第一温度。所述方法还包括将所述结合的第一层和第二层与所述结合的第三层和第四层连接。

在又一方面中，公开的用于制造具有空间分级特性的组件的方法，包括提供颗粒物质的第一层，所述第一层具有第一材料特性；在所述第一层上提供颗粒物质的第二层，第二层具有不同于第一材料特性的第二材料特性；在所述颗粒物质的第一层和所述颗粒物质的第二层中的至少一个内或临近所述颗粒物质的第一层和所述颗粒物质的第二层中的至少一个提供非颗粒材料；以及加热所述第一层，所述第二层和所述非颗粒材料以将所述第一层与所述第二层结合。

公开的用于制造具有空间分级特性的组件的方法的其它方面将由下文的描述，附图和所附权利要求中变得显而易见。

附图说明

图1是表示用于由颗粒物质制造具有空间分级特性的组件的方法的流程图；