[发明专利]制造铝合金零件的方法

说明书

本发明涉及制造零件(20)的方法，该方法包括形成彼此叠置的连续金属层(20₁…20_n)，每一层通过填充金属(15，25)的沉积形成，对填充金属进行能量输入以熔化并通过固化构成所述层，所述方法的特征在于，填充金属(15，25)为包括以下合金元素(重量％)的铝合金：Zr：0.5％至2.5％，优选根据第一变体0.8至2.5％，更优选1至2.5％，还更优选1.3至2.5％；或优选根据第二变体0.5至2％，更优选0.6至1.8％，更优选0.6至1.6％，更优选0.7至1.5％，更优选0.8至1.5％，更优选0.9至1.5％，还更优选1至1.4％；Fe：0％至3％，优选0.5％至2.5％；优选根据第一变体0.8至2.5％，优选0.8至2％，更优选0.8至1.2；或优选根据第二变体1.5至2.5％，优选1.6至2.4％，更优选1.7至2.3％；任选地Si：≤0.3％，优选0.2％，更优选0.1％；任选地Cu：≤0.5％，优选0.05至0.5％，优选0.1至0.4％；任选地Mg：≤0.2％，优选0.1％，优选0.05％；其他合金元素各自0.1％，且总共0.5％；杂质：各自0.05％，且总共0.15％；其余为铝。

技术领域

本发明的技术领域是使用增材制造(fabrication additive)技术制造铝合金零件的方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，增材制造技术得到了发展。它们包括通过添加材料来形成零件，这与旨在移除材料的机械加工技术相反。增材制造以前局限于原型制作(prototypage)，现在则可用于大规模制造工业产品，包括金属零件。

术语“增材制造”根据法国标准XPE67-001被定义为“逐层通过添加材料由数字对象制造物理对象的一组方法”。标准ASTMF2792(2012年1月)也定义了增材制造。标准ISO/ASTM17296-1中也定义并描述了不同的增材制造方式。文献WO2015006447中记载了使用增材制造来制备具有低孔隙率的铝制零件。通常通过施加所谓的填充材料(matériau d'apport)，然后使用激光束、电子束、等离子炬或电弧型的能量源熔化或烧结填充材料来进行连续层的施加。无论应用何种增材制造方式，增加的每一层的厚度均为约几十或几百微米。

可使用其他增材制造方法。可作为实例而非限制性地提及熔化或烧结粉末形式的填充材料。这可由激光熔化或烧结组成。专利申请US20170016096记载了一种通过局部熔化制造零件的方法，所述局部熔化通过将粉末暴露于电子束或激光束型的能量束获得，该方法还称为首字母缩写词SLM，表示“选择性激光熔化(Selective Laser Melting)”；或“EBM”，表示“电子束熔化(Electron Beam Melting)”。

通过增材制造获得的铝零件的机械性能取决于形成填充金属的合金，更具体而言取决于其组成，以及取决于在实施增材制造后施加的热处理。

本申请人已经确定了一种合金组合物，当用于增材制造方法时，所述组合物允许获得具有显著的机械性能的零件，而无需施加固溶和淬火型的热处理。此外，所用零件具有令人关注的导热或导电性能。这允许使这些零件的可能应用多样化。

发明内容

本发明的第一个目的是一种制造零件的方法，该方法包括形成彼此叠置的连续金属层，每一层通过填充金属的沉积形成，对填充金属进行能量输入以熔化并在固化时构成所述层，所述方法的特征在于，填充金属为包括以下合金元素(重量％)的铝合金：

-Zr：0.5％至2.5％，优选根据第一变体0.8至2.5％，更优选1至2.5％，还更优选1.3至2.5％；或优选根据第二变体0.5至2％，更优选0.6至1.8％，更优选0.6至1.6％，更优选0.7至1.5％，更优选0.8至1.5％，更优选0.9至1.5％，还更优选1至1.4％；

-Fe：0％至3％，优选0.5％至2.5％；优选根据第一变体0.8至2.5％，优选0.8至2％，更优选0.8至1.2；或优选根据第二变体1.5至2.5％，优选1.6至2.4％，更优选1.7至2.3％；