由于密度低，鋁合金對(duì)航空特別重要。在過(guò)去，主要使用鋁-銅-鎂和鋁-鋅-鎂合金，但這些合金不能被焊接。因此，在前幾年，開發(fā)了用于飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)外皮(金屬板)和桁架(金屬板或擠出型材)的新型可焊接合金，其公開在例如US6258318B1、US6676899B2和US2003/0156967A1中。

上述文獻(xiàn)中公開的合金適合例如作為鍛造合金用于生產(chǎn)金屬板結(jié)構(gòu)和擠出型材。另外，已進(jìn)行了通過(guò)應(yīng)用粉末冶金來(lái)改善材料性能的研究。

為了充分受益于取決于部件的應(yīng)用的粉末技術(shù)和部分基于粉末技術(shù)的工藝(例如噴涂工藝和ALM(additive layer manufacturing，增層制造)工藝技術(shù))的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)工藝優(yōu)化的合金是有利的。因此，在幾何部件設(shè)計(jì)的同時(shí)，能夠以資源高效和有效的材料創(chuàng)新作為優(yōu)化部件性能的關(guān)鍵是可能的。這些要求通?？梢酝ㄟ^(guò)改進(jìn)合金、改變結(jié)晶條件和調(diào)節(jié)生產(chǎn)條件，例如隨后的熱處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，有利的是保持合金特定結(jié)構(gòu)和進(jìn)行部件的精加工，例如通過(guò)局部冷卻/加熱以減輕應(yīng)力(內(nèi)部應(yīng)力)或者通過(guò)利用隨后的熱處理使源自凝固的材料缺陷最小化。

目前，標(biāo)準(zhǔn)材料主要用于ALM工藝和噴涂工藝，例如在鈦合金的情況下主要使用Ti6Al4V，在鋁合金的情況下使用AlSi10Mg。

在這種情況下，ALM工藝主要為精密鑄造技術(shù)提供技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，該工藝主要用于生產(chǎn)用于航空或醫(yī)療技術(shù)的復(fù)雜部件和取決于合金的壁薄、負(fù)載優(yōu)化的部件。對(duì)于精密鑄造工藝，鋁合金A357(AlSi7Mg0.6)通常用于薄壁結(jié)構(gòu)，A201/KO1(AlCu5MgTiAg)通常用作具有更大壁厚的部件的較強(qiáng)變型。

需要可以用于制備高強(qiáng)度部件并可以以簡(jiǎn)單的方式處理的另外的合金。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種合金，該合金能在為了生產(chǎn)高強(qiáng)度材料的處理過(guò)程中簡(jiǎn)單地使用。

根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的含鈧的鋁粉末合金、含有該合金的線材和含有該合金的材料或相應(yīng)工件，以及用于生產(chǎn)該材料或工件、該線材以及該含鈧的鋁粉末合金的方法實(shí)現(xiàn)的。

因此，本發(fā)明涉及一種新的可焊接的高強(qiáng)度含鈧的鋁粉末合金，特別是Al-Mg-Sc合金(5xxx)，其可任選地成型為線材，并且其特別適合用在粉末冶金技術(shù)中，也特別適合增層制造(ALM)工藝和噴涂工藝，或適合作為焊接填料或用于生產(chǎn)半成品或成品。作為常規(guī)的Al-Mg-Sc基合金的不同工藝控制的結(jié)果，常規(guī)地?cái)D出的半成品沒(méi)有實(shí)現(xiàn)軋制結(jié)構(gòu)的高機(jī)械性能，因此使用粉末的新配方可以為此提供補(bǔ)救。通常，顯著大于400MPa的高強(qiáng)度值也僅能使用鍛造合金實(shí)現(xiàn)，而該合金在常規(guī)鑄造工藝中不能被澆注或者僅能以存在很大困難的方式進(jìn)行澆注。

本發(fā)明所基于的一個(gè)構(gòu)思在于這樣一個(gè)事實(shí)，即可以增加本發(fā)明的粉末合金中鈧的比例，由此可以提高粉末合金的強(qiáng)度以及由該合金生產(chǎn)的線材和材料的強(qiáng)度。

出于該目的，已進(jìn)行了通過(guò)應(yīng)用粉末冶金來(lái)改善材料性能的研究。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以利用鈧提高強(qiáng)度的潛力，因?yàn)橥ㄟ^(guò)提高在凝固過(guò)程中的冷卻速度，與鑄錠冶金(IM)中的常規(guī)生產(chǎn)方法相比，更多的鈧(即，例如基于含有所述晶體的混晶或合金粉末計(jì)高于0.35重量％的Sc，特別是高于0.56重量％的Sc)溶解于混晶中，然后Sc的溶解部分可用在接下來(lái)的步驟中。通過(guò)添加或產(chǎn)生形成球形、金屬間相并且可選地還降低擴(kuò)散的合金元素，這種類型的熱穩(wěn)定合金可用于粉末技術(shù)并提供眾多優(yōu)勢(shì)。通過(guò)適合的冷卻速度，可以獲得具有合適粉末粒度、粉末形式和微結(jié)構(gòu)的粉末，例如通過(guò)霧化或噴涂，并且在其他工藝?yán)绶勰┮苯?燒結(jié)、熱等靜壓壓制、壓縮等)中以及利用基于粉末技術(shù)的其他工藝(例如ALM(粉末床等)或噴涂工藝)，可將該粉末處理成半成品或成品部件/部件，例如通過(guò)在桁架和/或增強(qiáng)元件(例如在板上)上噴涂，和/或處理成功能層。由本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金也可生產(chǎn)例如焊接填料的材料，其可用于其他加工(例如堆焊)中。

與無(wú)鈧合金相比，通過(guò)添加鈧，首先可提高材料的機(jī)械性能，其次可提高焊接性和耐腐蝕性，在這種情況下比例的增加具有積極效果。

本發(fā)明有利的實(shí)施方式和改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中給出。

權(quán)利要求書中的構(gòu)造和擴(kuò)展在合理的情況下可以以任何期望的方式彼此組合。本發(fā)明進(jìn)一步可能的構(gòu)造、擴(kuò)展和實(shí)施也不包括明確提及的前面或下文根據(jù)實(shí)施方案描述的本發(fā)明的特征的組合。特別地，在該工藝中，本領(lǐng)域技術(shù)人員也會(huì)增加各個(gè)方面作為對(duì)本發(fā)明的有關(guān)基礎(chǔ)形式的改進(jìn)或增加。

下面，將參照具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種含鈧的鋁粉末合金，基于該合金的總成分，按重量％計(jì)包含：

選自由除Ce之外的鑭系元素(La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)、Y、Ga、Nb、Ta、W、V、Ni、Co、Mo、Li、Th、Ag組成的組中的至少一種元素，所述至少一種元素的比例最多為0.5，

以及余量的Al，還包含總量最多為0.5重量％的雜質(zhì)。

在本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金中，通過(guò)鈧，可以使強(qiáng)度得到提高、焊接性得到改善。優(yōu)選地，基于合金的總成分計(jì)，合金中Sc的比例為0.4-3.0重量％，更優(yōu)選為0.6-3重量％。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)該含鈧的鋁粉末合金的方法，在這種情況下，粉末中Sc的比例可達(dá)到超過(guò)600℃下Sc在合金中的溶解度，基于該合金計(jì)，該溶解度可能為例如0.56重量％?；诳偝煞钟?jì)，本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金可含有0.1-30重量％的鈧，合金中鈧的比例可能取決于粉末生產(chǎn)過(guò)程中的冷卻速度以及粉末中粒子生產(chǎn)得到的粒徑。通常，降低的粉末尺寸和較高的冷卻速度導(dǎo)致較高的鈧含量。在本發(fā)明中，根據(jù)具體實(shí)施方式，粒子內(nèi)最大截面長(zhǎng)度(即粒子內(nèi)粒子的兩個(gè)外表面或表面點(diǎn)之間的最大直線長(zhǎng)度)可認(rèn)為是本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金中粒子的粒徑。

根據(jù)具體實(shí)施方式，含鈧的鋁粉末合金中Zr的比例最多為鈧的比例(重量％)的一半(即50重量％)，優(yōu)選最多為1/3。在這種情況下，歸功于部分Zr，可以實(shí)現(xiàn)高溫強(qiáng)度的提高和穩(wěn)定性的改善。在形成的一次粒子中，Sc可部分被Zr替代，因此可形成具有通式Al₃(Sc_1-xZr_x)(x＜1)的一次粒子，例如DE10352932A1中所述。

通過(guò)添加鋅，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期暴露于高溫后的優(yōu)異的耐腐蝕性，即使合金為粉末或線材的形式。因此，該粉末或線材特別適合用于粉末冶金技術(shù)，也特別適合增層制造(ALM)工藝和噴涂工藝，或適合作為焊接填料或也適合用于生產(chǎn)半成品或成品。根據(jù)具體實(shí)施方式，本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金中的Zn的比例基于總成分計(jì)為0.05-2.0重量％，優(yōu)選為0.1-1.5重量％，更優(yōu)選為0.2-1.0重量％。

本發(fā)明的合金中Hf的比例基于該合金計(jì)為0-0.5重量％，根據(jù)具體實(shí)施方式為0.15-0.25重量％。合金中過(guò)高的Hf比例可降低Sc在合金中的溶解度。

在本發(fā)明的合金中，鑭系包括鑭(La)以及鑭系的后續(xù)元素Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu，其中的一種或多種元素可存在于本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金中，與選自Y、Ga、Nb、Ta、W、V、Ni、Co、Mo、Li、Th、Ag中的一種或多種元素同時(shí)存在或代替該選自Y、Ga、Nb、Ta、W、V、Ni、Co、Mo、Li、Th、Ag中的一種或多種元素。然而，本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金中除Ce之外的所有這些元素的比例基于該粉末合金的總成分計(jì)不超過(guò)0.5重量％。然而，由于本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金中存在這些元素中的至少一種，因此這組的比例大于0重量％。

除了上面提及的元素，本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金還可含有作為不可避免的雜質(zhì)的其他元素，其可能例如通過(guò)處理和/或由于所使用的起始原料而被引入合金中。

根據(jù)具體實(shí)施方式，本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金中Zr+Ti的總比例小于Sc比例(重量％)的1/3。在這種情況下，鋯和鈦具有與Sc類似的效果，導(dǎo)致強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性提高，但是當(dāng)它們的比例過(guò)高時(shí)，它們可導(dǎo)致Sc比例降低。

根據(jù)具體實(shí)施方式，含鈧的鋁粉末合金的粉末粒子的粒徑為1-250μm，優(yōu)選為5-150μm。在本發(fā)明中，根據(jù)具體實(shí)施方式，通過(guò)篩分分析進(jìn)行相應(yīng)粉末粒徑的確定，在這種情況下可以使用具有相應(yīng)網(wǎng)目尺寸的篩子(即，例如使用網(wǎng)目尺寸為1、5、20、60、90、150和250μm的篩子)進(jìn)行篩分分析。該篩分分析在本發(fā)明中沒(méi)有特別的限制，例如可使用來(lái)自于Retsch公司的篩分機(jī)或者也可使用其他篩分機(jī)進(jìn)行。具有所需粒度(例如用于相應(yīng)的進(jìn)一步處理或根據(jù)進(jìn)一步工藝和/或應(yīng)用)的粒子可由本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金獲得，例如通過(guò)篩出相應(yīng)的部分。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金的方法，熔化、噴涂或霧化如下混合物，并以超過(guò)10K/s，優(yōu)選超過(guò)10²K/s，更優(yōu)選超過(guò)10³K/s的冷卻速度冷卻，所述混合物基于該混合物的總成分按重量％計(jì)包含：

選自由除Ce之外的鑭系元素(La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)、Y、Ga、Nb、Ta、W、V、Ni、Co、Mo、Li、Th、Ag組成的組中的至少一種元素，所述至少一種元素的比例最多為0.5，

以及余量的Al，還包含總量最多為0.5重量％的雜質(zhì)。

在本發(fā)明的生產(chǎn)含鈧的鋁粉末合金的方法中，合金可利用混合物(例如母合金)生產(chǎn)，該混合物也可含有超過(guò)30重量％的鈧，但是出于成本原因，優(yōu)選適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)Sc的比例，從而相應(yīng)地使Sc的損失最小。

在本發(fā)明中，混合物的熔化沒(méi)有特別的限制，可以以合適的方式進(jìn)行，例如也可以在保護(hù)性氣氛中進(jìn)行。在這種情況下，熔化可以在700℃以上，優(yōu)選750℃以上，更優(yōu)選800℃以上的溫度下進(jìn)行。根據(jù)具體實(shí)施方式，在熔化后，熔化的物質(zhì)可保持在一個(gè)特定溫度下，該溫度和在該溫度下的時(shí)間可能取決于另外的各元素及其量。

根據(jù)具體實(shí)施方式，霧化或噴涂可緊跟熔化，也就是說(shuō)，無(wú)需輸送步驟，這些可替換步驟沒(méi)有特別的限制，可通過(guò)合適的噴涂工具、噴嘴等進(jìn)行。根據(jù)具體實(shí)施方式，熔化的物質(zhì)也可輸送以便霧化或噴涂，例如通過(guò)管道等。噴涂例如可以以氣流進(jìn)行，例如在氣體噴涂或氣體霧化的情況下，例如通過(guò)包含Mg/Sc/Zr和其他元素的過(guò)飽和混晶進(jìn)行。

根據(jù)具體實(shí)施方式，在本發(fā)明的方法中，為了生產(chǎn)含鈧的鋁粉末合金，在噴涂或霧化期間和/或之后，使用惰性氣體例如He、Ne、Ar、N或其混合物進(jìn)行熔化的混合物的冷卻。在這種情況下，可相對(duì)于噴涂或霧化的混合物的量適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)氣流或引入氣體的量，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的冷卻速度。另外，例如噴涂或霧化氣體時(shí)的幾何形狀以及輸入氣體的位置和方向也能對(duì)冷卻速度和/或生產(chǎn)得到的粉末的粒度產(chǎn)生影響，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員具有相應(yīng)的、簡(jiǎn)單的機(jī)會(huì)來(lái)調(diào)節(jié)合適的冷卻速度和/或生產(chǎn)得到的粉末的粒度和/或顆粒形狀。利用惰性氣體，由此可以沉積本發(fā)明的粉末合金的粒子。

根據(jù)具體實(shí)施方式，以超過(guò)10K/s，優(yōu)選超過(guò)10²K/s，更優(yōu)選超過(guò)10³K/s的冷卻速度冷卻。在本發(fā)明中，也可以超過(guò)10⁵K/s、10⁶K/s或10⁷K/s的冷卻速度冷卻，例如以5×10⁷K/s或更高的冷卻速度冷卻，例如使用He作為冷卻氣體。根據(jù)具體實(shí)施方式，在本發(fā)明中，在保護(hù)氣氛中進(jìn)行進(jìn)一步的處理，該保護(hù)氣氛包括惰性氣體，例如Ar、N、He、Ne或其混合物。在本發(fā)明中，優(yōu)選以受控的方式進(jìn)行冷卻，例如使用惰性氣體。

利用本發(fā)明的方法，獲得了特別是含有混晶的含鈧的鋁粉末合金，也就是說(shuō)，除了初生相和次生相之外，并不是含鈧的鋁粉末合金中的所有粒子都必須具有該結(jié)構(gòu)。然而，優(yōu)選存在很少或沒(méi)有初生相。在本發(fā)明中，初生相和次生相的存在以及其材料可以被確定，例如通過(guò)顯微鏡，例如通過(guò)光學(xué)顯微鏡、TEM(透射電子顯微鏡)、SEM(掃描電子顯微鏡)等，任選地與分析方法例如XPS(X射線光電子能譜)、IR等結(jié)合來(lái)確定，也可以例如通過(guò)濕法化學(xué)分析確定合金成分。尤其是在本發(fā)明中，根據(jù)具體實(shí)施方式，初生相可以包括Al₃(Sc，Zr)相(位于Al₃Sc晶格中的部分Sc被Zr替代)，混晶中的Sc得到富集。

為了合適的冷卻速度、粉末尺寸和形式，在本發(fā)明中，氣體合金組分與質(zhì)量流量(mass flow)的比特別重要，該比可能取決于精確的化學(xué)成分以及因此的熔化溫度-因此取決于熔化的物質(zhì)的粘度-因此例如氣體速度較高導(dǎo)致粉末冷卻速度較高并由此導(dǎo)致含有Sc的混晶的過(guò)飽和度較高。這樣，鈧之后在“處理工藝”中能夠充分發(fā)揮其“能力”，有利的是維持初生相形式的“起始材料”中結(jié)合鈧與溶解于混晶中的鈧之間的特定比率，從而使得可以析出足夠比例的次生相，因此重要的析出硬化可在將來(lái)某個(gè)時(shí)間發(fā)生。由于如下事實(shí)，情況尤其如此，根據(jù)起始材料或起始混合物/混合物，在本發(fā)明中，冷卻速度超過(guò)10K/s、優(yōu)選超過(guò)10²K/s，更優(yōu)選超過(guò)10³K/s，并且對(duì)于更高的鈧含量，冷卻速度高達(dá)5×10⁷K/s或更高。

根據(jù)具體實(shí)施方式，以這樣的方式噴涂/霧化熔化的物質(zhì)，即，使粉末粒子為球形且具有盡可能少的衛(wèi)星(satellite)，特別是粒徑為1-250μm，優(yōu)選為5-150μm。對(duì)于本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金的各種應(yīng)用，在本發(fā)明中優(yōu)選粒徑例如對(duì)于ALM為20-60μm，而對(duì)于另外的噴涂工藝為5-90μm，例如為5-60μm或者也可以為其他范圍。優(yōu)選地，初生相的Al₃(Sc，Zr)相的一次粒子不大于20μm，更優(yōu)選小于15μm，最優(yōu)選小于2μm。優(yōu)選地，沒(méi)有初生相。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種含有本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金的線材。根據(jù)具體實(shí)施方式，該線材由本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金構(gòu)成。另外，該線材沒(méi)有進(jìn)一步的限制，可以具有任何所需的長(zhǎng)度和厚度以及任何所需的形狀。例如，在橫向方向上，該線材具有圓橫截面，但也可以具有角橫截面等。然而，對(duì)于該線材的進(jìn)一步處理，根據(jù)具體實(shí)施方式，優(yōu)選該線材具有小厚度，以使在熔化后該線材可以以例如超過(guò)10K/s，優(yōu)選超過(guò)10²K/s，更優(yōu)選超過(guò)10³K/s的高冷卻速度冷卻。出于該目的，在橫向方向上，該線材的直徑(在圓橫截面的情況下)或橫向方向上的最大截面長(zhǎng)度(例如從角到角或邊到邊)為例如0.6-5mm，優(yōu)選為0.8-1.6mm。

由本發(fā)明的方法進(jìn)行的生產(chǎn)沒(méi)有特別的限制，可包括常規(guī)處理，例如壓制成棒或錠，隨后拉拔成線材，或在殼體中壓緊，隨后拉線。根據(jù)具體實(shí)施方式，線材的生產(chǎn)通過(guò)壓制和拉拔成線材進(jìn)行，例如壓制過(guò)程中的壓力、拉線過(guò)程中的拉拔速度等工藝參數(shù)沒(méi)有特別的限制，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種材料或工件，其含有本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金或由該合金生產(chǎn)的本發(fā)明的線材。在本發(fā)明中，該材料或工件沒(méi)有特別的限制。例如，該材料可以為焊接填料，除了本發(fā)明的粉末合金之外，也可含有另外的組分。工件的例子包括例如使用本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金或本發(fā)明的線材生產(chǎn)的部件或半成品。該部件或半成品中另外含有的部件沒(méi)有特別的限制，可以為例如來(lái)自汽車、航空或航天工業(yè)或來(lái)自醫(yī)療技術(shù)的部件。

根據(jù)具體實(shí)施方式，含鈧的鋁粉末合金存在于工件或材料中，例如，在例如部件或半成品的工件中、在功能層中。這種層可例如通過(guò)粉末技術(shù)沉積，例如通過(guò)使用激光和冷卻氣體的ALM沉積。

用于由本發(fā)明的粉末合金生產(chǎn)相應(yīng)工件或材料的方法根據(jù)本發(fā)明沒(méi)有特別的限制，可以包括常規(guī)工藝，例如壓緊、熔化、燒結(jié)等。

然而，根據(jù)另一方面，本發(fā)明包括一種生產(chǎn)本發(fā)明的材料或工件的方法，加熱本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金或本發(fā)明的線材，隨后以超過(guò)10K/s，優(yōu)選超過(guò)10²K/s，更優(yōu)選超過(guò)10³K/s的冷卻速度冷卻。在本發(fā)明中，也可以以超過(guò)10⁵K/s、10⁶K/s或10⁷K/s的冷卻速度冷卻，例如以5×10⁷K/s或更高的冷卻速度冷卻，例如使用He作為冷卻氣體。根據(jù)具體實(shí)施方式，在本發(fā)明中，在保護(hù)氣氛中進(jìn)行進(jìn)一步的處理，該保護(hù)氣氛包括惰性氣體，例如Ar、N、He、Ne或其混合物。在本發(fā)明中，優(yōu)選以受控的方式進(jìn)行冷卻，例如使用惰性氣體。

在本發(fā)明中，加熱沒(méi)有特別的限制，例如可利用對(duì)流、激光等進(jìn)行，例如加熱至700℃以上，優(yōu)選750℃以上，更優(yōu)選800℃以上的溫度。

由于冷卻速度快，可以確保可以在本發(fā)明的粉末合金中，特別是初生相以外的次生相中的高比例的Sc也能被保持在本發(fā)明的材料或工件中，并且在生產(chǎn)過(guò)程中Sc不被排出。

由于在材料或工件的生產(chǎn)過(guò)程中，或者在通過(guò)粉末冶金(例如，燒結(jié)；各種ALM工藝，或者例如焊接的連接工藝)生產(chǎn)或互連部件的情況下，或者在連接至另一材料或者其他半成品或部件(例如板材，型材等)的情況下對(duì)本發(fā)明的粉末合金或本發(fā)明的線材進(jìn)行進(jìn)一步處理的過(guò)程中的熱影響，熱量輸入或部分熔化或完全熔化導(dǎo)致本發(fā)明的粉末合金或本發(fā)明的線材中的固溶體分解而形成二次分散粒子，或者導(dǎo)致所述固溶體凝固。當(dāng)Sc含量增加時(shí)，分離更快并且開始地更早。在從混晶等類似物中分離出來(lái)的過(guò)程中二次粒子的凝固速度同樣隨混晶中Sc含量的增加而增加，因此在本發(fā)明中優(yōu)選較快的冷卻速度。

根據(jù)具體實(shí)施方式，在冷卻后，將材料或工件加熱至100-400℃，優(yōu)選225-350℃的溫度，也就是說(shuō)，在以高冷卻速度冷卻后，進(jìn)行另外的加熱。在這種情況下，該加熱也可以根據(jù)基體或材料或工件中的另外的材料進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。因此，特別是在ALM技術(shù)的情況下或者在使用本發(fā)明的線材時(shí)，可發(fā)生自次生相的確定沉積。在溫度超過(guò)400℃的情況下，會(huì)發(fā)生凝固，這是不優(yōu)選的。

為了盡可能久地保持含鈧的鋁粉末合金或線材的良好性能，根據(jù)具體實(shí)施方式，在使用熔化或部分熔化工藝(例如ALM、噴涂、焊接)生產(chǎn)材料或工件的過(guò)程中，生產(chǎn)具有可能最薄的壁的結(jié)構(gòu)，壁厚為大于0至100mm，優(yōu)選為大于0至50mm，更優(yōu)選為大于0至10mm，工件尺寸沒(méi)有特別的限制，在至少一個(gè)維度上可高達(dá)10m。在本發(fā)明的用于生產(chǎn)工件或材料的方法中，高冷卻速度有助于能夠獲得一次粒子以及在仍然受熱影響的不利影響的相鄰未熔化區(qū)域中的二次粒子的最佳析出分布，在隨后的熱處理過(guò)程中，可使“熔化區(qū)域”以及材料的其它區(qū)域中的二次沉淀都可析出。結(jié)果，該材料展現(xiàn)出低的熱斷裂敏感性，因此適合于這種類型的ALM工藝。

在加熱之后，材料或工件反過(guò)來(lái)被冷卻至環(huán)境溫度(例如20-25℃，例如20℃)，在這種情況下冷卻沒(méi)有特別的限制。

代替另外加熱或優(yōu)選繼該加熱之后，可以接著進(jìn)行另外的處理步驟，例如燒結(jié)、熱等靜壓壓制、壓縮等，以獲得最佳的材料性能。

根據(jù)具體實(shí)施方式，在生產(chǎn)工件或材料的方法中，本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金通過(guò)粉末冶金沉積。在這種情況下，沉積可以例如通過(guò)ALM或相關(guān)技術(shù)進(jìn)行，從而使得可以生產(chǎn)例如含有本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金或由其構(gòu)成的功能層。

在工件或材料的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)使用本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金以及加熱和快速冷卻，可以形成粒度為1-50nm、優(yōu)選為2-20nm的共格、細(xì)微分布的次生相，其可通過(guò)TEM或SEM觀察到。

還可使用多種材料或工件，或例如各種噴嘴，以生產(chǎn)多功能部件。

本發(fā)明的用于生產(chǎn)工件或材料的方法特別適合于生產(chǎn)航空工業(yè)、汽車工程、工具制造、醫(yī)療技術(shù)等中的部件，特別適合于要求良好的機(jī)械穩(wěn)定性且還受到熱應(yīng)力的結(jié)構(gòu)部件的航空航天應(yīng)用。單獨(dú)的工件(例如部件或半成品)可使用各種焊接工藝焊接到一起，也可使用本發(fā)明的焊接填料焊接到一起，以形成由相同類型或不同類型的材料構(gòu)成的更大部件。本發(fā)明的鋁粉末合金或本發(fā)明的線材、材料或工件也可被焊接，或者在鋁粉末合金的情況下，可霧化/噴涂到其他材料/部件/板材/型材等上。利用本發(fā)明的鋁粉末合金和由其生產(chǎn)的線材、材料或工件，可以改善生產(chǎn)的材料或工件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。

雖然基于優(yōu)選的實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于所述實(shí)施方式，而是可以以各種方式進(jìn)行改變。

通過(guò)本發(fā)明，提供了一種含鈧的鋁粉末合金，其可以用在諸如增層制造的粉末技術(shù)工藝中。通過(guò)使用利用ALM或其他粉末技術(shù)工藝生產(chǎn)的部件，當(dāng)進(jìn)行這些部件的適當(dāng)構(gòu)建時(shí)，與不同的構(gòu)建技術(shù)(例如變形、機(jī)械加工、連接結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分)相比，可節(jié)省高達(dá)50％的制備成本。此外，由本發(fā)明的含鈧的鋁粉末合金生產(chǎn)的工件或材料特別是還能通過(guò)在薄壁結(jié)構(gòu)中的可能應(yīng)用提供重量上的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)改進(jìn)多個(gè)部件的攪拌摩擦焊(FSW)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行FSW的可能性同樣導(dǎo)致產(chǎn)生更大、更復(fù)雜部件，這些部件通過(guò)FSW連接。另外，可以提高部件的再現(xiàn)性和盈利能力。

利用本發(fā)明的生產(chǎn)材料或工件的方法，尤其可實(shí)現(xiàn)部件的定制制造，例如通過(guò)ALM。定制制造具有接近最終輪廓的部件可實(shí)現(xiàn)材料節(jié)省高達(dá)90％，避免了浪費(fèi)，例如對(duì)于飛機(jī)構(gòu)造中的部件。另外，該方法提供一種應(yīng)用于所有技術(shù)領(lǐng)域例如汽車工程等中的快速原型設(shè)計(jì)。在這種情況下，生成過(guò)程支持材料的最大利用，同時(shí)根據(jù)制造工藝形成高度的部件復(fù)雜度。在ALM技術(shù)的情況下，在該情況下存在不同的生產(chǎn)方法，例如粉末床或粉末噴嘴工藝或基于線材的工藝。

這種類型的工藝技術(shù)為重型建筑/部件提供了負(fù)載優(yōu)化的部件構(gòu)造，該構(gòu)造具有多功能的、單獨(dú)的配置選項(xiàng)，并且可選地具有由不同或“合金相關(guān)”的材料制成的集成和一體的材料構(gòu)造。因此，可以以有針對(duì)性的方式產(chǎn)生成分或結(jié)構(gòu)上具有類似較少變化的結(jié)構(gòu)的性能。