CN107438489A - 铝合金产品及其制造方法 - Google Patents

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CN107438489A
CN107438489A CN201680021585.2A CN201680021585A CN107438489A CN 107438489 A CN107438489 A CN 107438489A CN 201680021585 A CN201680021585 A CN 201680021585A CN 107438489 A CN107438489 A CN 107438489A
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metallic particles
aluminium
monometallic
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CN201680021585.2A
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D·M·威廉米
L·M·卡拉宾
C·亚纳尔
J·西蒙
R·J·基尔默
D·W·赫德
G·佐藤
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Okkonen G Co
Howmet Aerospace Inc
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Okkonen G Co
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    • C22C32/0015—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides
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Abstract

本公开涉及一种用于增材制造的新型金属粉末，以及通过增材制造由此类金属粉末制成的铝合金产品。可以定制所述金属粉末的所述组成和/或物理特性。继而可将增材制造用于制备定制的铝合金产品。

Description

铝合金产品及其制造方法
背景技术
铝合金产品通常通过成形铸造或锻造工艺制成。成型铸造通常涉及诸如通过压铸、永久模铸、湿型铸造和干型铸造、熔模铸造、和石膏型铸造将熔融的铝合金浇铸成其最终形式。锻造产品通常通过将熔融的铝合金浇铸成铸锭或锭料制成。铸锭或锭料通常还经受热加工(有时经受冷加工)以制成其最终形式。
发明内容
本公开广义地涉及用于增材制造的金属粉末，以及通过增材制造由此类金属粉末制成的铝合金产品。可以定制金属粉末的组成和/或物理特性。继而可将增材制造用于制备定制的铝合金产品。
附图说明
图1是具有大致均匀的微观结构的增材制造产品(100)的示意性剖视图。
图2a-2d为由单种金属粉末制成的增材制造产品的示意性剖视图，并且该产品具有铝或铝合金的第一区域(200)以及多种金属相的第二区域(300)，其中图2b-2d相对于图2a所示的原始的增材制造产品为变形的。
图3a-3f为具有第一区域(400)和不同于第一区域的第二区域(500)的增材制造产品的示意性剖视图，其中第一区域由第一金属粉末制成，并且第二区域由不同于第一金属粉末的第二金属粉末制成。
图4是示出一些潜在工艺操作的流程图，可相对于增材制造的铝合金产品完成所述潜在工艺操作。虽然溶解(20)、加工(30)、和析出(40)步骤是顺序示出的，但这些步骤可以任何适用的顺序完成。
图5a是使用电子束增材制造来制备铝合金主体的一个实施方案的示意图。
图5b示出可与图5a的电子束实施方案一起使用的线材的一个实施方案，该线材具有外管部分以及容纳在外管部分中的一定体积的颗粒。
具体实施方式
如上文所指出，本公开涉及用于增材制造的金属粉末，以及通过增材制造由此类金属粉末制成的铝合金产品。可以定制金属粉末的组成和/或物理特性。继而可将增材制造用于制备定制的铝合金产品。
新型铝合金产品通常通过以下方法制备，该方法有利于将粉末选择性地加热至高于要形成的特定铝合金产品的液相线温度的温度，从而形成熔池，然后使熔池快速固化。快速固化有利于将各种合金元素与铝维持在固溶体中。在一个实施方案中，新型铝合金产品通过增材制造技术制成。增材制造技术有利于将粉末选择性地加热到特定铝合金的液相线温度之上，从而形成熔池，然后使熔池快速固化。
如本文所用，“增材制造”意指“与减材制造方法相反，根据3D模型数据将材料通常层层连接起来以制成物体的工艺”，如ASTM F2792-12a中标题为“Standard Terminologyfor Additively Manufacturing Technologies”(增材制造技术的标准术语)所定义。本文所述的铝合金产品可通过该ASTM标准中所述的任何适当的增材制造技术诸如粘结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉床熔化或叠片等来制造。在一个实施方案中，增材制造工艺包括沉积一种或多种粉末的连续层，然后选择性地熔化和/或烧结粉末以逐层形成铝合金产品。在一个实施方案中，增材制造工艺使用选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)等中的一者或多者。在一个实施方案中，增材制造工艺使用可得自德国克赖灵/慕尼黑Robert-Stirling-Ring 1号的EOS有限公司(邮编82152)(EOSGmbH(Robert-Stirling-Ring 1,82152Krailling/Munich,Germany))的EOSINT M 280直接金属激光烧结(Direct Metal Laser Sintering,DMLS)增材制造系统或与之相当的系统。
在一个实施方案中，方法包括(a)将粉末分散在粉床中，(b)选择性地将粉末的一部分(例如通过激光)加热至高于要形成的特定铝合金产品的液相线温度的温度，(c)形成熔池，以及(d)以至少1000℃/秒的冷却速率冷却熔池。在一个实施方案中，冷却速率至少为10,000℃/秒。在另一个实施方案中，冷却速率至少为100,000℃/秒。在另一个实施方案中，冷却速率至少为1,000,000℃/秒。可根据需要重复步骤(a)-(d)，直到完成铝合金产品。
如本文所用，“金属粉末”意指包含多种金属颗粒，任选地包含一些非金属颗粒的材料。金属粉末的金属颗粒可为全部同一类型的金属颗粒，或者可为金属颗粒的共混物，任选地与非金属颗粒的金属颗粒共混物，如上所述。金属粉末的金属颗粒可具有预选的物理特性和/或预选组成，从而有利于制备定制的铝合金产品。可将金属粉末用于金属粉床中，以通过增材制造制备定制的铝合金产品。相似地，任何金属粉末的非金属颗粒可具有预选的物理特性和/或预选组成，从而有利于制备定制的铝合金产品。可将非金属粉末用于金属粉床中，以通过增材制造制备定制的铝合金产品。
如本文所用，“金属颗粒”意指包含至少一种金属的颗粒。金属颗粒可为单金属颗粒、多金属颗粒，以及金属-非金属(M-NM)颗粒，如下文所述。可例如通过气体雾化来制备金属颗粒。
如本文所用，“颗粒”意为大小适用于粉床的粉末的物质小片段(例如，5微米至100微米的大小)。可例如通过气体雾化来制备颗粒。
就本专利申请的目的而言，“金属”是以下元素中的一者：铝(Al)、硅(Si)、锂(Li)，任何可用的碱土金属元素、任何可用的过渡金属元素、任何可用的后过渡金属元素以及任何可用的稀土元素。
如本文所用，可用的碱土金属元素为铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)以及锶(Sr)。
如本文所用，可用的过渡金属元素为下表1中所示的任何金属。
表1-过渡金属
族 4 5 6 7 8 9 10 11 12
周期4 Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
周期5 Zr Nb Mo Ru Rh Pd Ag
周期6 Hf Ta W Re Pt Au
如本文所用，可用的后过渡金属元素为下表2中所示的任何金属。
表2-后过渡金属
族 13 14 15
周期4 Ga Ge
周期5 In Sn
周期6 Pb Bi
如本文所用，可用的稀土元素为钪、钇和十五个镧系元素中的任一者。镧系元素是原子序数为57至71、从镧到镥的十五个金属化学元素。
如本文所用，非金属颗粒是基本上不含金属的颗粒。如本文所用，“基本上不含金属”意指除杂质外颗粒不含任何金属。非金属颗粒包括例如氮化硼(BN)和碳化硼(BC)颗粒，基于碳的聚合物颗粒(例如短链烃或长链烃(支化或未支化的))、碳纳米管颗粒以及石墨烯颗粒等。非金属材料也可为非粒状形式，以有助于制备或最终完成铝合金产品。
在一个实施方案中，至少一些金属粉末的金属颗粒基本上由单种金属组成(“单金属颗粒”)。单金属颗粒可基本上由可用于制备铝合金的任何一种金属诸如上文所定义的任何金属组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由铝组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由铜组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由锰组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由硅组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由镁组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由锌组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由铁组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由钛组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由锆组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由铬组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由镍组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由锡组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由银组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由钒组成。在一个实施方案中，单金属颗粒基本上由稀土元素组成。
在另一个实施方案中，至少一些金属粉末的金属颗粒包含多种金属(“多金属颗粒”)。例如，多金属颗粒可包含两种或更多种上文金属定义中所列的任何金属。在一个实施方案中，多金属颗粒由铝合金诸如铝业协会文件“International Alloy Designationsand Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought AluminumAlloys”(2009)(《针对锻铝和锻铝合金的国际合金名称和化学组成限制》，2009年)(亦称为“Teal Sheets”(Teal工作表))中所定义的1xxx、2xxx、3xxx、4xxx、5xxx、6xxx、7xxx和8xxx铝合金中的任一者组成，该文件全文以引用方式并入本文。在另一个实施方案中，多金属颗粒由铸件铝合金或铸锭合金诸如铝业协会文件“Designations and ChemicalComposition Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot”(2009)(《针对铸件和铸锭形式的铝合金的名称和化学组成限制》，2009年)(亦称为“thePink Sheets”(Pink工作表))中所定义的1xx、2xx、3xx、4xx、5xx、7xx、8xx和9xx铝铸件和铸锭合金中的任一者组成，该文件全文以引用方式并入本文。
在一个实施方案中，金属颗粒由落入1xxx铝合金范围内的组合物组成。如本文所用，“1xxx铝合金”是如Teal工作表所定义包含至少99.00重量％Al的铝合金，由于普通的增材制造工艺，其中任选地包含有可容忍水平的氧(例如，约0.01重量％至0.20重量％的O)。“1xxx铝合金”组合物包括Pink工作表的1xx合金组合物。1xxx铝合金包括纯铝产品(例如，99.99％的铝产品)。1xxx铝合金的金属颗粒可为单金属颗粒(纯铝产品)，或者1xxx铝合金的金属颗粒可为多金属颗粒(非纯1xxx铝合金产品)。如本文所用，术语“1xxx铝合金”仅指代组合物，并且不指代任何相关联的处理，即如本文所用，1xxx铝合金产品无需为锻造产品以被视为本文所述的1xxx铝合金组合物/产品。
在一个实施方案中，多金属颗粒由落入如Teal工作表所定义的2xxx铝合金范围内的组合物组成，由于普通的增材制造工艺，其中任选地包含有可容忍水平的氧(例如，约0.01重量％至0.20重量％的O)。2xxx铝合金是包含铜(Cu)作为不是铝的主导合金成分的铝合金。2xxx铝合金组合物包括Pink工作表的2xx合金组合物。同样如本文所用，术语“2xxx铝合金”仅指代组合物，并且不指代任何相关联的工艺，即如本文所用，2xxx铝合金产品无需为锻造产品以被视为本文所述的2xxx铝合金组合物/产品。
在一个实施方案中，多金属颗粒由落入如Teal工作表所定义的3xxx铝合金范围内的组合物组成，由于普通的增材制造工艺，其中任选地包含有可容忍水平的氧(例如，约0.01重量％至0.20重量％的O)。3xxx铝合金是包含锰(Mn)作为不是铝的主导合金成分的铝合金。同样如本文所用，术语“3xxx铝合金”仅指代组合物，并且不指代任何相关联的工艺，即如本文所用，3xxx铝合金产品无需为锻造产品以被视为本文所述的3xxx铝合金组合物/产品。
在一个实施方案中，多金属颗粒由落入如Teal工作表所定义的4xxx铝合金范围内的组合物组成，由于普通的增材制造工艺，其中任选地包含有可容忍水平的氧(例如，约0.01重量％至0.20重量％的O)。4xxx铝合金是包含硅(Si)作为不是铝的主导合金成分的铝合金。4xxx铝合金组合物包括Pink工作表的3xx合金组合物和4xx合金组合物。同样如本文所用，术语“4xxx铝合金”仅指代组合物，并且不指代任何相关联的工艺，即如本文所用，4xxx铝合金产品无需为锻造产品以被视为本文所述的4xxx铝合金组合物/产品。
在一个实施方案中，多金属颗粒由如Teal工作表所定义的包含5xxx铝合金的组合物组成，由于普通的增材制造工艺，其中任选地包含有可容忍水平的氧(例如，约0.01重量％至0.20重量％的O)。5xxx铝合金是包含镁(Mg)作为不是铝的主导合金成分的铝合金。5xxx铝合金组合物包括Pink工作表的5xx合金组合物。同样如本文所用，术语“5xxx铝合金”仅指代组合物，并且不指代任何相关联的工艺，即如本文所用，5xxx铝合金产品无需为锻造产品以被视为本文所述的5xxx铝合金组合物/产品。
在一个实施方案中，多金属颗粒由落入如Teal工作表所定义的6xxx铝合金范围内的组合物组成，由于普通的增材制造工艺，其中任选地包含有可容忍水平的氧(例如，约0.01重量％至0.20重量％的O)。6xxx铝合金是包含硅和镁两者的铝合金，并且硅和镁的量足以形成析出物Mg2Si。同样如本文所用，术语“6xxx铝合金”仅指代组合物，并且不指代任何相关联的工艺，即如本文所用，6xxx铝合金产品无需为锻造产品以被视为本文所述的6xxx铝合金组合物/产品。
在一个实施方案中，多金属颗粒由落入如Teal工作表所定义的7xxx铝合金范围内的组合物组成，由于普通的增材制造工艺，其中任选地包含有可容忍水平的氧(例如，约0.01重量％至0.20重量％的O)。7xxx铝合金是包含锌(Zn)作为不是铝的主导合金成分的铝合金。7xxx铝合金组合物包括Pink工作表的7xx合金组合物。同样如本文所用，术语“7xxx铝合金”仅指代组合物，并且不指代任何相关联的工艺，即如本文所用，7xxx铝合金产品无需为锻造产品以被视为本文所述的7xxx铝合金组合物/产品。
在一个实施方案中，多金属颗粒由落入如Teal工作表所定义的8xxx铝合金范围内的组合物组成，由于普通的增材制造工艺，其中任选地包含有可容忍水平的氧(例如，约0.01重量％至0.20重量％的O)。8xxx铝合金为不是1xxx-7xxx铝合金的任何铝合金。8xxx铝合金的示例包括具有铁或锂作为不是铝的主导合金元素的合金。8xxx铝合金组合物包括Pink工作表的8xx合金组合物和9xx合金组合物。如Pink工作表所引用的ANSI H35.1(2009)所指出，9xx合金组合物为铝与除铜、硅、镁、锌和锡之外的作为主要合金元素的“其它元素”的合金。同样如本文所用，术语“8xxx铝合金”仅指代组合物，并且不指代任何相关联的工艺，即如本文所用，8xxx铝合金产品无需为锻造产品以被视为本文所述的8xxx铝合金组合物/产品。
在一个实施方案中，至少一些金属粉末的金属颗粒为金属-非金属(M-NM)颗粒。金属-非金属(M-NM)颗粒包含至少一种金属和至少一种非金属。非金属元素的示例包括氧、碳、氮和硼。M-NM颗粒的示例包括金属氧化物颗粒(例如Al2O3)、金属碳化物颗粒(例如TiC)、金属氮化物颗粒(例如Si3N4)、金属硼化物(例如，TiB2)以及它们的组合。
金属粉末的金属颗粒和/或非金属颗粒可具有定制的物理特性。例如，可预选粉末的粒度、粒度分布和/或颗粒的形状。在一个实施方案中，定制至少一些颗粒的一种或多种物理特性，以便控制密度(例如，体密度和/或振实密度)、金属粉末的流动性和/或金属粉床的空隙体积百分比(例如，金属粉床的空隙百分比)中的至少一者。例如，通过调整颗粒的粒度分布可限制粉床中的空隙，从而减小粉床的空隙体积百分比。继而，可产生实际密度接近理论密度的铝合金产品。就这一点而言，金属粉末可包含具有不同尺寸分布的粉末共混物。例如，金属粉末可包含第一金属粉末与第二金属粉末的共混物，该第一金属粉末具有第一粒度分布，该第二金属粉末具有第二粒度分布，其中第一粒度分布不同于第二粒度分布。金属粉末还可包含具有第三粒度分布的第三金属粉末、具有第四粒度分布的第四金属粉末等。因此，可通过共混具有不同粒度分布的不同金属粉末来定制尺寸分布特征，诸如中值粒度、平均粒度以及粒度的标准偏差等。在一个实施方案中，最终的铝合金产品实现的密度在产品理论密度的98％内。在另一个实施方案中，最终的铝合金产品实现的密度在产品理论密度的98.5％内。在又一个实施方案中，最终的铝合金产品实现的密度在产品理论密度的99.0％内。在另一个实施方案中，最终的铝合金产品实现的密度在产品理论密度的99.5％内。在又一个实施方案中，最终的铝合金产品实现的密度在产品理论密度的99.7％内或更高。
金属粉末可包含单金属颗粒、多金属颗粒、M-NM颗粒和/或非金属颗粒的任何组合以产生定制的铝合金产品，并且该产品任选地具有任何预选的物理特性。例如，金属粉末可包含第一类金属颗粒与第二类颗粒(金属或非金属)的共混物，其中第一类金属颗粒是不同于第二类颗粒的类型(组成上不同，物理上不同或两者都不同)。金属粉末还可包含第三类颗粒(金属或非金属)、第四类颗粒(金属或非金属)等。如下文更详细地描述，在增材制造铝合金产品的整个期间，金属粉末可为相同的金属粉末，或者金属粉末在增材制造工艺期间可为不同的。
如上文所指出，可将增材制造用于逐层形成铝合金产品。在一个实施方案中，金属粉床用于形成铝合金产品(例如，定制的铝合金产品)。如本文所用，“金属粉床”意指包含金属粉末的床。在增材制造期间，可熔化(例如快速熔化)不同组合物的颗粒，然后对其进行固化(例如，在不存在均匀混合的情况下)。因此，可产生具有均匀或不均匀的微观结构的铝合金产品，该铝合金产品不能通过常规的成形铸造或锻造产品制备方法实现。
在一个实施方案中，在整个增材制造过程中使用相同的普通粉末(generalpowder)来制备铝合金产品。例如并现参照图1，最终的定制铝合金产品(100)可包括单个区域，该单个区域通过在增材制造工艺期间使用大致相同的金属粉末制成。在一个实施方案中，金属粉末由单金属颗粒组成。在一个实施方案中，金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒的混合物组成。在一个实施方案中，金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒组成。在一个实施方案中，金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在一个实施方案中，金属粉末由多金属颗粒组成。在一个实施方案中，金属粉末由多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在一个实施方案中，金属粉末由M-NM颗粒组成。在这些实施方案的任一者中，可任选地将非金属颗粒用于金属粉末中。在这些实施方案的任一者中，可将多种不同类型的单金属颗粒、多金属颗粒、M-NM颗粒和/或非金属颗粒用于制备金属粉末。例如，由单金属颗粒组成的金属粉末可包括多种不同类型的单金属颗粒。又如，由多金属颗粒组成的金属粉末可包括多种不同类型的多金属颗粒。又如，由单金属颗粒和多金属颗粒组成的金属粉末可包括多种不同类型的单金属和/或多金属颗粒。类似的原则适用于M-NM和非金属颗粒。
作为一个具体示例，并且现参照图2a-2d，单种金属粉末可包括(1)(a)M-NM颗粒与(b)非金属颗粒(BN颗粒)中的至少一者和(2)(a)单金属颗粒或(b)多金属颗粒中的至少一者的共混物。单一粉末共混物可用于制备具有大体积的第一区域(200)和较小体积的第二区域(300)的铝合金主体。例如，第一区域(200)可包括铝合金区域(例如，由于单金属颗粒和/或多金属颗粒)，并且第二区域(300)可包括M-NM区域(例如，由于M-NM颗粒和/或非金属颗粒)。在制备之后或制备期间，包括第一区域(200)和第二区域(300)的增材制造产品可变形(例如，通过轧制、挤出、锻造、拉伸、压缩中的一者或多者)，如图2b-2d所示。由于第一区域(200)和M-NM第二区域(300)之间可以限制平面滑移的交界面，最终变形的产品可实现例如更高强度。
最终的定制铝合金产品可另选地包括至少两种单独制成的不同区域。在一个实施方案中，可将不同的金属粉床类型用于制备铝合金产品。例如，第一金属粉床可包括第一金属粉末，并且第二金属粉床可包括不同于第一金属粉末的第二金属粉末。第一金属粉床可用于制备第一层铝合金产品或一部分铝合金产品，并且第二金属粉床可用于制备第二层铝合金产品或一部分铝合金产品。例如并且现参照图3a-3f，可存在第一区域(400)和第二区域(500)。为了制备第一区域(400)，金属粉床的第一部分(例如，层)可包含第一金属粉末。为了制备第二区域(500)，金属粉末的第二部分(例如层)可包含不同于第一层的第二金属粉末(组成上不同和/或物理上不同)。可使用附加的金属粉末和层制备不同的第三区域、不同的第四区域等。因此，在增材制造工艺期间可预选金属粉末的总体组成和/或物理特性，导致定制的铝合金产品具有定制的组成和/或微观结构。
在一个方面，第一金属粉末由单金属颗粒组成。可将第一金属粉末用于第一金属粉床层中以制备定制铝合金主体的第一区域(400)。随后，可将第二金属粉末用作第二金属粉床层以制备定制铝合金主体的第二区域(500)。在一个实施方案中，第二金属粉末由另一种类型的单金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由M-NM颗粒组成。在这些实施方案的任一者中，可任选地将非金属颗粒用于第二金属粉末中以制备第二区域。
在另一个方面，第一金属粉末由多金属颗粒组成。可将第一金属粉末用于第一金属粉床层中以制备定制铝合金主体的第一区域(400)。随后，可将第二金属粉末用作第二金属粉床层以制备定制铝合金主体的第二区域(500)。在一个实施方案中，第二金属粉末由另一种类型的多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒的混合物组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒的混合物组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒和M-NM颗粒的混合物组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由M-NM颗粒组成。在这些实施方案的任一者中，可任选地将非金属颗粒用于第二金属粉末中以制备第二区域。
在另一个方面，第一金属粉末由M-NM颗粒组成。可将第一金属粉末用于第一金属粉床层中以制备定制铝合金主体的第一区域(400)。随后，可将第二金属粉末用作第二金属粉床层以制备定制铝合金主体的第二区域(500)。在一个实施方案中，第二金属粉末由另一种类型的M-NM颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在这些实施方案的任一者中，可任选地将非金属颗粒用于第二金属粉末中以制备第二区域。
在另一个方面，第一金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒的混合物组成。可将第一金属粉末用于第一金属粉床层中以制备定制铝合金主体的第一区域(400)。随后，可将第二金属粉末用作第二金属粉床层以制备定制铝合金主体的第二区域(500)。在一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒的另一种混合物组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由M-NM颗粒组成。在这些实施方案的任一者中，可任选地将非金属颗粒用于第二金属粉末中以制备第二区域。
在另一个方面，第一金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒的混合物组成。可将第一金属粉末用于第一金属粉床层中以制备定制铝合金主体的第一区域(400)。随后，可将第二金属粉末用作第二金属粉床层以制备定制铝合金主体的第二区域(500)。在一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒的另一种混合物组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由M-NM颗粒组成。在这些实施方案的任一者中，可任选地将非金属颗粒用于第二金属粉末中以制备第二区域。
在另一个方面，第一金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒的混合物组成。可将第一金属粉末用于第一金属粉床层中以制备定制铝合金主体的第一区域(400)。随后，可将第二金属粉末用作第二金属粉床层以制备定制铝合金主体的第二区域(500)。在一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒的另一种混合物组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由M-NM颗粒组成。在这些实施方案的任一者中，可任选地将非金属颗粒用于第二金属粉末中以制备第二区域。
在另一个方面，第一金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒的混合物组成。可将第一金属粉末用于第一金属粉床层中以制备定制铝合金主体的第一区域(400)。随后，可将第二金属粉末用作第二金属粉床层以制备定制铝合金主体的第二区域(500)。在一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒和M-NM颗粒的另一种混合物组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由多金属颗粒组成。在另一个实施方案中，第二金属粉末由单金属颗粒、多金属颗粒和M-NM颗粒组成。在又一个实施方案中，第二金属粉末由M-NM颗粒组成。在这些实施方案的任一者中，可任选地将非金属颗粒用于第二金属粉末中以制备第二区域。
本文所述的用于增材制造工艺的粉末可通过将适当材料的材料(例如，铸锭)雾化成相对于待使用的增材制造工艺具有适当尺寸的粉末而制成。
在生产之后或生产期间，增材制造产品可变形(例如，通过轧制、挤出、锻造、拉伸、压缩中的一者或多者)。由于铝合金产品的定制区域，最终的变形产品可实现例如改善的特性。
现参照图4，增材制造产品可经受任何适当的溶解(20)、加工(30)和/或析出硬化步骤(40)。如果采用了溶解(20)和/或加工(30)步骤，则可在增材制造主体的中间体形式上执行所述步骤，并且/或者可在增材制造主体的最终形式上执行所述步骤。如果采用了析出硬化步骤(40)，则通常相对于增材制造主体的最终形式执行该步骤。
继续参照图4，方法可包括一个或多个溶解步骤(20)，其中将中间体产品形式和/或最终产品形式加热至高于产品的溶线温度但低于材料的固相线温度，从而溶解至少一些不溶颗粒。溶解步骤(20)可包括将材料浸泡足以溶解适用颗粒的时间。在一个实施方案中，可将溶解步骤(20)视为均化步骤。浸泡之后，可将材料冷却至环境温度用于后续加工。另选地在浸泡之后，可通过加工步骤(30)立即对材料进行热加工。
加工步骤(30)通常涉及热加工和/或冷加工中间体产品形式。热加工和/或冷加工可包括例如材料的轧制、挤出或锻造。加工(30)可发生在任何溶解步骤(20)之前和/或之后。例如，在包括溶解步骤(20)之后，可将材料冷却至环境温度，然后将其重新加热至适当温度以用于热加工。另选地，可在环境温度附近对材料进行冷加工。在一些实施方案中，可热加工材料、将其冷却至环境温度，然后对其冷加工。在又一个实施方案中，可在溶解步骤(20)的浸泡之后开始热加工，使得不需要重新加热产品就可进行热加工。
加工步骤(30)可导致第二相颗粒的析出。就这一点而言，可酌情利用任何数量的后加工溶解步骤(20)以溶解至少一些可能因加工步骤(30)而形成的未溶解第二相颗粒。
在任何适当的溶解(20)和加工(30)步骤之后，可析出硬化(40)最终的产品形式。析出硬化(40)可包括将最终的产品形式加热至溶线温度保持足以溶解至少一些由于加工而析出的颗粒的时间，然后迅速冷却最终的产品形式。析出硬化(40)还可包括使产品经受目标温度足以形成析出物(例如，强化析出物)的时间，然后将产品冷却至环境温度，从而实现在其中具有期望析出物的最终的老化产品。如可能领会到的，可在析出(40)步骤之后完成对产品的至少一些加工(30)。在一个实施方案中，最终的老化产品包含≥0.5体积％的期望析出物(例如，强化析出物)和≤0.5体积％的粗制第二相颗粒。
在一种方法中，利用电子束(EB)或等离子体电弧技术来制备增材制造铝合金主体的至少一部分。电子束技术可有利于制备比容易通过激光增材制造技术制备的部件更大的部件。例如，并且现参照图5a，在一个实施方案中，方法包括将小直径线材(25)(例如，直径≤2.54mm的线材)供料到电子束枪(50)的送线器部分(55)。线材(25)可为上文所述的组合物，前提是其为可拉动的组合物(例如，当根据美国专利No.5,286,577的工艺条件制备时)，或者线材可通过例如粉末连续挤出制得(例如，根据美国专利No.5,284,428)。电子束(75)根据具体情况将线材或管材加热至待形成的主体的液相点之上，随后快速固化熔池以形成沉积材料(100)。
在一个实施方案中，并且现参照图5b，线材(25)为粉芯线材(PCW)，其中线材的管材部分在其中包含一定体积的颗粒，诸如上文所述的任何颗粒(单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合)，而管材自身可包含铝或铝合金(例如，合适的1xxx-8xxx铝合金)。管材内一定体积颗粒的组合物可适于说明管材中铝的量，以便实现适当的最终组合物。
在一个实施方案中，管材为高纯度的铝或1xxx铝合金，并且保持在管材内的颗粒(如图5b所示)选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或1xxx铝合金，并且颗粒包括单金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或1xxx铝合金，并且颗粒包括多金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或1xxx铝合金，并且颗粒包括金属-非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或1xxx铝合金，并且颗粒包括非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或1xxx铝合金，并且颗粒包括至少两种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少两种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或1xxx铝合金，并且颗粒包括至少三种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少三种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或1xxx铝合金，并且颗粒包括至少四种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括所有的(a)-(d)颗粒类型，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。
在一个实施方案中，管材为高纯度的铝或2xxx铝合金，并且保持在管材内的颗粒(如图5b所示)选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或2xxx铝合金，并且颗粒包括单金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或2xxx铝合金，并且颗粒包括多金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或2xxx铝合金，并且颗粒包括金属-非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或2xxx铝合金，并且颗粒包括非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或2xxx铝合金，并且颗粒包括至少两种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少两种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或2xxx铝合金，并且颗粒包括至少三种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少三种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或2xxx铝合金，并且颗粒包括至少四种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括所有的(a)-(d)颗粒类型，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。
在一个实施方案中，管材为高纯度的铝或3xxx铝合金，并且保持在管材内的颗粒(如图5b所示)选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或3xxx铝合金，并且颗粒包括单金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或3xxx铝合金，并且颗粒包括多金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或3xxx铝合金，并且颗粒包括金属-非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或3xxx铝合金，并且颗粒包括非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或3xxx铝合金，并且颗粒包括至少两种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少两种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或3xxx铝合金，并且颗粒包括至少三种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少三种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或3xxx铝合金，并且颗粒包括至少四种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括所有的(a)-(d)颗粒类型，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。
在一个实施方案中，管材为高纯度的铝或4xxx铝合金，并且保持在管材内的颗粒(如图5b所示)选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或4xxx铝合金，并且颗粒包括单金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或4xxx铝合金，并且颗粒包括多金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或4xxx铝合金，并且颗粒包括金属-非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或4xxx铝合金，并且颗粒包括非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或4xxx铝合金，并且颗粒包括至少两种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少两种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或4xxx铝合金，并且颗粒包括至少三种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少三种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或4xxx铝合金，并且颗粒包括至少四种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括所有的(a)-(d)颗粒类型，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。
在一个实施方案中，管材为高纯度的铝或5xxx铝合金，并且保持在管材内的颗粒(如图5b所示)选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或5xxx铝合金，并且颗粒包括单金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或5xxx铝合金，并且颗粒包括多金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或5xxx铝合金，并且颗粒包括金属-非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或5xxx铝合金，并且颗粒包括非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或5xxx铝合金，并且颗粒包括至少两种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少两种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或5xxx铝合金，并且颗粒包括至少三种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少三种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或5xxx铝合金，并且颗粒包括至少四种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括所有的(a)-(d)颗粒类型，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。
在一个实施方案中，管材为高纯度的铝或6xxx铝合金，并且保持在管材内的颗粒(如图5b所示)选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或6xxx铝合金，并且颗粒包括单金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或6xxx铝合金，并且颗粒包括多金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或6xxx铝合金，并且颗粒包括金属-非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或6xxx铝合金，并且颗粒包括非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或6xxx铝合金，并且颗粒包括至少两种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少两种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或6xxx铝合金，并且颗粒包括至少三种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少三种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或6xxx铝合金，并且颗粒包括至少四种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括所有的(a)-(d)颗粒类型，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。
在一个实施方案中，管材为高纯度的铝或7xxx铝合金，并且保持在管材内的颗粒(如图5b所示)选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或7xxx铝合金，并且颗粒包括单金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或7xxx铝合金，并且颗粒包括多金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或7xxx铝合金，并且颗粒包括金属-非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或7xxx铝合金，并且颗粒包括非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或7xxx铝合金，并且颗粒包括至少两种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少两种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或7xxx铝合金，并且颗粒包括至少三种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少三种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或7xxx铝合金，并且颗粒包括至少四种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括所有的(a)-(d)颗粒类型，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。
在一个实施方案中，管材为高纯度的铝或8xxx铝合金，并且保持在管材内的颗粒(如图5b所示)选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或8xxx铝合金，并且颗粒包括单金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或8xxx铝合金，并且颗粒包括多金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或8xxx铝合金，并且颗粒包括金属-非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或8xxx铝合金，并且颗粒包括非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或8xxx铝合金，并且颗粒包括至少两种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少两种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或8xxx铝合金，并且颗粒包括至少三种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括(a)-(d)颗粒类型中的至少三种，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。在一个实施方案中，管材为高纯度铝或8xxx铝合金，并且颗粒包括至少四种不同类型的颗粒类型，即颗粒包括所有的(a)-(d)颗粒类型，其中(a)为单金属颗粒，(b)为多金属颗粒，(c)为金属-非金属颗粒，并且(d)为非金属颗粒。
虽然已详细描述本发明的各种实施方案，但这些实施方案的修改和调整对于本领域的技术人员而言是显而易见的。然而，应当理解，此类修改和改型还是在本文公开技术的精神和范围内。

Claims (21)

1.一种用于制备铝合金产品的方法，所述方法包括：
(a)将金属粉末分散于粉床中，其中所述金属粉末包含第一金属颗粒和第二金属颗粒，并且其中所述第一金属颗粒包含铝，并且其中所述第二金属颗粒包含不是铝的金属，其中所述第二金属颗粒包含不同于所述第一金属颗粒的组合物；
(b)选择性地将所述金属粉末的一部分加热至高于所述铝合金产品的所述液相线温度的温度；
(c)形成熔池；
(d)以至少1000℃/秒的冷却速率冷却所述熔池；以及
(e)重复步骤(a)-(d)，直到完成所述铝合金产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属颗粒为第一单金属颗粒，并且其中所述第一单金属颗粒基本上由铝组成。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二金属颗粒为第二单金属颗粒，其中所述第二单金属颗粒基本上由不是铝的金属组成。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二单金属颗粒基本上由选自以下的金属组成：铜、锰、硅、镁、锌、铁、钛、锆、铬、镍、锡、银、钒以及稀土元素。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属颗粒为第一多金属颗粒，其中所述第一多金属颗粒包含铝和至少一种其它金属。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一多金属颗粒由铝合金组成。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一多金属颗粒由铝合金组成，其中所述铝合金选自2xxx铝合金、3xxx铝合金、4xxx铝合金、5xxx铝合金、6xxx铝合金、7xxx铝合金和8xxx铝合金。
8.根据权利要求2和5-8中任一项所述的方法，其中所述第二金属颗粒为金属-非金属颗粒。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述金属-非金属颗粒包含氧、碳、氮和硼中的至少一者。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述金属-非金属颗粒选自金属氧化物颗粒、金属碳化物颗粒、金属氮化物颗粒以及它们的组合。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述金属-非金属颗粒为Al2O3、TiC、Si3N4和TiB2中的一者。
12.根据权利要求2和5-8中任一项所述的方法，其中所述第二金属颗粒为非金属颗粒。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属颗粒具有第一定制粒度分布，其中所述第二金属颗粒具有第二定制粒度分布，其中所述第一定制粒度分布不同于所述第二定制粒度分布。
14.一种制备铝合金产品的方法，所述方法包括：
(a)首先通过第一金属粉末制备铝合金主体的第一区域，其中所述第一金属粉末包含铝；
(i)其中所述首先制备步骤包括使用增材制造来制备所述铝合金产品的所述第一区域；
(b)其次通过第二金属粉末制备铝合金主体的第二区域，其中所述第一金属粉末不同于所述第二金属粉末；
(i)其中所述其次制备步骤包括使用增材制造来制备所述铝合金产品的所述第二区域；
(ii)其中所述第二区域与所述第一区域相邻。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一金属粉末包含金属颗粒，其中所述金属颗粒包含铝，并且其中所述金属颗粒选自第一单金属颗粒、第一多金属颗粒、第一金属-非金属颗粒以及它们的组合。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二金属粉末包含第二单金属颗粒，其中所述第二单金属颗粒基本上由不是铝的金属组成。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二金属粉末还包含多金属颗粒。
18.根据权利要求16-17中任一项所述的方法，其中所述第二金属粉末还包含金属-非金属颗粒。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二金属粉末包含非金属颗粒。
20.一种用于电子束或等离子体电弧增材制造的线材，所述线材包括：
外管部分；和
容纳在所述外管部分内的一定体积的颗粒；
其中所述外管部分为1xxx铝合金，并且
其中容纳在所述外管部分内的所述体积的颗粒选自单金属颗粒、多金属颗粒、金属-非金属颗粒、非金属颗粒以及它们的组合。
21.一种方法，包括：
使用根据权利要求20所述的线材来制备铝合金产品，其中所述使用包括使用电子束或等离子体电弧增材制造。
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