CN112352061A

CN112352061A - 制造铝合金零件的方法

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Publication number: CN112352061A
Application number: CN201980042797.2A
Authority: CN
Inventors: B·谢哈布; P·扎瑞
Original assignee: C Tec Constellium Technology Center SAS
Current assignee: C Tec Constellium Technology Center SAS
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2019-06-24
Publication date: 2021-02-09
Also published as: KR20210023882A; US20210260661A1; FR3082764A1; JP2021532255A; FR3082764B1; FR3082763A1; EP3810817A1; CA3102419A1; JP7386819B2

Abstract

本发明涉及一种制造零件的方法，所述方法包括形成彼此叠置的连续的固体金属层(20₁…20_n)，每一层描绘出使用数字模型(M)定义的图案，每一层通过以下步骤形成：沉积称为焊料的金属(25)，对所述焊料进行能量输入以开始熔化并通过固化而构成所述层，其中所述焊料呈粉末(25)的形式，其暴露于能量束(32)中导致熔化，然后固化以形成固体层(20₁…20_n)，所述方法的特征在于，焊料(25)为包含至少以下合金元素的铝合金：‑Si，其质量分数为0％至4％，优选0.5％至4％，更优选1％至4％，且甚至更优选1％至3％；‑Fe，其质量分数为1％至15％，优选2％至10％；‑V，其质量分数为0％至5％，优选0.5％至5％，更优选1％至5％，且更优选1％至3％；至少一种选自以下的元素：Ni、La和/或Co，Ni和Co的质量分数各自为0.5％至15％、优选1％至10％、更优选3％至8％，La的质量分数为1％至10％、优选3％至8％，并且质量分数总计小于或等于15％、优选小于或等于12％。本发明还涉及通过该方法获得的零件。本发明的增材制造方法中所使用的合金可获得具有出色特性的零件。

Description

制造铝合金零件的方法

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生产工业产品，包括金属零件。

术语“增材制造”根据法国标准XP E67-001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”。ASTM F2792(2012年1月)也定义了增材制造。ISO/ASTM17296-1中也定义并描述了各种增材制造方式。文献WO 2015/006447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焊料，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焊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。

一种增材制造手段是熔化或烧结粉末形式的焊料。这可通过能量束熔化或烧结。

特别地，通过激光进行选择性烧结的技术(选择性激光烧结SLS或直接金属激光烧结DMLS)是已知的，其中将金属或金属合金粉末层施加到待制造的零件上，并根据数字模型使用激光束产生的热能选择性地烧结。另一种金属形成方法包括通过激光的选择性熔化(选择性激光熔化SLM)或通过电子束的熔化(电子束熔化EBM)，其中由激光或定向电子束提供的热能用于选择性熔化(而不是烧结)金属粉末，以使其在冷却和固化时融合。

通过激光熔化的沉积(激光熔化沉积LMD)也是已知的，其中粉末喷射和通过激光束熔化粉末同时进行。

专利申请WO2016/209652记载了一种制造具有高机械强度的铝的方法，其包括：制备具有一种或多种所需近似粉末尺寸并具有近似形态的雾化的铝粉末；烧结粉末以通过增材制造形成产品；固溶热处理；淬火，以及使以增材方式制造的铝回火。

专利申请US2017/0016096记载了一种通过局部熔化制造零件的方法，所述局部熔化特别是通过使粉末暴露于电子束或激光束类型的能量束而获得，所述粉末由铜含量为5重量％至6重量％、镁含量为2.5重量％至3.5重量％的铝合金组成。

专利申请EP2796229公开了一种形成通过分散体而增强的铝金属合金的方法，其包括以下步骤：获得粉末形式的铝合金组合物，所述铝合金组合物能够获得通过分散体而增强的微观结构；将具有低能量密度的激光束指向具有所述合金组合物的粉末的部分；将激光束从该部分的粉末合金组合物上移除；然后以大于或等于约10⁶℃/秒的速率使该部分的粉末合金组合物冷却，从而形成通过分散体而增强的铝金属合金。所述方法特别适于具有下式的组成的合金：Al_compFe_aSi_bX_c，其中X表示至少一种选自Mn、V、Cr、Mo、W、Nb和Ta的元素；“a”为2.0至7.5原子％；“b”为0.5至3.0原子％；“c”为0.05至3.5原子％；其余为铝和偶然的杂质，条件是比例[Fe+Si]/Si位于约2.0:1至5.0:1的范围内。

专利申请US2017/0211168公开了一种制造在高温下具有高性能的轻质强合金的方法，所述轻质强合金包含铝、硅以及铁和/或镍。

专利申请EP3026135记载了一种铸造合金，其包含87至99重量份的铝和硅、0.25至0.4重量份的铜和0.15至0.35重量份的至少两种选自Mg、Ni和Ti的元素的组合。该铸造合金适于通过惰性气体喷雾以形成粉末，所述粉末用于通过激光增材制造来形成物体，然后对该物体进行回火处理。

专利申请US2016/0138400记载了包含以下组分的适于增材制造技术的合金：3至12重量％的铁、0.1至3重量％的钒、0.1至3重量％的硅和1至6重量％的铜，其余为铝和杂质。

出版物“Characterization of Al–Fe–V–Si heat-resistant aluminium alloycomponents fabricated by selective laser melting”，Journal of MaterialResearch，第30卷，第10期，2015年5月28日记载了SLM制造耐热组件，其组成为Al–8.5Fe–1.3V–1.7Si，以重量％计。

出版物“Microstructure and mechanical properties of Al-Fe-V-Sialuminium alloy produced by electron beam melting”，Materials Science&Engineering A659(2016)207–214记载了通过EBM获得的与前面的文章中的相同合金的零件。

越来越需要用于SLM应用的高强度铝合金。4xxx合金(主要是Al10SiMg、Al7SiMg和Al12Si)是用于SLM应用的最成熟的铝合金。这些合金非常适合于SLM方法，但机械性能有限。

由APWorks开发的

(DE102007018123A1)(在325℃下进行制造后的热处理4小时)在环境温度下具有良好的机械性能。然而，该技术方案的粉末形式成本高，这与其高钪含量(约0.7％Sc)并需要特定的雾化工艺有关。该技术方案在高温下(例如在150℃以上)机械性能也较差。

通过增材制造获得的铝零件的机械性能取决于形成焊料金属的合金(并且更确切地取决于其组成)、增材制造方法的参数以及所应用的热处理参数。本发明人已确定了一种合金组合物，该合金组合物用于增材制造方法时，可获得具有出色特性的零件。特别地，根据本发明获得的零件与现有技术(特别是8009合金)相比具有改进的特性，特别是在表面质量、抗热裂性或热硬性(例如在400℃下4小时后)方面。

发明内容

本发明的第一个目的是一种制造零件的方法，所述方法包括形成彼此叠置的连续的固体金属层，每一层描绘出由数字模型定义的图案，每一层通过以下步骤形成：沉积称为焊料金属的金属，对所述焊料金属进行能量输入以开始熔化并通过固化而构成所述层，其中所述焊料金属呈粉末的形式，其暴露于能量束中导致熔化，然后固化以形成固体层，所述方法的特征在于，所述焊料金属为包含至少以下合金元素的铝合金：

-Si，其质量分数为0％至4％，优选0.5％至4％，更优选1％至4％，且甚至更优选1％至3％；

-Fe，其质量分数为1％至15％，优选2％至10％；

-V，其质量分数为0％至5％，优选0.5％至5％，更优选1％至5％，且甚至更优选1％至3％；

-至少一种选自以下的元素：Ni、La和/或Co，Ni和Co的质量分数各自为0.5％至15％、优选1％至10％、更优选3％至8％，La的质量分数为1％至10％、优选3％至8％，并且质量分数总计小于或等于15％、优选小于或等于12％。

应注意，本发明的合金还包含：

-杂质，其质量分数各自小于0.05％(即500ppm)且总计小于0.15％；

-其余为铝。

任选地，所述合金还可包含至少一种选自以下的元素：Mn、Ti、W、Nb、Ta、Y、Yb、Nd、Er、Cr、Zr、Hf、Sc、Ce和/或稀土金属混合物，其质量分数各自小于或等于5％、优选小于或等于3％，并且总计小于或等于15％、优选小于或等于12％、甚至更优选小于或等于5％。然而，在一个实施方案中，避免添加Sc，因此Sc的优选的质量分数为小于0.05％且优选小于0.01％。

这些元素可导致形成弥散相或精细的金属间相，从而可提高所得材料的硬度。

任选地，所述合金还可包含至少一种选自以下的元素：Sr、Ba、Sb、Bi、Ca、P、B、In和/或Sn，其质量分数各自小于或等于1％、优选小于或等于0.1％、甚至更优选小于或等于700ppm，并且总计小于或等于2％、优选小于或等于1％。然而，在一个实施方案中，避免添加Bi，因此Bi的优选的质量分数为小于0.05％且优选小于0.01％。

任选地，所述合金还可包含至少一种选自以下的元素：质量分数为0.06％至1％的Ag，质量分数为0.06％至1％的Li，质量分数为0.06％至5％、优选0.1％至2％的Cu，质量分数为0.06％至1％的Zn和/或质量分数为0.06％至1％的Mg。这些元素可通过硬化沉淀或通过其对固溶体性能的作用而影响材料的强度。

然而，不建议添加Mg，并且优选保持Mg含量低于0.05重量％的杂质值。

任选地，所述合金还可包含至少一种用于细化晶粒并避免粗柱状微观结构的化合物，例如AlTiC或Al-TiB₂(例如AT5B或AT3B形式)，其量各自小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨、甚至更优选小于或等于12kg/吨，并且总计小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨。

根据一个实施方案，所述方法在形成层之后可包括：

-固溶热处理，然后淬火和回火，或

-热处理，通常在至少100℃且不超过400℃的温度下进行，

-和/或热等静压(HIC)。

热处理可特别允许按要求调整残余应力和/或额外沉淀硬化相。

HIC处理特别是可改善伸长性能和疲劳性能。热等静压也可在热处理之前、之后进行或代替热处理进行。

有利地，热等静压在250℃至550℃、优选300℃至450℃的温度下在500至3000巴的压力下进行0.5至10小时。

热处理和/或热等静压可特别是提高所得产品的硬度。

根据另一个适于结构硬化合金的实施方案，可进行固溶热处理，然后对所形成的零件进行淬火和回火，和/或热等静压。在这种情况下，热等静压可有利地代替固溶热处理。然而，本发明的方法是有利的，因为其优选地不需要任何固溶热处理然后淬火。在某些情况下，固溶热处理可通过参与弥散相或精细金属间相的放大而对机械强度产生不利影响。

根据一个实施方案，本发明的方法还任选地包括机械加工处理，和/或化学表面处理、电化学表面处理或机械表面处理，和/或摩擦抛光(tribofinition)。可进行这些处理以特别是降低粗糙度和/或改善耐腐蚀性和/或改善耐疲劳裂纹引发。

任选地，可例如在增材制造之后和/或热处理之前进行零件的机械变形。

本发明的第二个目的是一种通过本发明的第一个目的的方法获得的金属零件。

本发明的第三个目的是一种粉末，所述粉末包含铝合金，并优选由铝合金组成，所述铝合金包含至少以下合金元素：

-Fe，其质量分数为1％至15％，优选2％至10％；

-V，其质量分数为0％至5％，优选0.5％至5％，更优选1％至5％，甚至更优选1％至3％；

应注意，本发明的合金还包含：

-其余为铝。

本发明的粉末的铝合金还可包含：

·任选地至少一种选自以下的元素：Mn、Ti、W、Nb、Ta、Y、Yb、Nd、Er、Cr、Zr、Hf、Sc、Ce和/或稀土金属混合物(mischmétal)，其质量分数各自小于或等于5％、优选小于或等于3％，并且总计小于或等于15％、优选小于或等于12％、甚至更优选小于或等于5％。然而，在一个实施方案中，避免添加Sc，因此Sc的优选的质量分数为小于0.05％且优选小于0.01％；和/或

·任选地至少一种选自以下的元素：Sr、Ba、Sb、Bi、Ca、P、B、In和/或Sn，其质量分数各自小于或等于1％、优选小于或等于0.1％、甚至更优选小于或等于700ppm，并且总计小于或等于2％、优选小于或等于1％。然而，在一个实施方案中，避免添加Bi，因此Bi的优选的质量分数为小于0.05％且优选小于0.01％；和/或

·任选地，至少一种选自以下的元素：质量分数为0.06％至1％的Ag，质量分数为0.06％至1％的Li，质量分数为0.06％至5％、优选0.1％至2％的Cu，质量分数为0.06％至1％的Zn和/或质量分数为0.06％至1％的Mg；和/或

·然而，不建议添加Mg，并且优选保持Mg含量低于0.05重量％的杂质值；和/或

·任选地至少一种选择用来细化晶粒并避免粗柱状微观结构的化合物，例如AlTiC或AlTiB2(例如AT5B或AT3B形式)，其量各自小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨、甚至更优选小于或等于12kg/吨，并且总计小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨。

其他优点和特征将从以下描述和非限制性实施例中更清楚地显现，并在下面列出的图中示出。

附图说明

[图1]图1为描绘SLM或EBM类型的增材制造方法的示意图。

[图2]图2示出了在用激光进行表面扫描之后的Al10Si0.3Mg样品的横截面的显微照片，所述样品被切割和抛光，在再熔化层中具有两个努氏压痕。

具体实施方式

在本说明书中，除非另有说明，否则：

-铝合金的名称符合铝业协会(The Aluminium Association)制定的命名规则；

-化学元素的含量指定为％并且表示质量分数。

图1概括地描述了一个实施方案，其中实施了本发明的增材制造方法。根据该方法，焊料金属25为本发明的合金粉末的形式。能量源例如激光源或电子源31发射能量束例如激光束或电子束32。能量源通过光学系统或电磁透镜系统33耦合至焊料金属，因此能够根据数字模型M确定射束的运动。能量束32跟随沿纵向平面XY的运动，描绘出依赖于数字模型M的图案。粉末25沉积在载体10上。能量束32与粉末25的相互作用使粉末25选择性熔化，然后固化，从而形成层20₁…20_n。当一层已经形成时，将其使用焊料金属的粉末25覆盖，并且形成叠置在先前制备的层上的另一层。形成层的粉末的厚度可例如为10至100μm。当能量束为激光束时，这种增材制造模式通常称为选择性激光熔化(SLM)，在这种情况下，所述方法有利地在大气压下进行；当能量束为电子束时，这种增材制造模式通常称为电子束熔化(EBM)，在这种情况下，所述方法有利地在减压下、通常小于0.01bar且优选小于0.1mbar下进行。

在另一个实施方案中，所述层通过选择性激光烧结(SLS)或直接金属激光烧结(DMLS)获得，本发明的合金粉末的层根据选择的数字模型由激光束提供的热能来选择性地烧结。

在图1中未描述的另一个实施方案中，粉末喷射和通过光束(通常为激光束)的粉末熔化同时进行。该方法称为激光熔化沉积。

可使用其他方法，特别是称为直接能量沉积(DED)、直接金属沉积(DMD)、直接激光沉积(DLD)、激光沉积技术(LDT)、激光金属沉积(LMD)、激光工程化净成型(LENS)、激光熔覆技术(LCT)或激光自由成型制造技术(LFMT)的那些方法。

在一个实施方案中，本发明的方法用于制备混合型零件，所述混合型零件包括部分10和附接部分20，部分10通过轧制和/或挤出和/或模制和/或锻造然后任选地进行机械加工而获得，附接部分20通过增材制造获得。该实施方案也可适于修补通过常规方法获得的零件。

在本发明的一个实施方案中，还可将本发明的方法用于修补通过增材制造获得的零件。

在各连续层的形成结束时，获得未经处理的零件或原始制造状态下的零件。

通过本发明的方法获得的金属零件是特别有利的，因为它们具有光滑的表面并且没有任何热裂纹。此外，它们在原始制造状态下的硬度小于8009参考样的硬度，并且同时热处理后的硬度大于8009参考样的硬度。因此，与现有技术的合金例如8009合金不同，本发明的合金的硬度在原始制造状态和热处理后的状态之间降低较少。与8009合金相比，认为本发明的合金在原始制造状态下更低的硬度有利于适用于SLM方法，因为在SLM制造过程中引起更低水平的应力，从而降低了对热裂的敏感性。与8009合金相比，本发明的合金在热处理(例如在400℃下1小时)后更高的硬度提供了更好的热稳定性。热处理可为SLM制造之后的热等静压(HIC)步骤。因此，本发明的合金在原始制造状态下是软的，但在热处理后具有更好的硬度，因此对于使用中的零件具有更好的机械性能。

根据本发明获得的金属零件在原始制造状态下的10g努氏硬度优选为150至350HK、更优选200至340HK。优选地，在至少100℃且不超过550℃的热处理之后和/或热等静压之后，根据本发明获得的金属零件的10g努氏硬度为150至300HK、更优选160至250HK。在以下实施例中描述了测量努氏硬度的方法。

本发明的粉末可具有至少一个以下特征：

-平均粒度为10至100μm，优选20至60μm；

-球形。粉末的球形度可例如使用形态粒度仪测定；

-良好的可铸性。粉末的可铸性可例如根据ASTM B213测定；

-低孔隙率，优选0至5体积％，更优选0至2体积％，甚至更优选0至1体积％。孔隙率可特别是通过扫描电子显微镜或氦比重瓶法(参见ASTM B923)测定；

-没有或少量(小于10体积％、优选小于5体积％)的小颗粒(粉末平均尺寸的1％至20％)，称为卫星颗粒(satellite)，其附着在较大的颗粒上。

本发明的粉末可通过常规雾化方法使用液体或固体形式的本发明的合金而获得，或者所述粉末可通过在暴露于能量束之前将初级粉末混合而获得，所述初级粉末的不同组成的平均组成与本发明的合金的组成相对应。

还可在粉末雾化之前和/或粉末沉积期间和/或在混合初级粉末时，将不熔和不溶的颗粒(例如氧化物或TiB₂颗粒或碳颗粒)加入熔池中。这些颗粒可用来细化微观结构。如果其具有纳米尺寸，则其还可用来硬化合金。这些颗粒可以小于30％、优选小于20％、更优选小于10％的体积分数存在。

本发明的粉末可例如通过气体喷射雾化、等离子体雾化、水喷射雾化、超声雾化、离心雾化、电解和球化，或研磨和球化获得。

优选地，本发明的粉末通过气体喷射雾化获得。气体喷射雾化方法起始于通过喷嘴浇注熔融金属。然后，熔融金属被中性气体射流(例如氮气或氩气)撞击，并雾化成非常小的液滴，这些液滴在雾化塔内下落的同时冷却并固化。然后将粉末收集在罐中。与产生不规则形状的粉末的水喷射雾化不同，气体喷射雾化方法具有产生球形粉末的优点。气体喷射雾化的另一个优点是良好的粉末密度，特别是由于球形的形状和粒度分布。该方法的另一个优点是粒度分布的良好再现性。

本发明的粉末在制造之后，可对其进行烘烤，特别是为了降低其湿度。所述粉末还可在其制造和使用之间进行包装和储存。

本发明的粉末可特别是用于以下应用中：

-选择性激光烧结(SLS)；

-直接金属激光烧结(DMLS)；

-选择性热烧结(SHS)；

-选择性激光熔化(SLM)；

-电子束熔化(EBM)；

-激光熔化沉积；

-直接能量沉积(DED)；

-直接金属沉积(DMD)；

-直接激光沉积(DLD)；

-激光沉积技术(LDT)；

-激光工程化净成型(LENS)；

-激光熔覆技术(LCT)；

-激光自由成型制造技术(LFMT)；

-激光金属沉积(LMD)；

-冷喷涂固结(CSC)；

-增材摩擦搅拌(additive friction stir，AFS)；

-现场辅助烧结技术(FAST)或火花等离子烧结；或

-惯性旋转摩擦焊接(IRFW)。

在以下实施例中将更详细地描述本发明。

本发明不限于在上文的说明书中或下文的实施例中描述的实施方案，并且可在如由本发明所附的权利要求书所限定的本发明的上下文中宽范围地变化。

实施例

使用Indutherm VC 650V机器在铜模具中铸造本发明的称为Innov1、Innov2和Innov3的各种合金以及现有技术的8009合金，以获得130mm高、95mm宽和5mm厚的铸块。通过ICP获得的合金的组成在下表1中以质量分数百分比的形式给出。

[表1]

将细化化合物AT5B以10kg/吨的量添加到合金Innov1和Innov2中。

实施例1：圆片的SLM

上表1中所述的合金通过快速原型制作方法来测试。由上文所得铸块进行机械加工得到厚度为5mm且直径为27mm的圆片形式的样品用于使用激光扫描表面。将圆片放置在SLM机器中，并使用激光按照相同的扫描策略和方法条件进行表面扫描，所述方法条件为用于SLM方法的代表性方法条件。事实上，发现以这种方式可评估合金对于SLM方法的适用性，特别是表面质量、对热裂的敏感性、未处理状态下的硬度以及热处理后的硬度。

在激光束下，金属熔化成10至350μm厚的熔池。激光通过后，金属如SLM方法中一样迅速冷却。激光扫描后，将10至350μm厚的细化表面层熔化，然后固化。由于审慎地选择了扫描参数，因此该层中金属的性能接近于通过SLM制造的零件的芯处的金属的性能。借助于Phénix Systems制造的PM100选择性激光熔化机器对不同样品的表面进行激光扫描。激光源的功率为200W，制造温度为200℃，矢量差为50μm，并且光束直径为60至80μm。对于每个样品，测试了两种不同的扫描速度：600mm/s和900mm/s。

1)对热裂的敏感性

已知某些合金不能用于SLM中，因为样品在SLM构造期间会开裂。已经表明，该裂纹也可通过用激光扫描表面获得。因此，该方法(用激光扫描表面)可模拟SLM方法并排除在SLM方法期间会开裂的合金。

将上文所得的圆片在垂直于激光通过的方向的平面上切割，然后进行抛光。通过在经处理的区域的横截面上金相观察(x200)评估(激光扫描表面期间的)对热裂的敏感性。结果总结于下表2中。标记1对应于不存在微裂纹，标记2对应于存在小于50μm的微裂纹，标记3对应于存在大于50μm的微裂纹。

[表2]

合金	标记
		参考(8009)	3
Innov1	1
		Innov2	2
Innov3	1

因此，根据上表2，仅本发明的合金可获得良好的抗热裂性。此外，观察到具有很少缺陷或没有缺陷的光滑表面。

2)努氏硬度的测量

硬度是合金的重要性能。这是因为如果通过用激光扫描表面而再熔化的层的硬度高，则用相同合金制造的零件可具有高的断裂点。

为了评估再熔化层的硬度，将上文所得的圆片在垂直于激光通过的方向的平面上切割，然后抛光。抛光后，进行再熔化层的硬度测量。硬度测量使用购自Struers的Durascan仪器进行。选择努氏10g硬度法，其中压痕的长对角线平行于再熔化层的平面放置，以在压痕和样品边缘之间保持足够的距离。在再熔化层中间厚度处定位十五个压痕。图2显示了硬度测量的实例。附图标记1对应于再熔化层，附图标记2对应于努氏硬度压痕。

在激光处理后(在原始制造状态下)和在400℃下补充热处理4小时后，以努氏标度在10g载荷下测量硬度，从而可特别是评估合金对于热处理期间硬化的适合性以及任何HIC处理对机械性能的影响。

在原始状态下以及在400℃下4小时后的10g努氏硬度值(HK)在下表3中给出。

[表3]

本发明的合金(Innov1、Innov2和Innov3)显示出在未处理状态下的10g努氏硬度低于8009合金的10g努氏硬度，但在400℃下4小时后，其10g努氏硬度大于参考8009合金的10g努氏硬度。不囿于理论，据信在400℃下4小时后更高的硬度很可能与更慢的弥散相凝固动力学(更好的热稳定性)有关。

实施例2：粉末的SLM

由上表1中所述的组成铸造的铸块通过UTBM(Universitéde Technologie deBelfort Montbéliard)进行雾化，以通过气体喷射雾化(上述方法)获得粉末。所得粉末的粒度分析根据ISO 13320使用Malvern Mastersizer 2000粒度仪通过激光衍射进行。描述形成粉末的颗粒的体积分数随直径变化的曲线通常描述了可同化为高斯分布的分布。所获得的分布的10％、50％(中值)和90％分位值通常分别称为D₁₀、D₅₀和D₉₀。

所得粉末的D₁₀、D₅₀和D₉₀特征在下表4中给出。

[表4]

合金	D<sub>10</sub>(μm)	D<sub>50</sub>(μm)	D<sub>90</sub>(μm)
				参考(8009)	33.5	52.3	81.2
Innov1	42.3	58.1	81.2
				Innov2	39.5	60.7	93.6
Innov3	58.6	88.3	132

因此，可由本发明的合金制造粉末。

在该实施例中，零件通过前述的SLM方法制备。测试在购自UTBM的400W RenishawAM 400机器上进行。对于每种合金Innov1、Innov2和Innov3，在改变方法参数的同时，制造若干个边长为7mm的立方体(参见下表5)。由此获得的立方体的孔隙率(通过抛光，然后进行图像分析)测定，并在下表5中给出。

[表5]

因此，利用本发明的方法可获得具有可接受的孔隙率的零件。可通过方法的最优化或甚至使用HIC(热等静压)类型的制造后处理技术来改善孔隙率。

此外，在SLM制造期间，所有测试样品均未显示出任何裂纹。

Claims

1.制造零件的方法，所述方法包括形成彼此叠置的连续的固体金属层(20₁…20_n)，每一层描绘出由数字模型(M)定义的图案，每一层通过以下步骤形成：沉积称为焊料金属的金属(25)，对所述焊料金属进行能量输入以开始熔化并通过固化而构成所述层，其中所述焊料金属呈粉末(25)的形式，其暴露于能量束(32)中导致熔化，然后固化以形成固体层(20₁…20_n)，

所述方法的特征在于，焊料金属(25)为包含至少以下合金元素的铝合金：

-Fe，其质量分数为1％至15％，优选2％至10％；

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述铝合金还包含至少一种选自以下的元素：Mn、Ti、W、Nb、Ta、Y、Yb、Nd、Er、Cr、Zr、Hf、Ce、Sc和/或稀土金属混合物，其质量分数各自小于或等于5％、优选小于或等于3％，并且总计小于或等于15％、优选小于或等于12％、甚至更优选小于或等于5％。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述铝合金还包含至少一种选自以下的元素：Sr、Ba、Sb、Bi、Ca、P、B、In和/或Sn，其质量分数各自小于或等于1％、优选小于或等于0.1％、甚至更优选小于或等于700ppm，并且总计小于或等于2％、优选小于或等于1％。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述铝合金还包含至少一种选自以下的元素：质量分数为0.06％至1％的Ag，质量分数为0.06％至1％的Li，质量分数为0.06％至5％、优选0.1％至2％的Cu，质量分数为0.06％至1％的Zn和/或质量分数为0.06％至1％的Mg。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述铝合金还包含至少一种用于细化晶粒的化合物，例如AlTiC或AlTiB2，其量各自小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨、甚至更优选小于或等于12kg/吨，并且总计小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法在形成层(20₁…20_n)之后包括：

-固溶热处理，然后淬火和回火，或

-热处理，通常在至少100℃且不超过400℃的温度下进行，

-和/或热等静压。

7.通过前述权利要求中任一项的主题的方法获得的金属零件(20)。

8.粉末，所述粉末包含铝合金，并优选由铝合金组成，所述铝合金包含：

-Fe，其质量分数为1％至15％，优选2％至10％；