JP2004115917A - 溶浸アルミニウムプリフォーム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 結合剤および少なくとも1つのアルミニウムまたは第1のアルミニウムベースの合金を含有する混合物を、未焼成複合体に形成する(12)。結合剤を未焼成複合体から除去して、多孔質プリフォーム構造体を形成する(14)。多孔質プリフォーム構造体を、溶融された第2のアルミニウムベースの合金である溶浸物により溶浸して、ほぼ理論密度に近い密度を持つ三次元物体を形成する(16)。
【選択図】 図1
Description
ケイ素 8%〜18%
マグネシウム 3%〜7%
アルミニウム 残りの量
557℃の公称(Al-13.8%Si-4.7%Mg)溶融温度
(具体例2)
銅 28%〜38%
アルミニウム 残りの量
548.2℃の公称(Al-33%Cu)溶融温度
(具体例3)
ケイ素 8%〜12%
亜鉛 8%〜12%
ニッケル 3%〜8%
アルミニウム 残りの量
549℃の公称(Al-10.5%Si-10%Zn-5.5%Ni)溶融温度
(具体例4)
ケイ素 8%〜18%
アルミニウム 残りの量
577±1℃の公称(Al-12%Si)溶融温度
溶浸物の溶融温度より一般に約10℃高い溶浸温度に一旦なったら、図1に参照番号16により示すように、溶融した溶浸物のプリフォーム中への完全な溶浸に効果的な時間に亘り、例えば、約1から約15時間、好ましくは、約2時間から約10時間に亘り、前記部品をこの温度に保持する。図1に参照番号18により示すように、部品を、一般に約1℃毎分から約5℃毎分、公称では2℃毎分の速度で冷却して、固化させる。
22 コア
24 アルミナ膜
26 混合物
28 脱酸素剤粒子
30 高分子結合剤
32 溶浸物
34 アセンブリ
36 剛性骨格
Claims (27)
- 三次元物体の製造方法であって、
(a) 結合剤および少なくとも1つのアルミニウムまたは第1のアルミニウムベースの合金を含有する混合物を、未焼成複合体に形成し、
(b) 前記結合剤を前記未焼成複合体から除去して、多孔質プリフォーム構造体を形成し、
(c) 前記多孔質プリフォーム構造体を、溶融された第2のアルミニウムベースの合金である溶浸物により溶浸して、ほぼ理論密度に近い密度を持つ三次元物体を形成する、
各工程を有してなることを特徴とする方法。 - 前記第1のアルミニウムベースの合金が、銅、マグネシウム、ケイ素、亜鉛、チタン、クロム、ジルコニウム、ニッケル、鉄、マンガン、銀、およびこれらの混合物を有する合金であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記第1のアルミニウムベースの合金がケイ素を含む合金であることを特徴とする請求項2記載の方法。
- 前記第1のアルミニウムベースの合金が、ケイ素およびマグネシウムの組合せを含む合金であることを特徴とする請求項3記載の方法。
- 前記第1のアルミニウムベースの合金が、約0.4重量%から約0.8重量%のケイ素、約0.15重量%から約0.40重量%の銅、約0.8重量%から約1.2重量%のマグネシウム、約0.04重量%から約0.35重量%のクロムおよび残りの量のアルミニウム並びに混入が避けられない不純物を有してなることを特徴とする請求項4記載の方法。
- 前記結合剤が、窒素ベースの雰囲気中において約300℃から約500℃の温度で気体に実質的に分解するポリマーであることを特徴とする請求項2記載の方法。
- 前記結合剤がナイロンであることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記混合物に脱酸素剤を添加する工程を含むことを特徴とする請求項2記載の方法。
- 前記脱酸素剤がマグネシウムであることを特徴とする請求項8記載の方法。
- 前記溶浸物が、銅、マグネシウム、ケイ素、亜鉛、チタン、ジルコニウム、鉄、銀、鉛、スズ、ビスマス、アンチモン、ストロンチウム、ナトリウム、ニッケル、またはこれらの混合物とアルミニウムの共晶またはほぼ共晶であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記溶浸物がケイ素およびマグネシウムを含有することを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記溶浸物が、13.8重量%のケイ素、4.7重量%のマグネシウムおよび残りの量のアルミニウム並びに混入が避けられない不純物からなる公称組成を有することを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記溶浸物が、約53重量%未満の銅および残りの量のアルミニウム並びに混入が避けられない不純物からなる公称組成を有することを特徴とする請求項11記載の方法。
- 工程(b)が約300℃から約500℃までの温度で行われ、工程(c)が約540℃から約540℃を超えるが前記第1のアルミニウムベースの合金の溶融温度または固相線温度未満である温度までの温度で行われることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 工程(b)〜(c)が、各々の工程にとって効果的な温度および時間がプログラムされた1つの炉内で行われ、それらの工程が窒素ベースの雰囲気内で行われることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記工程(b)の前に、前記多孔質プリフォーム構造体を多孔質支持構造体で取り囲む工程を含み、該多孔質支持構造体がセラミックおよび脱酸素剤の両方を含有することを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記脱酸素剤がマグネシウムであることを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記アルミニウムの一部を窒化アルミニウムに転化させ、それによって、前記未焼成複合体を所望の形状の剛性骨格を持つ前記多孔質プリフォーム構造体に転換する工程を含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
- 低酸素分圧で窒素に露出することにより、前記多孔質プリフォーム構造体内に窒化物骨格を形成する工程を含むことを特徴とする請求項18記載の方法。
- 前記アルミニウムの一部の窒化アルミニウムへの転化工程が、約500℃から約570℃までの温度で行われることを特徴とする請求項18記載の方法。
- 前記アルミニウムの窒化アルミニウムへの転化が、該転化に効果的な温度および時間がプログラムされた1つの炉内で行われ、該転化が窒素ベースの雰囲気内で行われることを特徴とする請求項20記載の方法。
- 前記三次元物体がコンピュータ支援高速試作成形により形成されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記三次元物体が選択的レーザ焼結により形成されることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 前記溶浸工程の後に、前記三次元物体が熱間等静圧圧縮成形によりさらに緻密にされることを特徴とする請求項23記載の方法。
- 前記溶浸工程の後に、前記三次元物体が滑らかに仕上げられることを特徴とする請求項23記載の方法。
- 前記溶浸工程の後に、前記三次元物体が熱処理されることを特徴とする請求項23記載の方法。
- 前記アルミニウムの窒化アルミニウムへの転化が行われることを特徴とする請求項18記載の方法。
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