JP2017529453A - 付加製造によって機械の構成部品を製造するための方法 - Google Patents
付加製造によって機械の構成部品を製造するための方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017529453A JP2017529453A JP2017502615A JP2017502615A JP2017529453A JP 2017529453 A JP2017529453 A JP 2017529453A JP 2017502615 A JP2017502615 A JP 2017502615A JP 2017502615 A JP2017502615 A JP 2017502615A JP 2017529453 A JP2017529453 A JP 2017529453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- particle size
- powder material
- average particle
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 12
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910015372 FeAl Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000110 selective laser sintering Methods 0.000 claims 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 5
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 2
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003701 mechanical milling Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—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
- C22C32/001—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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/34—Process control of powder characteristics, e.g. density, oxidation or flowability
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
- B22F10/64—Treatment of workpieces or articles after build-up by thermal means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
- B22F3/15—Hot isostatic pressing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/14—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
- B23K26/342—Build-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
- B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
- B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/057—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being less 10%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/02—Alloys based on vanadium, niobium, or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—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
- C22C32/0005—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 at least one oxide and at least one of carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—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
- C22C32/001—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
- 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
- C22C32/0026—Matrix based on Ni, Co, Cr or alloys thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
- C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
- B22F10/368—Temperature or temperature gradient, e.g. temperature of the melt pool
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/49—Scanners
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
- B22F2003/248—Thermal after-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
- B22F2302/45—Others, including non-metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/001—Turbines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0261—Matrix based on Fe for ODS steels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
- F05D2230/22—Manufacture essentially without removing material by sintering
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
- F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
- F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
- F05D2230/233—Electron beam welding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
- F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
- F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
- F05D2230/234—Laser welding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
- F05D2300/17—Alloys
- F05D2300/175—Superalloys
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
金属ベースの材料よりなる機械の構成部品を製造するための方法が記述される。その方法は、少なくとも１つの金属含有粉末材料、および少なくとも１つの粉末状分散強化剤を含む粉末混合物を提供するステップであって、粉末状分散強化剤が、金属含有粉末材料の平均粒径より小さい平均粒径を有する、ステップと、粉末混合物を使用して付加製造プロセスによって機械の構成部品を形成するステップとを含む。【選択図】図３
Description
本開示は、機械の構成部品の製造に関し、詳細には、内燃機関、およびターボ機械、例えば、限定するものではないが、ガスタービンの構成部品などの高温の作動条件を受ける機械の構成部品の製造に関する。より詳細には、本明細書で開示する主題の例示的な実施形態は、限定するものではないが、タービンの回転および静止ブレードまたはバケット、タービンノズル、タービンインペラなどの高温超合金ベースの材料を使用するターボ機械の構成部品の製造に関する。
高温疲労サイクルを受けやすい機械の構成部品の製造に適する材料として、酸化物分散強化（ＯＤＳ：Ｏｘｉｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ）超合金を使用することは知られている（Ｄ．Ｍ．Ｅｌｚｅｙ他、「Ｏｘｉｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ：ｔｈｅ Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｇｒａｉｎ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｄｕｒｉｎｇ Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｌｏｗ Ｃｙｃｌｅ Ｆａｔｉｇｕｅ」、Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ、１９８８年、Ｔｈｅ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、１９８８年、５９５〜６０４ページに掲載）。これらの材料は通常、機械的合金化によって生産される（Ｈ．Ｋ．Ｄ．Ｈ．Ｂｈａｄｅｓｈｉａ、「Ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｓａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ Ａｌｌｏｙｅｄ Ｉｒｏｎ−Ｂａｓｅ ａｎｄ Ｎｉｃｋｅｌ−Ｂａｓｅ Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ」、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａ２２３（１９９７年）６４〜７７ページ；Ｃ．Ｓｕｒｙａｎａｒａｙａｎａ他、「Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｌｌｏｙｉｎｇ」、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａ３０４−３０６（２００１年）、１５１〜１５８ページに掲載；Ｂ．Ｓ．Ｍｕｒｔｙ他、「Ｎｏｖｅｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｂｙ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｌｌｏｙｉｎｇ／Ｍｉｌｌｉｎｇ」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｖｉｅｗ、１９９８年、４３巻、３号、１０１〜１４１ページに掲載）。
機械的合金化によって得られる合金は通常、押出素材の形態で入手できる。機械的合金化によって作られたＯＤＳ超合金の素材から製造された粉末は、焼結プロセスによって構成部品を製造するために使用される。これらのプロセスでは、生産しようとする最終製品の形状とは凹凸が逆になる形状に相当する形状を有する型が必要である。焼結は、高価で柔軟性のない製造プロセスである。
欧州特許第２５８６８８７号は、付加製造、例えば、レーザ金属成形、電子ビーム溶融、および他の付加製造プロセスによってタービンブレードを製造するためのプロセスを開示している。粉末状のＮｉ基超合金などの高温超合金は、この先行技術文献によって提案されている。本明細書で開示するいくつかの実施形態では、高温超合金粉末は分散酸化物を含む。上記の文献には、酸化物を超合金粉末材料に入れる方法ついてはいかなる教示もないし、酸化物に関する限り、いかなる重量組成またはその他詳細もない。
付加製造プロセスは、安価で柔軟性があり、効率的な製造方法の範疇にあり、それによって、複雑な形状の機械の構成部品を低コストで容易に生産することができる。付加製造プロセスを使用することは、例えば、疲労条件での高温クリープ耐性などの厳しい動作条件での機械的な耐性に関する限り厳格な要件を満たさなければならないターボ機械の構成部品の生産に対して強く望まれる。
一実施形態では、金属ベースの材料よりなる機械の構成部品を製造するための方法が開示される。その方法は以下のステップよりなる。
− 少なくとも１つの金属含有粉末材料、および少なくとも１つの粉末状分散強化剤を含む粉末混合物を提供するステップ、ここで、粉末状分散強化剤は、金属含有粉末材料の平均粒径より小さい平均粒径を有する
− 前記粉末混合物を使用して付加製造プロセスによって前記構成部品を形成するステップ。
− 少なくとも１つの金属含有粉末材料、および少なくとも１つの粉末状分散強化剤を含む粉末混合物を提供するステップ、ここで、粉末状分散強化剤は、金属含有粉末材料の平均粒径より小さい平均粒径を有する
− 前記粉末混合物を使用して付加製造プロセスによって前記構成部品を形成するステップ。
本明細書および添付の特許請求の範囲の文脈においては、用語「金属」は、耐熱成分または耐熱金属も含む。したがって、「金属含有粉末材料」は、耐熱金属または耐熱成分を含む粉末材料も含む。適切な耐熱成分または耐熱金属には、限定するものではないが、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、およびこれらの組合せが含まれる。本明細書で開示する主題の例示的な実施形態を参照して下記でより詳細に説明するように、金属ベースの材料には、耐熱金属、およびアルミニウム化物またはケイ化物などの金属間化合物を含む金属よりなる材料が含まれる。
本明細書および添付の特許請求の範囲の文脈においては、用語「分散強化剤」は、粉末混合物内に、次いで最終的に製造される構成部品内に分散すると、その強度、具体的には、高温クリープに対する強度を向上させる化合物である。
いくつかの実施形態によれば、金属含有粉末材料は金属粉末とすることができる。例えば、金属粉末は、超合金ベースの金属粉末、例えば、高温超合金粉末とすることができる。他の実施形態によれば、金属含有粉末材料は、金属間粉末材料、すなわち粉末状金属間化合物、例えば、アルミニウム化物である。いくつかの実施形態では、金属含有粉末材料はケイ化物とすることができる。２つ以上の粉末状金属含有化合物を組み合わせることもまた考えられる。
粉末状分散強化剤は、少なくとも１つの粉末状セラミック材料とすることができる、またはそれより構成することができる。いくつかの実施形態では、セラミック材料は酸化物とすることができる。２つ以上の分散強化剤を使用することができる。いくつかの実施形態では、酸素を含まないセラミック材料が好ましい。例えば、金属含有粉末材料がＭｏ基またはＮｂ基の場合には、高温酸化に対する高い耐性が得られるので、酸素原子を含まないセラミック材料が好ましい。
付加製造用に使用される粉末混合物内の粉末状分散強化剤は、固化される最終の構成部品内に分散し、その構成部品のクリープ耐性を向上させる。
粉末状金属含有材料と粉末状分散強化剤とを混合することによって、混合物の両方の成分の粒径分布（粒度分布）を慎重に制御することができ、その結果、混合物の両方の成分に対して最適の平均粒度分布を使用することができる。具体的には、金属含有粉末材料は、付加製造中での溶融および固化を最適にするように選択された平均粒径を有することができる。粉末状分散強化剤、例えば、粉末状セラミック材料は、最終の機械の構成部品で達成されるクリープ耐性をその脆性に悪影響を与えることなく改善するように選択された平均粒径を有することができる。
制御された大気中、例えば不活性ガスを使用して制御された大気中で、または真空状態で付加製造を行えば、分散強化剤の化学変成が防止される。さらに、付加製造の特徴である一層毎に行うプロセスは、分散強化剤、例えば、酸化物、または他のセラミック材料が溶融金属の上に浮くことによって分離することを防止し、その結果、最終製品には分散強化剤の実質的に一様な分布が得られる。
特徴および実施形態は本明細書で下記に開示され、本説明の不可欠な部分を形成する添付の特許請求の範囲にさらに記載される。上記の簡単な説明は、以下の詳細な説明をよりよく理解することができるように、かつ当分野に対する本発明の寄与をよりよく認識できるように、本発明の様々な実施形態の特徴を記載している。もちろん、以下で説明され、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の他の特徴が存在する。この点において、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明の様々な実施形態はそれを適用する際に、以下の説明で記載され、または図面に示される構成部品の構造の詳細および配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、また様々な方法で実行および実施することができる。また、本明細書で使用される表現および用語は、説明のためのものであって、限定として見なすべきではないことを理解されたい。
したがって、本開示が基礎を置いている概念は、本発明のいくつかの目的を実行するための他の構造、方法、および／またはシステムを設計するための基礎として容易に利用することができることを当業者は理解するであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、このような同等な構造を含むものと見なすことが重要である。
以下の詳細な説明を添付の図面と併せて考察して参照することによって、開示する本発明の実施形態、およびそれらに付随する利点の多くをよりよく理解するようになったとき、これらを容易により完全に理解することができる。
本明細書を通して「一実施形態」または「実施形態」または「いくつかの実施形態」として言及することは、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、開示する主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所で「一実施形態では」または「実施形態では」または「いくつかの実施形態では」という表現が現れるが、これらは、必ずしも同じ実施形態について言及している訳ではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な様態で組み合わせることができる。
数量に関連して使用される修飾語「約」は、述べられた値を含み、文脈によって決まる意味を有する（例えば、特定の数量の測定に付随する誤差範囲を含む）。
以下の説明では、ターボ機械の構成部品の製造について言及する。しかしながら、本明細書で開示する方法は、他の機械の構成部品、特に、高温の作動条件および疲労サイクルを受ける機械の構成部品、例えば、往復動内燃機関の構成部品の製造にも適用できることを理解すべきである。
図１は例示的な付加製造機械または装置の概略図であり、これは、タービンブレードＢ、タービンノズル、タービンシュラウド、または他のタービン構成部品などのターボ機械の構成部品を本開示の方法にしたがって製造するために使用することができる。
当業者には知られているように、付加製造は、複雑な形状の品物を、粉末材料を元にして、それを、エネルギー源を用いて局所的に溶融して一層毎に製造するプロセスである。図１の実施形態では、エネルギー源は電子ビームガンである。他の実施形態では、エネルギー源はレーザとすることができる。
図１の付加製造機械は全体を１００として示す。付加製造機械の構造および動作はそれ自体知られており、本明細書ではそれほど詳細には説明しない。手短に言うと、図１の付加製造機械１００はエネルギー源を含み、本明細書で開示する例示的な実施形態では、エネルギー源は、電子ビームＥＢを発生する電子エミッタ１０３を備える電子ビームガン１０１を含む。電子ビームＥＢは、電子ビームガン１０１の下方に配置された標的面ＴＳの方に向けられる。電子ビームの経路に沿って、収束コイル１０５および偏向コイル１０７を配置することができる。収束コイル１０５は、標的面ＴＳに電子ビームを収束させ、偏向コイル１０７は、粉末材料を溶融および固化するべきパターンに従って、電子ビームＥＢの動きをそのパターンに沿って制御する。コンピュータ装置１０９は、偏向コイル１０７を制御し、電子ビームＥＢの動きを制御する。電子ビームＥＢの動きは、製造しようとする３次元製品を表すファイルからのデータに基づいて、コンピュータ装置１０９によって制御される。
エネルギー源１０１の下方には、閉じ込め構造体１１１が配置される。閉じ込め構造体１１１は、例えば、電気加熱器など、１１３で概略的に示す加熱器を備える温度制御手段と組み合わせることができる。可動テーブル１１５を閉じ込め構造体１１１内に配置することができる。可動テーブル１１５は、両方向矢印ｆ１１５に従って鉛直方向に動くように制御することができる。可動テーブル１１５の鉛直方向の動きはコンピュータ装置１０９によって制御することができる。粉末材料容器１１７は標的面ＴＳの上方に配置することができ、例えば、コンピュータ装置１０９の制御の下、両方向矢印ｆ１１７に従って水平方向に動くように制御される。
付加製造機械１００によって実施される付加製造プロセスは以下のように要約することができる。粉末材料容器１１７を標的面ＴＳの高さに配置された可動テーブル１１５に沿って矢印ｆ１１７に従って１回または複数回移動させることによって、粉末材料容器１１７からの粉末材料の第１の層が可動テーブル１１５上に分配される。粉末材料の第１の層が分配されると、電子ビームガン１０１を作動し、偏向コイル１０７によって電子ビームＥＢを制御して、製造しようとする製品の断面に対応する、層の限定された部分の粉末材料を局所的に溶融する。溶融後、溶融した粉末材料を冷却して固化することができる。製造しようとする製品の断面の境界の外側の粉末材料は、粉末状のままである。
上記のように第１の層が処理されると、可動テーブル１１５が下げられ、粉末材料の次の層が第１の固化した層の上に分配される。次に、粉末材料の第２の層が選択的に溶融され、続いて、冷却、固化することができる。溶融および固化は、各層の部分がその前に形成された層の部分に付着するように実施される。このプロセスは、１つの粉末材料の層の後に別の粉末材料の層を続けて付加し、製品の次の断面に対応する層の部分を選択的に溶融および固化することによって、完全な製品が形成されるまで段階的に繰り返される。
製品が完成すると、溶融および固化されなかった粉末材料は除去され、再利用することができる。
上記のプロセスは、加熱器１１３によって温度を制御した状態で実行することができる。閉じ込め構造体１１１内の温度は、全プロセスを高温で実行し、製造サイクルの完了時に製品内に残留応力が実質的に残らないように制御される。構成プロセスが完了した後、製品を処理温度から環境温度まで冷却曲線に従って冷却することができ、それによって最終製品内の残留応力が防止される。
閉じ込め構造体１１１の内部は、粉末材料および溶融された材料が酸素を吸収しないように高真空状態に維持されることが好ましい。
図２は、ＤＭＬＭ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔａｌ Ｌａｓｅｒ Ｍｅｌｔｉｎｇ：直接金属レーザ溶融）装置２０１の概略図である。装置は、例えば、炭酸ガスレーザなどのレーザ源２０３を含む。レーザ源２０３によって発生したレーザビームＬＢは光学系２０４によって収束され、ミラー２０５によって偏向される。ミラー２０５は、図示されていないプログラム可能な制御装置によって制御されて、製造しようとする品物、例えば、タービンブレードの各層の断面に相当するパターンをたどる。第１の鉛直可動テーブル２０７は製造中のワークピースまたは品物Ｂを支持する。第２の鉛直可動テーブル２０９は、粉末材料容器の底部を形成する。水平可動ワイパーブレード２１１は、製造されているワークピースＢの頂部に粉末材料容器からの粉末材料を分配する。テーブル２０７およびテーブル２０９は、真空容器内、または、不活性ガス、例えば、アルゴンが充填された容器内に収容することができる。
装置２０１によって実施される付加製造プロセスはそれ自体知られており、以下のように要約することができる。テーブル２０７が上方位置に動かされ、粉末材料の第１の層がワイパーブレード２１１によってテーブル２０７上に一様に分配される。レーザ源２０３を作動し、テーブル２０７上の層の粉末材料を局所的かつ選択的に溶融するようにレーザビームＬＢを制御する。次いで、その次の層の厚さに相当する行程だけテーブル２０７を下げる（矢印ｆ２０７）。溶融材料の第１の層を固化することができる。テーブル２０９を持ち上げて（矢印ｆ２０９）、追加の粉末材料をワイパーブレード２１１に利用できるようにする。ワイパーブレード２１１はさらに往復運動を行って（矢印ｆ２１１）、次の粉末材料層をテーブル２０７上の前の層の上に分配し、レーザビームＬＢを作動し、第２の層の粉末材料を選択的に溶融するようにミラー２０５によって動かす。
このプロセスは最終製品が得られるまで繰り返される。
図２の概略図では、偏向ミラー２０５が使用される。他の例示的な実施形態では、ファイバレーザを使用することができ、この場合には、レーザエネルギーはファイバによって運ばれ、その端末が、テーブル２０７に平行な数値制御された軸、例えば、ＸおよびＹ軸に従って動かされる。
本明細書で開示する実施形態によれば、付加製造プロセスで使用される粉末材料は、少なくとも２つの粉末材料、すなわち、金属含有粉末および粉末状分散強化剤よりなる粉末混合物である。上記のように、金属含有粉末は、それによって形成される機械の構成部品の高温の作動条件に適する金属間粉末または金属粉末、例えば、超合金とすることができる。分散剤は、限定するものではないが、酸化物の粉末などのセラミック材料とすることができる。
いくつかの例示的な実施形態によれば、金属含有粉末は超合金粉末、好ましくは、高温超合金粉末である。超合金粉末は、Ｎｉ基超合金、Ｃｏ基超合金、Ｆｅ基超合金、Ｍｏ基超合金、Ｗ基超合金、Ｔａ基超合金、Ｎｂ基超合金のうちの１つとすることができる。他の実施形態では、金属含有粉末材料は、ＮＢ3Ｓｉ、ＭｏＳｉ2、ＴａＳｉ、ＭｏＳｉＮｂ、または他のケイ化物よりなるグループから選択することができる。さらなる実施形態では、金属含有粉末材料は、ＮｉＡｌまたはＦｅＡｌなどのアルミニウム化物とすることができる。
金属含有粉末材料は、マスター超合金のインゴットまたはバーを元にして、次にそれを溶融およびアトマイズされて得られる。いくつかの例示的な実施形態によれば、マスター超合金のインゴットは真空誘導溶融によって製造することができる。
いくつかの実施形態によれば、低酸素含有で球形の粒を有する超合金粉末を確実に生産できる真空不活性ガスアトマイズ法によってアトマイズされる。マスター超合金のインゴットは溶融され、ノズルを通ってアトマイズ室内に供給され、そこでは、不活性ガスの加圧ジェットが溶融した金属流に当たるように向けられ、これにより、複数の小さな金属粒子に分離される。
得られる粉末の粒径は、アトマイズ室でのガス／金属流の比を調節することによって制御することができる。
他の実施形態によれば、もとのインゴットのアトマイズは、真空誘導ガスアトマイズ法（ＶＩＧＡ：Ｖａｃｕｕｍ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｇａｓ Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）、プラズマ回転電極法（ＰＲＥＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、プラズマアトマイズ法（ＰＡ：Ｐｌａｓｍａ Ａｔｏｍｏｚａｔｉｏｎ）、回転ディスクアトマイズ法（ＲＤＡ：Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｄｉｓｃ Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）よりなるグループから選択されたプロセスによって行うことができる。
有利な実施形態では、最終的にアトマイズされる金属含有粉末材料は、例えば、サイクロン分級機によって必要な粒度分布、すなわち粒径にすることができる。いくつかの実施形態では、金属含有粉末材料の平均粒径が約１０マイクロメートルと約１００マイクロメートルとの間で構成されるように粒度分布が選択される。いくつかの例示的な実施形態では、平均粒径は、約１０マイクロメートルと約６０マイクロメートルとの間で構成される。
上記のように、粉末混合物はさらに、粉末状の少なくとも１つの分散剤、例えば、セラミック材料を含む。いくつかの実施形態では、粉末状の単一のセラミック材料を使用することができる。他の実施形態では、異なる化学成分を有する粉末状の２つ以上の異なるセラミック材料の混合物を使用することができる。いくつかの実施形態では、セラミック粉末材料は酸化物の粉末である。
本明細書で開示する方法の例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの粉末状分散強化剤は金属酸化物であることができる。いくつかの実施形態では、強化酸化物は、Ｙ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｔｈ2Ｏ4、Ｚｒ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、およびこれらの組合せよりなるグループから選択される。他のセラミック非酸化物材料は、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＷＣ、およびこれらの組合せよりなるグループから選択することができる。
粉末状分散強化剤は、金属含有粉末材料の平均粒径より小さな平均粒径を有することができる。いくつかの実施形態では、粉末状分散強化剤は、約５マイクロメートル以下の平均粒径を有する。現在のところ好ましい実施形態では、粉末状分散強化剤は、約１マイクロメートル以下、好ましくは、約０．５マイクロメートル以下の平均粒径を有することができる。いくつかの実施形態では、粉末状分散強化剤は、ナノメートルの平均粒径、例えば、約６０ｎｍ以下、または約５０ｎｍ以下の平均粒径を有する。好ましい実施形態では、平均粒径は約５ｎｍ以上である。
ナノメートルの大きさの分散強化剤は公知の方法によって得ることができる。適切な方法は、例えば、Ａ．Ｌｏｒｋｅ他（編）：Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｇａｓ Ｐｈａｓｅ、ＮａｎｏＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ Ｂｅｒｌｉｎ Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ ２０１２年、２章、Ｃｈｒｉｓｔｉｎａ Ｒａａｂ他：Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｌｅｓ ａｎｄ Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ、ＮａｎｏＴｒｕｓｔ Ｄｏｓｓｉｅｒｓ、ｎ．６、２０１１年２月、Ｔａｋｕｙａ Ｔｓｕｚｕｋｉ：Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ｓｃａｌｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ、Ｉｎｔ．Ｊ．Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌ．、６巻、５／６号 ２００９年、Ｆｒａｎｃｏｉｓ Ｂｏｚｏｎ−Ｖｅｒｄｕｒａｚ他：Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｆ Ｍｅｔａｌ ａｎｄ ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅｓ：Ｓｏｍｅ Ｐｅｃｕｌｉａｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｓｉｚｅ ａｎｄ Ｓｈａｐｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ、Ｂｒａｚｉｌｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ、３９巻、１Ａ号、２００９年４月に開示されている。
粉末状の粗い金属含有材料と粉末状の細かい分散強化剤を組み合わせると、付加製造によって生産される最終構成部品の機械的性質を向上させることができる。分散剤の粉末粒が小さいことによって、分散剤は金属マトリックス内に細かく分散して、最終材料の脆性が高くなる危険性を低減または防止する。
最終混合物内の粉末状分散強化剤の量は、例えば、約０．０１重量％と約４８重量％との間の範囲とすることができる。いくつかの実施形態では、分散強化剤の粉末は、約０．１重量％と約３０重量％との間、例えば、約０．１重量％と約２重量％との間の範囲の量で存在している。
次の表１は、適切な粉末混合物の例示的な組成の表を示す。混合物の超合金金属成分はＮｉ基超合金である。組成は重量％で示されている。
いくつかの実施形態によれば、ターボ機械の構成部品は、これに続いて、所望の材料特性を得ることを目的として真空下で熱処理を受ける。例えば、微細構造を均質化し、続いて材料を時効処理して、析出硬化超合金（すなわち、ガンマプライム形成体）に対して析出硬化で強化する。局所的（特定の構成部品の領域）に均質化および熱処理を施して、特定の領域（典型的には、ガスタービンバケットのエーロフォイル領域）の粗い粒径の特性を最大化するために粒径を局所的に大きくすることができる。
図３は、上記で開示した方法の例示的な実施形態を要約したフロー図を示す。
本明細書で説明された主題の開示された実施形態は、図面に示され、かつ、いくつかの例示的な実施形態に関連して、具体的にかつ詳細に上記で完全に説明されてきたが、本明細書で述べられている新規の教示、原理、および概念、ならびに添付の特許請求の範囲に記載される主題の利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正、変更、および省略が可能であることは当業者には明らかであろう。したがって、開示された新規性の適正な範囲は、すべてのそのような修正、変更、および省略を包含するように、添付の特許請求の範囲の最も広い解釈によってのみ決定されるべきである。さらに、任意のプロセスまたは方法のステップの順序または順番は、代替の実施形態に応じて変更され、または順番を並べ直すことができる。
１００ 付加製造機械
１０１ 電子ビームガン
１０３ 電子エミッタ
１０５ 収束コイル
１０７ 偏向コイル
１０９ コンピュータ装置
１１１ 閉じ込め構造体
１１３ 加熱器
１１５ 可動テーブル
１１７ 粉末材料容器
２０１ ＤＭＬＭ装置
２０３ レーザ源
２０４ 光学系
２０５ ミラー
２０７ 可動テーブル
２０９ 可動テーブル
２１１ ワイパーブレード
Ｂ タービンブレード、ワーク
ＥＢ 電子ビーム
ＬＢ レーザビーム
ＴＳ 標的面
ｆ１１５ 矢印
ｆ１１７ 矢印
ｆ２０７ 矢印
ｆ２０９ 矢印
ｆ２１１ 矢印
１０１ 電子ビームガン
１０３ 電子エミッタ
１０５ 収束コイル
１０７ 偏向コイル
１０９ コンピュータ装置
１１１ 閉じ込め構造体
１１３ 加熱器
１１５ 可動テーブル
１１７ 粉末材料容器
２０１ ＤＭＬＭ装置
２０３ レーザ源
２０４ 光学系
２０５ ミラー
２０７ 可動テーブル
２０９ 可動テーブル
２１１ ワイパーブレード
Ｂ タービンブレード、ワーク
ＥＢ 電子ビーム
ＬＢ レーザビーム
ＴＳ 標的面
ｆ１１５ 矢印
ｆ１１７ 矢印
ｆ２０７ 矢印
ｆ２０９ 矢印
ｆ２１１ 矢印
Claims (21)
- 金属ベースの材料よりなる機械の構成部品を製造するための方法であって、
少なくとも１つの金属含有粉末材料、および少なくとも１つの粉末状分散強化剤を含む粉末混合物を提供するステップであって、前記粉末状分散強化剤が、約５マイクロメートル以下で、かつ前記金属含有粉末材料の平均粒径より小さい平均粒径を有する、ステップと、
前記粉末混合物を使用して付加製造プロセスによって前記構成部品を形成するステップと
を含む方法。 - 前記付加製造プロセスが、電子ビーム溶融（ＥＢＭ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｍｅｌｔｉｎｇ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｍｅｌｔｉｎｇ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）、レーザ金属成形（ＬＭＦ：ｌａｓｅｒ ｍｅｔａｌ ｆｏｒｍｉｎｇ）、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ：ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｔａｌ ｌａｓｅｒ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔａｌ Ｌａｓｅｒ Ｍｅｌｔｉｎｇ）よりなるグループから選択される、請求項１記載の方法。
- 前記少なくとも１つの粉末状分散強化剤が、０．１マイクロメートル以下、好ましくは、約６０ｎｍ以下、さらに好ましくは、約５０ｎｍ以下の平均粒径を有する、請求項１または２記載の方法。
- 前記粉末状分散強化剤が、約５ｎｍ以上の平均粒径を有する、請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
- 前記少なくとも１つの粉末状分散強化剤が、ナノメートルの平均粒径を有する、請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法。
- 前記少なくとも１つの金属含有粉末材料が、約１０マイクロメートルと約１００マイクロメートルとの間、好ましくは、約１０マイクロメートルと約６０マイクロメートルとの間の平均粒径を有する、請求項１乃至５のいずれか１項記載の方法。
- 前記粉末混合物が、約０．０１重量％と約４８重量％との間、好ましくは、約０．１重量％と約３０重量％との間の前記少なくとも１つの粉末状分散強化剤を含む、請求項１乃至６のいずれか１項記載の方法。
- 前記粉末混合物が、約０．２重量％と約２０重量％との間、好ましくは、約０．３重量％と約６重量％との間の前記少なくとも１つの粉末状分散強化剤を含む、請求項１乃至７のいずれか１項記載の方法。
- 前記粉末状分散強化剤がアトマイズされた粉末である、請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。
- 前記金属含有粉末材料がアトマイズされた粉末である、請求項１乃至９のいずれか１項記載の方法。
- 前記少なくとも１つの粉末状分散強化剤がセラミック材料である、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の方法。
- 前記少なくとも１つの粉末状分散強化剤が酸化物である、請求項１乃至１１のいずれか１項記載の方法。
- 前記少なくとも１つの粉末状分散強化剤が、Ｙ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＴＨ2Ｏ4、Ｚｒ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＷＣ、およびこれらの組合せよりなるグループから選択される、請求項１乃至１２のいずれか１項記載の方法。
- 前記少なくとも１つの金属含有粉末材料が高温超合金である、請求項１乃至１３のうちの１項または複数項記載の方法。
- 前記高温超合金が、Ｎｉ基超合金、Ｃｏ基超合金、Ｆｅ基超合金、Ｍｏ基超合金、Ｗ基超合金、Ｔａ基超合金、Ｎｂ基超合金、およびこれらの組合せよりなるグループから選択される、請求項１４記載の方法。
- 前記金属含有粉末材料が、ケイ化物、アルミニウム化物、耐熱金属含有混合物である、請求項１乃至１５のいずれか１項記載の方法。
- 前記金属含有粉末材料が、Ｎｂ3Ｓｉ、ＭｏＳｉ2、ＴａＳｉ、ＭｏＳｉＮｂ、ＮｉＡｌ、ＦｅＡｌよりなるグループから選択される、請求項１６記載の方法。
- 粉末混合物を提供する前記ステップが、
第１の平均粒径を有する前記金属含有粉末材料を生産するステップと、
前記第１の平均粒径より小さい第２の平均粒径を有する前記粉末状分散強化剤を生産するステップと、
前記金属含有粉末材料と前記粉末状分散強化剤を一緒に混合して前記粉末混合物を得るステップと
を含む、請求項１乃至１７のいずれか１項記載の方法。 - 前記形成された構成部品に実施される少なくとも１つの熱処理ステップをさらに含む、請求項１乃至１８のいずれか１項記載の方法。
- 前記少なくとも１つの熱処理ステップが熱間等方圧加圧のステップを含む、請求項１９記載の方法。
- 前記機械の構成部品がターボ機械の構成部品である、請求項１乃至２０のいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITFI20140175 | 2014-07-21 | ||
| ITFI2014A000175 | 2014-07-21 | ||
| PCT/EP2015/066550 WO2016012399A1 (en) | 2014-07-21 | 2015-07-20 | Method for manufacturing machine components by additive manufacturing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017529453A true JP2017529453A (ja) | 2017-10-05 |
| JP7097180B2 JP7097180B2 (ja) | 2022-07-07 |
Family
ID=51662231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017502615A Active JP7097180B2 (ja) | 2014-07-21 | 2015-07-20 | 付加製造によって機械の構成部品を製造するための方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11033959B2 (ja) |
| EP (1) | EP3172000B1 (ja) |
| JP (1) | JP7097180B2 (ja) |
| KR (1) | KR102383340B1 (ja) |
| CN (2) | CN107073581A (ja) |
| AU (1) | AU2015294055B2 (ja) |
| RU (1) | RU2725893C2 (ja) |
| WO (1) | WO2016012399A1 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109663906A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 株式会社沙迪克 | 金属粉末层压造形用的金属粉末材料 |
| JP2019516012A (ja) * | 2016-04-20 | 2019-06-13 | アーコニック インコーポレイテッドＡｒｃｏｎｉｃ Ｉｎｃ． | アルミニウム、コバルト、クロム、及びニッケルのｆｃｃ材料、ならびにそれから作製される製品 |
| JP2019138560A (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | 株式会社Ihi | 流体噴射装置、ガスタービンエンジン及び流体噴射装置の製造方法 |
| JP2019537665A (ja) * | 2016-11-02 | 2019-12-26 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | チタンを含まない超合金、粉末、方法および部品 |
| KR20200086725A (ko) * | 2017-11-24 | 2020-07-17 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 가스 터빈 용도를 위한, 우수한 산화 내성을 갖는 합금 |
| JP2020114948A (ja) * | 2017-10-31 | 2020-07-30 | 日立金属株式会社 | 金属積層造形用混合粉末 |
| KR20200092497A (ko) * | 2019-01-11 | 2020-08-04 | 울산대학교 산학협력단 | 펀치금형 고강도소재 적층장치 |
| JP6823856B1 (ja) * | 2019-11-11 | 2021-02-03 | ニホンハンダ株式会社 | 接合体の製造方法 |
| WO2021066142A1 (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 東京都公立大学法人 | 耐熱合金、耐熱合金粉末、耐熱合金成形体およびその製造方法 |
| JP2021077867A (ja) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | ニホンハンダ株式会社 | 接合体および電子装置 |
| JP2021075790A (ja) * | 2019-11-07 | 2021-05-20 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 最適化された鋼材料の処理方法 |
| JP2022526758A (ja) * | 2019-03-18 | 2022-05-26 | ファオデーエム メタルズ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 良好な耐食性および高い引張強度を有するニッケル合金、および半製品の製造方法 |
| JP2022104937A (ja) * | 2018-02-09 | 2022-07-12 | 株式会社Ihi | 流体噴射装置、ガスタービンエンジン及び流体噴射装置の製造方法 |
| JP7401742B2 (ja) | 2019-10-24 | 2023-12-20 | 日本製鉄株式会社 | 一体成形部品、鉄合金粉及び一体成形部品の製造方法 |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6313254B2 (ja) * | 2015-03-18 | 2018-04-18 | 株式会社東芝 | 三次元造形方法 |
| US11198179B2 (en) * | 2015-07-17 | 2021-12-14 | Ap&C Advanced Powders & Coating Inc. | Plasma atomization metal powder manufacturing processes and system therefor |
| EP4005702A3 (en) * | 2015-10-30 | 2022-08-10 | Seurat Technologies, Inc. | Additive manufacturing system and method |
| ES2890432T3 (es) * | 2016-02-15 | 2022-01-19 | Rem Tech Inc | Tratamiento químico de piezas fabricadas por adición |
| CA3020720C (en) | 2016-04-11 | 2020-12-01 | Ap&C Advanced Powders & Coatings Inc. | Reactive metal powders in-flight heat treatment processes |
| US10422026B2 (en) | 2016-04-28 | 2019-09-24 | Siemens Energy, Inc. | Process and product for forming gamma prime precipitation strengthened superalloys |
| CN106041105A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-10-26 | 安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院有限公司 | 高强度钴钽钼合金医用3d打印金属粉末及其制备方法 |
| US10189057B2 (en) * | 2016-07-08 | 2019-01-29 | General Electric Company | Powder removal enclosure for additively manufactured components |
| GB201615496D0 (en) | 2016-09-13 | 2016-10-26 | Rolls Royce Plc | Nickel-based superalloy and use thereof |
| US11827960B2 (en) * | 2016-11-30 | 2023-11-28 | Abdelmadjid Djemai | Process for manufacturing a titanium zirconium alloy and its embodiment by additive manufacturing |
| US11511372B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-11-29 | Fluid Handling Llc | Technique to improve the performance of a pump with a trimmed impeller using additive manufacturing |
| EP3621756A4 (en) * | 2017-07-31 | 2020-12-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | BROWN BODY INCLUDING A BOND OF METAL NANOPARTICLES |
| CA3094330A1 (en) * | 2018-04-04 | 2019-10-10 | The Regents Of The University Of California | High temperature oxidation resistant co-based gamma/gamma prime alloy dmref-co |
| DE102018207248A1 (de) | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils mit oxidischer Dispersionsverstärkung und entsprechendes Bauteil |
| EP3569330A1 (en) | 2018-05-15 | 2019-11-20 | Rolls-Royce Corporation | Additive manufactured alloy components |
| US11313243B2 (en) | 2018-07-12 | 2022-04-26 | Rolls-Royce North American Technologies, Inc. | Non-continuous abradable coatings |
| EP3604571A1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-02-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Metal composition |
| US11167375B2 (en) | 2018-08-10 | 2021-11-09 | The Research Foundation For The State University Of New York | Additive manufacturing processes and additively manufactured products |
| WO2020032777A1 (ko) * | 2018-08-10 | 2020-02-13 | 주식회사 쓰리디컨트롤즈 | 유무기혼련조성물을 원료로 하는 산화물 분산강화 합금 제조 방법 |
| CN109234560A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-01-18 | 西安华山金属制品有限公司 | 一种Ta-W-Al-Al2O3合金棒材及制备方法 |
| US10577679B1 (en) | 2018-12-04 | 2020-03-03 | General Electric Company | Gamma prime strengthened nickel superalloy for additive manufacturing |
| DE102019200620A1 (de) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | MTU Aero Engines AG | Verfahren zur Herstellung von Laufschaufeln aus Ni-Basislegierungen und entsprechend hergestellte Laufschaufel |
| WO2020225272A1 (en) * | 2019-05-06 | 2020-11-12 | Eos Gmbh | Metal alloys with improved processability for direct metal laser sintering |
| US11462344B2 (en) | 2019-07-30 | 2022-10-04 | General Electric Company | Method of heat-treating additively-manufactured ferromagnetic components |
| JP2021046584A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 大同特殊鋼株式会社 | 粉末材料、積層造形物、および粉末材料の製造方法 |
| CN110777276B (zh) * | 2019-10-23 | 2021-05-28 | 广东工业大学 | 一种基于激光3d打印的氧化铝增强合金性能的方法 |
| US11396063B2 (en) * | 2020-03-23 | 2022-07-26 | Rosemount Aerospace Inc. | Systems and methods for in process heating for direct energy deposition applications |
| CN111451501B (zh) * | 2020-04-03 | 2021-12-21 | 季华实验室 | 一种基于共晶反应的激光增材制造钨零件的制备方法 |
| KR20210134180A (ko) | 2020-04-29 | 2021-11-09 | 두산공작기계 주식회사 | 공작기계 |
| CN112719297B (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-29 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种3d打印高致密弥散强化铜零件的方法 |
| CN114395720B (zh) * | 2022-01-18 | 2022-09-06 | 华中科技大学 | 一种纳米氧化物弥散强化钢的制备方法 |
| CN115896521A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-04-04 | 洛阳科威钨钼有限公司 | 一种提升陶瓷相增强钼合金力学性能的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03264603A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-25 | Isuzu Motors Ltd | 複合焼結体の製造方法 |
| JPH04325651A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Kubota Corp | 酸化物分散強化耐熱焼結合金 |
| JPH0649581A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-02-22 | Nippon Steel Corp | 耐食耐摩耗性に優れた金属―セラミックス複合材料およびその製造方法 |
| JPH10245642A (ja) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Ykk Corp | アルミニウム基超微細粒子酸化物複合材の製造法 |
| JPH1161303A (ja) * | 1997-08-11 | 1999-03-05 | Toshiba Corp | 酸化物分散強化型合金、その合金の製造方法およびその合金を用いた高温耐熱部品 |
| CN103045914A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-17 | 南京航空航天大学 | 一种纳米碳化硅增强铝基复合材料的制备方法 |
| JP2014040663A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Alstom Technology Ltd | ３次元の製品の製造方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3070439A (en) * | 1960-03-15 | 1962-12-25 | New England Materials Lab Inc | Method for processing dispersion strengthened metals |
| JP2914076B2 (ja) * | 1993-03-18 | 1999-06-28 | 株式会社日立製作所 | セラミックス粒子分散金属部材とその製法及びその用途 |
| JP2003518193A (ja) * | 1999-11-16 | 2003-06-03 | トリトン・システムズ・インコーポレイテツド | 不連続強化金属基複合材料のレーザー加工 |
| JP2002356754A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-12-13 | Ngk Insulators Ltd | 複合材料の製造方法及び同製造方法により製造された複合材料 |
| FR2848575B1 (fr) * | 2002-12-13 | 2007-01-26 | Snecma Moteurs | Materiau pulverulent pour joint d'etancheite abradable |
| US20090183850A1 (en) * | 2008-01-23 | 2009-07-23 | Siemens Power Generation, Inc. | Method of Making a Combustion Turbine Component from Metallic Combustion Turbine Subcomponent Greenbodies |
| GB201017692D0 (en) * | 2010-10-20 | 2010-12-01 | Materials Solutions | Heat treatments of ALM formed metal mixes to form super alloys |
| FR2979269B1 (fr) * | 2011-08-24 | 2014-05-16 | Lorraine Inst Nat Polytech | Procede de fabrication d'une piece comprenant de l'aluminium |
| US9643144B2 (en) * | 2011-09-02 | 2017-05-09 | Baker Hughes Incorporated | Method to generate and disperse nanostructures in a composite material |
| CH705750A1 (de) * | 2011-10-31 | 2013-05-15 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zur Herstellung von Komponenten oder Abschnitten, die aus einer Hochtemperatur-Superlegierung bestehen. |
| CH705662A1 (de) * | 2011-11-04 | 2013-05-15 | Alstom Technology Ltd | Prozess zur Herstellung von Gegenständen aus einer durch Gamma-Prime-Ausscheidung verfestigten Superlegierung auf Nickelbasis durch selektives Laserschmelzen (SLM). |
| FR3008014B1 (fr) * | 2013-07-04 | 2023-06-09 | Association Pour La Rech Et Le Developpement De Methodes Et Processus Industriels Armines | Procede de fabrication additve de pieces par fusion ou frittage de particules de poudre(s) au moyen d un faisceau de haute energie avec des poudres adaptees au couple procede/materiau vise |
| US9573192B2 (en) * | 2013-09-25 | 2017-02-21 | Honeywell International Inc. | Powder mixtures containing uniform dispersions of ceramic particles in superalloy particles and related methods |
| US9447484B2 (en) * | 2013-10-02 | 2016-09-20 | Honeywell International Inc. | Methods for forming oxide dispersion-strengthened alloys |
| CN103695681B (zh) * | 2013-12-18 | 2015-12-30 | 湖南航天磁电有限责任公司 | 一种铝基碳化硅颗粒增强复合材料及其构件的成型装置及方法 |
| US9399257B2 (en) * | 2014-04-16 | 2016-07-26 | Honeywell International Inc. | Methods for forming ceramic reinforced titanium alloys |
-
2015
- 2015-07-20 KR KR1020177003478A patent/KR102383340B1/ko active IP Right Grant
- 2015-07-20 CN CN201580039270.6A patent/CN107073581A/zh active Pending
- 2015-07-20 EP EP15741161.2A patent/EP3172000B1/en active Active
- 2015-07-20 WO PCT/EP2015/066550 patent/WO2016012399A1/en active Application Filing
- 2015-07-20 AU AU2015294055A patent/AU2015294055B2/en active Active
- 2015-07-20 CN CN202211410870.7A patent/CN115716134A/zh active Pending
- 2015-07-20 RU RU2017100652A patent/RU2725893C2/ru active
- 2015-07-20 US US15/327,645 patent/US11033959B2/en active Active
- 2015-07-20 JP JP2017502615A patent/JP7097180B2/ja active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03264603A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-25 | Isuzu Motors Ltd | 複合焼結体の製造方法 |
| JPH04325651A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Kubota Corp | 酸化物分散強化耐熱焼結合金 |
| JPH0649581A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-02-22 | Nippon Steel Corp | 耐食耐摩耗性に優れた金属―セラミックス複合材料およびその製造方法 |
| JPH10245642A (ja) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Ykk Corp | アルミニウム基超微細粒子酸化物複合材の製造法 |
| JPH1161303A (ja) * | 1997-08-11 | 1999-03-05 | Toshiba Corp | 酸化物分散強化型合金、その合金の製造方法およびその合金を用いた高温耐熱部品 |
| JP2014040663A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Alstom Technology Ltd | ３次元の製品の製造方法 |
| CN103045914A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-17 | 南京航空航天大学 | 一种纳米碳化硅增强铝基复合材料的制备方法 |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019516012A (ja) * | 2016-04-20 | 2019-06-13 | アーコニック インコーポレイテッドＡｒｃｏｎｉｃ Ｉｎｃ． | アルミニウム、コバルト、クロム、及びニッケルのｆｃｃ材料、ならびにそれから作製される製品 |
| US11414727B2 (en) | 2016-11-02 | 2022-08-16 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Superalloy without titanium, powder, method and component |
| JP2019537665A (ja) * | 2016-11-02 | 2019-12-26 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | チタンを含まない超合金、粉末、方法および部品 |
| US11000894B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-05-11 | Sodick Co., Ltd. | Metal powder material for metal powder lamination molding |
| JP2019073752A (ja) * | 2017-10-13 | 2019-05-16 | 株式会社ソディック | 金属粉末積層造形用の金属粉末材料 |
| CN109663906B (zh) * | 2017-10-13 | 2021-07-16 | 株式会社沙迪克 | 金属粉末层压造形用的金属粉末材料及三维造形物 |
| CN109663906A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 株式会社沙迪克 | 金属粉末层压造形用的金属粉末材料 |
| JP2020114948A (ja) * | 2017-10-31 | 2020-07-30 | 日立金属株式会社 | 金属積層造形用混合粉末 |
| KR20200086725A (ko) * | 2017-11-24 | 2020-07-17 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 가스 터빈 용도를 위한, 우수한 산화 내성을 갖는 합금 |
| JP7233422B2 (ja) | 2017-11-24 | 2023-03-06 | シーメンス・エナジー・グローバル・ゲーエムベーハー・ウント・コ・カーゲー | ガスタービン用途のための酸化耐性の高い合金 |
| JP2021504564A (ja) * | 2017-11-24 | 2021-02-15 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | ガスタービン用途のための酸化耐性の高い合金 |
| KR102414975B1 (ko) | 2017-11-24 | 2022-07-01 | 지멘스 에너지 글로벌 게엠베하 운트 코. 카게 | 가스 터빈 용도를 위한, 우수한 산화 내성을 갖는 합금 |
| JP2019138560A (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | 株式会社Ihi | 流体噴射装置、ガスタービンエンジン及び流体噴射装置の製造方法 |
| JP7266730B2 (ja) | 2018-02-09 | 2023-04-28 | 株式会社Ihi | 流体噴射装置、ガスタービンエンジン及び流体噴射装置の製造方法 |
| JP2022104937A (ja) * | 2018-02-09 | 2022-07-12 | 株式会社Ihi | 流体噴射装置、ガスタービンエンジン及び流体噴射装置の製造方法 |
| KR20200092497A (ko) * | 2019-01-11 | 2020-08-04 | 울산대학교 산학협력단 | 펀치금형 고강도소재 적층장치 |
| KR102154624B1 (ko) | 2019-01-11 | 2020-09-10 | 울산대학교 산학협력단 | 펀치금형 고강도소재 적층장치 |
| JP2022526758A (ja) * | 2019-03-18 | 2022-05-26 | ファオデーエム メタルズ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 良好な耐食性および高い引張強度を有するニッケル合金、および半製品の製造方法 |
| JP7422781B2 (ja) | 2019-03-18 | 2024-01-26 | ファオデーエム メタルズ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 良好な耐食性および高い引張強度を有するニッケル合金、および半製品の製造方法 |
| WO2021066142A1 (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 東京都公立大学法人 | 耐熱合金、耐熱合金粉末、耐熱合金成形体およびその製造方法 |
| US11846006B2 (en) | 2019-10-03 | 2023-12-19 | Tokyo Metropolitan Public University Corporation | Heat-resistant alloy, heat-resistant alloy powder, heat-resistant alloy structural component, and manufacturing method of the same |
| JP7401742B2 (ja) | 2019-10-24 | 2023-12-20 | 日本製鉄株式会社 | 一体成形部品、鉄合金粉及び一体成形部品の製造方法 |
| JP2021075790A (ja) * | 2019-11-07 | 2021-05-20 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 最適化された鋼材料の処理方法 |
| JP7325394B2 (ja) | 2019-11-07 | 2023-08-14 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 最適化された鋼材料の処理方法 |
| JP2021077867A (ja) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | ニホンハンダ株式会社 | 接合体および電子装置 |
| JP6823856B1 (ja) * | 2019-11-11 | 2021-02-03 | ニホンハンダ株式会社 | 接合体の製造方法 |
| JP2021077780A (ja) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | ニホンハンダ株式会社 | 接合体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2015294055A1 (en) | 2017-02-02 |
| EP3172000B1 (en) | 2024-04-10 |
| CN107073581A (zh) | 2017-08-18 |
| US20170209923A1 (en) | 2017-07-27 |
| RU2017100652A3 (ja) | 2018-12-03 |
| KR102383340B1 (ko) | 2022-04-07 |
| JP7097180B2 (ja) | 2022-07-07 |
| AU2015294055B2 (en) | 2020-10-15 |
| EP3172000A1 (en) | 2017-05-31 |
| KR20170033338A (ko) | 2017-03-24 |
| RU2725893C2 (ru) | 2020-07-07 |
| CN115716134A (zh) | 2023-02-28 |
| WO2016012399A1 (en) | 2016-01-28 |
| RU2017100652A (ru) | 2018-08-21 |
| US11033959B2 (en) | 2021-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102383340B1 (ko) | 적층 가공에 의한 기계 구성요소 제조 방법 | |
| Shi et al. | Development of metal matrix composites by laser-assisted additive manufacturing technologies: a review | |
| KR102132656B1 (ko) | 코발트기 합금 적층 조형체, 코발트기 합금 제조물, 및 그것들의 제조 방법 | |
| US9399257B2 (en) | Methods for forming ceramic reinforced titanium alloys | |
| EP2790858B1 (en) | Method for additively manufacturing an article made of a difficult-to-weld material | |
| EP2700459B1 (en) | Method for manufacturing a three-dimensional article | |
| Dutta et al. | The additive manufacturing (AM) of titanium alloys | |
| EP2857125B1 (en) | Methods for forming oxide dispersion-strengthened alloys | |
| Gu et al. | Laser additive manufacturing (AM): classification, processing philosophy, and metallurgical mechanisms | |
| JP2019173175A (ja) | コバルト基合金積層造形体の製造方法 | |
| CN103949639B (zh) | 一种激光选区熔化技术制备Nb-Si基超高温合金的方法 | |
| CN104745887A (zh) | 纳米陶瓷颗粒增强镍基高温合金复合材料及其激光3d打印成形方法 | |
| EP3096907B1 (en) | Nanoparticle enhancement for additive manufacturing | |
| JP2020143379A (ja) | コバルト基合金材料 | |
| JP2019516010A (ja) | アルミニウム、チタン、及びジルコニウムのｈｃｐ材料ならびにそれから作製される製品 | |
| CN113474477A (zh) | 铝合金组合物 | |
| JP2019516012A (ja) | アルミニウム、コバルト、クロム、及びニッケルのｆｃｃ材料、ならびにそれから作製される製品 | |
| Kulkarni | Additive manufacturing of nickel based superalloy | |
| US10221702B2 (en) | Imparting high-temperature wear resistance to turbine blade Z-notches | |
| CN109072348A (zh) | 铝、钴、镍和钛的fcc材料以及由其制成的产品 | |
| CN115029587B (zh) | 一种增材制造氧化物弥散强化镍基高温合金及其制备方法 | |
| US20200238376A1 (en) | Manufacturing of high temperature aluminum components via coating of base powder | |
| Baudana | γ-Titanium Aluminide Alloys for Aircraft and Automotive Engine Components Applications Processed by Electron Beam Melting | |
| Whitney | Advances in rapid prototyping and manufacturing using laser‐based solid free‐form fabrication |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180627 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190517 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190522 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191003 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191217 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200302 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200602 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200608 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200630 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200923 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201029 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20201124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210209 |
|
| C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210209 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20210217 |
|
| C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20210224 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20210305 |
|
| C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20210309 |
|
| C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20211005 |
|
| C13 | Notice of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13 Effective date: 20220208 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220411 |
|
| C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20220419 |
|
| C23 | Notice of termination of proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23 Effective date: 20220517 |
|
| C03 | Trial/appeal decision taken |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03 Effective date: 20220621 |
|
| C30A | Notification sent |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012 Effective date: 20220621 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220627 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7097180 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |