JP2019527299A5

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Publication number: JP2019527299A5
Application number: JP2019500396A
Authority: JP
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2037-06-26

Description

[0003] アルミニウム合金は、航空宇宙、自動車、船舶、ワイヤ及びケーブル、エレクトロニクス、原子力、及び消費者向け製品の産業における軽量構造物において、幅広い適用例を有する。典型的には、アルミニウム合金は、溶かした後に鋳型に流し込むという従来の鋳造プロセスによって製造される。注型品は、ニアネットシェイプ(near net-shape)か或いはスラブ又はビレット形であり得、実質的にシート及びプレート製品を形成するために圧延されるか、又は外形を製造するために押し出される。したがって最終製品の特性は、アルミニウム合金の化学的性質、鋳造凝固速度、及びその後の熱機械プロセスに依存する。従来の鋳造プロセスの間のアルミニウム合金の凝固速度は、相対的に低い（＜５０℃／ｓ）。したがって、従来の鋳造プロセスでは、アルミニウム合金の或る一定の鋳造微細構造物のみが得られる。

[00054] 開示される合金は、例えば、粉末として製作され、マグネシウム又はアルミニウムコンポーネントのための保護コーティングを形成するために、コールドスプレー法（cold spray process）によって用いられ得る。コールドスプレー法は、新しい材料層を堆積させることによって、コンポーネントの摩耗面を復元するためにも使用され得る。

[00069] コンポーネントを製造する方法は、例えば、開示されるアルミニウム合金から粉末を製作すること、熱間等静圧圧縮成形、一軸高温圧縮、又は任意の他の圧力支援法によって粉末をニアネットシェイプに圧縮すること、並びに、圧縮物をその最終形状に機械加工すること、を含み得る。

[00070] マグネシウム又はアルミニウムコンポーネントのための保護コーティングを形成する方法は、例えば、開示されるアルミニウム合金から粉末を製作すること、及び、粉末を用いるコールドスプレー法によって、マグネシウム又はアルミニウムコンポーネントをコーティングすること、を含み得る。

Claims

１から５重量％のマグネシウムと、
１から３重量％のジルコニウムと、
任意に、合計の含有量が０．３から１．５重量％の、チタニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオビウム、及びタンタルのうちの少なくとも１つと、
残りのアルミニウムとからなるアルミニウム合金であり、
前記合金は、０．０５μｍから１．５μｍの範囲の平均直径を有するＡｌ _３Ｚｒ粒子の分散を含み、
前記合金は、亜鉛、銅、マンガン、クロム、シリコン、及び鉄のうちの少なくとも１つを含む、不可避の不純物を更に含み、
前記合金は、スカンジウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムのうちのいずれも意図的に加えられることはない、
アルミニウム合金。
前記合金は、３ｎｍから５０ｎｍの範囲の平均直径を有する、アルミニウム母材内にＬｌ_２結晶構造を有するＡｌ_３Ｚｒナノ粒子の分散を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
合計の含有量が０．３から１．５重量％で、チタニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオビウム、及びタンタルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
前記合金は、４重量％のＭｇと１．７重量％のＺｒ、又は３．６重量％のＭｇと１．２重量％のＺｒを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
前記合金は、意図せずに添加された、スカンジウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムのうちのいずれかを０．０５重量％以下で含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
前記合金は、４５０℃までの作業温度範囲での押し出しに適合する、請求項１に記載のアルミニウム合金。
前記合金は、積層造形法の使用に適合した粉末である、請求項１に記載のアルミニウム合金。
前記合金は、２００ｎｍから２μｍの間の平均粒子直径を備える微粒子構造を有する、請求項２に記載のアルミニウム合金。
請求項１に記載のアルミニウム合金から形成される、押し出しコンポーネント。
前記押し出しコンポーネントは、航空宇宙、自動車、及び船舶適用例からなるグループから選択される適用例において使用するために適合される、請求項９に記載の押し出しコンポーネント。
請求項１に記載のアルミニウム合金から製作される、リボン。
前記リボンは、チップに切断された後、熱間等静圧圧縮成形、一軸高温圧縮、又は、任意の他の圧力支援法によって圧縮され、最終的に押し出されてコンポーネントとなるように適合される、請求項１１に記載のリボン。
請求項１に記載のアルミニウム合金から製作される、粉末。
前記粉末は、熱間等静圧圧縮成形、一軸高温圧縮、又は、任意の他の圧力支援法によって圧縮され、最終的に押し出されてコンポーネントとなるように適合される、請求項１３に記載の粉末。
前記粉末は、マグネシウム又はアルミニウムコンポーネントのための保護コーティングを形成するために、コールドスプレー法によって用いられるように適合される、請求項１３に記載の粉末。
請求項１に記載のアルミニウム合金から製造される、チップ、ワイヤ、シート、プレート、又はホイル。
コンポーネントを製造するための方法であって、
（ａ）急速凝固プロセスによってアルミニウム合金の粉末を製作することであって、前記合金は、
１から１０重量％のマグネシウムと、
０．４５から３重量％のジルコニウムと、
任意に、合計の含有量が０．３から１．５重量％の、チタニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオビウム、及びタンタルのうちの少なくとも１つと、
残りのアルミニウムとからなり、
前記急速凝固プロセスは、０．０５μｍから１．５μｍの範囲の平均直径を有するＡｌ_３Ｚｒ粒子の分散を提供し、前記合金は、亜鉛、銅、マンガン、クロム、シリコン、及び鉄のうちの少なくとも１つを含む、不可避の不純物を更に含み、前記合金は、スカンジウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムのうちのいずれも意図的に加えられることはないことと、
（ｂ）前記コンポーネントを製造するために、積層造形プロセスを実行する際に（ｂ）の前記粉末を利用することと、
を含む、方法。
前記急速凝固プロセスは、ガス噴霧法、噴霧堆積法、溶融紡糸、溶融抽出、及びビーム艶出しからなるグループから選択される、請求項１７に記載の方法。
前記積層造形プロセスは、粉末床法、粉末供給有向エネルギー堆積、選択的レーザ溶融、選択的レーザ焼結、直接金属レーザ焼結、及びレーザ工学ネット形状化からなるグループから選択される、請求項１７に記載の方法。
３５０℃から４５０℃の温度で、０．５時間から２４時間の持続期間の間、前記コンポーネントを熱処理することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
コンポーネントを製造するための方法であって、
請求項１に記載のアルミニウム合金からリボンを製作することと、
前記リボンをチップに切断することと、
熱間等静圧圧縮成形、一軸高温圧縮、又は任意の他の圧力支援法によって、前記チップを圧縮することと、
前記コンポーネントを製造するために前記圧縮されたチップを押し出すことと、
を含む、方法。
コンポーネントを製造する方法であって、
請求項１に記載のアルミニウム合金から粉末を製作することと、
熱間等静圧圧縮成形、一軸高温圧縮、又は任意の他の圧力支援法によって、前記粉末を圧縮することと、
前記コンポーネントを製造するために前記圧縮された粉末を押し出すことと、
を含む、方法。
請求項１に記載のアルミニウム合金から粉末を製作することと、
熱間等静圧圧縮成形、一軸高温圧縮、又は任意の他の圧力支援法によって、前記粉末をニアネットシェイプに圧縮することと、
前記圧縮された粉末をその最終形状に機械加工することと、
を含む、コンポーネントを製造する方法。
マグネシウム又はアルミニウムコンポーネントのための保護コーティングを形成する方法であって、
請求項１に記載のアルミニウム合金から粉末を製作することと、
ぜ粉末を用いるコールドスプレー法によって、前記マグネシウム又はアルミニウムコンポーネントをコーティングすることと、
を含む、方法。
（ａ）の前記粉末を熱処理して、３ｎｍから５０ｎｍの範囲の平均直径を有する、アルミニウム母材内にＬｌ _２結晶構造を有するＡｌ _３Ｚｒナノ粒子の分散を提供することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。