JP7051522B2 - ハイブリッド物品、ハイブリッド物品を形成するための方法、および溶接のための方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド物品、ハイブリッド物品を形成するための方法、および溶接のための方法に関する。より具体的には、本発明は、ハイブリッド物品、ハイブリッド物品を形成するための方法、および溶接のための方法に関し、ハイブリッド物品は、コア材料と、融点の異なる２つの金属粒状材料を有するコーティングとを含む。
ニッケル基超合金およびある種のアルミニウム－チタン合金などの難溶接性（ＨＴＷ）合金は、それらのガンマプライムおよび様々な幾何学的制約のため、ガンマプライムひずみ時効、溶離および高温割れが起こりやすい。これらの材料はまた、ガンマプライム相が約３０％を超える体積分率で存在するときには接合が難しく、これはアルミニウムまたはチタンの含有量が約３％を超えるときに起こることがある。本明細書で使用する場合、「ＨＴＷ合金」は、溶離、高温およびひずみ時効割れを示す合金であり、したがって、溶接することが実際的ではない。
これらのＨＴＷ合金は、翼形部、ブレード（バケット）、ノズル（ベーン）、シュラウド、燃焼器、回転するタービン構成要素、ホイール、シール、ＨＴＷ合金を用いて３Ｄ製造された構成要素および他の高温ガス経路構成要素など、ガスタービンエンジンの構成要素に組み込まれることがある。しばしば優れた動作特性により、特に、最も極端な条件および応力を受けるある種の構成要素については、これらのＨＴＷ合金の組み込みが望ましいことがある。
鋳造プロセスの間に開いたままにされた開口部を閉じるなど、ＨＴＷ合金を組み込む製造プロセスおよび構成要素の補修は、溶融溶接プロセスなどの標準的な技術を用いて実現することが難しいが、それは、溶融溶接プロセスがＨＴＷ合金を損傷したり、または構成要素が受ける高温によって弱くなったり、割れたりするであろう材料を導入したりする恐れがあるためである。
例示的な実施形態では、ハイブリッド物品は、コアおよび焼結コーティングを含む。コアは、側面およびコア材料を含む。焼結コーティングは、側面に配置され、側面を取り囲む。焼結コーティングは、第１の融点を有する第１の金属粒状材料と、第１の融点より低い第２の融点を有する第２の金属粒状材料とを含む。第１の金属粒状材料は、重量で、焼結コーティングの約９５％超～約９９．５％を構成し、第２の金属粒状材料は、重量で、焼結コーティングの約０．５％～約５％を構成する。焼結コーティングは、コアより低いコーティング密度を含む。
別の例示的な実施形態では、ハイブリッド物品を形成するための方法は、コアをダイに配置することを含む。コアは、側面を含む。隙間は、側面とダイとの間に形成される。隙間は、側面を取り囲む。金属粉末およびバインダーゲルを含むスラリは、隙間に導入される。金属粉末は、第１の融点を有する第１の金属粒状材料と、第２の融点を有する第２の金属粒状材料とを含む。第２の融点は、第１の融点より低い。第１の金属粒状材料は、重量で、金属粉末の約９５％超～約９９．５％を構成し、第２の金属粒状材料は、重量で、金属粉末の約０．５％～約５％を構成する。側面は、スラリで被覆される。スラリは、焼結されて側面を取り囲む焼結コーティングを形成し、ハイブリッド物品を形成する。焼結コーティングは、コアより低いコーティング密度を含む。
別の例示的な実施形態では、ワークピースを溶接するための方法は、溶接充填材として機能するハイブリッド物品でワークピースを溶接することを含む。ハイブリッド物品は、コアおよび焼結コーティングを含む。コアは、側面およびコア材料を含む。焼結コーティングは、側面に配置され、側面を取り囲む。焼結コーティングは、第１の融点を有する第１の金属粒状材料と、第１の融点より低い第２の融点を有する第２の金属粒状材料とを含む。第１の金属粒状材料は、重量で、焼結コーティングの約９５％超～約９９．５％を構成し、第２の金属粒状材料は、重量で、焼結コーティングの約０．５％～約５％を構成する。焼結コーティングは、コアより低いコーティング密度を含む。
本発明の他の特徴および利点は、たとえば、本発明の原理を図示する添付の図面と合わせて、好適な実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
可能な限り、同一の参照符号が同一の部品を表すために図面の全体にわたって使用される。
例示的なハイブリッド物品、ハイブリッド物品を形成するための方法、およびワークピースを溶接するための方法が提供される。本開示の実施形態は、本明細書に開示される１つまたは複数の特徴を利用しない物品および方法と比較して、コストを削減し、プロセス制御を向上させ、補修可能性を向上させ、機械的特性を改善し、高温性能を改善し、溶接性を向上させ、あるいはそれらの組合せを含む。
図１を参照すると、一実施形態では、ハイブリッド物品１００は、コア１０２および焼結コーティング１０４を含む。コア１０２は、側面１０６およびコア材料１０８を含む。焼結コーティング１０４は、側面１０６に配置される。焼結コーティング１０４は、第１の金属粒状材料１１０および第２の金属粒状材料１１２を含む。焼結コーティング１０４は、コア１０２より低いコーティング密度を含む。さらなる実施形態では、ハイブリッド物品１００は、溶融溶接プロセスのための溶接充填材である。
一実施形態では、コア１０２は、約０．５ｍｍ～約３．５ｍｍ、あるいは約０．７ｍｍ～約３．２ｍｍ、あるいは約０．７ｍｍ～約１．７ｍｍ、あるいは約１．２ｍｍ～約２．２ｍｍ、あるいは約１．７ｍｍ～約２．７ｍｍ、あるいは約２．２ｍｍ～約３．２ｍｍ、あるいは約０．５ｍｍ～約１ｍｍ、あるいは約０．７５ｍｍ～約１．２５ｍｍ、あるいは約１ｍｍ～約１．５ｍｍ、あるいは約１．２５ｍｍ～約１．７５ｍｍ、あるいは約１．５ｍｍ～約２ｍｍ、あるいは約１．７５ｍｍ～約２．２５ｍｍ、あるいは約２ｍｍ～約２．５ｍｍ、あるいは約２．２５ｍｍ～約２．７５ｍｍ、あるいは約２．５ｍｍ～約３ｍｍ、あるいは約２．７５ｍｍ～約３．２５ｍｍ、あるいは約３ｍｍ～約３．５ｍｍの平均径を含む。
別の実施形態では、焼結コーティング１０４は、約０．１ｍｍ～約１０ｍｍ、あるいは約０．２５ｍｍ～約７．５ｍｍ、あるいは約０．５ｍｍ～約５ｍｍ、あるいは約０．２５ｍｍ～約０．７５ｍｍ、あるいは約０．５ｍｍ～約１ｍｍ、あるいは約０．７５ｍｍ～約１．２５ｍｍ、あるいは約１ｍｍ～約１．５ｍｍ、あるいは約１．２５ｍｍ～約１．７５ｍｍ、あるいは約１．５ｍｍ～約２ｍｍ、あるいは約１．７５ｍｍ～約２．２５ｍｍ、あるいは約２ｍｍ～約２．５ｍｍ、あるいは約２．２５ｍｍ～約２．７５ｍｍ、あるいは約２．５ｍｍ～約３ｍｍ、あるいは約２．７５ｍｍ～約３．２５ｍｍ、あるいは約３ｍｍ～約３．５ｍｍ、あるいは約３．２５ｍｍ～約３．７５ｍｍ、あるいは約３．５ｍｍ～約４ｍｍ、あるいは約３．７５ｍｍ～約４．２５ｍｍ、あるいは約４ｍｍ～約４．５ｍｍ、あるいは約４．２５ｍｍ～約４．７５ｍｍ、あるいは約４．５ｍｍ～約５ｍｍ、あるいは約４．７５ｍｍ～約５．２５ｍｍの平均コーティング厚さを含む。
ハイブリッド物品１００は、これらに限定されないが、円（図示）、楕円、長円、三角形、Ｒ付け三角形、正方形、Ｒ付け正方形、長方形、Ｒ付け長方形、五角形、Ｒ付け五角形、六角形、Ｒ付け六角形、またはそれらの組合せを含む任意の適切な物品断面構造１１４を含むことができる。コア１０２は、これらに限定されないが、円（図示）、楕円、長円、三角形、Ｒ付け三角形、正方形、Ｒ付け正方形、長方形、Ｒ付け長方形、五角形、Ｒ付け五角形、六角形、Ｒ付け六角形、またはそれらの組合せを含む任意の適切なコア断面構造１１６を含むことができる。物品断面構造１１４は、コア断面構造１１６と同じ構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。一実施形態では、コアは、ワイヤである。さらなる実施形態では、コアは、導電性ワイヤである。
焼結コーティング１０４は、任意の適切な量の第１の金属粒状材料１１０および第２の金属粒状材料１１２を含んでもよい。一実施形態では、第１の金属粒状材料１１０は、重量で、焼結コーティング１０４の約９５％超～約９９．５％、あるいは約９６％～約９９．５％、あるいは約９６．５％～約９９．５％、あるいは約９７％～約９９．５％、あるいは約９７．５％～約９９．５％を構成する。本明細書で使用する場合、「約９５％超」は、「約９５％」の最大の固有範囲より大きいことを示し、「約」によって確立されるような９５％またはその固有範囲を含まない。別の実施形態では、第２の金属粒状材料１１２は、重量で、焼結コーティング１０４の約０．５％～約５％、あるいは約０．５％～約４．５％、あるいは約０．５％～約４％、あるいは約０．５％～約３．５％、あるいは約０．５％～約３％を構成する。本明細書で使用する場合、「～約５％」は、「約５％」の最小の固有範囲より小さいことを示し、「約」によって確立されるような５％またはその固有範囲を含まない。さらなる実施形態では、焼結コーティング１０４は、重量で、ハイブリッド物品１００の約０．５％～約５％を構成する融点降下剤、重量で、ハイブリッド物品１００の約０．０１％～約０．０８％を構成する炭素、および重量で、焼結コーティング１０４の約３％未満、あるいは焼結コーティング１０４の約２％未満、あるいは焼結コーティング１０４の約１％未満を形成する不純物を除いて、第１の金属粒状材料１１０および第２の金属粒状材料１１２から本質的になる。さらに別の実施形態では、焼結コーティング１０４は、第１の金属粒状材料１１０および第２の金属粒状材料１１２からなる。
一実施形態では、焼結コーティング１０４は、融点降下剤を含む。融点降下剤は、重量で、これらに限定されないが、約０．２５％～約７．５％、あるいは約０．５％～約５％、あるいは約１％～約４％、あるいは約０．５％～約１．５％、あるいは約１％～約２％、あるいは約１．５％～約２．５％、あるいは約２％～約３％、あるいは約２．５％～約３．５％、あるいは約３％～約４％、あるいは約３．５％～約４．５％、あるいは約４％～約５％を含む、ハイブリッド物品１００の任意の適切な割合を構成してもよい。融点降下剤は、これらに限定されないが、ケイ素、ホウ素、ジルコニウム、ゲルマニウム、およびそれらの組合せを含む任意の適切な材料を含んでもよい。
一実施形態では、焼結コーティング１０４は、炭素を含む。炭素は、重量で、これらに限定されないが、約０．０１％～約０．０８％、あるいは約０．０１％～約０．０３％、あるいは約０．０２％～約０．０４％、あるいは約０．０３％～約０．０５％、あるいは約０．０４％～約０．０６％、あるいは約０．０５％～約０．０７％、あるいは約０．０６％～約０．０８％、あるいは約０．０８％未満、あるいは約０．０５％未満、あるいは約０．０２％未満、あるいは約０．０１％未満を含む、ハイブリッド物品１００の任意の適切な割合を構成してもよい。
一実施形態では、第１の金属粒状材料１１０は、第１の融点を含み、第２の金属粒状材料１１２は、第２の融点を含み、第２の融点は、第１の融点より低い。第１の融点は、約２，３８０°Ｆ～約２，７００°Ｆ、あるいは約２，４００°Ｆ～約２，６００°Ｆ、あるいは約２，４５０°Ｆ～約２，５５０°Ｆ、あるいは約２，４７５°Ｆ～約２，５２５°Ｆであってもよい。第２の融点は、約１，４００°Ｆ～約２，３７５°Ｆ、あるいは約１，４５０°Ｆ～約２，３００°Ｆ、あるいは約１，５００°Ｆ～約２，２００°Ｆ、あるいは約１，５５０°Ｆ～約２，１５０°Ｆ、あるいは約１，６００°Ｆ～約２，１００°Ｆであってもよい。
コア材料１０８および第１の金属粒状材料１１０は、独立して、これらに限定されないが、鋼合金、ステンレス鋼合金、超合金、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、ＨＴＷ合金、耐熱合金、ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、ＧＴＤ２６２、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ Ｗ、ＨＡＹＮＥＳ１８８、ＨＡＮＥＳ２３０、ＨＡＮＥＳ２８２、ＩＮＣＯＮＥＬ６１７、ＩＮＣＯＮＥＬ６２５、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８、ＩＮＣＯＮＥＬ７３８、ＭＡＲ－Ｍ－２４７、ＮＩＭＯＮＩＣ２６３、Ｒｅｎｅ４１、Ｒｅｎｅ８０、Ｒｅｎｅ１０８、Ｒｅｎｅ１４２、Ｒｅｎｅ１９５、３１６ＳＳ、またはそれらの組合せを含む、任意の適切な材料であってもよい。第１の金属粒状材料１１０は、コア材料１０８と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
第２の金属粒状材料１１２は、これらに限定されないが、ろう付け合金、ＢＣｏ－１、ＤＦ－４Ｂ、ＢＮｉ－２、ＢＮｉ－５、ＢＮｉ－９、ＭＡＲ－Ｍ－５０９Ｂ、またはそれらの組合せを含む、任意の適切な材料であってもよい。
本明細書で使用する場合、「ＢＣｏ－１」は、重量で、約１９％のクロム、約１７％のニッケル、約０．８％のホウ素、約８％のケイ素、約０．４％の炭素、約０．４％のタングステン、および残部のコバルトの組成を含む合金を指す。ＢＣｏ－１は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「ＤＦ－４Ｂ」は、重量で、約１４％のクロム、約１０％のコバルト、約３．５％のアルミニウム、約２．５％のタンタル、約２．７５％のホウ素、約０．０５％のイットリウム、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＤＦ－４Ｂは、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「ＢＮｉ－２」は、重量で、約３％の鉄、約３．１％のホウ素、約４．５％のケイ素、約７％のクロム、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＢＮｉ－２は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「ＢＮｉ－５」は、重量で、約１０％のケイ素、約１９％のクロム、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＢＮｉ－５は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「ＢＮｉ－９」は、重量で、約１５％のクロム、約３％のホウ素、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＢＮｉ－９は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「ＧＴＤ１１１」は、重量で、約１４％のクロム、約９．５％のコバルト、約３．８％のタングステン、約４．９％のチタン、約３％のアルミニウム、約０．１％の鉄、約２．８％のタンタル、約１．６％のモリブデン、約０．１％の炭素、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＧＴＤ１１１は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ，１ Ｒｉｖｅｒ Ｒｏａｄ，Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ，ＮＹ １２３４５から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＧＴＤ２２２」は、重量で、約２３．５％のクロム、約１９％のコバルト、約２％のタングステン、約０．８％のニオブ、約２．３％のチタン、約１．２％のアルミニウム、約１％のタンタル、約０．２５％のケイ素、約０．１％のマンガン、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＧＴＤ２２２は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ，１ Ｒｉｖｅｒ Ｒｏａｄ，Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ，ＮＹ １２３４５から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＧＴＤ２６２」は、重量で、約２２．５％のクロム、約１９％のコバルト、約２％のタングステン、約１．３５％のニオブ、約２．３％のチタン、約１．７％のアルミニウム、約０．１％の炭素、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＧＴＤ２６２は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ，１ Ｒｉｖｅｒ Ｒｏａｄ，Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ，ＮＹ １２３４５から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ Ｗ」は、重量で、約５％のクロム、約６％の鉄、約２４％のモリブデン、最大約２．５％のコバルト、最大約１％のタングステン、 最大約１％のマンガン、最大約１％のケイ素、最大約０．６％のバナジウム、最大約０．１２％の炭素、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ Ｗは、Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１０２０ Ｗ，Ｐａｒｋ Ａｖｅｎｕｅ，Ｋｏｋｏｍｏ，Ｉｎｄｉａｎａ ４６９０４から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＨＡＹＮＥＳ１８８」は、重量で、約２２％のクロム、約２２％のニッケル、約０．１％の炭素、約３％の鉄、約１．２５％のマンガン、約０．３５％のケイ素、約１４％のタングステン、約０．０３％のランタン、および残部のコバルトの組成を含む合金を指す。ＨＡＹＮＥＳ１８８は、Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１０２０ Ｗ，Ｐａｒｋ Ａｖｅｎｕｅ，Ｋｏｋｏｍｏ，Ｉｎｄｉａｎａ ４６９０４から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＨＡＹＮＥＳ２３０」は、重量で、約２２％のクロム、約２％のモリブデン、約０．５％のマンガン、約０．４％のケイ素、約１４％のタングステン、約０．３％のアルミニウム、約０．１％の炭素、約０．０２％のランタン、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＨＡＹＮＥＳ２３０は、Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１０２０ Ｗ，Ｐａｒｋ Ａｖｅｎｕｅ，Ｋｏｋｏｍｏ，Ｉｎｄｉａｎａ ４６９０４から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＨＡＹＮＥＳ２８２」は、重量で、約２０％のクロム、約１０％のコバルト、約８．５％のモリブデン、約２．１％のチタン、約１．５％のアルミニウム、約０．０６％の炭素、約０．００５％のホウ素、最大約１．５％の鉄、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＨＡＹＮＥＳ２８２は、Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１０２０ Ｗ，Ｐａｒｋ Ａｖｅｎｕｅ，Ｋｏｋｏｍｏ，Ｉｎｄｉａｎａ ４６９０４から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＩＮＣＯＮＥＬ６１７」は、重量で、約２２％のクロム、約３％の鉄、約１２．５％のコバルト、約９％のモリブデン、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＩＮＣＯＮＥＬ６１７は、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３２００ Ｒｉｖｅｒｓｉｄｅ Ｄｒｉｖｅ，Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ，Ｗｅｓｔ Ｖｉｒｇｉｎｉａ ２５７２０から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＩＮＣＯＮＥＬ６２５」は、重量で、約２１．５％のクロム、約５％の鉄、約９％のモリブデン、約３．６５％のニオブ、約１％のコバルト、約０．５％のマンガン、約０．４％のアルミニウム、約０．４％のチタン、約０．５％のケイ素、約０．１％の炭素、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＩＮＣＯＮＥＬ６２５は、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３２００ Ｒｉｖｅｒｓｉｄｅ Ｄｒｉｖｅ，Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ，Ｗｅｓｔ Ｖｉｒｇｉｎｉａ ２５７２０から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＩＮＣＯＮＥＬ７１８」は、重量で、約１９％のクロム、約１８．５％の鉄、約３％のモリブデン、約３．６％のニオブおよびタンタル、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＩＮＣＯＮＥＬ７１８は、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３２００ Ｒｉｖｅｒｓｉｄｅ Ｄｒｉｖｅ，Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ，Ｗｅｓｔ Ｖｉｒｇｉｎｉａ ２５７２０から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＩＮＣＯＮＥＬ７３８」は、重量で、約０．１７％の炭素、約１６％のクロム、約８．５％のコバルト、約１．７５％のモリブデン、約２．６％のタングステン、約３．４％のチタン、約３．４％のアルミニウム、約０．１％のジルコニウム、約２％のニオブ、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＩＮＣＯＮＥＬ７３８は、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３２００ Ｒｉｖｅｒｓｉｄｅ Ｄｒｉｖｅ，Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ，Ｗｅｓｔ Ｖｉｒｇｉｎｉａ ２５７２０から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「ＭＡＲ－Ｍ－２４７」は、重量で、約５．５％のアルミニウム、約０．１５％の炭素、約８．２５％のクロム、約１０％のコバルト、約１０％のタングステン、約０．７％のモリブデン、約０．５％の鉄、約１％のチタン、約３％のタンタル、約１．５％のハフニウム、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＭＡＲ－Ｍ－２４７は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「ＭＡＲ－Ｍ－５０９Ｂ」は、重量で、約２３．５％のクロム、約１０％のニッケル、約７％のタングステン、約３．５％のタンタル、約０．４５％のジルコニウム、約２．９％のホウ素、約０．６％の炭素、約０．２％のチタン、および残部のコバルトの組成を含む合金を指す。ＭＡＲ－Ｍ－５０９Ｂは、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「ＮＩＭＯＮＩＣ２６３」は、重量で、約２０％のクロム、約２０％のコバルト、約６％のモリブデン、約２％のチタン、約０．５％のアルミニウム、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。ＮＩＭＯＮＩＣ２６３は、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，３２００ Ｒｉｖｅｒｓｉｄｅ Ｄｒｉｖｅ，Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ，Ｗｅｓｔ Ｖｉｒｇｉｎｉａ ２５７２０から入手可能である。
本明細書で使用する場合、「Ｒｅｎｅ４１」は、重量で、約１９％のクロム、約１１％のコバルト、約１０％のモリブデン、約１．５％のアルミニウム、約３．１％のチタン、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。Ｒｅｎｅ４１は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「Ｒｅｎｅ８０」は、重量で、約１４％のクロム、約９．５％のコバルト、約４％のモリブデン、約３％のアルミニウム、約５％のチタン、約４％のタングステン、約０．１７％の炭素、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。Ｒｅｎｅ８０は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「Ｒｅｎｅ１０８」は、重量で、約８．４％のクロム、約９．５％のコバルト、約５．５％のアルミニウム、約０．７％のチタン、約９．５％のタングステン、約０．５％のモリブデン、約３％のタンタル、約１．５％のハフニウム、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。Ｒｅｎｅ１０８は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「Ｒｅｎｅ１４２」は、重量で、約６．８％のクロム、約１２％のコバルト、約６．１％のアルミニウム、約４．９％のタングステン、約１．５％のモリブデン、約２．８％のレニウム、約６．４％のタンタル、約１．５％のハフニウム、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。Ｒｅｎｅ１４２は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「Ｒｅｎｅ１９５」は、重量で、約７．６％のクロム、約３．１％のコバルト、約７．８％のアルミニウム、約５．５％のタンタル、約０．１％のモリブデン、約３．９％のタングステン、約１．７％のレニウム、約０．１５％のハフニウム、および残部のニッケルの組成を含む合金を指す。Ｒｅｎｅ１９５は、その名称で市販されている。
本明細書で使用する場合、「３１６ＳＳ」は、重量で、約１７％のクロム、約１２％のニッケル、約２．５％のモリブデン、および残部の鉄の組成を含む合金を指す。３１６ＳＳは、その名称で市販されている。
図２を参照すると、一実施形態では、ハイブリッド物品１００を形成するための方法は、コア１０２をダイ２００に配置することを含む。図２および図３を参照すると、隙間２０２は、側面１０６とダイ２００との間に形成され、隙間２０２は、側面１０６を取り囲む。図２および図４を参照すると、金属粉末およびバインダーゲルを含むスラリ２０４は、隙間２０２に導入され、金属粉末は、第１の金属粒状材料１１０および第２の金属粒状材料１１２を含み、側面１０６を被覆する。図２および図５を参照すると、スラリ２０４は、側面１０６を取り囲む。再び図２を参照すると、スラリ２０４は、焼結されて側面１０６を取り囲む焼結コーティング１０４を形成し、ハイブリッド物品１００を形成する。一実施形態では、スラリ２０４は、スラリ２０４が焼結されて焼結コーティング１０４を形成するまでコア１０２に付着するのに十分な粘度を含む。
焼結コーティング１０４を形成するためにスラリ２０４を焼結することは、スラリ２０４を加熱要素２０６で加熱することを含むことができる。加熱要素２０６は、これに限定されないが、オーブンを含む任意の適切な加熱要素であってもよい。一実施形態では、スラリ２０４を加熱することは、スラリ２０４を焼結温度まで加熱することを含む。焼結温度は、これらに限定されないが、約１，０００℃～約１，３５０℃、あるいは約１，１００℃～約１，２５０℃、あるいは約１，１００℃～約１，２００℃、あるいは約１，１５０℃～約１，２５０℃、あるいは約１，１２５℃～約１，２２５℃の焼結温度を含む、任意の適切な温度であってもよい。別の実施形態では、スラリ２０４を焼結温度まで加熱することは、焼結温度で焼結時間の間スラリ２０４を維持することを含む。焼結時間は、これらに限定されないが、約５分～約６０分、あるいは約１０分～約４０分、あるいは約１０分～約３０分、あるいは約２０分～約４０分の時間を含む、任意の適切な時間であってもよい。焼結コーティング１０４を形成するためにスラリ２０４を焼結することは、空気下、不活性ガス下、真空下、またはそれらの組合せにおいてスラリ２０４を加熱することを含んでもよい。
一実施形態では、コア１０２は、ワイヤである。別の実施形態では、コア１０２は、ダイ２００に通される。コア１０２をダイ２００に通すことは、連続的なプロセスであってもよい。さらに別の実施形態では、ダイ２００は、これに限定されないが、被覆金属アーク溶接電極などの溶接電極の製造のための被覆装置の一部である。別の実施形態では、ダイ２００は、押出プレスの構成要素である。
一実施形態では、スラリ２０４は、高圧下で導入される。本明細書で使用する場合、「高圧」は、ダイ２００の外部の大気圧より大きい圧力を示す。高圧は、これに限定されないが、コア１０２がダイ２００を通るときに側面１０６をスラリ２０４で完全に被覆するのに十分な圧力を含む、任意の適切な圧力であってもよい。
ハイブリッド物品１００は、これらに限定されないが、加熱、研磨、ブラシ研磨、先端クリーニング、サイズ変更、化学処理、またはそれらの組合せを含む、任意の適切な仕上げ技術によって仕上げされてもよい。ハイブリッド物品１００のサイズを変更することは、ハイブリッド物品１００の少なくとも１つの部分を除去して、ハイブリッド物品１００の長さを所定の長さに短縮することを含むことができる。所定の長さは、任意の適切な長さであってもよい。ハイブリッド物品１００の少なくとも１つの部分を除去することは、ハイブリッド物品１００の長さに対して、これらに限定されないが、直交する角度、またはハイブリッド物品１００が挿入される物品の表面に合う角度を含む任意の適切な角度で、ハイブリッド物品１００の少なくとも１つの部分を切り離すことを含んでもよい。
図６を参照すると、一実施形態では、ワークピース６００を溶接するための方法は、溶接充填材として機能するハイブリッド物品１００でワークピース６００を溶接することを含む。
一実施形態では、ワークピース６００を溶接することは、ワークピース６００の開口部６０２を閉じることを含む。開口部６０２を閉じることは、ハイブリッド物品１００を開口部６０２に挿入することと、溶接充填材として機能するハイブリッド物品１００での溶接によって開口部６０２を閉じることとを含むことができる。開口部６０２を閉じることは、気密性のシールを形成することができる。
別の実施形態では、ワークピース６００を溶接することは、ワークピース６００の望ましくない特徴部６０６の表面肉盛補修を含む。ワークピース６００の望ましくない特徴部６０６の表面肉盛補修は、ハイブリッド物品１００を望ましくない特徴部６０６に隣接してまたはその内部に配置することと、溶接充填材として機能するハイブリッド物品１００での溶接によって望ましくない特徴部６０６を補修することとを含む。
一実施形態では、ワークピース６００は、タービン構成要素である。ワークピース６００は、これらに限定されないが、高温ガス経路構成要素、翼形部、バケット（ブレードとしても知られている）、シュラウド付きバケット（シュラウド付きブレードとしても知られている）、ノズル（ベーンとしても知られている）、シュラウド、燃焼器、またはそれらの組合せを含む、任意の適切なタービン構成要素であってもよい。
一実施形態では、ワークピース６００を溶接することは、溶接技術を実施するために溶接装置６０４を使用することを含む。溶接技術は、これらに限定されないが、溶融溶接、ガスタングステンアーク溶接、プラズマアーク溶接、レーザビーム溶接、電子ビーム溶接、またはそれらの組合せを含む、任意の適切な溶接技術であってもよい。
ハイブリッド物品１００は、溶接充填材を組み込む溶接技術を使用する任意の適切な溶接用途のための溶接充填材として使用することができる。適切な溶接用途は、これらに限定されないが、超合金構成要素の表面肉盛補修、ＨＴＷ合金構成要素の表面肉盛補修、超合金構成要素の開口部を閉じること、ＨＴＷ合金構成要素の開口部を閉じること、超合金構成要素の空隙を充填すること、ＨＴＷ合金構成要素の空隙を充填すること、超合金構成要素を補修すること、ＨＴＷ合金構成要素を補修すること、第１の構成要素および第２の構成要素の少なくとも１つが超合金を含む第１の構成要素と第２の構成要素とを接合すること、第１の構成要素および第２の構成要素の少なくとも１つがＨＴＷ合金を含む第１の構成要素と第２の構成要素とを接合すること、またはそれらの組合せを含む。溶接技術は、これらに限定されないが、溶融溶接、ガスメタルアーク溶接、ガスタングステンアーク溶接、プラズマアーク溶接、レーザビーム溶接、電子ビーム溶接、またはそれらの組合せを含んでもよい。
一実施形態では、ハイブリッド物品１００のコア材料１０８は、開口部６０２を画定するワークピース６００の基板材料６０８と同じ材料組成を含む。別の実施形態では、ハイブリッド物品１００のコア材料１０８は、開口部６０２を画定するワークピース６００の基板材料６０８とは異なる材料組成を含む。これに関連して、材料組成がほぼ同じであり、任意の変化が材料の特性に重要な影響を与えるには不十分である場合、コア材料１０８は、基板材料６０８と同じ材料組成を含み、一方、材料組成がほぼ同じではない場合、または変化が材料の特性に重要な影響を与える場合、ハイブリッド物品１００のコア材料１０８は、基板材料６０８とは異なる材料組成を含む。
本発明は好ましい実施形態を参照して説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えてもよく、その要素が均等物で置換されてもよいことを当業者なら理解するであろう。加えて、特定の状況または材料を本発明の教示に適応させるために、本発明の本質的な範囲から逸脱せずに多くの修正を施してもよい。したがって、本発明が、本発明を実施するために考えられた最良の態様として開示されている特定の実施形態に限定されず、本発明が、添付の特許請求の範囲に含まれるあらゆる実施形態を含むことが意図されている。
［実施態様１］
側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約９５％超～約９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約０．５％～約５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含む、ハイブリッド物品（１００）。
［実施態様２］
前記ハイブリッド物品（１００）が、溶融溶接プロセスのための溶接充填材である、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様３］
前記焼結コーティング（１０４）が、融点降下剤を含み、前記融点降下剤が、重量で、前記ハイブリッド物品（１００）の約０．５％～約５％を構成する、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様４］
重量で、前記ハイブリッド物品（１００）の約０．０１％～約０．０８％を構成する炭素をさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様５］
前記第１の金属粒状材料（１１０）が、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の９６％～約９９．５％を構成し、前記第２の金属粒状材料（１１２）が、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約０．５％～４％を構成する、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様６］
前記コア材料（１０８）および前記第１の金属粒状材料（１１０）が、鋼合金、ステンレス鋼合金、超合金、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、難溶接性（ＨＴＷ）合金、耐熱合金、ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、ＧＴＤ２６２、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ Ｗ、ＨＡＹＮＥＳ１８８、ＨＡＮＥＳ２３０、ＨＡＮＥＳ２８２、ＩＮＣＯＮＥＬ６１７、ＩＮＣＯＮＥＬ６２５、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８、ＩＮＣＯＮＥＬ７３８、ＭＡＲ－Ｍ－２４７、ＮＩＭＯＮＩＣ２６３、Ｒｅｎｅ４１、Ｒｅｎｅ８０、Ｒｅｎｅ１０８、Ｒｅｎｅ１４２、Ｒｅｎｅ１９５、３１６ＳＳ、およびそれらの組合せからなる群から独立して選択される、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様７］
前記第２の金属粒状材料（１１２）が、ろう付け合金ＢＣｏ－１、ＤＦ－４Ｂ、ＢＮｉ－２、ＢＮｉ－５、ＢＮｉ－９、ＭＡＲ－Ｍ－５０９Ｂ、およびそれらの組合せからなる群から選択される、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様８］
前記焼結コーティング（１０４）が、約０．５ｍｍ～約５ｍｍの平均コーティング厚さをさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様９］
前記コア（１０２）が、約０．７ｍｍ～約３．２ｍｍの平均径をさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様１０］
ハイブリッド物品（１００）を形成するための方法であって、
側面（１０６）を含むコア（１０２）をダイ（２００）に配置することと、
前記側面（１０６）を取り囲む隙間（２０２）を前記側面（１０６）と前記ダイ（２００）との間に形成することと、
金属粉末およびバインダーゲルを含むスラリ（２０４）を前記隙間（２０２）に導入することであって、前記金属粉末は、
第１の融点を含み、重量で、前記金属粉末の約９５％超～約９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）、および
第２の融点を含み、重量で、前記金属粉末の約０．５％～約５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）を含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低い導入することと、
前記側面（１０６）を前記スラリ（２０４）で被覆することと、
前記スラリ（２０４）を焼結して前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）を形成し、前記ハイブリッド物品（１００）を形成することであって、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含む形成することとを含む、方法。
［実施態様１１］
前記コア（１０２）を前記ダイ（２００）に配置することおよび前記スラリ（２０４）を導入することが、鋼合金、ステンレス鋼合金、超合金、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、難溶接性（ＨＴＷ）合金、耐熱合金、ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、ＧＴＤ２６２、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ Ｗ、ＨＡＹＮＥＳ１８８、ＨＡＮＥＳ２３０、ＨＡＮＥＳ２８２、ＩＮＣＯＮＥＬ６１７、ＩＮＣＯＮＥＬ６２５、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８、ＩＮＣＯＮＥＬ７３８、ＭＡＲ－Ｍ－２４７、ＮＩＭＯＮＩＣ２６３、Ｒｅｎｅ４１、Ｒｅｎｅ８０、Ｒｅｎｅ１０８、Ｒｅｎｅ１４２、Ｒｅｎｅ１９５、３１６ＳＳ、およびそれらの組合せからなる群から独立して選択される前記コア材料（１０８）および前記第１の金属粒状材料（１１０）と、ろう付け合金ＢＣｏ－１、ＤＦ－４Ｂ、ＢＮｉ－２、ＢＮｉ－５、ＢＮｉ－９、ＭＡＲ－Ｍ－５０９Ｂ、およびそれらの組合せからなる群から選択される前記第２の金属粒状材料（１１２）とを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１２］
前記スラリ（２０４）を焼結することが、約１，１００℃～約１，２５０℃の焼結温度を含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１３］
前記スラリ（２０４）を焼結することが、約１０分～約４０分の焼結時間を含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１４］
前記コア（１０２）を前記ダイ（２００）に配置することが、前記コア（１０２）を前記ダイ（２００）に通すことを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１５］
前記スラリ（２０４）を前記隙間（２０２）に導入することが、前記スラリ（２０４）を高圧下で導入することを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１６］
ワークピース（６００）を溶接するための方法であって、溶接充填材として機能するハイブリッド物品（１００）で前記ワークピース（６００）を溶接することを含み、前記ハイブリッド物品（１００）は、
側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約９５％超～約９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約０．５％～約５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、
前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含む、方法。
［実施態様１７］
前記ワークピース（６００）を溶接することが、前記ハイブリッド物品（１００）を前記ワークピース（６００）の開口部（６０２）に挿入することと、前記開口部（６０２）を閉じることとを含む、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
前記ワークピース（６００）を溶接することが、表面肉盛補修を含む、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１９］
前記ワークピース（６００）が、難溶接性（ＨＴＷ）合金を含む、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様２０］
前記溶接充填材として機能する前記ハイブリッド物品（１００）で前記ワークピース（６００）を溶接することが、溶融溶接、ガスタングステンアーク溶接、プラズマアーク溶接、レーザビーム溶接、および電子ビーム溶接の少なくとも１つからなる群から選択される溶接技術を使用する、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１］
側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約９５％超～約９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約０．５％～約５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含む、ハイブリッド物品（１００）。
［実施態様２］
前記ハイブリッド物品（１００）が、溶融溶接プロセスのための溶接充填材である、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様３］
前記焼結コーティング（１０４）が、融点降下剤を含み、前記融点降下剤が、重量で、前記ハイブリッド物品（１００）の約０．５％～約５％を構成する、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様４］
重量で、前記ハイブリッド物品（１００）の約０．０１％～約０．０８％を構成する炭素をさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様５］
前記第１の金属粒状材料（１１０）が、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の９６％～約９９．５％を構成し、前記第２の金属粒状材料（１１２）が、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約０．５％～４％を構成する、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様６］
前記コア材料（１０８）および前記第１の金属粒状材料（１１０）が、鋼合金、ステンレス鋼合金、超合金、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、難溶接性（ＨＴＷ）合金、耐熱合金、ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、ＧＴＤ２６２、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ Ｗ、ＨＡＹＮＥＳ１８８、ＨＡＮＥＳ２３０、ＨＡＮＥＳ２８２、ＩＮＣＯＮＥＬ６１７、ＩＮＣＯＮＥＬ６２５、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８、ＩＮＣＯＮＥＬ７３８、ＭＡＲ－Ｍ－２４７、ＮＩＭＯＮＩＣ２６３、Ｒｅｎｅ４１、Ｒｅｎｅ８０、Ｒｅｎｅ１０８、Ｒｅｎｅ１４２、Ｒｅｎｅ１９５、３１６ＳＳ、およびそれらの組合せからなる群から独立して選択される、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様７］
前記第２の金属粒状材料（１１２）が、ろう付け合金ＢＣｏ－１、ＤＦ－４Ｂ、ＢＮｉ－２、ＢＮｉ－５、ＢＮｉ－９、ＭＡＲ－Ｍ－５０９Ｂ、およびそれらの組合せからなる群から選択される、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様８］
前記焼結コーティング（１０４）が、約０．５ｍｍ～約５ｍｍの平均コーティング厚さをさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様９］
前記コア（１０２）が、約０．７ｍｍ～約３．２ｍｍの平均径をさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品（１００）。
［実施態様１０］
ハイブリッド物品（１００）を形成するための方法であって、
側面（１０６）を含むコア（１０２）をダイ（２００）に配置することと、
前記側面（１０６）を取り囲む隙間（２０２）を前記側面（１０６）と前記ダイ（２００）との間に形成することと、
金属粉末およびバインダーゲルを含むスラリ（２０４）を前記隙間（２０２）に導入することであって、前記金属粉末は、
第１の融点を含み、重量で、前記金属粉末の約９５％超～約９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）、および
第２の融点を含み、重量で、前記金属粉末の約０．５％～約５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）を含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低い導入することと、
前記側面（１０６）を前記スラリ（２０４）で被覆することと、
前記スラリ（２０４）を焼結して前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）を形成し、前記ハイブリッド物品（１００）を形成することであって、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含む形成することとを含む、方法。
［実施態様１１］
前記コア（１０２）を前記ダイ（２００）に配置することおよび前記スラリ（２０４）を導入することが、鋼合金、ステンレス鋼合金、超合金、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、難溶接性（ＨＴＷ）合金、耐熱合金、ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、ＧＴＤ２６２、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ Ｗ、ＨＡＹＮＥＳ１８８、ＨＡＮＥＳ２３０、ＨＡＮＥＳ２８２、ＩＮＣＯＮＥＬ６１７、ＩＮＣＯＮＥＬ６２５、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８、ＩＮＣＯＮＥＬ７３８、ＭＡＲ－Ｍ－２４７、ＮＩＭＯＮＩＣ２６３、Ｒｅｎｅ４１、Ｒｅｎｅ８０、Ｒｅｎｅ１０８、Ｒｅｎｅ１４２、Ｒｅｎｅ１９５、３１６ＳＳ、およびそれらの組合せからなる群から独立して選択される前記コア材料（１０８）および前記第１の金属粒状材料（１１０）と、ろう付け合金ＢＣｏ－１、ＤＦ－４Ｂ、ＢＮｉ－２、ＢＮｉ－５、ＢＮｉ－９、ＭＡＲ－Ｍ－５０９Ｂ、およびそれらの組合せからなる群から選択される前記第２の金属粒状材料（１１２）とを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１２］
前記スラリ（２０４）を焼結することが、約１，１００℃～約１，２５０℃の焼結温度を含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１３］
前記スラリ（２０４）を焼結することが、約１０分～約４０分の焼結時間を含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１４］
前記コア（１０２）を前記ダイ（２００）に配置することが、前記コア（１０２）を前記ダイ（２００）に通すことを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１５］
前記スラリ（２０４）を前記隙間（２０２）に導入することが、前記スラリ（２０４）を高圧下で導入することを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１６］
ワークピース（６００）を溶接するための方法であって、溶接充填材として機能するハイブリッド物品（１００）で前記ワークピース（６００）を溶接することを含み、前記ハイブリッド物品（１００）は、
側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約９５％超～約９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の約０．５％～約５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、
前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含む、方法。
［実施態様１７］
前記ワークピース（６００）を溶接することが、前記ハイブリッド物品（１００）を前記ワークピース（６００）の開口部（６０２）に挿入することと、前記開口部（６０２）を閉じることとを含む、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
前記ワークピース（６００）を溶接することが、表面肉盛補修を含む、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１９］
前記ワークピース（６００）が、難溶接性（ＨＴＷ）合金を含む、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様２０］
前記溶接充填材として機能する前記ハイブリッド物品（１００）で前記ワークピース（６００）を溶接することが、溶融溶接、ガスタングステンアーク溶接、プラズマアーク溶接、レーザビーム溶接、および電子ビーム溶接の少なくとも１つからなる群から選択される溶接技術を使用する、実施態様１６に記載の方法。
１００ ハイブリッド物品
１０２ コア
１０４ 焼結コーティング
１０６ 側面
１０８ コア材料
１１０ 第１の金属粒状材料
１１２ 第２の金属粒状材料
１１４ 物品断面構造
１１６ コア断面構造
２００ ダイ
２０２ 隙間
２０４ スラリ
２０６ 加熱要素
６００ ワークピース
６０２ 開口部
６０４ 溶接装置
６０６ 望ましくない特徴部
６０８ 基板材料
１０２ コア
１０４ 焼結コーティング
１０６ 側面
１０８ コア材料
１１０ 第１の金属粒状材料
１１２ 第２の金属粒状材料
１１４ 物品断面構造
１１６ コア断面構造
２００ ダイ
２０２ 隙間
２０４ スラリ
２０６ 加熱要素
６００ ワークピース
６０２ 開口部
６０４ 溶接装置
６０６ 望ましくない特徴部
６０８ 基板材料
Claims (14)
- 側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の９５％超～９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の０．５％～５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含み、
前記ハイブリッド物品（１００）が、溶融溶接プロセスのための溶接充填材である、ハイブリッド物品（１００）。 - 側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の９５％超～９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の０．５％～５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含み、
前記コア材料（１０８）および前記第１の金属粒状材料（１１０）が、鋼合金、ステンレス鋼合金、超合金、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、難溶接性（ＨＴＷ）合金、耐熱合金、ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、ＧＴＤ２６２、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ Ｗ、ＨＡＹＮＥＳ１８８、ＨＡＮＥＳ２３０、ＨＡＮＥＳ２８２、ＩＮＣＯＮＥＬ６１７、ＩＮＣＯＮＥＬ６２５、ＩＮＣＯＮＥＬ７１８、ＩＮＣＯＮＥＬ７３８、ＭＡＲ－Ｍ－２４７、ＮＩＭＯＮＩＣ２６３、Ｒｅｎｅ４１、Ｒｅｎｅ８０、Ｒｅｎｅ１０８、Ｒｅｎｅ１４２、Ｒｅｎｅ１９５、３１６ＳＳ、およびそれらの組合せからなる群から独立して選択される、ハイブリッド物品（１００）。 - 側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の９５％超～９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の０．５％～５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含み、
前記第２の金属粒状材料（１１２）が、ろう付け合金ＢＣｏ－１、ＤＦ－４Ｂ、ＢＮｉ－２、ＢＮｉ－５、ＢＮｉ－９、ＭＡＲ－Ｍ－５０９Ｂ、およびそれらの組合せからなる群から選択される、ハイブリッド物品（１００）。 - 側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の９５％超～９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の０．５％～５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含み、
前記焼結コーティング（１０４）が、０．５ｍｍ～５ｍｍの平均コーティング厚さをさらに含み、前記コア（１０２）が、０．７ｍｍ～３．２ｍｍの平均径をさらに含む、ハイブリッド物品（１００）。 - 前記焼結コーティング（１０４）が、融点降下剤を含み、前記融点降下剤が、重量で、前記ハイブリッド物品（１００）の０．５％～５％を構成する、請求項１乃至４のいずれかに記載のハイブリッド物品（１００）。
- 重量で、前記ハイブリッド物品（１００）の０．０１％～０．０８％を構成する炭素をさらに含む、請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド物品（１００）。
- 前記第１の金属粒状材料（１１０）が、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の９６％～９９．５％を構成し、前記第２の金属粒状材料（１１２）が、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の０．５％～４％を構成する、請求項１乃至６のいずれかに記載のハイブリッド物品（１００）。
- ハイブリッド物品（１００）を形成するための方法であって、
側面（１０６）を含むコア（１０２）をダイ（２００）に配置することと、
前記側面（１０６）を取り囲む隙間（２０２）を前記側面（１０６）と前記ダイ（２００）との間に形成することと、
金属粉末およびバインダーゲルを含むスラリ（２０４）を前記隙間（２０２）に導入することであって、前記金属粉末は、
第１の融点を含み、重量で、前記金属粉末の９５％超～９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）、および
第２の融点を含み、重量で、前記金属粉末の０．５％～５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）を含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低い導入することと、
前記側面（１０６）を前記スラリ（２０４）で被覆することと、
前記スラリ（２０４）を焼結して前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）を形成し、前記ハイブリッド物品（１００）を形成することであって、前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含む形成することとを含む、方法。 - 前記スラリ（２０４）を焼結することが、１，１００℃～１，２５０℃の焼結温度と、１０分～４０分の焼結時間とを含む、請求項８に記載の方法。
- ワークピース（６００）を溶接するための方法であって、溶接充填材として機能するハイブリッド物品（１００）で前記ワークピース（６００）を溶接することを含み、前記ハイブリッド物品（１００）は、
側面（１０６）およびコア材料（１０８）を含むコア（１０２）と、
前記側面（１０６）に配置され、前記側面（１０６）を取り囲む焼結コーティング（１０４）とを含み、前記焼結コーティング（１０４）は、
第１の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の９５％超～９９．５％を構成する第１の金属粒状材料（１１０）と、
第２の融点を含み、重量で、前記焼結コーティング（１０４）の０．５％～５％を構成する第２の金属粒状材料（１１２）とを含み、
前記第２の融点は、前記第１の融点より低く、
前記焼結コーティング（１０４）は、前記コア（１０２）より低いコーティング密度を含む、方法。 - 前記ワークピース（６００）を溶接することが、前記ハイブリッド物品（１００）を前記ワークピース（６００）の開口部（６０２）に挿入することと、前記開口部（６０２）を閉じることとを含む、請求項１０に記載の方法。
- 前記ワークピース（６００）を溶接することが、表面肉盛補修を含む、請求項１０または１１に記載の方法。
- 前記ワークピース（６００）が、難溶接性（ＨＴＷ）合金を含む、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の方法。
- 前記溶接充填材として機能する前記ハイブリッド物品（１００）で前記ワークピース（６００）を溶接することが、溶融溶接、ガスタングステンアーク溶接、プラズマアーク溶接、レーザビーム溶接、および電子ビーム溶接の少なくとも１つからなる群から選択される溶接技術を使用する、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の方法。
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