CN112384636A

CN112384636A - 制造铝合金零件的方法

Info

Publication number: CN112384636A
Application number: CN201980046235.5A
Authority: CN
Inventors: B·谢哈布
Original assignee: C Tec Constellium Technology Center SAS
Current assignee: C Tec Constellium Technology Center SAS
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2021-02-19
Also published as: US20210269896A1; FR3083478B1; EP3821049A1; FR3083478A1; US12428706B2; WO2020012098A1

Abstract

本发明涉及一种制造零件的方法，包括形成连续的彼此堆叠的固体金属层(20₁…20_n)，每一层描绘出由数字模型(M)定义的图案，每一层通过以下步骤形成：沉积称为焊料金属的金属(25)，使焊料金属经受能量的输入以便熔化并在凝固时构成所述层，其中所述焊料金属呈粉末形式(25)，其暴露于能量束(32)导致熔化，随后凝固以形成固体层(20₁…20_n)，所述方法的特征在于焊料金属(25)为包含至少以下合金元素的铝合金：Ni，质量分数为1％至6％，优选为1至5.5％，更优选为2至5.5％；Cr，质量分数为1％至7％，优选为3至6.5％；Zr，质量分数为0.5至4％，优选为1至3％；Fe，质量分数不超过1％，优选为0.05至0.5％，更优选为0.1至0.3％；Si，质量分数不超过1％，优选不超过0.5％。本发明还涉及通过所述方法获得的零件。根据本发明在增材制造法中使用的合金允许获得具有出色特性的零件。

Description

制造铝合金零件的方法

技术领域

本发明的技术领域是使用增材制造(fabrication additive)技术制造铝合金零件的方法。

技术背景

自20世纪80年代以来，增材制造技术已得到发展。它们包括通过增加材料来形成零件，其与旨在去除材料的机械加工技术相反。增材制造先前限于原型制作(prototypage)，现在则可用于大规模制备工业产品，包括金属零件。

术语“增材制造”根据法国标准XP E67-001定义为“允许通过增加材料由数字对象来逐层制造物理对象的一组方法”。标准ASTM F2792(2012年1月)也定义了增材制造。标准ISO/ASTM 17296-1中还定义并描述了各种增材制造方式。文献WO 2015/006447中描述了依赖增材制造来制备具有低孔隙率的铝制零件。连续层的施加通常通过应用所谓的焊料、然后借助激光束、电子束、等离子炬或电弧类型的能量源来熔化或烧结焊料来完成。无论应用何种增材制造方式，每个增材层的厚度均为约数十微米或数百微米。

一种增材制造手段是熔融或烧结呈粉末形式的焊料。这可通过能量束熔化或烧结。

通过激光的选择性烧结技术(选择性激光烧结SLS或直接金属激光烧结DMLS)尤其为人所知，其中将一层金属粉末或金属合金粉末应用于待制造的零件，并根据数字模型用来自激光束的热能选择性地进行烧结。另一种金属形成方法包括通过激光的选择性熔化(选择性激光熔化SLM)或通过电子束的熔化(电子束熔化EBM)，其中由激光或定向电子束提供的热能被用来选择性熔化(而不是烧结)金属粉末，以便其在冷却和凝固时融合。

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

专利申请WO 2016/209652描述了一种制造具有高机械强度的铝的方法，其包括：制备具有一种或多种所需近似粉末尺寸并具有近似形态的雾化铝粉末；烧结粉末以通过增材制造形成产品；固溶热处理；淬火；和将以增材方式制造的铝回火。

专利申请EP 2796229公开了一种形成通过分散体而增强的金属铝合金的方法，其包括以下步骤：获得粉末形式的铝合金组合物，所述铝合金组合物能够获得通过分散体而增强的微观结构；将低能量密度的激光束引导到具有合金组合物的粉末的一部分上；从该部分的粉末形式的合金组合物上去除激光束；然后以大于或等于约10⁶℃每秒的速率冷却该部分的粉末形式的合金组合物，从而形成通过分散体而增强的铝金属合金。所述方法特别适合于具有根据下式组成的合金：Al_compFe_aSi_bX_c，其中X表示至少一种选自Mn、V、Cr、Mo、W、Nb和Ta的元素；a为2.0至7.5原子％；b为0.5至3.0原子％；c为0.05至3.5原子％；余量为铝和偶然的杂质，条件是[Fe+Si]/Si比例位于约2.0:1至5.0:1的范围内。

专利申请US 2017/0211168公开了一种制造轻质坚固合金的方法，该合金在高温下具有高性能，其包括铝、硅、和铁和/或镍。

专利申请EP 3026135描述了一种铸造合金，其包括87-99重量份的铝和硅，0.25-0.4重量份的铜和0.15-0.35重量份的至少两种选自Mg、Ni和Ti的元素的组合。该铸造合金适合被惰性气体雾化以形成粉末，所述粉末用于通过激光增材制造形成物体，然后所述物体经历回火处理。

出版物Characterization of Al-Fe-V-Si heat-resistant aluminum alloycomponents fabricated by selective laser melting(通过选择性激光熔化制造的Al-Fe-V-Si耐热铝合金部件的表征)，Journal of Material Research，第30卷，第10期，2015年5月28日，描述了通过SLM制造耐热部件，该部件的组成为以重量％计Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si。

出版物Microstructure and mechanical properties of Al-Fe-V-Si aluminumalloy produced by electron beam melting(通过电子束熔化制备的Al-Fe-V-Si铝合金的微观结构和机械性能)，Materials Science&Engineering A659(2016)207–214，描述了通过EBM所获得的与先前文章中相同的合金的零件。

对于SLM应用的高强度铝合金的需求不断增长。4xxx合金(主要是Al10SiMg、Al7SiMg和Al12Si)是用于SLM应用的最成熟的铝合金。这些合金非常适合SLM方法，但受困于有限的机械性能。

APWorks开发的

(DE 102007018123 A1)提供了环境温度下的良好机械性能(325℃下4小时的制造后热处理)。然而，该解决方案受困于粉末形式的高成本，这与其高钪含量(～0.7％Sc)和需要特定的雾化工艺有关。该解决方案还受困于在高温下差的机械性能，例如在150℃之上。

NanoAl开发的Addalloy^TM(WO 201800935 A1)是Al Mg Zr合金。该合金受困于硬度峰值约为130HV的有限的机械性能。

通过增材制造获得的铝制零件的机械性能取决于形成焊料金属的合金(更确切地说，取决于其组成)、增材制造方法的参数和所应用的热处理。发明人已经确定了一种合金组合物，其用于增材制造方法时，允许获得具有出色特性的零件。特别地，根据本发明获得的零件与现有技术(特别是8009合金)相比具有改善的特性，特别是在高温硬度(例如在400℃下1小时后)方面。

发明内容

本发明的第一目的是一种制造零件的方法，包括形成连续的彼此叠置的固体金属层，每一层描绘出由数字模型定义的图案，每一层通过以下步骤形成：沉积称为焊料金属的金属，使焊料金属经受能量的输入以便熔化并在凝固时构成所述层，其中焊料金属呈粉末形式，其暴露于能量束导致熔化，随后凝固以形成固体层，所述方法的特征在于焊料金属为包含至少以下合金元素的铝合金：

-Ni，质量分数为1％至6％，优选为1至5.5％，更优先为2至5.5％；

-Cr，质量分数为1％至7％，优选为3至6.5％；

-Zr，质量分数为0.5至4％，优选为1至3％；

-Fe，质量分数小于或等于1％，优选为0.05至0.5％，更优先为0.1至0.3％；

-Si，质量分数小于或等于1％，优选小于或等于0.5％。

应注意，根据本发明的合金也可包括：

-质量分数各自小于0.05％(即500ppm)且总计小于0.15％的杂质；

-余量为铝。

优选地，本发明的合金包括质量分数为至少85％、更优先为至少90％的铝。

粉末的熔化可为部分的或总体的。优选地，50-100％的粉末暴露于熔化，更优先为80至100％。

任选地，合金还可包含质量分数为0至8％、优选为0至6％的Cu。

任选地，合金还可包括至少一种选自以下的元素：Ti、W、Nb、Ta、Y、Yb、Nd、Er、Hf、Ce、Sc、V、Co、La和/或稀土金属混合物(mischmétal)，质量分数各自小于或等于5％、优选小于或等于3％，且总计小于或等于15％、优选小于或等于12％、甚至更优先地小于或等于5％。然而，在一个实施方案中，避免添加Sc，因此优选的Sc的质量分数小于0.05％，并优选小于0.01％。这些元素可导致分散体或精细金属间相的形成，使得可以增加所获得的材料的硬度。

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

任选地，合金还可包含至少一种选自以下的元素：质量分数为0.06-1％的Ag，质量分数为0.06-1％的Li，和/或质量分数为0.06-1％的Zn。这些元素可通过硬化析出或通过它们对固溶体性质的影响作用于材料的强度。

任选地，合金还可包含质量分数为至少0.06％且不超过0.5％的Mg。然而，不推荐添加Mg且Mg含量优选保持在杂质的值，即小于0.05质量％。

优选地，Mn含量保持在杂质的值，即小于0.05质量％。

任选地，合金还可包含至少一种用于细化晶粒并防止粗柱状微观结构的元素，例如AlTiC或AlTiB2(例如以AT5B或AT3B的形式)，其量各自小于或等于50kg/吨，优选小于或等于20kg/吨，甚至更优先地小于或等于12kg/吨，且总计小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨。

根据一个实施方案，所述方法可在形成层之后包括：

-固溶热处理，随后淬火和回火，或

-热处理，典型地在至少100℃且不超过400℃的温度下，

-和/或热等静压(HIC)。

特别地，热处理允许按要求改变残余应力的大小和/或硬化相的另外析出。

特别地，HIC处理可改善伸长率性能和疲劳性能。热等静压可在热处理之前、之后或取代热处理而进行。

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

特别地，热处理和/或热等静压可以提高所获得的产品的硬度。

根据另一个适合结构硬化的合金的实施方案，可以进行固溶热处理，然后是所形成的零件的淬火和回火，和/或热等静压。在这种情况下热等静压可有利地替代固溶热处理。然而，本发明的方法是有利的，因为优选地其不需要固溶热处理并随后淬火。在某些情况下固溶热处理可能通过参与分散相或精细金属间相的扩大而对机械强度产生有害影响。

根据一个实施方案，本发明的方法任选地还包括机械加工处理，和/或化学的、电化学的或机械的表面处理和/或摩擦抛光(tribofinition)。特别地可进行这些处理以减小粗糙度和/或改善耐蚀性和/或改善耐疲劳裂纹引发性。

任选地，可以进行零件的机械变形，例如在增材制造之后和/或在热处理之前。

本发明的第二个目的是金属零件，其通过根据本发明的第一目的的方法获得。

本发明的第三个目的是粉末，其包含铝合金，优选由铝合金组成，所述铝合金包含至少以下合金元素：

-Ni，质量分数为1％至6％，优选为1至5.5％，更优先为2至5.5％

-Cr，质量分数为1％至7％，优选为3至6.5％；

-Zr，质量分数为0.5至4％，优选为1至3％；

-Fe，质量分数为小于或等于1％，优选为0.05至0.5％，更优先为0.1至0.3％；

-Si，质量分数为小于或等于1％，优选小于或等于0.5％.

应注意，根据本发明，所述粉末的铝合金还可包含：

-质量分数各自小于0.05％(即500ppm)且总计小于0.15％的杂质；

-余量为铝。

优选地，根据本发明，所述粉末的合金包含质量分数为至少85％、更优先为至少90％的铝。

根据本发明，所述粉末的铝合金还可包含：

·任选地，质量分数为0至8％、优选为0至6％的Cu；和/或

·任选地，至少一种选自以下的元素：Ti、W、Nb、Ta、Y、Yb、Nd、Er、Hf、Ce、Sc、V、Co、La和/或稀土金属混合物，质量分数为各自小于或等于5％、优选小于或等于3％，并且总计小于或等于15％、优选小于或等于12％、甚至更优先地小于或等于5％。然而，在一个实施方案中，避免添加Sc，因此优选的Sc的质量分数小于0.05％，并优选小于0.01％；和/或

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

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

·任选地，质量分数为至少0.06％且不超过0.5％的Mg。然而，不推荐添加Mg并且优选将Mg含量维持在杂质的值，即小于0.05质量％；和/或

·优选地，将Mn含量维持在杂质的值，即小于0.05质量％；和/或

·任选地，至少一种选择用来细化晶粒并防止粗柱状微观结构的元素，例如AlTiC或AlTiB2(例如以AT5B或AT3B的形式)，其量各自为小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨、甚至更优先地为小于或等于12kg/吨，且总计为小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨。

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

附图说明

[图1]图1是说明SLM或EBM型增材制造方法的示意图。

[图2]图2示出了在用激光扫过表面、切割并抛光之后的Al10Si0.3Mg样品的横截面的显微照片，在再熔化层中具有两个努式压痕。

[图3]图3是根据实施例使用的样品的示意图。

具体实施方式

在说明书中，除非另有说明，否则：

-铝合金的名称符合铝业协会(Aluminum Association)制定的命名法；

-化学元素的含量以％指示并且表示质量分数。

图1概括地描述了一个实施方案，其中进行了本发明的增材制造法。根据该方法，焊料材料25呈本发明的合金的粉末形式。能量源例如激光源或电子源31，发射能量束例如激光束或电子束32。能量源通过光学系统或电磁透镜系统33与焊料材料耦合，因此，射束的移动能够根据数字模型M确定。能量束32跟随纵截面XY上的移动，描绘出取决于数字模型M的图案。粉末25沉积在支撑体10上。能量束32与粉末25的相互作用引起后者的选择性熔化，随后凝固，从而导致形成层20₁…20_n。当一层已经形成时，用焊料金属的粉末25覆盖该层并形成另一层，叠置在先前制备的层上。形成层的粉末厚度可为例如10-100μm。这种增材制造方式典型地当能量束为激光束时被称为选择性激光熔化(SLM)，在这种情况下所述方法有利地在大气压下进行；并且当能量束为电子束时被称为电子束熔化(EBM)，在这种情况下所述方法有利地在减压下、典型地小于0.01bar且优选地小于0.1mbar进行。

在另一实施方案中，所述层通过激光的选择性烧结(选择性激光烧结SLS或直接金属激光烧结DMLS)获得，本发明的合金粉末的层根据选择的数字模型使用由激光束提供的热能选择性地烧结。

在又一个未被图1描绘的实施方案中，喷射粉末和通过射束通常是激光束来熔化粉末同时进行。该方法被称为激光熔化沉积。

可使用其他方法，特别是以以下名称所知的那些：直接能量沉积(DED)、直接金属沉积(DMD)、直接激光沉积(DLD)、激光沉积技术(LDT)、激光金属沉积(LMD)、激光工程化净成形(LENS)、激光熔覆技术(LCT)或激光自由成形制造技术(LFMT)。

在一个实施方案中，本发明的方法用于制备混合零件，该混合零件包含通过常规轧制法和/或挤压法和/或铸造法和/或锻造法、任选地随后进行机械加工而获得的部分10，以及通过增材制造获得附接部分20。该实施方案也可适合用于修补通过常规方法获得的零件。

在本发明的一个实施方案中，也可以使用本发明的方法来修补通过增材制造获得的零件。

在连续层形成结束时，获得原始零件或原始制造状态下的零件。

通过本发明方法获得的金属零件是特别有利的，因为它们在原始制造状态下的硬度低于8009参比件，并且同时在热处理后的硬度高于8009参比件。因此，与现有技术的合金如8009合金不同，本发明的合金的硬度在原始制造状态和热处理后的状态之间增加。与8009合金相比，本发明的合金在原始制造状态下的更低的硬度，通过在SLM制造期间引起更低的应力水平以及因此对热开裂的敏感度更低，而被认为是有利于SLM方法。与8009合金相比，本发明的合金在热处理后(例如在400℃下1小时)的更高的硬度提供了更好的热稳定性。热处理可以是SLM制造后的热等静压(HIC)步骤。因此，本发明的合金在原始制造状态下较软，但在热处理后具有更好的硬度，因此对于使用中的零件具有更好的机械性能。

根据本发明获得的金属零件在原始制造状态下的HK0.05努氏硬度优选为150至300HK，更优选为160至280HK。优选地，根据本发明获得的金属零件的HK0.05努氏硬度，在至少100℃且不超过550℃的热处理和/或热等静压(例如在400℃下一小时后)之后，为160至330HK，更优先为170至330HK。努氏硬度测量方案在下文实施例中描述。

本发明的粉末可具有以下特性中的至少一个：

-平均粒度为5-100μm、优选为5-25μm或20-60μm。给出的值意味着至少80％的颗粒的平均大小在指定范围内；

-球形。粉末的球形度可例如使用形态粒度仪确定；

-良好的可铸性。粉末的可铸性可例如根据ASTM B213或ISO 4490:2018确定。根据ISO 4490:2018，流动时间优选小于50秒；

-低孔隙率，优选为0-5体积％、更优先为0-2体积％、甚至更优先为0-1体积％。孔隙率可特别地通过扫描电子显微镜检查或通过氦比重瓶法(参见ASTM B923)确定；

-不存在或少量存在(小于10体积％，优选小于5体积％)小颗粒(平均粉末大小的1-20％)，称为卫星颗粒，其附着于较大颗粒。

本发明的粉末可通过常规雾化方法使用液体或固体形式的本发明合金来获得，或者，替代地，所述粉末可通过在暴露于能量束之前混合初级粉末而获得，其中初级粉末的各组成的平均组成与本发明合金组成对应。

还可在粉末雾化前和/或粉末沉积时和/或初级粉末混合时在熔池中添加不可熔不溶解的颗粒，例如氧化物或TiB₂颗粒或碳颗粒。这些颗粒可用于细化微观结构。如果它们具有纳米尺寸，则它们也可以用于硬化合金。这些颗粒可以小于30％、优选小于20％、更优先小于10％的体积分数存在。

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

优选地，本发明的粉末通过气体喷射雾化获得。气体喷射雾化法始于通过喷嘴浇注熔融金属。然后，熔融金属受到中性气体喷射(例如氮气或氩气)的攻击，并雾化成非常小的液滴，这些液滴在雾化塔内下落时会冷却并凝固。接下来将粉末收集在罐中。与产生不规则形状粉末的水喷射雾化不同，气体喷射雾化法具有产生球形粉末的优点。气体喷射雾化的另一个优点是良好的粉末密度，特别是由于颗粒的球形和尺寸分布。该方法的又一个优点是粒径分布的良好再现性。

在制造之后，可储存本发明的粉末，特别是为了降低其水分含量。粉末在其制造和使用之间也可包装和储存。

本发明的粉末可特别地用于以下应用：

-选择性激光烧结(SLS)；

-直接金属激光烧结(DMLS)；

-选择性热烧结(SHS)；

-选择性激光熔化(SLM)；

-电子束熔化(EBM)；

-激光熔化沉积；

-直接能量沉积(DED)；

-直接金属沉积(DMD)；

-直接激光沉积(DLD)；

-激光沉积技术(LDT)；

-激光工程化净成形(LENS)；

-激光熔覆技术(LCT)；

-激光自由成形制造技术(LFMT)；

-激光金属沉积(LMD)；

-冷喷涂固结(CSC)；

-增材摩擦搅拌(AFS)；

-场辅助烧结技术(FAST或放电等离子烧结)；或

-惯性旋转摩擦焊接(IRFW)。

在下面的实施例中将更详细地描述本发明。

本发明不限于上面说明书描述的或下面的实施例中描述的实施方案，并且可在如本说明书所附权利要求书所定义的本发明范围内广泛地变化。

实施例

实施例1

使用Induthem VC 650V机器在铜模具中铸造本发明的两个合金，称作Innov1和Innov2，以及现有技术的8009合金，获得高130mm、宽95mm、厚5mm的锭块。下表1中给出了合金的组成，以质量百分比计。

[表1]

通过快速原型制作法测试上表1中所述的合金。从上面获得的锭块机械加工出尺寸为60×22×3mm的片料形式的样品，以用激光扫描表面。将片料置于SLM机器中，并按照相同的扫描策略和方法条件用激光扫描表面，所述方法条件是用于SLM方法的代表性方法条件。实际上发现，以这种方式可以评估合金对SLM方法的适用性，尤其是表面质量、热裂纹敏感性、在原始制造状态下的硬度以及热处理后的硬度。

在激光束下，金属熔化出10至350μm厚的熔池。激光通过后，金属如在SLM方法中一样迅速冷却。激光扫描后，将10至350μm厚的精细表面层熔化，然后凝固。因为明智地选择扫描参数，该层中金属的性质类似于通过SLM制造的零件核心处的金属性质。使用3DSystems的ProX300选择性激光熔化机对各种样品的表面进行激光扫描。激光源的功率为250W，矢量间距为60μm，扫描速度为300mm/s，光束直径为80μm。

努氏硬度测量

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

为了评估再熔化层的硬度，将上面获得的片料在垂直于激光通过方向的平面上切割，然后抛光。抛光后，在再熔化层中进行硬度测量。硬度测量使用来自Struers的Durascan型号仪器进行。选择50g Knoop硬度法，其中压痕的长对角线平行于再熔化层平面放置，以便在压痕和样品边缘之间保持足够的距离。在再熔化层的中间厚度处设置十五条压痕。图2示出了硬度测量的一个实例。附图标记1对应再熔化层，附图标记2对应努氏硬度压痕。

在激光处理后(原始制造状态下)以及在400℃下不同的时间段的额外热处理之后，使用50g的载重按照努氏标度测量硬度，这尤其允许评估合金对于热处理期间硬化的适用性以及任何HIC处理对机械性能的影响。

下表2中给出了在原始制造状态下以及在400℃下不同时间段后的HK0.05努氏硬度值(HK0.05)。

[表2]

本发明的合金(Innov1和Innov2)在原始制造状态下的HK0.05努氏硬度低于参比8009合金，但是在400℃下热处理后，高于参比8009合金。

此外，本发明的合金的HK0.05努氏硬度可通过1小时甚或4小时和10小时的热处理增加。另一方面，8009参比件的HK0.05努氏硬度通过热处理降低。因此，与参比8009合金相比，本发明的合金对热处理的响应得到改进。

上表2清楚地显示了与参比8009合金相比，本发明的合金具有更好的热稳定性。这是因为8009合金的硬度从热处理开始就急剧下降，然后达到平稳状态。另一方面，本发明的合金的硬度首先增加然后逐渐降低。

最后，已发现但未在此处示出的是，在本发明的合金中添加Cu可进一步提高HK0.05硬度，同时保持良好的热稳定性。

实施例2

将具有如下表3中所示的以质量百分比计组成的本发明合金铸造成锭块形式。

[表3]

合金	Cr	Ni	Zr
				Innov3	4	3	2

接下来，通过使用VIGA(真空惰性气体雾化)雾化器进行雾化，将锭块转变成粉末。使用Malvern 2000仪器通过激光衍射测量粉末粒度并在下表4中给出，以μm计。

[表4]

合金	D10	D90
			Innov3	11	50

使用由AddUp公司出售的FormUp 350型号的选择性激光熔化机，成功地将Innov3合金的粉末用于SLM技术的测试。这些测试使用以下参数进行：层厚：60μm，激光功率370W，板加热至约200℃左右，矢量间距0.13mm，激光速度1000mm/s。

打印了圆柱形试件(45mm高且直径为11mm)以用于构造方向Z上(最关键的方向)的拉伸测试。

通过选择性激光熔化(SLM)制造后，Innov3合金的圆柱形试件经历300℃下持续两小时的应力消除热处理。

由上述圆柱形试件机械加工得到圆柱形拉伸试件，其特征记载于图3和下表5中(以mm计)。在图3和表5中，

代表试件中央部分的直径，M代表试件两端的宽度，LT代表试件总长度，R代表试件的中央部分和末端之间的曲率半径，Lc代表试件中央部分的长度，且F代表试件两端的长度。

[表5]

根据NF EN ISO 6892-1(2009-10)在环境温度下进行拉伸试验。获得的结果示于下表6中。

[表6]

合金	Rp0.2(MPa)	Rm(MPa)	A％
				Innov3	447	471	1.2

Claims

1.制造零件的方法，包括形成连续的彼此叠置的固体金属层(20₁…20_n)，每一层描绘出由数字模型(M)定义的图案，每一层通过以下步骤形成：沉积称为焊料金属的金属(25)，使焊料金属经受能量的输入以便熔化并在凝固时构成所述层，其中焊料金属呈粉末形式(25)，其暴露于能量束(32)导致熔化，随后凝固以形成固体层(20₁…20_n)，

所述方法的特征在于焊料金属(25)为包含至少以下合金元素的铝合金：

-Cr，质量分数为1％至7％，优选为3至6.5％；

-Zr，质量分数为0.5至4％，优选为1至3％；

-Si，质量分数小于或等于1％，优选小于或等于0.5％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中铝合金还包括质量分数为0-8％、优选为0-6％的Cu。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中铝合金还包括至少一种选自以下的元素：Ti、W、Nb、Ta、Y、Yb、Nd、Er、Hf、Ce、Sc、V、Co、La和/或稀土金属混合物，质量分数各自小于或等于5％、优选小于或等于3％，且总计小于或等于15％、优选小于或等于12％、甚至更优先地小于或等于5％。

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

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中铝合金还包括至少一种选自以下的元素：质量分数为0.06-1％的Ag，质量分数为0.06-1％的Li，和/或质量分数为0.06-1％的Zn。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中铝合金还包括至少一种用于细化晶粒的元素，例如AlTiC或Al-TiB2，其量各自小于或等于50kg/吨，优选小于或等于20kg/吨，甚至更优先地小于或等于12kg/吨，且总计小于或等于50kg/吨、优选小于或等于20kg/吨。

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

-固溶热处理，随后淬火和回火，或

-热处理，典型地在至少100℃且不超过400℃的温度下，

-和/或热等静压。

8.金属零件，其通过前述权利要求中任一项的主题方法获得。

9.粉末，其包括铝合金，优选由铝合金组成，所述铝合金包含：

-Cr，质量分数为1％至7％，优选为3至6.5％；

-Zr，质量分数为0.5至4％，优选为1至3％；

-Si，质量分数为小于或等于1％，优选小于或等于0.5％。