本發(fā)明涉及鋁合金，用于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件的方法，包含所述鋁合金的輕質(zhì)金屬工件，以及所述鋁合金用于以下方面的用途：用于通過加層制造(additivelayermanufacturing，alm)和/或噴涂法生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件，用于負(fù)荷優(yōu)化的組件(特別是汽車制造中或航空航天應(yīng)用中)、設(shè)備工程、醫(yī)療技術(shù)，或者作為用于結(jié)構(gòu)組件的涂層材料。

背景技術(shù)：

在alm技術(shù)的范圍內(nèi)，存在不同的生產(chǎn)方法，例如粉床法、粉噴法或基于線的工藝。對于重負(fù)荷結(jié)構(gòu)/結(jié)構(gòu)組件，這種類型的工藝技術(shù)提供了具有多功能個性化設(shè)計可能性的負(fù)荷優(yōu)化的構(gòu)件構(gòu)造，例如，通過來自不同材料或“合金相關(guān)”材料的整體或整合的材料構(gòu)造。根據(jù)制造方法，生成方法支持材料的最大利用以及構(gòu)件的復(fù)雜性。在此，尤其可能的是通過潛在地直接整合在工藝中的部分材料調(diào)整/改變/增強(qiáng)，通過整合多個或至少兩個材料粉末容器或材料線導(dǎo)向裝置進(jìn)行的近端輪廓結(jié)構(gòu)組件的定制制造。

alm工藝(特別是航空旅行中)構(gòu)成了精密鑄造技術(shù)的技術(shù)競爭，主要用于生產(chǎn)用于航空旅行或醫(yī)療技術(shù)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)組件，所述結(jié)構(gòu)組件進(jìn)而是薄壁的且是根據(jù)合金而負(fù)荷優(yōu)化的。而且少量的所需結(jié)構(gòu)組件是非常重要的。在精密鑄造的情況下，鋁合金a357(alsi7mg0.6)主要用于薄壁結(jié)構(gòu)，而a201/ko1(alcu5mgtiag)主要用作壁厚度更大的結(jié)構(gòu)組件的更堅固的變體。標(biāo)準(zhǔn)材料主要用于alm工藝。在鈦合金的情況下，該材料特別地為ti6al4v，而在鋁合金的情況下，該材料為alsi10mg?，F(xiàn)在所需的強(qiáng)度值遠(yuǎn)大于400mpa，而且通常只能用鍛造合金實(shí)現(xiàn)，然而，鍛造合金不能或者僅僅用普通鑄造方法難以鑄造。

然而，為了能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)組件的應(yīng)用充分地利用alm工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，需要設(shè)計工藝優(yōu)化的材料。

因此，期望提供一種鋁合金。還期望提供可以直接整合在部分或整體構(gòu)件制造的生產(chǎn)過程中的鋁合金。另外，期望提供這樣的鋁合金：通過該鋁合金可以避免復(fù)雜的熱機(jī)械處理并因此進(jìn)一步可以節(jié)省昂貴且耗時的工藝步驟。還期望提供這樣的鋁合金：其使得能夠進(jìn)行熱處理而沒有材料損壞和/或熱應(yīng)力/翹曲。此外，期望提供這樣的鋁合金：用該鋁合金可以省掉復(fù)雜的構(gòu)件整平并且還可以提高構(gòu)件的重現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)效率。因此，特別期望提供這樣的鋁合金：其適于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是通過alm工藝技術(shù)和/或噴涂法。

因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種鋁合金，特別是適于生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的鋁合金。本發(fā)明的另一個目的是使得所述鋁合金能夠直接整合在部分或整體構(gòu)件制造的生產(chǎn)過程中。本發(fā)明的又一個目的是通過所述鋁合金避免復(fù)雜的熱機(jī)械處理(例如軋制、擠壓和鍛造)并因此進(jìn)一步可以節(jié)省昂貴且耗時的工藝步驟。本發(fā)明的又一個目的是允許所述鋁合金進(jìn)行熱處理而沒有材料損壞和/或熱應(yīng)力/翹曲。本發(fā)明的再一個目的是由于使用所述鋁合金而省掉復(fù)雜的構(gòu)件整平并且還能夠提高構(gòu)件的重現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)效率。本發(fā)明的另一個目的是使所述鋁合金適于生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件，特別是通過alm工藝技術(shù)和/或噴涂法。

這些目的通過權(quán)利要求中所限定的主題內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施方案是從屬權(quán)利要求的主題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的第一主題是由以下組成的鋁合金：

相對于所述合金的總重量為4.0重量％至10.0重量％的鋅(zn)，

相對于所述合金的總重量為1.0重量％至3.5重量％的鎂(mg)，

相對于所述合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素，

相對于所述合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)，

相對于所述合金的總重量為0重量％至<0.4重量％的硅(si)，

相對于所述合金的總重量為0重量％至<0.5重量％的鐵(fe)，

相對于所述合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)，

相對于所述合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)，

相對于所述合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)，

相對于所述合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)，

剩余部分為鋁和另外的雜質(zhì)，所述另外的雜質(zhì)各自相對于所述合金的總重量為至多0.1重量％，并且總體相對于所述合金的總重量為至多0.5重量％。

根據(jù)本發(fā)明的鋁合金是特別熱穩(wěn)定的。另一個優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的鋁合金可以直接整合在部分或整體構(gòu)件制造的生產(chǎn)過程中。又一個優(yōu)點(diǎn)在于，通過根據(jù)本發(fā)明的鋁合金可以避免復(fù)雜的熱機(jī)械處理并因此進(jìn)一步可以節(jié)省昂貴且耗時的工藝步驟。又一個優(yōu)點(diǎn)在于：根據(jù)本發(fā)明的鋁合金使得能夠進(jìn)行熱處理而沒有材料損壞和/或熱應(yīng)力/翹曲。再一個優(yōu)點(diǎn)在于，由于使用根據(jù)本發(fā)明的鋁合金，可以省掉復(fù)雜的組件整平并且還可以提高構(gòu)件的重現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)效率。另一個優(yōu)點(diǎn)特別在于：根據(jù)本發(fā)明的鋁合金適于生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件，特別是通過alm工藝技術(shù)和/或噴涂法。

例如，合金包含相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％，特別地4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)和/或相對于合金的總重量為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)。

例如，合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.03重量％至0.15重量％的鈦(ti)和/或相對于合金的總重量為0.02重量％至0.75重量％，特別地0.05重量％至0.7重量％的鈧(sc)。

例如，合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至2.0重量％，特別地0.05重量％至1.5重量％的銅(cu)和/或相對于合金的總重量為0.01重量％至0.5重量％，特別地0.05重量％至0.4重量％的錳(mn)，和/或相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.02重量％至0.15重量％的鉻(cr)。

例如，合金包含鎂(mg)的量使得鋅(zn)與鎂(mg)的重量比[wt(zn)/wt(mg)]為2:1至3:1。

例如，合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素。

例如，鉿(hf)和/或鋱(tb)的量各自相當(dāng)于鈧(sc)量的至多1/4。

例如，合金以粉末的形式，特別是以包含平均粒徑d50≤100μm，優(yōu)選為20μm至70μm的顆粒的粉末的形式提供。

本發(fā)明還提供了一種用于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件的方法，所述方法包括以下步驟：

a)提供如本文所限定的鋁合金，

b)通過加層制造(alm)和/或噴涂法生產(chǎn)包含來自步驟a)的鋁合金的輕質(zhì)金屬工件，以及

c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質(zhì)金屬工件冷卻至≤80℃。

例如，該方法包括使來自步驟c)的輕質(zhì)金屬工件經(jīng)受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理的另一步驟d)。

本發(fā)明還涉及輕質(zhì)金屬工件，其包含如本文所限定的鋁合金。

本發(fā)明還涉及如本文所限定的鋁合金用于通過加層制造(alm)和/或噴涂法生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的用途。本發(fā)明另外涉及如本文所限定的鋁合金用于結(jié)構(gòu)組件(特別是汽車制造中或航空航天應(yīng)用中)，設(shè)備工程，醫(yī)療技術(shù)，或作為用于結(jié)構(gòu)組件的涂層材料的用途。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及鋁合金。

該鋁合金由以下組成：

相對于合金的總重量為4.0重量％至10.0重量％的鋅(zn)，

相對于合金的總重量為1.0重量％至3.5重量％的鎂(mg)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素，

相對于合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)，

相對于合金的總重量為0重量％至<0.4重量％的硅(si)，

相對于合金的總重量為0重量％至<0.5重量％的鐵(fe)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)，

相對于合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)，

剩余部分為鋁和另外的雜質(zhì)，另外的雜質(zhì)各自相對于合金的總重量為至多0.1重量％，并且總體相對于合金的總重量為至多0.5重量％。

該鋁合金應(yīng)該特別適于通過alm工藝技術(shù)和/或噴涂法生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件。

因此，本發(fā)明的一個要求是：鋁合金包含相對于合金的總重量為4.0重量％至10.0重量％的鋅(zn)。鋁合金優(yōu)選地包含相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％，特別地4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)。

本發(fā)明的另一個要求是：鋁合金包含相對于合金的總重量為1.0重量％至3.5重量％的鎂(mg)。鋁合金優(yōu)選地包含相對于合金的總重量為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)。

例如，鋁合金包含相對于合金的總重量為4.0重量％至10.0重量％的鋅(zn)和為1.0重量％至3.5重量％的鎂(mg)。鋁合金優(yōu)選地包含相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％的鋅(zn)和為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)。鋁合金甚至更優(yōu)選地包含相對于合金的總重量為4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)和為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)。

本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)在于，鋁合金包含與鎂(mg)相比大量的鋅(zn)，并且特別地，鋅量高于常規(guī)合金中的鋅量。

鋁合金優(yōu)選地包含鋅(zn)和鎂(mg)的量使得鋅(zn)與鎂(mg)的重量比[wt(zn)/wt(mg)]為2:1至3:1。鋅(zn)與鎂(mg)的此重量比特別有利于改善耐腐蝕性。

鋁合金還可以包含多種另外的合金元素。

此外，可以向鋁合金添加選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素。特別地，可以向鋁合金添加相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素。

在一個實(shí)施方案中，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素。例如，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鋱(tb)和釩(v)的至少一種元素。

在一個實(shí)施方案中，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)和/或釩(v)。例如，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)和釩(v)。替代地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)或釩(v)。

例如，鋁合金包含相對于合金的總重量各自為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少兩種元素，特別地兩種元素。替代地，鋁合金包含相對于合金的總重量各自為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少三種元素，特別地三種或四種元素。

如果鋁合金包含鋯(zr)，則鋯(zr)的量相當(dāng)于鈧(sc)的量的至多1/4。換言之，鋁合金以相當(dāng)于鈧(sc)的量的≤25％的量包含鋯(zr)。例如，鋁合金以相當(dāng)于鈧(sc)的量的<25％的量包含鋯(zr)。

優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量例如為0.01重量％至0.375重量％的鋯(zr)。優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.02重量％至0.35重量％，特別地0.05重量％至0.3重量％的鋯(zr)。

在一個替代實(shí)施方案中，鋁合金包含相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的鉿(hf)和/或鋱(tb)。在一個實(shí)施方案中，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鉿(hf)和鋱(tb)。替代地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鉿(hf)或鋱(tb)。

如果鋁合金包含鉿(hf)和/或鋱(tb)，則鉿(hf)和/或鋱(tb)的量各自相當(dāng)于鈧(sc)的量的至多1/4。換言之，鋁合金以各自相當(dāng)于鈧(sc)的量的≤25％的量包含鉿(hf)和/或鋱(tb)。例如，鋁合金以各自相當(dāng)于鈧(sc)的量的<25％的量包含鉿(hf)和/或鋱(tb)。

在一個實(shí)施方案中，鋁合金包含0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)或0.001重量％至0.5重量％的釩(v)或0.001重量％至0.5重量％的釓(gd)或0.001重量％至0.5重量％的鉿(hf)或0.001重量％至0.5重量％的鉬(mo)或0.001重量％至0.5重量％的鋱(tb)或0.001重量％至0.5重量％的鈮(nb)或0.001重量％至0.5重量％的鉺(er)。替代地，鋁合金包含0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)和0.001重量％至0.5重量％的釩(v)和0.001重量％至0.5重量％的釓(gd)和0.001重量％至0.5重量％的鉿(hf)和0.001重量％至0.5重量％的鉬(mo)和0.001重量％至0.5重量％的鋱(tb)和0.001重量％至0.5重量％的鈮(nb)和0.001重量％至0.5重量％的鉺(er)。在各種情況下以重量％計的值相對于合金的總重量。

鋁合金包含相對于合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)。優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.03重量％至0.15重量％的鈦(ti)。特別地，鈦降低導(dǎo)電性。

鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)。優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.02重量％至0.75重量％，特別地0.05重量％至0.7重量％的鈧(sc)。

鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)。優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至2.0重量％，特別地0.05重量％至1.5重量％的銅(cu)。

鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)。優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.5重量％，特別地0.05重量％至0.4重量％的錳(mn)。

鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至<0.5重量％的鐵(fe)。優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.05重量％至0.4重量％，特別地0.05重量％至0.2重量％的鐵(fe)。

鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)。優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.02重量％至0.15重量％的鉻(cr)。

鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至<0.4重量％的硅(si)。優(yōu)選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.05重量％至0.15重量％的硅(si)。

在一個實(shí)施方案中，鋁合金優(yōu)選地包含相對于合金的總重量為0.05重量％至0.4重量％，優(yōu)選地0.05重量％至0.2重量％的鐵(fe)和相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.05重量％至0.15重量％的硅(si)。

鋁合金的剩余部分為鋁。鋁合金還可能包含相對于合金的總重量各自為至多0.1重量％的雜質(zhì)，并且總體相對于合金的總重量為至多0.5重量％。

因此，鋁合金優(yōu)選地由以下組成：

相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％，優(yōu)選地4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)，

相對于合金的總重量為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)，相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素，

相對于合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)，

相對于合金的總重量為0重量％至<0.4重量％的硅(si)，

相對于合金的總重量為0重量％至<0.5重量％的鐵(fe)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)，

相對于合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)，

剩余部分為鋁和另外的雜質(zhì)，另外的雜質(zhì)各自相對于合金的總重量為至多0.1重量％，并且總體相對于合金的總重量為至多0.5重量％。

因此，鋁合金優(yōu)選地由以下組成：

相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％，優(yōu)選地4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)，

相對于合金的總重量為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素，

相對于合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)，

相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％的硅(si)，

相對于合金的總重量為0.05重量％至0.4重量％的鐵(fe)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)，

相對于合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)，

相對于合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)，

剩余部分為鋁和另外的雜質(zhì)，另外的雜質(zhì)各自相對于合金的總重量為至多0.1重量％，并且總體相對于合金的總重量為至多0.5重量％。

鋁合金可以以粉末或線的形式提供。用于生產(chǎn)粉末或線形式的合金的方法是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。

根據(jù)本發(fā)明的鋁合金特別適于通過alm工藝技術(shù)和/或噴涂法生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件。因此，根據(jù)本發(fā)明的鋁合金優(yōu)選地以粉末、線或填充材料的形式提供。

例如，鋁合金以包含平均粒徑d50≤100μm，優(yōu)選為10μm至70μm的顆粒的粉末形式提供。

在一個實(shí)施方案中，鋁合金以包含平均粒徑d50為20μm至70μm，優(yōu)選20μm至60μm的顆粒的粉末形式提供。替代地，鋁合金以平均線直徑為0.8mm至5mm，優(yōu)選地0.8mm至1.2mm的線的形式提供。

當(dāng)鋁合金待通過噴涂法加工時，鋁合金優(yōu)選地作為粉末使用。噴涂法是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。例如，可以經(jīng)由冷氣體、常壓等離子體、hvof或火焰噴涂來生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件。當(dāng)經(jīng)由常壓等離子體、hvof或火焰噴涂來生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件時，粉末的平均粒徑d50優(yōu)選≤100μm，甚至更優(yōu)選50μm至90μm。如果經(jīng)由冷氣體來生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，則粉末的平均粒徑d50為5μm至70μm，優(yōu)選5μm至60μm。

因此，根據(jù)本發(fā)明的鋁合金也適于通過噴涂法生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件。根據(jù)本發(fā)明的鋁合金優(yōu)選地以粉末或線的形式提供。

在一個實(shí)施方案中，首先由鋁合金的粉末生產(chǎn)線或填充材料。這樣的生產(chǎn)方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。

本發(fā)明還涉及一種用于通過加層制造(alm)生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的方法。輕質(zhì)金屬工件優(yōu)選地通過如下文所述的方法來生產(chǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的方法至少包括以下步驟：

a)提供鋁合金，

b)通過加層制造(alm)生產(chǎn)包含來自步驟a)的鋁合金的輕質(zhì)金屬工件，以及

c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質(zhì)金屬工件冷卻至≤80℃。

例如，用于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的方法包括使來自步驟c)的輕質(zhì)金屬工件經(jīng)受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理的另一步驟d)。

在一個實(shí)施方案中，用于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的方法由以下步驟組成：

a)提供鋁合金，

b)通過加層制造(alm)生產(chǎn)包含來自步驟a)的鋁合金的輕質(zhì)金屬工件，

c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質(zhì)金屬工件冷卻至≤80℃，以及

d)任選地，使來自步驟c)的輕質(zhì)金屬工件經(jīng)受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理。

因此，根據(jù)步驟a)，根據(jù)本發(fā)明的方法的一個要求是提供鋁合金。

關(guān)于鋁合金，參照以上關(guān)于鋁合金及其實(shí)施方案的限定。

按照根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟b)，通過加層制造(alm)生產(chǎn)包含鋁合金的輕質(zhì)金屬工件。

用于通過加層制造(alm)生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件的方法是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。

按照根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟c)，以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質(zhì)金屬工件冷卻至≤80℃。

例如，將步驟c)中的冷卻進(jìn)行至≤60℃，優(yōu)選至室溫。

本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，固化速率應(yīng)適合于所生產(chǎn)的輕質(zhì)金屬構(gòu)件/工件的直徑并且取決于所生產(chǎn)的輕質(zhì)金屬工件的熱消散。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將相應(yīng)地盡可能地調(diào)節(jié)固化速率以適應(yīng)所生產(chǎn)的輕質(zhì)金屬工件。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，步驟c)中的冷卻以1,000k/秒至10,000,000k/秒，優(yōu)選5,000k/秒至100,000k/秒的固化速率進(jìn)行。例如，步驟c)中的冷卻以10,000k/秒至100,000k/秒，優(yōu)選25,000k/秒至100,000k/秒，最優(yōu)選50,000k/秒至100,000k/秒的固化速率進(jìn)行。這樣的固化速率特別地具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以向鋁合金中添加更大量的鈧。

這樣的用于冷卻輕質(zhì)金屬工件的方法是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。例如，可以借助于在運(yùn)動空氣中冷卻或者通過在水中驟冷以限定方式冷卻輕質(zhì)金屬工件。

替代地，步驟c)中的冷卻露天進(jìn)行。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的任選的步驟d)中，可以使步驟c)中獲得的輕質(zhì)金屬工件經(jīng)受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理。

按照根據(jù)本發(fā)明的方法的任選的步驟d)的熱處理也可以以多個階段和/或步驟進(jìn)行。

優(yōu)選使步驟c)中獲得的輕質(zhì)金屬工件經(jīng)受在80℃至470℃的溫度范圍的熱處理。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，根據(jù)任選的步驟d)的熱處理在兩階段工藝中進(jìn)行。例如，熱處理的第一步驟可以在100℃至500℃的溫度范圍中，例如在100℃至470℃的溫度范圍中進(jìn)行10分鐘至2小時的時間段，而熱處理的第二步驟可以在80℃至160℃的溫度范圍中進(jìn)行10分鐘至50小時的時間段。

例如，熱處理可以在空氣、保護(hù)氣體中或者在真空中進(jìn)行。例如，按照根據(jù)本發(fā)明的方法的任選的步驟d)的熱處理在保護(hù)氣體(如氮?dú)饣驓鍤?中，在80℃至500℃的溫度下，例如在80℃至470℃的溫度下進(jìn)行10分鐘至52小時的時間段。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，按照根據(jù)本發(fā)明的方法的任選的步驟d)的熱處理直接在步驟c)之后進(jìn)行，即，按照根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟d)的熱處理直接對步驟c)中獲得的輕質(zhì)金屬工件進(jìn)行。換言之，如果進(jìn)行按照步驟d)的熱處理，則根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選在方法步驟c)與d)之間沒有一個或更多個另外的方法步驟的情況下進(jìn)行。替代地，按照根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟d)的任選熱處理在步驟c)之后但是在稍后的時間進(jìn)行，即，按照根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟d)的熱處理對步驟c)中獲得的輕質(zhì)金屬工件進(jìn)行，但是并不是緊接著步驟c)之后進(jìn)行。換言之，根據(jù)本發(fā)明的方法在方法步驟c)與d)之間沒有一個或更多個另外的方法步驟的情況下進(jìn)行。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，步驟d)中獲得的經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件可以經(jīng)受進(jìn)一步的冷卻。

例如，將步驟d)中獲得的經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件冷卻至室溫。在一個實(shí)施方案中，在一個步驟中將步驟d)中獲得的經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件冷卻至室溫。替代地，在多個步驟中將步驟d)中獲得的經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件冷卻至室溫。例如，將步驟d)中獲得的經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件冷卻至低于步驟d)中的熱處理溫度的限定溫度，隨后露天冷卻至室溫。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，以≥10k/秒并且優(yōu)選≥10k/秒至20k/秒的冷卻速率將步驟d)中獲得的經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件冷卻至室溫。例如，以≥20k/秒或20k/秒至1000k/秒的冷卻速率將經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件冷卻至室溫。

這樣的用于冷卻經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件的方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。例如，可以借助于在運(yùn)動空氣中冷卻或者通過在水中驟冷以限定方式將經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件冷卻至室溫。

替代地，將步驟d)中獲得的經(jīng)熱處理的輕質(zhì)金屬工件露天冷卻至室溫。

本發(fā)明還涉及一種用于通過噴涂法生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的方法。輕質(zhì)金屬工件優(yōu)選地通過如下文所述的方法來生產(chǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的方法至少包括以下步驟：

a)提供鋁合金，

b)通過噴涂法生產(chǎn)包含來自步驟a)的鋁合金的輕質(zhì)金屬工件，以及

c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質(zhì)金屬工件冷卻至≤80℃。

例如，用于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件的方法包括使來自步驟c)的輕質(zhì)金屬工件經(jīng)受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理的另一步驟d)。

在一個實(shí)施方案中，用于生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的方法由以下步驟組成：

a)提供鋁合金，

b)通過噴涂法生產(chǎn)包含來自步驟a)的鋁合金的輕質(zhì)金屬工件，

c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質(zhì)金屬工件冷卻至≤80℃，以及

d)任選地，使來自步驟c)的輕質(zhì)金屬工件經(jīng)受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理。

關(guān)于步驟a)、b)、c)和任選的步驟d)，參照以上關(guān)于鋁合金、用于通過加層制造生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件的方法及其實(shí)施方案的限定。

用于通過噴涂法生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件的方法是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。例如，可以通過冷氣體、常壓等離子體、hvof和火焰噴涂來生產(chǎn)輕質(zhì)金屬工件。

由于根據(jù)本發(fā)明的輕質(zhì)金屬工件所提供的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明還涉及包含鋁合金的輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件。例如，由鋁合金組成的輕質(zhì)金屬工件，特別是高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件。

本發(fā)明還涉及鋁合金用于通過加層制造(alm)和/或噴涂法生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件的用途。

本發(fā)明的另一個方面還涉及鋁合金用于結(jié)構(gòu)組件(特別是汽車制造中或航空航天應(yīng)用中)，設(shè)備工程，醫(yī)療技術(shù)，或作為用于結(jié)構(gòu)組件的涂層材料的用途

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的鋁合金提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)：其可以直接整合在部分或整體組件制造的生產(chǎn)過程中。另一個優(yōu)點(diǎn)在于：通過根據(jù)本發(fā)明的鋁合金可以避免復(fù)雜的熱機(jī)械處理并因此進(jìn)一步可以節(jié)省昂貴且耗時的工藝步驟。再一個優(yōu)點(diǎn)在于：根據(jù)本發(fā)明的鋁合金使得能夠進(jìn)行熱處理而沒有材料損壞和/或熱應(yīng)力/翹曲。又一個優(yōu)點(diǎn)在于：由于使用根據(jù)本發(fā)明的鋁合金，可以省掉復(fù)雜的構(gòu)件整平并且還可以提高構(gòu)件的重現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)效率。另一個優(yōu)點(diǎn)特別在于：根據(jù)本發(fā)明的鋁合金適于生產(chǎn)高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬工件，特別是通過alm工藝技術(shù)和/或噴涂法。