专利名称：适合于机加工用途的金属坯块的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属坯块，这种金属坯块适合于在机加工用途中使用，例如，用于制造大尺寸的工具或模具，或者大型飞机的结构元件。
背景技术：
机加工大尺寸部件使用的金属坯块通常是轧制的金属平板或锻造的坯块。当制造非常厚的金属平板时，尤其是制造铝合金的厚平板时，在这种厚的平板的中心部分的静态力学性能通常比较薄的金属平板或板材的中心部分的低。更具体地说，在通过给定的制造过程金属板材或平板的厚度增加时，拉伸强度(Rm)，屈服强度(Rp0.2)和极限延伸率(A)倾向于降低(经常降低至不合格的水平)。作为一个实例的欧洲标准EN485-2(1994年11月版)规定，在冶金状态T651下，ENAW-6061铝合金轧制平板有下列的最低值对于厚度在12.5mm和100mm之间的平板，Rmmin＝290MPa，以及对于厚度在150mm和175mm之间的平板，Rmmin＝265MPa。对于极限延伸性能，这种降低甚至更明显-对于厚度在12.5mm和40mm之间的平板，保证的最低值为8％，对于厚度在150mm和175mm之间的平板，保证的最低值为4％。按照EN 485-1标准，对于厚度大于40mm的平板，试样的纵轴应位于至-个轧制表面的距离等于厚度的1/4，以及对于厚度小于40mm的平板，上述的距离等于厚度的1/2。
当力学性能是在轧制表面下面不同水平分析时，静态力学性能的这种降低更大或更显著。例如，在厚度为200mm的金属平板的情况下，借助在表面下面25mm，50mm和100mm处各取一个试样，可以看出性能依次地降低。这种现象对本技术专业人员是已知的，以及其引起的原因是复杂的。在轧制过程中金属平板的加工硬化可以提高其中Rm和Rp0.2值，但这个提高受到热轧机的设计限制。为了借助轧制过程获取最终厚度为100mm的金属平板，该轧制过程通常需要由轧制一个厚度至少为200mm的铸锭开始，包括一个厚度减小一半的压下量。为了从同样途径获得最终厚度为400mm的金属平板，需要从轧制一个厚度至少为800mm的铸锭开始。然而，现在没有轧机能够轧制这样厚度的铸锭或平板。厚的平板或铸锭可以借助锻造加工硬化，但是为此必须有功率非常大的锻压机，它仅在稀少的地方设置以及这种方法是非常昂贵的。
在淬火硬化合金的厚金属平板的情况下，淬火的速率影响静态力学性能。对于金属平板的给定的体积的局部的淬火速率取决于材料的热传导率，以及因此取决于金属平板的厚度，或者，更准确地说，取决于特定的体积元件至与淬火介质接触的表面的距离。
在淬火的金属平板的情况下，淬火过程引起残余应力，它可能导致金属平板的变形，当平板机加工时它很明显。因此这些应力是不希望的、和应该例如借助拉伸淬火的金属平板来减少。拉伸机在大多数工厂都设置有，但经常不能接受厚度大于100-200mm的金属平板，以及它们的功率也常受到限制。金属平板的内应力的消除也可以借助在锻压机下压缩这种金属平板而实现。在此种情况下，金属平板的厚度可能较大，但是随后锻压机能够提供的最大的压缩应力变成一个限制的因素。
局部的静态力学性能的降低与厚度有关一般是不希望的。这就是说，当机加工部件是由厚的金属平板制造时，正是接近由于机加工过程产生的新表面处的局部的力学性能决定了机加工部件的性能。例如，当一个塑料用的注射模具是借助机加工一个厚的钢或铝合金坯块制造时，模具设计师必须考虑到根据金属坯块厚度的静态力学性能的梯度与坯块的总力学性能相反。这就是说，由于坯块将成形和机加工，在外表面下面的静态力学性能值变得重要，以及在表面下面一定深度处任何性能降低也应该考虑到。
现有技术产口的另外的缺点涉及机加工过程的本身。例如，当铝合金的厚金属平板被机加工至一个大深度时，可以观察到随着深入到平板的内部，金属的可机加工性降低，因为与接近平板的原始的外表面处的金属相反，比较深处的金属较软。同样地，机加工表面的抛光，化学或电解磨削对于深度机加工的表面获得比接近厚平板的原始的外表面处较差的质量。这是由于在厚的铝平板的中部沉淀相的形成，以及与在接近表面处沉淀相的形成同样不需要。
为了克服这些缺点，本专业技术人员至今偏爱一种冶金手段，或者研究使用合金的成分，或者研究制造的路线。铝合金的情况是值得注意的。例如，在美国专利No6,077,363(在此处列出供参考)中，一种Al Cu Mg合金的金属板材的残余应力的降低是借助一种最佳化学成分的选择，明显地涉及锰、铁和硅，以及借助制造过程的选择，包括几个热机械加工步骤来做到。
美国专利5,277,719(Alumium Company of America，在此处列出供参考)提供一种7×××系列铝合金低孔隙率厚平板制造方法，借助使用第一预先锻造步骤，压缩率至少为30％，它在热轧之前进行。专利申请EP 723 033 A1(Hoogovens Aluminum Walzprodukte，在此列出供参考)，公开一种铝合金金属平板的制造方法，它借助在第一热轧步骤之后进行一次或数次锻造步骤。这种方法的目的主要是改善疲劳强度。然而，EP 723033所述的方法也导致厚度大于8in(约205mm)的金属平板的拉伸强度的降低稍微减小。
专利申请EP989195(Alusuisse Techology & Management AG)(列于此处供参考)提供一种降低Al Cu Mg合金板材的残余应力的方法，目的是在金属板材的厚度内获得亚显微相Al3Zr的均匀的沉淀。这些金属板材可以借助一个轧制铸锭的热轧获得，或者直接地由铸造板坯制造，而不需要任何轧制。
现代技术提供的这些不同的方法具有下列方面的限制(i)合金的选择，(ii)冶金状态，以及(iii)金属平板的制造方法及其厚度。另外，它们不是完全满意的。例如，没有可接受的方法可用于制造由可热处理的合金制造的显著地具有大于200mm的厚度的厚的铝合金平板，对这种平板，在由表面前进至一半厚度时，局部的Rm，Rp0.2值不会显著地降低。具备这样一种产品就能够减轻在工业许多领域内准备制造的工具的重量。如果这样一种产品能够制造出来，它将能使用于比按照现有技术更大厚度的金属平板，更大尺寸的部件也可以制造，比如模具或工具，以及跨过整个厚度的抛光和磨削性能将会改善。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种厚的金属产品(即厚度大于25mm的坯块，例如，其厚度大于200mm，大于400mm，甚至大于600mm)，显示通过整个厚度的可接受的力学性能，以及还显示较低的残余应力水平。
按照这些和那些目的，本发明提供一种金属坯块，适合于在机加工用途中使用。金属坯块包括至少两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少为12.5mm，以及每个具有在1/4厚度处在特定的方向上测量的开始的屈服强度。这些平板可以是彼此相同的或不同的，以及典型地选自相同的合金组的合金(即属于5×××系列等)。在坯块的不包括两个金属平板之间的接合区的一个位置取的一个试样上测量的金属坯块的屈服强度至少等于在相同的特定的方向上的具有最低的开始屈服强度的单独的金属平板的屈服强度的75％。
按照本发明的另一方面，提供一种金属坯块，适合于在机加工用途中使用。金属坯块包括至少两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少为12.5mm，以及每个具有在1/4厚度处在特定的方向上测量的起始的屈服强度。这些平板可以是彼此相同的或不同的，以及典型地是相同合金组的合金，其中在坯块特定的方向上任何点的屈服强度至少等于在特定的方向上具有最低的开始的屈服强度的金属平板的屈服强度的75％。
按照本发明的另一方面，提供一种金属坯块，适合于在机加工用途中使用，上述的金属坯块包括至少两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少12.5mm，它们可以是彼此相同的或不同的，上述的金属平板是选自相同合金组的合金，其中在特定的方向上任何给定点的屈服强度不会改变大于平均值的±15％。
按照本发明的另一方面，提供一种金属坯块的制造方法，它包括重叠至少两个金属平板，平板实质上是相同长度和宽度的和它们之间有间隙，以便形成一个组合件，提供一个边界围绕此组合件的横向侧面，用一种炸药覆盖最上面的金属板材的上表面至跨过整个上表面，以及引爆炸药，以完成平板之间或之中的接合。
本发明的其它的目的、特点和优点将列于下面的说明书中，以及部分地由说明书可明白，或者可由本发明的实践中了解。本发明的目的、特点和优点可以借助特别在权利要求书中指出的手段及综合手段而实现和获得。
具体实施例方式
按照本发明的金属坯块可以由不同的金属和合金的平板获得，这种坯块用于机加工大尺寸部件，尤其是钢，铜合金和铝合金。优选的是使用可淬火硬化合金，它导致在淬火状态下的高的力学性能。因此，2×××，6×××和7×××组的结构硬化铝合金优选地用在T3状态(淬火，时效)或T6状态(淬火，回火)。铝合金组和变形铝合金的合金成分规定在Registration Records of The Aluminum Assosiation和标准EN 573，回火是规定在标准EN 515中，这些文件是本专业技术人员已知的，列于此处供参考。
不考虑组合使用的方法，金属平板应是尽可能平坦的和具有较低的残余应力，以及这些开始状态可以是借助任何已知的方法获得的，比如在拉伸机的夹头之间拉伸平板，或者在锻压机上压缩平板。如果由于任何原因希望这样做，上述平板的表面状态能够适用于组合件使用的方法，它将在下面解释。每个重叠的金属平板的厚度在大多数情况下应为至少12.5mm。每个平板的厚度可以是相同的或不同的。优选地，重叠的金属平板的总厚度为至少25mm，以及最优选的为至少40mm。
厚的金属平板的组合在一起可以借助任何已知的方法进行，只要使用这种方法能够获得组合坯块的力学性能，其足以满足组合坯块的指定的用途。按照本发明，有可能如下制造坯块，借助重叠至少两个金属平板，每个具有厚度至少12.5mm以及每个具有在1/4厚度在特定的方向上测量的开始的屈服强度，这些平板可以是彼此相同的或不同的。金属合金平板优选地选自相同的合金组的合金(即在此种情况下2×××系列，7×××系列等铝合金)，以及在由重叠的平板组成的坯块的特定的方向上任何点处的屈服强度为被评价的在特定的方向上具有最低的开始的屈服强度的金属平板的屈服强度的至少75％，以及优选地为至少85％，或者更优选地为至少90％。
在一个优选的实施例中，坯块的组合的方法是这样选择的，使整个坯块的力学性能接近于开始的金属平板的力学性能，甚至在接合区内。此外使用的接合区是指组合的坯块的这些区域，其中形成坯块的单独的平板会合和连接到一起。
再者，平板之间的接合应显示可以接受的力学和热稳定性，以及其它性能，比如金属平板之间接缝的热传导性或表面外观，这些是由组合的坯块的最终用途目的所要求的。对于工具和模具用途内各种有意的最终使用要求的这种力学和热性能，是本专业技术人员已知的。
按照本发明，有可能制造厚的金属坯块(即至少25mm)，并且带有力学性能在坯块的总厚度上不会受可测定的方式影响。更具体地说，屈服强度，拉伸强度以及极限延伸率，即所谓的静态力学性能，与按照现有技术过程制造的坯块比较，显示通过坯块厚度有显著降低的变化。
在一个优选的实施例中，有可能获得一个厚的金属坯块，其方法是组合至少两个相同合金组的两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少为12.5mm。在跨过金属平板之间的接合区特定的方向上一个试样上测量的组合的金属坯块的屈服强度是在相同的特定方向上具有最低的开始屈服强度的金属平板的屈服强度的至少75％，优选的为至少80％，以及最优选地为至少90％。
在本发明的另一实施例中，重叠的金属平板之间的接合区显示良好的力学和热稳定性。此外，其它的性能，比如两个金属平板之间的接缝的热传导性和/或接缝或接合的表面外观能够满足组合的坯块的最终使用目的的要求。这就是说，组合的坯块的许多用途要求接缝在一定程度上不能被看见。还有某些用途要求一定的耐热性，以适应最高温度和高温暴露的时间。因此有可能获得一种坯块，其中在跨过接合区的短横向上测量的坯块的局部的屈服强度Rp0.2是在相同的短横向上具有最低的开始的屈服强度的金属平板的屈服强度Rp0.2的至少75％，优选地为至少80％以及最优选地为至少90％。
因此，厚的金属平板可以借助任何已知的机理通过接合。(如借助粘接薄膜，塑料薄板或液体粘接剂)进行组合。例如，在金属平板回火时，薄的粘性的、可热聚合的薄膜可以涂覆上以及可进行聚合(例如，当合金是一种结构硬化合金时)。一种或两种组元的粘接剂可以涂覆在准备组合的一个或两个金属平板的表面上，以及粘接剂的固化可以借助在室温下放置组合的坯块至足够的时间，或者借助在足够的温度加热经过一定的时间。也可以采用在两个厚的金属平板之间插入一个可聚合的塑料薄板，它适当地加热以进行聚合，以及因此接合。在所有这些情况下，两个或更多金属平板可以一次组合到一起以及当组合件平躺时在金属平板的自重下，或者施加压力至接合的接缝上的情形下，可留下粘接剂以进行聚合或固化，粘接剂接合的一个优点是低价格以及其缺点是接合可能较弱。在任何情况下，在涂覆粘接剂前，表面的适当的预先处理(例如铬酸和硫酸混合的洗液(sulfochromic)浸蚀或喷砂)经常是希望的或者是必需的。
可以使用的另一个组合方法是两个或更多的重叠的厚的金属平板的热变形，例如借助轧制或锻造进行。这是一种相同类型的冶金接合，它是在包覆金属板材用的已知的方法中获得的。这种方法可以有利地使用于组合厚的铝合金的金属板材或平板，而不需要任何的热处理，如用于5×××系列的合金。它较不适合于结构硬化的合金，这些合金通常要求金属平板的预先加热，这可能以一种不希望的方式引起冶金状态的潜在改变。使用这种方法可能受到轧机或锻压机的接受非常厚的平板能力的限制，以及受使用的轧机或锻压机能够提供的最大压力的限制。
金属平板也可以借助焊接组合，尤其是借助电子束焊，这种方法不会显著地降低平板的力学性能。然而，电子束焊可能不适合于大尺寸的平板。
与本发明结合优选使用的另一种有利的组合方法是爆炸焊接。爆炸焊接许多年来就为人们知道，以及广泛地使用于包覆一个薄的金属板材包到一个不同金属的厚的板材上，尤其是在普通钢的厚金属板材上获得一个贵金属层。授予Ashi Kasei的法国专利FR 1381594，FR 1397963和FR 1458506(列于此处供参考)公开了这种工艺。这些专利中说明的大量的实例中的大部分涉及把一个薄金属板材包覆在钢的金属板材上，以及其中一些是说明两个薄金属板材的组合件，其厚度约1mm，是由相同的金属制造(不锈钢或铝)。美国专利No 3,024526(Atlantic RichfieldCorporation)(以下称“专利’526”，在此列出其内容供参考)公开了厚度0.062in(即约1.6mm)的两个铝板材的爆炸焊接。专利’526的方法没有说明爆炸焊接使用于形成由两个或更多相同的金属的厚的金属平板组成的厚的坯块，尤其是铝合金的。
按照本发明，金属坯块包括至少两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少12.5mm，优选地至少25mm以及最优选地至少40mm。然而，如果单独的平板非常厚，它们可能显示作为至轧制表面的距离的函数的静态力学性能的梯度。
在一个优选的实施例中，准备组合的平板是相同基体金属的，以及在此情况下这种概念对于相同的合金组的给定的基体金属存在。在此处术语“基体金属”例如是指铝、钢、铜、黄铜等。术语“合金组”和“合金”是限定为铝合金，按照上述的标准EN 573和Registration Record ofThe Aluminum Assosiation，其内容此处结合作为参考。按照这些文件，铝合金按照主要的合金元素分组1×××(最少99.00铝)，2×××(Al-Cu)，3×××(Al-Mn)，4×××(Al-Si)，5×××(Al-Mg)，6×××(Al-Mg-Si)，7×××(Al-Zn)，8×××(其它合金元素)。本发明特别地感兴趣的是，不能制造成非常大厚度的这些基体金属、合金组和合金，这是由于技术的限制或者经济的原因，或者当制造厚平板时显示跨过整个厚度静态力学性能强烈的变化。这一点特别在属于2×××，6×××和7×××组的铝合金的情况下如此。
在本发明的一个特定的实施例中，准备组合的厚的金属平板(至少12.5mm)具有相同的合金，相同的冶金状态，即按照相同的制造路线生产的，以便获得均匀的性能。
金属平板可以是相同厚度的或不同厚度的，以及两个或多个金属平板可以在一个或多个工序中组合。组合方法借助爆炸焊接以任何希望的方式进行，比如按照上述的法国专利以及专利’526。本发明的一个可接受的和优选的爆炸焊接方法包括(i)用刷洗或研磨法准备金属平板的表面和仔细清洗至需要的范围，(ii)重叠实质上相同规格(即长度和宽度)的金属板材，使用一个放置在它们之间的插入件(可插入的部件)在它们之间提供一个间隙，(iii)封闭金属平板之间的空隙，例如使用胶带进行，(iv)放置炸药，例如粉末跨过最上面的金属平板的整个表面，以及(v)最终进行炸药的引爆，以便获得跨过整个表面的金属平板的焊缝。
在一个优选的实施例中，它根据使用爆炸焊接，使用的平板具有在纵向上的断裂时的延伸率A大于13％，以及优选地大于15％，以及摆锤式冲击能至少为30焦耳。
按照本发明的方法允许制造出坯块，其中坯块的厚度不受制造金属平板使用的工具的能力的限制(轧机或锻压机)。坯块的厚度优选地至少200mm，更优选地至少400mm，以及最优选地至少600mm。使用这些坯块有可能容易地生产非常大尺寸的机加工部件，比如那些能够用作大型飞机的结构元件，结构硬化铝合金工具或是用钢和/或用铜和铝合金制成的注射成型塑料用的注射模具。
这些机加工部件的制造可以包括一个或多个过程，比如车削、铣削、钻孔、镗孔、攻丝、电火花机加工、修正、抛光及其它技术中普通使用的过程。在某些情况下，也有可能在至少一部分上沉积，由此产生一个硬金属层表面，它可以借助任何已知的方法，比如专利申请EP 997253A1(Werkzeugbau Leiss Gmb，在此处列出供参考)，或者借助已知的过程提供一种陶瓷涂层，比如借助物理气相沉积。本申请人发现，这种金属涂层特别适合于通过粘接剂接合的组合坯块的情况，这时深度机加工跨过粘接的接缝。如果由于任何原因要求，也可因此沉积铝或其它金属层。
为了用结构硬化铝合金制造坯块，本申请人发现一种制造方法，它给出特别良好的结果。这就是提供在应力清除状态的厚的金属平板，例如在T351状态(按照EN 515标准代号)，并借助爆炸组合。随后厚坯块进行回火处理。使用这种应力消除的金属平板(即至少12.5mm)的坯块可以获得非常低的残余应力水平，它特别适合于机加工。此外，观察到在T351状态的金属板材显示比其它对比的板材或平板有更好的韧性以及这种韧性的增加可以减少或甚至消除了它们组合或处理时的意外的损坏。按照本发明的使用结构硬化铝合金的厚的坯块可以使用于制造(借助机加工)塑料或橡胶用的注射模具。它们还能够用于(尤其是借助机加工)制造飞机(特别是大型飞机)的结构元件。比如AA7040或AA7075合金特别适合于后一种用途。
实例实例1(现有技术)7449铝合金的厚金属板材是按照本专业技术人员已知的技术是在T651状态制造的。这些金属板材的厚度在50mm和150mm之间。屈服强度Rp0.2是在1/4厚度处沿TL方向测量的。结果列于表1。当金属板材的厚度增加时观察到Rp0.2强烈的降低。
表1
实例2(本发明)准备两个相同规格(即长度和宽度)和厚度分别为25mm和70mm的7075铝合金金属平板。合金的成分如下(％重量)Si＝0.08，Fe＝0.15，Cu＝1.56，Mn＝0.03，Mg＝2.30，Cr＝0.19，Zn＝5.92，Ti＝0.03。
这些金属平板是在温度465℃下固溶热处理的，随后在冷水中淬火，自然时效和拉伸至永久变形1.5％，它相当于T351状态。这些金属平板随后借助爆炸焊接组合，爆炸焊接在法国的Rivesaltes在NobelcladEurope设备上进行。爆炸焊接的坯块随后在温度120℃进行回火48小时，以便将它引导至T651状态。接合区的研究没有显现在粗抛光状态下有任何可看见的界面。在铬酸浸蚀后，开始的金属平板之间的界面变得可以看见，并且在焊缝两边带有一个0.3mm的面积，包括在冲击波扩散方向上取向的倾斜的滑移带，它示出显著的加工硬化。
圆柱形拉伸试样是由70mm金属平板的1/4厚度处和由两个平板之间的界面区切取的，以及测定了静态力学性能在方向L、TL和TC上的极限强度Rm(MPa)，屈服强度Rp0.2(MPa)和极限延伸率A(％)。结果示于表2。
表2
可以看出，极限强度和屈服强度与测量的方向无关，与开始的金属板材的值相比，在接合区内增加，并且带有稍微降低的延伸率。
还测量了循环疲劳寿命，测量是在应力200MPa，频率50Hz，在TC方向上的带有R＝0.1的光滑圆试样上进行的其应力集中因素Kt＝1，按照ASTME 466标准，一个试样切取自70mm的平板，另一个切取自两个平板之间的接合区。断裂前的循环数分别为206375和321271，它显示在接合区疲劳强度的改进。
实例3坯块是借助接合两个AA7449铝合金平板制造的，其接合表面或者用喷砂，或者用铬酸和硫酸混合的洗液(sulfochromic)浸蚀进行预先处理。使用一种液体的环氧粘接剂(代号AV 119)或一种环氧薄膜(代号AF 163-2L.03)。跨过接合区的拉伸试验在尺寸200mm×29mm×17mm(接合表面为493mm2)的试样上进行。可以看出，铬酸和硫酸混合的洗液浸蚀给出较高的接合力。
表3
附加的优点、特点和改进对于本专业技术人员是容易发现的。因此，本发明在更广泛的方面不应局限于这里所述的特定的细节和代表性的器件。这样，在不脱离所附权利要求及其等同物限定的本发明的概念的精神和范围的条件下，可以做出各种改变。
优先权文件，2001年4月24日提交的法国专利申请No.0105500以及相应的2002年4月24日提交的美国专利申请的全部内容结合作为本申请的参考。
此处使用在下面的权利要求中使用的“该”，“一个”可表示单数及多个。
此处提到的文件作为本发明的参考。
权利要求
1.一种金属坯块，适合于在机加工用途中使用，所述的金属坯块包括至少两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少为12.5mm以及每个具有在1/4厚度处在特定的方向上测量的开始的屈服强度，这些平板可以是彼此相同的或不同的，以及选自包括相同的合金组的合金组，其中，在坯块的特定的方向上在任何点处的屈服强度为至少等于在上述的特定的方向上具有最低的开始的屈服强度的金属平板的屈服强度的75％。
2.一种金属坯块，适合于在机加工用途中使用，所述的金属坯块包括至少两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少为12.5mm，以及每个具有在1/4厚度处在特定的方向上测量的开始的屈服强度，这些平板可以是彼此相同的或不同的，以及选自包括相同的合金组的合金组，其中，上述的金属坯块的屈服强度是在切取自上述的坯块的任何部分但不包括上述的平板之间的接合区的一个试样上测量的，为至少等于在上述的特定的方向上具有最低的开始屈服强度的金属平板的屈服强度的75％。
3.一种金属坯块，适合于在机加工用途中使用，所述的金属坯块包括两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少为12.5mm，这些平板可以是彼此相同的或不同的，以及选自包括相同的合金组的合金组，其中，在特定的方向上任何的给定点处的屈服强度不会改变大于平均值的±15％。
4.按照权利要求1至3中任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的坯块的总厚度为至少200mm。
5.按照权利要求1至3任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的坯块的总厚度为至少400mm。
6.按照权利要求1至3任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的坯块的总厚度为至少600mm。
7.按照权利要求1至6任何一项的金属坯块，其特征在于，每个重叠的金属平板的厚度为至少25mm，优选地为至少40mm。
8.按照权利要求1至8任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的金属平板包括相同的或不同的铝合金。
9.按照权利要求8的金属坯块，其特征在于，上述的铝合金为结构硬化的铝合金。
10.按照权利要求9的金属坯块，其特征在于，上述的金属平板处于淬火状态。
11.按照权利要求10的金属坯块，其特征在于，上述的金属平板处于淬火和时效状态。
12.按照权利要求10或11中任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的金属平板已借助控制的拉伸或压缩消除应力。
13.按照权利要求1至11中任何一项的金属坯块，其特征在于，在坯块的特定的方向上任何点处的上述的屈服强度为至少等于在上述的特定的方向上具有最低的开始屈服强度的金属平板的屈服强度的85％，优选地至少等于90％。
14.按照权利要求1至13中任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的金属平板是用粘接剂相互接合的。
15.按照权利要求1至13中任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的金属平板是借助轧制或锻造接合的。
16.按照权利要求1至13中任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的金属平板是借助电子束焊接到一起的。
17.按照权利要求1至13任何一项的金属坯块，其特征在于，上述的金属平板是借助爆炸焊焊接到一起的。
18.按照权利要求17的一种坯块的制造方法，包括重叠实质上相同长度和宽度的上述的金属平板，并且在所述的金属平板之间有一个恒定的间隙，以形成一个组合件，提供围绕上述的组合件全部侧面的一个边界，用一种炸药覆盖上层的金属平板的上表面至跨过整个上述的上表面，以及引爆上述的炸药。
19.一种飞机结构元件的制造方法，包括提供一个按照权利要求1至17的任何一项的坯块，以及机加工上述的坯块以形成一个飞机结构元件。
20.一种塑料或橡胶用的注射成型模具的制造方法，包括提供一个按照权利要求1至1 7的任何一项的坯块，以及机加工上述的坯块以形成一个注射成型模具。
21.一种机加工部件的制造方法，包括提供一个按照权利要求1至17的任何一项的坯块，以及机加工上述的坯块以形成一个机加工部件。
全文摘要
本发明提供一种适合于机加工的金属坯块，金属坯块包括至少两个重叠的金属平板，每个具有厚度至少为12.5mm，其中，坯块的屈服强度为至少开始的金属平板的屈服强度的75％。本发明还提供这种坯块的制造方法，它是借助爆炸焊接和其它方法由两个或多个较厚的平板形成的。按照本发明的坯块例如可以适用于制造飞机的结构元件或塑料或橡胶用的注射成型模具。
文档编号B29C33/38GK1503727SQ02808365
公开日2004年6月9日 申请日期2002年4月24日 优先权日2001年4月24日
发明者弗雷德里克·卡托, 弗雷德里克 卡托, 戈达尔, 戴维·戈达尔 申请人:皮奇尼何纳吕公司