喷射介质、喷射部件及其制备方法和喷射部件的方法与流程

本发明涉及一种用于喷射部件的喷射介质(blastingmedium)，其中，该部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金；一种喷射部件的方法，其中，该部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金；以及一种制造喷射介质的方法。

背景技术：

尤其是在含有铝或镁(例如铝和/或镁合金)并且尤其是已通过粉末熔融法或粉末烧结法制造的部件的情况下，应该除去在机器中制造之后附着的粉末残留物，这例如由于由此产生的粗糙度而不利于另外的加工操作。

通常而言，表面通过喷砂或用刚玉喷射(blastingwithcorundum)而不含这些部件。作为替代方式，还可以使用陶瓷类材料或砂粒进行喷射，并且还可以使用例如基于铁合金的材料，例如us2016375549中所描述的。

然而，相应的喷射介质在含有铝或镁(尤其是al)的部件的情况下与部件的材料不同，并且当例如喷射介质被捕获到表面中和/或磨损的材料在非合金材料化学污染al或mg部件的表面时会导致污染，这可能导致腐蚀问题或强度问题。尤其是当如almgsc合金(例如合金)之类的高强度合金被喷射时就是这种情况。因此，此后可以进行另外的酸洗步骤以除去该喷射材料。然而，这样的步骤与额外成本和不便性相关。

技术实现要素：

在此背景下，本发明所解决的问题是提供一种用于喷射包含al和/或mg的部件的改进方法，以及一种可在这种方法中使用的喷射材料。

根据本发明，这个问题通过以下特征来解决：

一种用于喷射部件的喷射介质，其中，所述部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，其中，所述喷射介质包含al和/或mg合金；一种喷射部件的方法，其中，所述部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，其中，所述喷射介质包含al和/或mg合金，其中，所述部件用喷射介质喷射；一种制造喷射介质的方法，其中，从熔体中雾化al和/或mg合金，并且从如此产生的颗粒中筛分出颗粒级分；一种制造喷射部件的方法，其中，所述部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，其中，所述部件通过粉末熔融法或粉末烧结法制造，并且用如上所述的喷射介质喷射；一种部件，其中，所述部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，其中，所述部件通过粉末熔融法或粉末烧结法制造，并且用如上所述的喷射介质喷射。

本发明的基本思想是用包含al和/或mg合金的喷射介质喷射包含al和/或mg的部件，即，喷射介质具有与该部件的材料相同类型的材料或至少类似的材料，从而可以减少甚至防止污染。

从其他的实施方式以及参考附图的描述中来看，有利的配置和改进将是显而易见的。

定义

除非另有定义，否则本文使用的技术与科学表达具有与本发明领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。

除非另有说明或从上下文来看显而易见，否则在本发明的上下文中报道的数字基于重量％。在根据本发明的喷射介质中，除非另从上下文来看显而易见，否则重量百分比加起来为100重量％。

在本发明的上下文中，喷射介质，也被称为喷射材料，是可用于喷射的助剂。它包含大批颗粒，这些颗粒通常全部基本上由相同的材料组成。在本发明的上下文中，关于根据本发明的喷射介质或根据本发明的方法，喷射介质的颗粒的形状没有特别限制，并且颗粒可以是圆形、多边形和/或者是有角的(angular)，并且例如是多边形且有角的。在根据本发明的方法中，喷射介质通常具有比待喷射的部件更高的硬度，尤其是为了它实际上可以实现其功能。更具体而言，根据本发明的喷射介质由一种合金或多种合金组成，尤其是由一种合金成，即，更具体而言不包含任何陶瓷组分。喷射介质尤其用于清洁和/或表面平滑化，即，为清洁和/或表面平滑化喷射介质。更具体而言，在特定的实施方式中，根据本发明的喷射介质对待喷射的部件的材料是化学惰性的，即，不会例如通过腐蚀而损坏部件。

在第一方面，本发明涉及一种用于喷射部件的喷射介质，其中，所述部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，其中，所述喷射介质包含al和/或mg合金。

该部件在这里没有特别限制，只要它包含al和/或mg，尤其是al，并且可以具有任何形状和配置。在特定的实施方式中，待喷射的部件的至少一个表面包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，例如包含al和mg的合金。在特定的实施方式中，部件基本上由al和/或mg合金组成，或由al和/或mg合金组成。al和/或mg合金在这里没有特别限制，并且可以是例如al与合适材料的合金，即，例如1xxx、2xxx、3xxx、4xxx、5xxx、6xxx、7xxx或8xxx合金。

在特定的实施方式中，部件包含含量尤其为0.3重量％或更大、优选0.5重量％或更大的sc，例如0.5～3重量％的sc，例如0.7～0.8重量％的sc。在特定的实施方式中，部件包含alsc合金，尤其是almgsc合金，并且该部件优选由alsc合金(尤其是almgsc合金)组成，尤其是sc含量为0.3重量％或更大、优选为0.5重量％或更大、例如为0.5～3重量％，例如为0.7～0.8重量％的alsc合金(尤其是almgsc合金)组成。

除了al和/或mg之外，部件尤其是除了sc之外还可以包括其他合金成分，其中其他合金成分没有特别限制。在特定的实施方式中，部件包含zr和/或mn。在特定的实施方式中，部件包含alsc合金，尤其是almgsc合金，该合金包含zr和/或mn，尤其是zr；并且尤其是由这种合金组成。在此，zr与sc之比尤其为1:10至2:1，优选1:7至1:1，进一步优选1:5至1:2。在特定的实施方式中，当然也可以存在不可避免的杂质。

在特定的实施方式中，部件通过粉末熔融法或粉末烧结法制造，优选通过激光粉末床熔融法制造。粉末熔融法和粉末烧结法在这里没有特别限制，并且这些方法的实例包括选择性激光烧结、电子束熔融或选择性激光熔融，尽管这些方法没有特别限制。更具体而言，该部件通过激光粉末床熔合(lbp-f)制造，例如用于3d打印。该方法本身在这里也没有特别限制。更特别地，制造用粒径为20～75μm、优选20～65μm、进一步优选20～45μm的粉末进行。根据所需的级分(fraction)，通过使用筛孔尺寸为20μm、45μm、65μm和75μm的适当筛子的筛分分析可以响应地获得相应的颗粒级分。

喷射介质也没有特别限制，只要它包含al和/或mg合金即可。

一种用于制造喷射介质的粉末可以通过制造用于粉末冶金的粉末的常规方法和/或用于粉末熔融法或粉末烧结法、优选激光粉末床熔融法来制造，其中这些方法没有特别限制。例如，用于制造喷射介质的粉末可以通过雾化金属熔体或金属合金熔体并分离合适的颗粒级分来制造。在特定的实施方式中，用于喷射介质的粉末通过与用于制造部件的材料相同的方法制造。在特定的实施方式中，用于喷射介质的粉末和用于制造部件的粉末以相同的方法、特别是以相同的方法步骤(例如粉末制造活动)来制造，使得例如来自制造活动(productioncampaign)的两种粉末可以例如通过筛分而彼此分开。更具体而言，例如由于粒径而不用于制造部件的所制造的粉末颗粒用于制造喷射介质。更具体而言，用于制造喷射介质的颗粒大于用于制造部件的颗粒。

在特定的实施方式中，喷射介质包含含量尤其为0.3重量％或更大、优选0.5重量％或更大的sc，例如0.5～3重量％的sc，例如0.7～0.8重量％的sc。在特定的实施方式中，喷射介质包含alsc合金，尤其是almgsc合金，并且该部件优选由alsc合金(尤其是almgsc合金)组成，尤其是sc含量为0.3重量％或更大、优选为0.5重量％或更大、例如为0.5～3重量％，例如为0.7～0.8重量％的alsc合金(尤其是almgsc合金)组成。使用这种合金的特定优点为其化学性能基本上类似于纯铝。

除了al和/或mg之外，喷射介质尤其是除了sc之外还可以包含其他合金成分，其中其他合金成分没有特别限制。在特定的实施方式中，喷射介质包含zr和/或mn。在特定的实施方式中，喷射介质包含alsc合金，尤其是almgsc合金，该合金包含zr和/或mn，尤其是zr；并且尤其是由这种合金组成。在此，zr与sc之比尤其为1:10至2:1，优选1:7至1:1，进一步优选1:5至1:2。在特定的实施方式中，当然也可以存在不可避免的杂质。

在特定的实施方式中，喷射介质包含尺寸为45μm或更大、优选为65μm或更大、进一步优选为75μm或更大、甚至进一步优选为至少80μm的al和/或mg合金的颗粒，例如粒径x为45μm≤x≤200μm、优选为65μm≤x≤200μm、进一步优选为75μm≤x≤200μm、甚至进一步优选为80μm≤x≤200μm的al和/或mg合金的颗粒，并且尤其优选由以上这些al和/或mg合金的颗粒组成。根据所需的级分，例如通过使用筛孔尺寸为45μm、65μm、75μm、80μm和200μm的筛子的筛分分析可以依次获得相应的颗粒。当喷射介质的颗粒太小时，它们对喷射产生的影响太小。当颗粒太大时，它们更难以充分加速喷射以显示合适的效果。

在特定的实施方式中，喷射介质已经通过在250℃～400℃、优选275℃～350℃、进一步优选300～325℃(例如325℃)的温度下和/或在15～6000分钟、优选60～240分钟、进一步优选90～150分钟(例如120分钟)的时间内的热处理而硬化。以这种方式，与未处理的颗粒相比，喷射介质可以进一步固化。尤其是当喷射介质包含al和sc，优选al、mg和sc时，在这里可以进行sc的沉淀硬化，使得可以形成连贯的al3sc相。当另外存在zr时，还可以另外形成al3sczr相，这可以进一步有利于喷射介质的硬度。优选地，喷射介质已经通过在250℃～400℃、优选275℃～350℃、进一步优选300～325℃(例如325℃)的温度下在15～6000分钟、优选60～240分钟、进一步优选90～150分钟(例如120分钟)的时间内进行热处理而硬化。在这种情况下，优选地，热处理的温度越高，热处理的时间越短。

在特定的实施方式中，喷射介质具有大于150hb的硬度。在这里可以以合适的方式确定硬度，例如根据brinell，例如根据eniso6506(eniso6506-1至eniso6506-4)。

本发明的另一方面涉及一种喷射部件的方法，其中，所述部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，其中，所述喷射介质包含al和/或mg合金，其中，所述部件用喷射介质喷射。在特定的实施方式中，该方法中的喷射介质尤其是根据本发明的喷射介质。

在特定的实施方式中，喷射介质包含alsc合金，优选almgsc合金。

在特定的实施方式中，喷射介质包含尺寸为45μm或更大、优选为65μm或更大、进一步优选为75μm或更大、甚至进一步优选为至少80μm的al和/或mg合金的颗粒，例如粒径x为45μm≤x≤200μm、优选为65μm≤x≤200μm、进一步优选为75μm≤x≤200μm、甚至进一步优选为80μm≤x≤200μm的al和/或mg合金的颗粒，并且尤其优选由以上这些al和/或mg合金的颗粒组成。根据所需的级分，例如通过使用筛孔尺寸为45μm、65μm、75μm、80μm和200μm的筛子的筛分分析可以依次获得相应的颗粒。

在特定的实施方式中，基于喷射介质，喷射介质中sc的含量为至少0.5重量％。

在特定的实施方式中，喷射介质已经通过在250℃～400℃、优选275℃～350℃、进一步优选300～325℃(例如325℃)的温度下和/或在15～6000分钟、优选60～240分钟、进一步优选90～150分钟(例如120分钟)的时间内的热处理而硬化。在特定的实施方式中，喷射介质具有大于150hb的硬度。

在特定的实施方式中，部件通过粉末熔融法或粉末烧结法制造，优选通过激光粉末床熔融法制造。

在特定的实施方式中，该部件由与喷射介质相同种类的材料和/或类似材料组成。该部件优选由与喷射介质相同的材料组成。

在特定的实施方式中，从熔体中雾化al和/或mg合金，并且从如此产生的颗粒中筛分出颗粒级分。

在特定的实施方式中，从作为喷射介质制造的颗粒中筛分出尺寸为45μm或更大、优选为65μm或更大、进一步优选为75μm或更大、甚至进一步优选为至少80μm的颗粒，例如粒径x为45μm≤x≤200μm、优选为65μm≤x≤200μm、进一步优选为75μm≤x≤200μm、甚至进一步优选为80μm≤x≤200μm的颗粒。根据所需的级分，例如通过使用筛孔尺寸为45μm、65μm、75μm、80μm和200μm的筛子进行的筛分可以获得相应的颗粒。

在特定的实施方式中，筛分出的颗粒在250℃～400℃、优选275℃～350℃、进一步优选300～325℃(例如325℃)的温度下和/或在15～6000分钟、优选60～240分钟、进一步优选90～150分钟(例如120分钟)的时间内硬化。优选地，筛分出的颗粒通过在250℃～400℃、优选275℃～350℃、进一步优选300～325℃(例如325℃)的温度下和/或在15～6000分钟、优选60～240分钟、进一步优选90～150分钟(例如120分钟)的时间内的热处理而硬化。

在特定的实施方式中，例如如上所述，可从剩余的颗粒中筛分出用于制造该部件的颗粒。

本发明的这种方法的一个优点在于：喷射介质可以在喷射部件之后通过筛分而再次分离，并因此被再利用于例如另一个喷射工艺或喷射方法中。

在又一方面，本发明涉及一种用于制造喷射部件的方法，其中，所述部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，其中，所述部件通过粉末熔融法或粉末烧结法制造，并且用本发明的喷射介质喷射。

该部件在这里没有特别限制，只要它包含al和/或mg，尤其是al，并且可以具有任何形状和配置。在特定的实施方式中，待喷射的部件的至少一个表面包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，例如包含al和mg的合金。在特定的实施方式中，部件基本上由al和/或mg合金组成，或由al和/或mg合金组成。al和/或mg合金在这里没有特别限制，并且可以是例如al与合适材料的合金，即，例如1xxx、2xxx、3xxx、4xxx、5xxx、6xxx、7xxx或8xxx合金。

在特定的实施方式中，部件包含含量尤其为0.3重量％或更大、优选0.5重量％或更大的sc，例如0.5～3重量％的sc，例如0.7～0.8重量％的sc。在特定的实施方式中，部件包含alsc合金，尤其是almgsc合金，并且该部件优选由alsc合金(尤其是almgsc合金)组成，尤其是sc含量为0.3重量％或更大、优选为0.5重量％或更大、例如为0.5～3重量％，例如为0.7～0.8重量％的alsc合金(尤其是almgsc合金)组成。

除了al和/或mg之外，部件尤其是除了sc之外还可以包含其他合金成分，其中其他合金成分没有特别限制。在特定的实施方式中，部件包含zr和/或mn。在特定的实施方式中，部件包含alsc合金，尤其是almgsc合金，该合金包含zr和/或mn，尤其是zr；并且尤其是由这种合金组成。在此，zr与sc之比尤其为1:10至2:1，优选1:7至1:1，进一步优选1:5至1:2。

部件通过粉末熔融法或粉末烧结法制造，优选通过激光粉末床熔融法制造。粉末熔融法和粉末烧结法没有特别限制，并且这些方法的实例包括选择性激光烧结、电子束熔融或选择性激光熔融，尽管这些方法没有特别限制。更具体而言，该部件通过激光粉末床熔合(lbp-f)制造，例如用于3d打印。该方法本身在这里也没有特别限制。更特别地，制造用粒径为20～75μm、优选20～65μm、进一步优选20～45μm的粉末进行。根据所需的级分，通过使用筛孔尺寸为20μm、45μm、65μm和75μm的适当筛子的筛分分析可以获得相应的颗粒级分。

在特定的实施方式中，用于喷射介质的粉末通过与用于制造部件的材料相同的方法制造。在特定的实施方式中，用于喷射介质的粉末和用于制造部件的粉末以相同的方法、特别是以相同的方法步骤(例如粉末制造活动)制造，使得例如来自制造活动的两种粉末可以例如通过筛分而彼此分开。更具体而言，例如由于粒径而不用于制造部件的所制造的粉末颗粒用于制造喷射介质。更具体而言，用于制造喷射介质的颗粒大于用于制造部件的颗粒。

另外，本发明公开了一种部件，其中，所述部件包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，其中，所述部件通过粉末熔融法或粉末烧结法制造，并且用根据本发明的喷射介质喷射。

该部件在这里也没有特别限制，只要它包含al和/或mg，尤其是al，并且可以具有任何形状和配置。在特定的实施方式中，待喷射的部件的至少一个表面包含al和/或mg，尤其是al和/或mg合金，例如包含al和mg的合金。在特定的实施方式中，部件基本上由al和/或mg合金组成，或由al和/或mg合金组成。al和/或mg合金在这里没有特别限制，并且可以是例如al与合适材料的合金，即，例如1xxx、2xxx、3xxx、4xxx、5xxx、6xxx、7xxx或8xxx合金。

在特定的实施方式中，部件包含含量尤其为0.3重量％或更大、优选0.5重量％或更大的sc，例如0.5～3重量％的sc，例如0.7～0.8重量％的sc。在特定的实施方式中，部件包含alsc合金，尤其是almgsc合金，并且该部件优选由alsc合金(尤其是almgsc合金)组成，尤其是sc含量为0.3重量％或更大、优选为0.5重量％或更大、例如为0.5～3重量％，例如为0.7～0.8重量％的alsc合金(尤其是almgsc合金)组成。

除了al和/或mg之外，部件尤其是除了sc之外还可以包括其他合金成分，其中其他合金成分没有特别限制。在特定的实施方式中，部件包含zr和/或mn。在特定的实施方式中，部件包含alsc合金，尤其是almgsc合金，该合金包含zr和/或mn，尤其是zr；并且尤其是由这种合金组成。在此，zr与sc之比尤其为1:10至2:1，优选1:7至1:1，进一步优选1:5至1:2。

部件通过粉末熔融法或粉末烧结法制造，优选通过激光粉末床熔融法制造。粉末熔融法和粉末烧结法没有特别限制，并且这些方法的实例包括选择性激光烧结、电子束熔融或选择性激光熔融，尽管这些方法没有特别限制。更具体而言，该部件通过激光粉末床熔合(lbp-f)制造，例如用于3d打印。该方法本身在这里也没有特别限制。更特别地，制造用粒径为20～75μm、优选20～65μm、进一步优选20～45μm的粉末进行。根据所需的级分，通过使用筛孔尺寸为20μm、45μm、65μm和75μm的适当筛子的筛分分析可以相应地获得相应的颗粒级分。

在特定的实施方式中，用于喷射介质的粉末通过与用于制造部件的材料相同的方法制造。在特定的实施方式中，用于喷射介质的粉末和用于制造部件的粉末以相同的方法、特别是以相同的方法步骤(例如粉末制造活动)制造，使得例如来自制造活动的两种粉末可以例如通过筛分而彼此分开。更具体而言，例如由于粒径而不用于制造部件的所制造的粉末颗粒用于制造喷射介质。更具体而言，用于制造喷射介质的颗粒大于用于制造部件的颗粒。

如果可行的话，上述配置和开发可以根据需要而彼此组合。本发明的其他可能的配置、开发和实现方式还包括上下文中描述的关于工作实例的本发明的特征的未明确提及的组合。更具体地，本领域技术人员还将添加各个方面作为对本发明的各个基本形式的改进或补充。

附图说明

下面参考示意图中给出的工作实例对本发明进行详细说明。该图示出：

图1：一种制造部件的方法的示意图，其中，该部件用本发明的喷射介质喷射。

具体实施方式

附图旨在进一步理解本发明的实施方式。它们示出了实施方式并且结合描述来阐明本发明的原理和构思。其他实施方式和许多优点从附图来看是显而易见的。附图中的元件不一定相对于彼此按比例显示。

在附图中，除非另有说明，具有相同的功能和相同的效果的相同的元件、特征和部件均以相同的附图标记给出。

图1以示意图的形式示出了一种程序：通过该方法，可以制造示例性部件和示例性喷射介质，并且可以用喷射介质喷射该部件。

在根据本发明的喷射部件的示例性制造方法以及根据本发明的喷射材料的制造中，在第一步骤1中制造包含al、mg和sc的熔体。这种熔体的一个实例是almg4.5sc0.75zr0.3的熔体，它可以例如在约800℃的温度下制造。在一个步骤中，进行包含al、mg和sc的熔体(即，例如almg4.5sc0.75zr0.3熔体)的雾化，而该雾化没有特别限制。这里的结果是合金的粉末，它在下文中被称为almgsc粉末。在随后的步骤3中，将所制造的almgsc粉末分离并筛分出。然后，在步骤4中，所分离的粉末级分可用于使用第一粉末级分来制造部件，并用于提供另外的用于制造喷射介质的粉末级分。例如，可以从almgsc粉末中分离粒径小于20μm的级分，并且这可以依次进料例如到步骤1，因为该级分的颗粒可能太小而不能用于制造部件。另一级分可以例如具有20～小于65μm的粒径，其用于通过激光粉末床熔融法(没有特别限制)制造部件。粉末粒径为例如65μm或更大、例如75μm～200μm的另外的第三级分然后可用于制造喷射介质。在步骤5中，然后将这种另外的第三粉末级分例如在325℃的温度下硬化120分钟，以产生喷射介质。这使喷射介质比部件更硬，使得它对于研磨喷射清洁(abrasiveblastcleaning)具有良好的适应性。在步骤6中，步骤4中制造的部件用步骤5中制造的喷射介质喷射，例如用于通过激光粉末床熔融法制造的部件的喷射清洁和/或喷射平滑化操作和/或固结喷射。在这个制造步骤6之后可以是任选的步骤7，其中例如通过在喷射之后通过筛分将喷射介质再次分离来再利用或再次利用喷射介质。

附图标记列表

1制造包含al、mg和sc的熔体；

2雾化包含al、mg和sc的熔体；

3分离并筛分出所得的almgsc粉末；

4使用粉末级分制造部件并提供另外的用于制造喷射介质的粉末级分；

5硬化另外的用于制造喷射介质的粉末级分；

6用喷射介质喷射部件；

7可选地再利用喷射介质。