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特表2025-500079コールドスプレーされたバリア層への添加剤摩擦攪拌堆積
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-01-08
(54)【発明の名称】コールドスプレーされたバリア層への添加剤摩擦攪拌堆積
(51)【国際特許分類】
C23C 24/04 20060101AFI20241225BHJP
B22F 10/28 20210101ALI20241225BHJP
B22F 10/50 20210101ALI20241225BHJP
B22F 10/37 20210101ALI20241225BHJP
B22F 10/34 20210101ALI20241225BHJP
B22F 10/38 20210101ALI20241225BHJP
B22F 12/50 20210101ALI20241225BHJP
B33Y 70/00 20200101ALI20241225BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20241225BHJP
B22F 1/00 20220101ALI20241225BHJP
【ＦＩ】
C23C24/04
B22F10/28
B22F10/50
B22F10/37
B22F10/34
B22F10/38
B22F12/50
B33Y70/00
B33Y10/00
B22F1/00 N
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024532404
(86)(22)【出願日】2022-11-25
(85)【翻訳文提出日】2024-07-25
(86)【国際出願番号】 GB2022052989
(87)【国際公開番号】W WO2023099872
(87)【国際公開日】2023-06-08
(31)【優先権主張番号】2117242.4
(32)【優先日】2021-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(31)【優先権主張番号】21275172.1
(32)【優先日】2021-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390038014
【氏名又は名称】ビ－エイイ－ システムズ パブリック リミテッド カンパニ－
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＥ ＳＹＳＴＥＭＳ ｐｌｃ
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】プライス、ハワード・ジェームス
【テーマコード（参考）】
4K018
4K044
【Ｆターム（参考）】
4K018AA14
4K018BA08
4K018BB04
4K044AA06
4K044AB02
4K044BA10
4K044BB04
4K044BC11
4K044CA02
4K044CA11
4K044CA23
4K044CA51
4K044CA53
(57)【要約】
物品を製造する方法が説明される。Ｓ１０２において、方法は、第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することを備え、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である。Ｓ１０４において、方法は、その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることを備え、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である。Ｓ１０６において、方法は、第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることを備え、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物品を製造する方法であって、第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、前記第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、前記第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金（１０２）である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、前記第１の層の前記第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、前記第２の金属は第２のアルミニウム合金（１０４）である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって前記第２の層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、前記第３の金属は第３のアルミニウム合金（１０６）であり、
前記第２の層は、バリア層であり、
前記熱処理型の第１のアルミニウム合金は、その上に前記第２の層を設ける前に、ＴまたはＷ質別記号で熱処理される、
を備える、方法。
【請求項2】
前記熱処理型の第１のアルミニウム合金は、２ＸＸＸ、６ＸＸＸ、７ＸＸＸ、または８ＸＸＸシリーズの鍛造アルミニウム合金である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第２のアルミニウム合金は、非熱処理型の第２のアルミニウム合金である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記非熱処理型の第２のアルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金である、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記第２の層の厚さは、少なくとも部分的に、前記第３の層の堆積中の入熱によって決定される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記第２の層と前記第３の層のそれぞれの厚さの比は、１：２～２：１の範囲内である、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記第２の層の前記厚さは、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、請求項５または６に記載の方法。
【請求項8】
前記コールドスプレーすることは、ヘリウムを使用してコールドスプレーすることを備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記第３のアルミニウム合金は、非熱処理型の第３のアルミニウム合金である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記第３のアルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金である、請求項７に記載の方法。
【請求項11】
前記第２の層および／または前記第３の層を設ける前および／または後にエージングすることを備える、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記第３の層を堆積させる前と後の前記第１の層のそれぞれの硬度の比は、１：０．７５～１：１．２５の範囲内である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
バリア層としての、熱処理型アルミニウム合金上のＡｌ－Ｍｇ－（Ｓｃ，Ｚｒ）系合金のコールドスプレー層の使用であって、前記バリア層は、前記熱処理型アルミニウム合金と添加剤摩擦撹拌堆積アルミニウム合金との間にある、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、添加剤摩擦攪拌堆積（additive friction stir deposition）に関する。
【背景技術】
【0002】
添加剤摩擦攪拌堆積（ＭＥＬＤとしても知られる）を使用した、Ａｌ－Ｚｎ合金プレート（すなわち、基板）、例えば、７０５０ Ｔ７６５１のような７ｘｘｘプレート上への高強度非熱処理型合金、例えば、スカルマロイ（Scalmalloy）（ＲＴＭ）の堆積は、スカルマロイ堆積物の堆積されたままの強度が良好であっても、プレートの高レベルの熱軟化をもたらす。したがって、課題は、界面および７ｘｘｘ基板内への熱劣化を回避することにある。低減オプションには、基板を予め冷却すること、および／または基板を新たに溶液処理した状態で堆積させることが含まれる。これらのオプションは両方とも、問題を解決するというよりもむしろ改善するものと見られ、達成するのが非常に困難である。基板を冷却することは、多大な費用を伴い、その後の温度の正常化に熱歪み／応力の問題をもたらす。Ｔ３５１またはＷ５１状態（それぞれ、２ｘｘｘまたは７ｘｘｘ合金）のいずれかでの堆積は、熱影響部の境界で限られた緩和のみを提供し、そうでなければ過時効が生じる。堆積物に直接隣接する主軟化は、おそらくわずかに減少するだけであろう。７ｘｘｘオプションの場合、Ｗ５１状態も不安定であり、したがって、プレートは、（厚板圧延機で）溶液処理／延伸後に冷蔵され、その後、＜－４０℃で、おそらく北米と欧州との間で輸送される必要がある可能性が高い。また、添加剤摩擦攪拌堆積の前に冷蔵下で前加工することは、極めて困難であり、コストがかかる。
【0003】
それでもなお、添加剤摩擦攪拌堆積を改善する必要がある。
【発明の概要】
【0004】
本発明の第１の態様によれば、物品を製造する方法が提供され、方法は、
第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である、
を備える。
第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である、
を備える。
【0005】
本発明の第２の態様によれば、
第１の層と、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
第１の層上の第２の層と、ここにおいて、第２の層は、その上に第２の金属を備えるコールドスプレーされた粒子を備え、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第２の層上の第３の層と、ここにおいて、第３の層は、添加剤摩擦撹拌堆積の第３の金属を備える、および／または添加剤摩擦撹拌堆積の第３の金属であり、第３の金属は、第３のアルミニウム合金である、
を備える物品が提供される。
第１の層と、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
第１の層上の第２の層と、ここにおいて、第２の層は、その上に第２の金属を備えるコールドスプレーされた粒子を備え、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第２の層上の第３の層と、ここにおいて、第３の層は、添加剤摩擦撹拌堆積の第３の金属を備える、および／または添加剤摩擦撹拌堆積の第３の金属であり、第３の金属は、第３のアルミニウム合金である、
を備える物品が提供される。
【0006】
本発明の第３の態様によれば、バリア層として、熱処理型アルミニウム合金上のＡｌ－Ｍｇ－（Ｓｃ，Ｚｒ）系合金のコールドスプレー層を使用することが提供される。
【0007】
本発明の第４の態様によれば、物品を製造する方法が提供され、方法は、
第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２のバリア層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金であり、第２層はバリア層であり、熱処理型の第１のアルミニウム合金は、その上に第２の層を設ける前に、ＴまたはＷ質別記号（temper designation）で熱処理される、
を備える。
第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２のバリア層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金であり、第２層はバリア層であり、熱処理型の第１のアルミニウム合金は、その上に第２の層を設ける前に、ＴまたはＷ質別記号（temper designation）で熱処理される、
を備える。
【0008】
本発明の第５の態様によれば、バリア層として、熱処理型アルミニウム合金上のＡｌ－Ｍｇ－（Ｓｃ，Ｚｒ）系合金のコールドスプレー層を使用することが提供され、ここにおいて、バリア層は、熱処理型アルミニウム合金と添加剤摩擦撹拌堆積アルミニウム合金との間にある。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の第１の態様によれば、物品を製造する方法が提供され、方法は、
第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である、
を備える。
第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である、
を備える。
【0010】
このようにして、第２の層は、比較的熱いが固体状態の添加剤摩擦攪拌堆積処理と第１の層の熱処理型の第１のアルミニウム合金との間に熱障壁を設け、それによって、その熱軟化を軽減させるか、または回避する。このようにして、第１の層の特性を劣化させることなく、添加剤摩擦攪拌堆積による比較的高い堆積速度を利用することができる。第２の層は、物品に組み込まれ（すなわち、一体化され）、第３の層と同じアルミニウム合金であり得る。
方法は、物品の製造方法である。一例において、物品は、機体部品などの航空宇宙部品、エンジン部品などの車両部品、または埋め込み型医療機器などの医療部品を備える、および／またはそれらである。
方法は、物品の製造方法である。一例において、物品は、機体部品などの航空宇宙部品、エンジン部品などの車両部品、または埋め込み型医療機器などの医療部品を備える、および／またはそれらである。
【0011】
方法は、第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することを備え、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属である。一例において、第１の層は、例えば、その製造中に制御された延伸（controlled stretching）を受けるプレートまたは押出成形を備える、および／またはプレートまたは押出成形である。以下に記載されるように、第１の層がコールドスプレーのための基板を設けるか、または基板であることは理解されるべきである。
【0012】
第１の金属は、熱処理型の第１のアルミニウム合金である。一例において、熱処理型の第１のアルミニウム合金は、２ＸＸＸ、６ＸＸＸ、７ＸＸＸ、または８ＸＸＸシリーズの鍛造アルミニウム合金である。２ＸＸＸ、６ＸＸＸ、７ＸＸＸ、または８ＸＸＸシリーズの鍛造アルミニウム合金は、既知である。
【0013】
一例において、熱処理型の第１のアルミニウム合金は、その上に第２の層を設ける前に、ＴまたはＷ質別記号で（すなわち、ＴまたはＷ質別記号まで）熱処理される。一例において、方法は、その上に第２の層を設ける前に、熱処理型の第１のアルミニウム合金をＴまたはＷ質別記号で熱処理することを備える。このようにして、熱処理型の第１のアルミニウム合金は、第２の層がコールドスプレーによってその上に設けられる前に、ＴまたはＷ質別記号で熱処理される。すなわち、ＴまたはＷ質別記号は、コールドスプレーによって悪影響を受けない、または影響を受けない。一例において、第１の層は、プレートを備える、および／またはプレートである、および／またはプレートから形成され、Ｔの記号は、Ｔ３５１（例えば、２０２４、２０１４、２０１４Ａ、２０５０、等）、Ｔ６５１、Ｔ８５１、Ｔ７６５１、Ｔ７４５１、またはＴ７７３５１である。一例において、第１の層は、プレートを備える、および／またはプレートである、および／またはプレートから形成され、Ｗの記号は、（例えば、７ＸＸＸ合金の場合）Ｗ５１である。一例において、第１の層は、押出成形を備える、および／または押出成形である、および／または押出成形から形成され、Ｔの記号は、Ｔ３５１１、Ｔ６５１１、Ｔ８５１１、Ｔ７６５１１、Ｔ７４５１１、またはＴ７３５１１である（最後の「１」は、ここでは延伸後の矯正を指す）。一例において、第１の層は、押出成形を備える、および／または押出成形である、および／または押出成形から形成され、Ｗの記号は、（例えば、７ＸＸＸ合金の場合）Ｗ５１１である。
【0014】
方法は、その上に第２の金属を含む粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることを備える。一例において、粒子は第２の金属のものである（すなわち、粒子は第２の金属から本質的になる、または第２の金属からなる）。
【0015】
コールドスプレー（ガスダイナミックコールドスプレーとしても知られる）は、既知の堆積処理である。粒子（典型的には、直径１～５０μｍ、好ましくは、直径１０～４０μｍの範囲の粒径を有する）は全て、超音速ガスジェット（典型的にはＨｅおよび／またはＮ２）で、噴射ノズルから１２００ｍｓ－１までの速度に加速され、第２の面のような基板に衝突する。衝撃時に、粒子は塑性変形され、それに結合する。均一な層は、噴射ノズルを走査するかまたはラスターする（rastering）ことによって達成される。比較的厚い層は、繰り返しコールドスプレーすることによって達成され得、堆積速度は比較的高くなり得る。高圧コールドスプレー（ＨＰＣＳ）は、１．５ＭＰａを超える圧力、２ｍ３／ｍｉｎを超える流量、および約１５～２０ｋＷの火力で窒素またはヘリウムを使用する。ＨＰＣＳは、典型的には、５～５０μｍの直径を有する金属粒子を噴射するために使用される。低圧コールドスプレー（ＬＰＣＳ）は、０．５～１．０ＭＰａの圧力、０．５～２ｍ３／ｍｉｎの流量、および３～５ｋＷの火力で圧縮ガスを使用する。ＬＰＣＳは、金属粒子とセラミック粒子の混合物を噴射するために使用され得る。混合物中にセラミック成分を含むことにより、比較的低いエネルギー消費で高品質のコーティングが得られる。（プラズマ溶射、アーク溶射、フレーム溶射、または高速酸素燃料溶射のような）溶射とは異なり、粒子はコールドスプレー中に溶融しない。むしろ、コールドスプレー中の入熱は比較的低く、それによって基板中の残留応力および／またはその変形を低減または排除する。さらに、コールドスプレー層は、低い気孔率を有し、これは、典型的には閉じている（すなわち、相互に連結されていない）。
【0016】
一例において、コールドスプレーは、ヘリウムを使用するコールドスプレーを備える。一例において、コールドスプレーは、例えば、１．５ＭＰａを超える圧力、２ｍ３／ｍｉｎを超える流量、および約１５～２０ｋＷの火力でＨｅを使用する高圧コールドスプレーを備える。
【0017】
一例において、その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって第１の層の第１の面上に第２の層を設けることは、その上に第２の金属を備える粒子を第１の層の第１の面上にコールドスプレーすることによって第１の層の第１の面上にのみ第２の層を設けることを備える。すなわち、方法は、第１の層の反対側の第２の面上に第２の層をコールドスプレーすることを除外する、すなわち、片面にコールドスプレーする。
【0018】
一例において、方法は、その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の反対側の第２の面上に第２の層を設けることを備える。すなわち、方法は、第１の層の反対側の第２の面上に第２の層をコールドスプレーすることを含む、すなわち、両面にコールドスプレーする。
【0019】
一例において、その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって第１の層の第１の面上に第２の層を設けることは、第１の面を選択的にコールドスプレーすること、例えば、第１の面の選択された領域上に選択的にコールドスプレーすることを備える。このようにして、第２の面は、例えば、所望の領域に第２の層を提供するために、例えば、所望の領域にのみ第２の層を提供するために、選択的にコールドスプレーされ得る。
【0020】
一例において、第１の面上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることは、第１の面の少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、または９９％の面積上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることを備える。一例において、第１の面上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることは、第１の面全体に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることを備える。
【0021】
一例において、第１の面上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることは、第１の面上に直接、すなわち、それらの間に中間層を伴わずに、第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることを備える。一例において、第１の面上に第２の金属を含む粒子をコールドスプレーすることは、第１の面上に間接的に、すなわち、それらの間に中間層を伴って、第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることを備える。
【0022】
第２の金属は、第２のアルミニウム合金である。一例において、第２のアルミニウム合金は、熱処理型の第２のアルミニウム合金である。一例において、熱処理型の第２のアルミニウム合金は、２ＸＸＸ、６ＸＸＸ、７ＸＸＸ、または８ＸＸＸシリーズの鍛造アルミニウム合金である。一例において、第２のアルミニウム合金は、非熱処理型の第２のアルミニウム合金である。一例において、非熱処理型の第１のアルミニウム合金は、５ＸＸＸシリーズのアルミニウム合金である。一例において、非熱処理型の第２のアルミニウム合金は、５０２８のようなＡｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金であり、一般に、ＺｒおよびＳｃの１つまたは両方を含み、任意でＥｒを含む、Ａｌ－Ｍｇ－（Ｚｒ，Ｓｃ）である。一般に、アルミニウム合金に（典型的には、０．１重量％～０．５重量％の）スカンジウムを添加すると、ナノスケールのＡｌ３Ｓｃ析出物（precipitates）が析出する。ナノスケールのＡｌ３Ｓｃ析出物は、合金の降伏強度を５０～７０ＭＰａだけ増加させる。ナノスケールのＡｌ３Ｓｃ析出物は、溶接されたアルミニウム合金部品の熱影響部における過度の粒成長を制限する。これは、２つの有益な効果を有する：ナノスケールのＡｌ３Ｓｃ析出物は、他のアルミニウム合金中に形成される他の析出物よりも小さく、時効硬化性アルミニウム合金の粒界に通常存在する析出物のない領域の幅が減少する。スカンジウムはまた、鋳造アルミニウム合金中の強力な結晶粒微細化剤であり、原子的には、結晶粒微細化および析出強化の両方の結果として、アルミニウム中の最も強力な強化剤である。ナノスケールのＡｌ３Ｓｃ析出物は、２５０℃を超える温度ではそれらの強化析出物が急速に粗大化するため、強度を急速に失う典型的な市販の２ｘｘｘおよび６ｘｘｘ合金とは対照的に、比較的高い温度（約３５０℃）での粗大化に対して耐性がある。エルビウムおよびジルコニウムの添加は、Ａｌ－Ｓｃ合金の粗大化耐性を約４００℃まで増加させることが示されている。これは、スカンジウムおよびエルビウムリッチ析出物コアの周囲に、ゆっくりと拡散するジルコニウムリッチシェルを形成し、組成Ａｌ３（Ｓｃ、Ｚｒ、Ｅｒ）を有する強化析出物を形成することによって達成される。粗大化耐性のさらなる改善により、これらのアルミニウム合金は、ますます高い温度で使用することが可能になる。好ましい一例において、非熱処理型の第２のアルミニウム合金は、スカルマロイ（ＲＴＭ）（独国のＡＰＷＯＲＫＳ ＧｍｂＨから入手可能）、例えば、ＣＴ ＰＲ ＳＣＡＬＭＡＬＬＯＹ Ｆである。スカルマロイは、典型的には、窒素ガス噴霧によって作成され、表１に要約されるような典型的な組成および表２に要約されるような典型的な粒径分布を有する粉末として供給される。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
一例において、第２の金属を備える粒子は、１～５００μｍ、好ましくは、少なくとも４６、５１、６１、６４、１０１または１５１μｍ、例えば、好ましくは、６４～２５０μｍまたは１０１～２５０μｍの粒径範囲（すなわち、分布）を有する。溶融または焼結付加製造処理（sintering additive manufacturing processes）のための典型的な粒径範囲は、レーザＰＢＦ、ＬＰＢＦ、またはＬ－ＰＢＦとしても知られる選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）：２０～６０μｍ；選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）：１５～４５μｍ；指向性エネルギー堆積（ＤＥＤ）：５０～１５０μｍ；電子ビーム溶融（ＥＢＭ）：５０～１５０μｍ；レーザービーム溶融（ＬＢＭ）１０～６０μｍ；スプレー堆積５～５０μｍ、である。スカルマロイは、典型的には、２０～６３μｍおよび２０～１００μｍの粒径範囲で入手可能である。すなわち、好ましくは、第２の金属を備える粒子は、そのような溶融または焼結付加製造処理、例えば、ＬＰＢＦのための典型的な粒径範囲と比較して大きすぎるため、第２の金属を備える粒子は、典型的な製作の副産物として供給され得る（sourced）。一般に、粒径範囲は、「ASTM F3049 - 14 Standard Guide for Characterizing Properties of Metal Powders Used for Additive Manufacturing Processes」およびその中で参照される基準；「ASTM E2651 - 19 Standard Guide for Powder Particle Size Analysis」；「ASTM B214 - 16 Standard Test Method for Sieve Analysis for Metal Powders」；「ASTM B822 - 20 Standard Test Method for Particle Size Distribution of Metal Powders and Related Compounds by Light Scattering」；「ISO / ASTM52907 - 19 Additive manufacturing - Feedstock materials - Methods to characterize metallic powders」に従って決定され得る。ほとんどの粒径分析技術は、「球相当径（equivalent spherical diameter）」に関して粒径を報告することを理解されたい。
【0026】
一例において、第２の層の厚さは、少なくとも部分的に、第３の層の堆積中の入熱によって決定される。
【0027】
一例において、第２の層と第３の層のそれぞれの厚さの比は、１：２～２：１の範囲内である。
【0028】
一例において、第２の層の厚さは、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内、好ましくは、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内、より好ましくは、７ｍｍ～１０ｍｍの範囲内である。
【0029】
一般に、コールドスプレー堆積物の厚さは、少なくとも３ｍｍであり、恐らく１０～１２ｍｍ、またはそれ以上である可能性が高い。最適な厚さは、７０５０プレートで見られたＨＡＺの深さに基づいて、約７ｍｍ～１０ｍｍであると予想される。ＭＥＬＤ堆積物の厚さは、コールドスプレーよりも厚く、場合によっては多くの要因があり、実際には非常に厚く、ほとんど制限がない（例えば、数１００ｍｍ）。したがって、典型的な用途では、１０ｍｍのコールドスプレー堆積物と、わずか１０ｍｍからおそらく＞２００ｍｍ、そして＞＞２００ｍｍの範囲になり得るＭＥＬＤ堆積物が見られる。
【0030】
方法は、第３の金属を使用して、添加剤摩擦攪拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることを備え、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である。
【0031】
第２の金属と第３の金属は、第３の金属が第２の金属上に添加剤摩擦攪拌堆積によって堆積可能であるように、相互に適合性があることを理解されたい。以下に記載するように、添加剤摩擦攪拌堆積が固体状態処理（solid state process）であるため、相互適合性は組成的および／または化学的適合性を必要としないことを理解されたい。
【0032】
第２の層上に第３の層を堆積させることは、溶融堆積（fusion deposition）を除外することを理解されたい。
【0033】
（摩擦撹拌堆積またはＭＥＬＤ（ＲＴＭ）としても知られる）添加剤摩擦撹拌堆積（ＡＦＳＤ）は、摩擦撹拌溶接（friction stir welding）に基づく既知の堆積処理である。添加剤摩擦攪拌堆積は、低温の固体状態処理である。この固体状態の堆積処理は、せん断押出成形（shear extrusion）または摩擦攪拌溶接および処理（ＦＳＷ／Ｐ）のような、他の高せん断および高温固体状態処理といくつかの類似点を共有するが、原材料（feedstock material）（すなわち、第３の金属）が回転中空ツールを通して供給され、原材料が完全に固体状態のままである間に基板（すなわち、第２の層）上に堆積されるという点で著しく異なる。原材料は、棒状（典型的には、円形または正方形）または粉末の形態であり得、非消耗性回転円筒形ツール（non-consumable rotating cylindrical tool）を通して押し出される。回転および供給は、熱を発生させ、ツールからの制御された圧力下で原材料を塑性変形させ、その間に、連続層が基板上に堆積される。層が追加されると、ツールは、その上に連続層の堆積を開始するために持ち上げられ、層間に強力な冶金結合を作成する。添加剤摩擦攪拌堆積の利点は、結晶粒微細化、均質化、および気孔率の低減を含む。典型的には、添加剤摩擦攪拌堆積は、鍛造された微細構造（wrought microstructure）をもたらす。堆積された材料は十分に緻密であるので、脱結合（de-binding）、焼結、またはＨＩＰ処理は必要とされない。添加剤摩擦攪拌堆積は固体状態処理であるため、材料（１つまたは複数）が液相から凝固しないので、（典型的には、融合ベースの処理と関連付けられる）気孔率、高温割れ、元素偏析、および希釈のような問題は、減少または排除される。添加剤摩擦攪拌堆積処理中、温度は、ＦＳＷの攪拌領域（ＳＺ）における温度と同様であり、０．６～０．９Ｔｍであると推定され、ここで、Ｔｍは、材料（１つまたは複数）の融点である。添加剤摩擦撹拌堆積は、高度にスケーラブルな処理であり、アルミニウム合金の場合、１０００ｃｍ３／ｈを超える比較的高い堆積速度を有し、三次元の比較的大きな物品を含む十分に緻密な材料の修復、コーティング、および／または構築を可能にする。添加剤摩擦攪拌堆積は、固体状態処理であるため、制御された雰囲気チャンバ、およびレーザ粉末床溶融結合のような溶融堆積処理の粉末床が回避される。添加剤摩擦攪拌堆積は固体状態処理であるため、残留応力が低減される。
【0034】
一例において、第３のアルミニウム合金は、熱処理型の第３のアルミニウム合金である。一例において、熱処理型の第３のアルミニウム合金は、２ＸＸＸ、６ＸＸＸ、７ＸＸＸ、または８ＸＸＸシリーズの鍛造アルミニウム合金である。一例において、第３のアルミニウム合金は、非熱処理型の第３のアルミニウム合金である。一例において、非熱処理型の第１のアルミニウム合金は、５ＸＸＸシリーズのアルミニウム合金である。一例において、非熱処理型の第３のアルミニウム合金は、５０２８のようなＡｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金であり、一般に、ＺｒおよびＳｃの１つまたは両方を含み、任意でＥｒを含む、Ａｌ－Ｍｇ－（Ｚｒ，Ｓｃ）である。好ましい一例において、非熱処理型の第２のアルミニウム合金は、スカルマロイである。第３のアルミニウム合金は、第２のアルミニウム合金に関して記載されたものであり得る。
【0035】
一例において、第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることは、第３の金属を使用して連続的な（すなわち、複数の）層の付加摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることを含む。
【0036】
一例において、第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることは、第３の金属の粒子を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることを含む。一例において、粒子は第３の金属のものである（すなわち、粒子は第３の金属から本質的になる、または第３の金属からなる）。一例において、第３の金属の粒子は、１～５００μｍ、好ましくは、少なくとも４６、５１、６１、６４、１０１または１５１μｍ、例えば、好ましくは、６４～２５０μｍまたは１０１～２５０μｍの粒径範囲（すなわち、分布）を有する。溶融または焼結付加製造処理のための典型的な粒径範囲は、レーザＰＢＦ、ＬＰＢＦ、またはＬ－ＰＢＦとしても知られる選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）：２０～６０μｍ；選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）：１５～４５μｍ；指向性エネルギー堆積（ＤＥＤ）：５０～１５０μｍ；電子ビーム溶融（ＥＢＭ）：５０～１５０μｍ；レーザービーム溶融（ＬＢＭ）１０～６０μｍ；スプレー堆積５～５０μｍ、である。スカルマロイは、典型的には、２０～６３μｍおよび２０～１００μｍの粒径範囲で入手可能である。すなわち、好ましくは、第３の金属の粒子は、そのような溶融または焼結付加製造処理、例えば、ＬＰＢＦのための典型的な粒径範囲と比較して大きすぎるため、第３の金属の粒子は、典型的な製作の副産物として供給され得る。第３の金属の粒子は、第２の金属の粒子に関して記載されたものであり得る。
【0037】
一例において、方法は、第２の層および／または第３の層を設ける前および／または後にエージングすることを備える。このようにして、層の機械的特性を改善することができる。
【0038】
一例において、第３の層を堆積させる前および後、例えば、第２の層を設けて第３の層を堆積させる前および後の、第１の層のそれぞれの硬度の比は、１：０．５０～１：１．５０の範囲、好ましくは、１：０．７５～１：１．２５の範囲、より好ましくは、１：０．９０～１：１．１０の範囲である。すなわち、第１の層の硬度は、その間に第２の層が存在するため、第３の層を堆積することによって実質的に影響を受けない。硬度の変化は、例えば、エージングおよび／または熱処理ではなく、第３の層の堆積に関連することを理解されたい。例えば、堆積前に第１の層が例えば７０５０ Ｗ５１であり、コールドスプレーの堆積が第１の層を第３の層の熱から完全に保護する場合、硬度は変化しないはずであり、したがって、比は約１：１である。しかしながら、Ｗ５１は、定義上、不安定であるため、溶液処理および制御された延伸から長時間が経過すると、硬度が高くなる。逆に、時間間隔が短いと硬度は比較的低く、時間と共に増大するので、硬度は、堆積後に実際に上昇し得るが、堆積の結果としてではなく、単に時間の経過により上昇し得る。あるいは、処理を、例えばＴ３５１状態の２０１４Ａプレートに適用し、次いで、コールドスプレーおよびＭＥＬＤ堆積後にＴ８５１状態まで時効硬化させ、次いで、硬度の増加を見ることができるが、この場合も、基板プレートの硬度は、堆積処理によって影響を受けるべきではない。
【0039】
一例において、方法は、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の反対側の第２の面上に第４の層を設けることと、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第４の層上に第５の層を堆積させることと、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である、
を備える。
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の反対側の第２の面上に第４の層を設けることと、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第４の層上に第５の層を堆積させることと、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である、
を備える。
【0040】
すなわち、コールドスプレー層および添加剤摩擦攪拌堆積層は、両側（すなわち、両面）に設けられる。第４の層を設けることおよび第５の層を堆積させることは、それぞれ、必要な変更を加えて、第２の層を設けることおよび第３の層を堆積させることに関して記載された通りであり得る。
【0041】
本発明の第２の態様によれば、
第１の層と、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
第１の層上の第２の層と、ここにおいて、第２の層は、その上に第２の金属を備えるコールドスプレーされた粒子を備え、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第２の層上の第３の層と、ここにおいて、第３の層は、添加剤摩擦撹拌堆積の第３の金属を備える、および／または添加剤摩擦撹拌堆積の第３の金属であり、第３の金属は、第３のアルミニウム合金である、
を備える物品が提供される。
第１の層と、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である、
第１の層上の第２の層と、ここにおいて、第２の層は、その上に第２の金属を備えるコールドスプレーされた粒子を備え、第２の金属は第２のアルミニウム合金である、
第２の層上の第３の層と、ここにおいて、第３の層は、添加剤摩擦撹拌堆積の第３の金属を備える、および／または添加剤摩擦撹拌堆積の第３の金属であり、第３の金属は、第３のアルミニウム合金である、
を備える物品が提供される。
【0042】
本発明の第３の態様によれば、バリア層として、熱処理型アルミニウム合金上のＡｌ－Ｍｇ－（Ｓｃ，Ｚｒ）系合金のコールドスプレー層を使用することが提供される。
【0043】
本明細書を通して、用語「備える（comprising）」または「備える（comprises）」は、特定された成分（１つまたは複数）を含むが、他の成分の存在を排除しないことを意味する。用語「～から本質的になる（consisting essentially of）」または「～から本質的になる（consists essentially of）」は、特定された成分を含むが、不純物として存在する材料、成分を提供するために使用される処理の結果として存在する不可避の材料、および着色剤などの本発明の技術的効果を達成する以外の目的のために添加される成分を除いて、他の成分を除外することを意味する。
【0044】
用語「～からなる（consisting of）」または「～からなる（consists of）」は、特定された成分を含むが、他の成分を除外することを意味する。
【0045】
適切な場合はいつでも、文脈に応じて、用語「備える（comprises）」または「備える（comprising）」の使用は、「～から本質的になる（consisting essentially of）」または「～から本質的になる（consisting essentially of）」という意味を含むと解釈されてもよく、さらに、「～からなる（consists of）」または「～からなる（consisting of）」という意味を含むと解釈されてもよい。
【0046】
本明細書に記載された任意選択の特徴は、適切な場合には、個々に、または互いに組み合わせて、特に、添付の特許請求の範囲に記載された組み合わせで使用され得る。本明細書に記載された本発明の各態様または例示的な実施形態の任意選択の特徴は、適切な場合には、本発明の他の全ての態様または例示的な実施形態にも適用可能である。言い換えれば、本明細書を読む当業者は、本発明の各態様または例示的な実施形態の任意選択の特徴を、異なる態様および例示的な実施形態の間で交換可能および組み合わせ可能であると考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0047】
次に、本発明の実施形態が、図面を参照して、単なる例として説明される。
【図面の詳細な説明】
【0048】
図１は、例示的な実施形態による方法１００を示す。方法は、物品を製造する方法である。
【0049】
Ｓ１０２において、方法は、第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することを備え、ここにおいて、第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である。
【0050】
Ｓ１０４において、方法は、その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、第１の層の第１の面上に第２の層を設けることを備え、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である。
【0051】
Ｓ１０６において、方法は、第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって第２の層上に第３の層を堆積させることを備え、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である。
【0052】
方法は、第１の態様に関して説明されたステップのいずれかを含み得る。
【0053】
図２は、例示的な実施形態による方法をより詳細に示す。方法は、物品を製造する方法である。方法は、第１の面１１と反対側の第２の面１２とを有する第１の層１０を取得することを備え、ここにおいて、第１の層１０は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金である。
【0054】
図３は、図２の方法をより詳細に示す。方法は、その上に第２の金属を備える粒子２３をコールドスプレーすることによって、第１の層１０の第１の面１１上に第２の層２０を設けることを備え、ここにおいて、第２の金属は第２のアルミニウム合金である。
【0055】
図４は、図２の方法をより詳細に示す。方法は、第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積３４によって第２の層２０上に第３の層３０を堆積させることを備え、ここにおいて、第３の金属は第３のアルミニウム合金である。
【0056】
図５は、比較例による物品５を示す。
【0057】
より詳細には、図５は、添加剤摩擦撹拌堆積によって７０５０基板（すなわち、第１の層）上に（すなわち、直接）堆積されたＡｌ－Ｍｇ－Ｓｃ合金（すなわち、第３の層）のロックウェル「Ｂ」硬度調査（Rockwell “B” hardness survey）の写真を示す。スケールは示されておらず、界面位置を推測する必要があるが、ＨＡＺの深さは約１０ｍｍであるように見える。
【0058】
特定された解決策は、粉末状態から直接コールドスプレーすることによって、スケールマロイの中間層（すなわち、第１の層と第３の層との間の第２の層）を堆積させることである。この中間層は、（高温の）ＭＥＬＤプロセスと（室温の）７ｘｘｘ基板との間に熱バリアを形成する。中間層の厚さは、５～１０ｍｍである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2024-07-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物品を製造する方法であって、第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、前記第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、前記第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金（１０２）である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、前記第１の層の前記第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、前記第２の金属は第２のアルミニウム合金（１０４）である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって前記第２の層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、前記第３の金属は第３のアルミニウム合金（１０６）であり、
前記第２の層は、バリア層であり、
前記熱処理型の第１のアルミニウム合金は、その上に前記第２の層を設ける前に、ＴまたはＷ質別記号で熱処理される、
を備える、方法。
【請求項2】
前記熱処理型の第１のアルミニウム合金は、２ＸＸＸ、６ＸＸＸ、７ＸＸＸ、または８ＸＸＸシリーズの鍛造アルミニウム合金である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第２のアルミニウム合金は、非熱処理型の第２のアルミニウム合金である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記非熱処理型の第２のアルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金である、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記第２の層の厚さは、少なくとも部分的に、前記第３の層の堆積中の入熱によって決定される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項6】
前記第２の層と前記第３の層のそれぞれの厚さの比は、１：２～２：１の範囲内である、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記第２の層の前記厚さは、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、請求項５に記載の方法。
【請求項8】
前記コールドスプレーすることは、ヘリウムを使用してコールドスプレーすることを備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項9】
前記第３のアルミニウム合金は、非熱処理型の第３のアルミニウム合金である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項10】
前記第３のアルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金である、請求項７に記載の方法。
【請求項11】
前記第２の層および／または前記第３の層を設ける前および／または後にエージングすることを備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項12】
前記第３の層を堆積させる前と後の前記第１の層のそれぞれの硬度の比は、１：０．７５～１：１．２５の範囲内である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項13】
バリア層としての、熱処理型アルミニウム合金上のＡｌ－Ｍｇ－（Ｓｃ，Ｚｒ）系合金のコールドスプレー層の使用であって、前記バリア層は、前記熱処理型アルミニウム合金と添加剤摩擦撹拌堆積アルミニウム合金との間にある、使用。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0058】
特定された解決策は、粉末状態から直接コールドスプレーすることによって、スケールマロイの中間層（すなわち、第１の層と第３の層との間の第２の層）を堆積させることである。この中間層は、（高温の）ＭＥＬＤプロセスと（室温の）７ｘｘｘ基板との間に熱バリアを形成する。中間層の厚さは、５～１０ｍｍである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 物品を製造する方法であって、
第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、前記第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、前記第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金（１０２）である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、前記第１の層の前記第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、前記第２の金属は第２のアルミニウム合金（１０４）である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって前記第２の層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、前記第３の金属は第３のアルミニウム合金（１０６）であり、
前記第２の層は、バリア層であり、
前記熱処理型の第１のアルミニウム合金は、その上に前記第２の層を設ける前に、ＴまたはＷ質別記号で熱処理される、
を備える、方法。
［２］ 前記熱処理型の第１のアルミニウム合金は、２ＸＸＸ、６ＸＸＸ、７ＸＸＸ、または８ＸＸＸシリーズの鍛造アルミニウム合金である、［１］に記載の方法。
［３］ 前記第２のアルミニウム合金は、非熱処理型の第２のアルミニウム合金である、［１］または［２］に記載の方法。
［４］ 前記非熱処理型の第２のアルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金である、［３］に記載の方法。
［５］ 前記第２の層の厚さは、少なくとも部分的に、前記第３の層の堆積中の入熱によって決定される、［１］乃至［４］のいずれか一項に記載の方法。
［６］ 前記第２の層と前記第３の層のそれぞれの厚さの比は、１：２～２：１の範囲内である、［５］に記載の方法。
［７］ 前記第２の層の前記厚さは、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、［５］または［６］に記載の方法。
［８］ 前記コールドスプレーすることは、ヘリウムを使用してコールドスプレーすることを備える、［１］乃至［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］ 前記第３のアルミニウム合金は、非熱処理型の第３のアルミニウム合金である、［１］乃至［８］のいずれか一項に記載の方法。
［１０］ 前記第３のアルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金である、［７］に記載の方法。
［１１］ 前記第２の層および／または前記第３の層を設ける前および／または後にエージングすることを備える、［１］乃至［１０］のいずれか一項に記載の方法。
［１２］ 前記第３の層を堆積させる前と後の前記第１の層のそれぞれの硬度の比は、１：０．７５～１：１．２５の範囲内である、［１］乃至［１１］のいずれか一項に記載の方法。
［１３］ バリア層としての、熱処理型アルミニウム合金上のＡｌ－Ｍｇ－（Ｓｃ，Ｚｒ）系合金のコールドスプレー層の使用であって、前記バリア層は、前記熱処理型アルミニウム合金と添加剤摩擦撹拌堆積アルミニウム合金との間にある、使用。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 物品を製造する方法であって、
第１の面と反対側の第２の面とを有する第１の層を取得することと、ここにおいて、前記第１の層は第１の金属を備える、および／または第１の金属であり、前記第１の金属は熱処理型の第１のアルミニウム合金（１０２）である、
その上に第２の金属を備える粒子をコールドスプレーすることによって、前記第１の層の前記第１の面上に第２の層を設けることと、ここにおいて、前記第２の金属は第２のアルミニウム合金（１０４）である、
第３の金属を使用して添加剤摩擦撹拌堆積によって前記第２の層上に第３の層を堆積させることと、ここにおいて、前記第３の金属は第３のアルミニウム合金（１０６）であり、
前記第２の層は、バリア層であり、
前記熱処理型の第１のアルミニウム合金は、その上に前記第２の層を設ける前に、ＴまたはＷ質別記号で熱処理される、
を備える、方法。
［２］ 前記熱処理型の第１のアルミニウム合金は、２ＸＸＸ、６ＸＸＸ、７ＸＸＸ、または８ＸＸＸシリーズの鍛造アルミニウム合金である、［１］に記載の方法。
［３］ 前記第２のアルミニウム合金は、非熱処理型の第２のアルミニウム合金である、［１］または［２］に記載の方法。
［４］ 前記非熱処理型の第２のアルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金である、［３］に記載の方法。
［５］ 前記第２の層の厚さは、少なくとも部分的に、前記第３の層の堆積中の入熱によって決定される、［１］乃至［４］のいずれか一項に記載の方法。
［６］ 前記第２の層と前記第３の層のそれぞれの厚さの比は、１：２～２：１の範囲内である、［５］に記載の方法。
［７］ 前記第２の層の前記厚さは、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、［５］または［６］に記載の方法。
［８］ 前記コールドスプレーすることは、ヘリウムを使用してコールドスプレーすることを備える、［１］乃至［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］ 前記第３のアルミニウム合金は、非熱処理型の第３のアルミニウム合金である、［１］乃至［８］のいずれか一項に記載の方法。
［１０］ 前記第３のアルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｒ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ－Ｚｒ系合金、またはＡｌ－Ｍｇ－Ｚｒ－Ｓｃ系合金である、［７］に記載の方法。
［１１］ 前記第２の層および／または前記第３の層を設ける前および／または後にエージングすることを備える、［１］乃至［１０］のいずれか一項に記載の方法。
［１２］ 前記第３の層を堆積させる前と後の前記第１の層のそれぞれの硬度の比は、１：０．７５～１：１．２５の範囲内である、［１］乃至［１１］のいずれか一項に記載の方法。
［１３］ バリア層としての、熱処理型アルミニウム合金上のＡｌ－Ｍｇ－（Ｓｃ，Ｚｒ）系合金のコールドスプレー層の使用であって、前記バリア層は、前記熱処理型アルミニウム合金と添加剤摩擦撹拌堆積アルミニウム合金との間にある、使用。
【国際調査報告】