特表 2025-502218 鋳造材料の皮膜用のコールドスプレーシステム及び方法

(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】2025-01-24

(54)【発明の名称】鋳造材料の皮膜用のコールドスプレーシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 24/08 20060101AFI20250117BHJP

【ＦＩ】

C23C24/08 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024541831

(86)(22)【出願日】2023-01-25

(85)【翻訳文提出日】2024-07-11

(86)【国際出願番号】 US2023061205

(87)【国際公開番号】W WO2023147321

(87)【国際公開日】2023-08-03

(31)【優先権主張番号】63/267,128

(32)【優先日】2022-01-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506110243

【氏名又は名称】ノベリス・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＮＯＶＥＬＩＳ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100208225

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 修二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100217179

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 智史

(74)【代理人】

【識別番号】100202418

【弁理士】

【氏名又は名称】河原 肇

(72)【発明者】

【氏名】ニローファー ナビリ テラーニ

(72)【発明者】

【氏名】サルミスタ ダス

(72)【発明者】

【氏名】スザンヌ ハウプト

(72)【発明者】

【氏名】スチュワート エドワード ヒッキー

(72)【発明者】

【氏名】サゾル クマール ダス

(72)【発明者】

【氏名】ラジーブ ジー．カマット

(72)【発明者】

【氏名】デイビッド アンソニー ゲーンスバウアー

(72)【発明者】

【氏名】モニカ カプール

【テーマコード（参考）】

4K044

【Ｆターム（参考）】

4K044AA06

4K044AB02

4K044BA10

4K044BB01

4K044BB11

4K044BC01

4K044CA23

4K044CA25

4K044CA29

(57)【要約】

金属基材を加工処理する方法は、金属基材を受容することと、金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって金属粒子を付加的に堆積させて、金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することとを含み得る。方法は、任意選択で、金属粒子を堆積させてコールドスプレー皮膜を成形した後、または金属粒子を堆積させてコールドスプレー皮膜を成形する前に、金属基材を圧延することを含み得る。方法は、任意選択で、コールドスプレーの前に金属基材を加熱することを含み得る。金属加工システムは、金属基材上に金属粒子を付加的に堆積させるためのコールドスプレーシステム、及び金属基材をさらに加工処理するための少なくとも１つの機器を含み得る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属基材を加工処理する方法であって、
前記金属基材に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することと、
圧延機を用いて前記コールドスプレー皮膜を有する前記金属基材を圧延することと、
を含む、前記方法。

【請求項2】

前記金属基材は、連続鋳造金属製品、または直接チル鋳造工程から成形された鋳塊を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記金属粒子の前記堆積を制御することは、前記厚さが６０～１００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記金属粒子を前記金属基材の鋳造方向に対して垂直な方向に付加的に堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記金属基材をコールドスプレーする前に、前記金属基材を加熱することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記金属基材を加熱することは、
上流工程の作業からの残留熱を使用して前記金属基材を加熱すること、または
専用ヒータを用いて前記金属基材を加熱すること、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記金属基材は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材のうちの少なくとも１つを含み、前記コールドスプレー皮膜の前記金属粒子は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記金属粒子を前記金属基材に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが前記金属基材の厚さよりも薄くなるように前記金属の前記堆積を制御することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

金属基材を加工処理する方法であって、
圧延機を用いて前記金属基材を圧延することと、
前記圧延された金属基材に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記圧延された金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することと、
を含む、前記方法。

【請求項11】

前記金属基材を圧延することは、前記金属基材を熱間圧延することを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記金属粒子の前記堆積を制御することは、前記厚さが６０～１００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記金属粒子を前記金属基材全体で前記金属基材の鋳造方向に対して垂直な方向に付加的に堆積させることを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記金属基材は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材のうちの少なくとも１つを含み、前記コールドスプレー皮膜の前記金属粒子は、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

前記金属粒子を前記金属基材に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが前記金属基材の厚さよりも薄くなるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項17】

コールドスプレーの前に前記金属基材を加熱することをさらに含み、
前記金属基材を加熱することは、
上流工程の作業からの残留熱を使用して前記金属基材を加熱すること、または
専用ヒータを用いて前記金属基材を加熱すること、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項18】

金属基材を加工処理する方法であって、
コールドスプレーシステムで前記金属基材を受容することであって、前記金属基材は加熱された金属基材である、前記受容することと、
前記金属基材に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することと、
を含む、前記方法。

【請求項19】

前記金属基材を受容することは、連続鋳造金属基材、または直接チル鋳造によって成形された鋳塊を受容することを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記金属基材の幅全体に前記金属粒子を付加的に堆積させることと、前記コールドスプレー皮膜の厚さが前記金属基材の厚さよりも薄くなるように前記金属粒子の前記堆積を制御することとを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項21】

前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項22】

前記コールドスプレーシステムで前記金属基材を受容する前に、前記金属基材を加熱することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項23】

前記金属粒子を付加的に堆積させる前に、前記金属基材は、前記金属基材を加熱するための上流工程の作業からの残留熱、または前記金属基材を加熱するための専用ヒータのうちの少なくとも１つを使用して加熱される、請求項１８に記載の方法。

【請求項24】

金属基材に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成するように構成されたコールドスプレーシステムと、
前記コールドスプレーシステムから下流工程にあり、前記コールドスプレー皮膜を有する前記金属基材を圧延するように構成された圧延機と、
を含む、金属加工システム。

【請求項25】

前記コールドスプレーシステムから上流工程にあり、前記金属基材を鋳造するように構成された連続鋳造装置をさらに含む、請求項２４に記載の金属加工システム。

【請求項26】

前記圧延機は熱間圧延機である、請求項２４に記載の金属加工システム。

【請求項27】

前記コールドスプレーシステムは、前記金属基材に前記金属基材の幅全体に前記金属粒子を付加的に堆積させるように構成される、請求項２４に記載の金属加工システム。

【請求項28】

前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記コールドスプレーシステムを制御するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項２４に記載の金属加工システム。

【請求項29】

前記コントローラは、前記コールドスプレーシステムのノズルの線形速度、または前記コールドスプレー皮膜として堆積する前記金属粒子の粉体供給速度のうちの少なくとも１つを制御することによって、前記コールドスプレーシステムを制御するように構成される、請求項２８に記載の金属加工システム。

【請求項30】

金属基材に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成するように構成されたコールドスプレーシステムと、
前記コールドスプレーシステムから上流工程にあり、前記コールドスプレーシステムによる前記金属粒子の前記堆積の前に前記金属基材を圧延するように構成された圧延機と、
を含む、金属加工システム。

【請求項31】

前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記コールドスプレーシステムを制御するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項３０に記載の金属加工システム。

【請求項32】

前記コントローラは、前記コールドスプレーシステムのノズルの線形速度、または前記コールドスプレー皮膜として堆積する前記金属粒子の粉体供給速度のうちの少なくとも１つを制御することによって、前記コールドスプレーシステムを制御するように構成される、請求項３１に記載の金属加工システム。

【請求項33】

加熱された金属基材を受容するように構成されたコールドスプレーシステムを含む金属加工システムであって、前記コールドスプレーシステムは、前記加熱された金属基材に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成するように構成される、前記金属加工システム。

【請求項34】

前記コールドスプレーシステムから下流工程にあり、前記コールドスプレー皮膜を有する前記金属基材を圧延するように構成された圧延機をさらに含む、請求項３３に記載の金属加工システム。

【請求項35】

前記コールドスプレーシステムは、前記金属基材に前記金属基材の幅全体に前記金属粒子を付加的に堆積させるように構成される、請求項３３に記載の金属加工システム。

【請求項36】

前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記コールドスプレーシステムを制御するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項３３に記載の金属加工システム。

【請求項37】

前記コントローラは、前記コールドスプレーシステムのノズルの線形速度、または前記コールドスプレー皮膜として堆積する前記金属粒子の粉体供給速度のうちの少なくとも１つを制御することによって、前記コールドスプレーシステムを制御するように構成される、請求項３３に記載の金属加工システム。

【請求項38】

前記コールドスプレーシステムは、約４００℃～約５００℃の範囲にある温度で前記金属基材を受容するように構成される、請求項３３に記載の金属加工システム。

【請求項39】

前記コールドスプレーシステムから上流工程にあり、前記金属基材に少なくとも残留熱を供給するように構成された少なくとも１つの機器をさらに含む、請求項３３に記載の金属加工システム。

【請求項40】

前記少なくとも１つの機器は、鋳造装置、温間もしくは熱間圧延機、連続焼なまし固溶化熱処理システム、またはヒータのうちの少なくとも１つを含む、請求項３９に記載の金属加工システム。

【請求項41】

請求項１、１０、または１８のいずれか１項に記載の方法によって成形された金属製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の参照
本出願は、２０２２年１月２５日に出願され、ＣＯＬＤ ＳＰＲＡＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＡＴＩＮＧ ＣＡＳＴ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳと題された米国仮特許出願第６３／２６７，１２８号の利益を主張するものであり、その内容は参照によりその全体が本明細書に援用されている。

【0002】

本出願は、概して、冶金学に関し、より具体的には、皮膜を鋳造材料上に塗布するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属の連続鋳造では、従来の技術による除去またはマスクが困難な表面不具合を有する鋳造製品になることが多く、これらのような表面不具合の存在により、それらのような製品の潜在的な用途が制限される。さらに、それらのような表面不具合を面削仕上げまたは表面除去によって除去すると、時間とコストの両方の観点から工程の損失が起こる。したがって、表面が改善された連続鋳造材料を製造するための技術が不足している。

【発明の概要】

【0004】

本特許の適用を受ける実施形態は、この発明の概要ではなく、下記の特許請求の範囲によって規定される。この発明の概要は、様々な実施形態の高レベルの概要であり、下記の発明を実施するための形態のセクションでさらに説明される概念の一部を紹介する。この発明の概要は、特許を請求する主題の重要または必須の特徴を特定することを意図しておらず、また、特許を請求する主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。この主題は、本特許の明細書全体、いずれかまたはすべての図面、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。

【0005】

特定の実施形態によれば、金属基材を加工処理する方法は、金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって金属粒子を付加的に堆積させて、金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することを含む。方法は、圧延機を用いてコールドスプレー皮膜を有する金属基材を圧延することを含む。

【0006】

様々な実施形態によれば、金属基材を加工処理する方法は、圧延機を用いて金属基材を圧延することと、圧延された金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって金属粒子を付加的に堆積させて、圧延された金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することとを含む。

【0007】

いくつかの実施形態によれば、加熱された金属基材を加工処理する方法は、加熱された金属基材をコールドスプレーシステムで受容することと、金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって金属粒子を付加的に堆積させて、金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することとを含む。

【0008】

様々な実施形態によれば、金属加工システムは、金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって金属粒子を付加的に堆積させて、金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成するためのコールドスプレーシステムを含む。金属加工システムは、コールドスプレーシステムから上流工程または下流工程に圧延機を含み得る。

【0009】

特定の実施形態によれば、金属加工システムは、金属基材を加熱するためのヒータ、及びヒータから下流工程にコールドスプレーシステムを含み、コールドスプレーシステムは、加熱された金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって金属粒子を付加的に堆積させて、金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成するためのものである。

【0010】

本明細書に説明される様々な実施態様は、追加のシステム、方法、特徴、及び利点を含み得、これらは、必ずしも本明細書で明示的に開示できないが、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討すれば、当業者にとって明らかであろう。すべてのこのようなシステム、方法、特徴、及び利点が、本開示の中に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。

【0011】

本明細書は以下の添付図面を参照する。異なる図において同様の参照番号の使用は、同様または類似の構成要素を示すことが意図されている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態による、コールドスプレーシステムを備えた金属加工システムを示す。

【図2】図１の金属加工システムによって加工処理されており、図１のボックス２から取られた金属基材の一部を示す。

【図3】実施形態による、図１の金属加工システムを用いて金属基材をコールドスプレーする工程を示す。

【図4】実施形態による、図１の金属加工システムを用いて金属基材をコールドスプレーする別の工程を示す。

【図5】実施形態による、金属基材を加工処理する方法を示す。

【図6】実施形態による、金属基材を加工処理する別の方法を示す。

【図7】実施形態による、コールドスプレー皮膜を備えた金属基材の画像である。

【図8】実施形態による、圧延後の図７のコールドスプレー皮膜を備えた金属基材の画像である。

【図9】実施形態による、コールドスプレー皮膜を備えた金属基材の画像である。

【図10】実施形態による、コールドスプレー皮膜を備えた金属基材の画像である。

【図11】実施形態による、コールドスプレー皮膜を備えた金属基材の画像である。

【図12】実施形態による、コールドスプレー皮膜を備えた金属基材の画像である。

【図13】実施形態による、圧延後の図１１の金属基材の別の画像である。

【図14】実施形態による、圧延後のコールドスプレー皮膜を備えた金属基材の表面粗さを示すチャートである。

【図15】実施形態による、圧延後のコールドスプレー皮膜を備えた金属基材の曲げ角度を示すチャートである。

【図16】コールドスプレー皮膜なしの金属基材の２４時間後かつ圧延後の粒界腐食の画像である。

【図17】実施形態による、コールドスプレー皮膜を備えた金属基材の圧延後の２４時間後の粒界腐食の画像である。

【図18】図１６の金属基材の圧延後の４８時間後の粒界腐食の画像である。

【図19】図１７の金属基材の曝露後の４８時間後の粒界腐食の画像である。

【図20】Ａ～Ｃは、実施形態によるコールドスプレー皮膜を備えた金属基材の画像である。

【図21】コールドスプレー皮膜のない金属基材と比較した、実施形態によるコールドスプレー皮膜の有る金属基材を示す。

【図22】コールドスプレー皮膜のない金属基材と比較した、実施形態によるコールドスプレー皮膜の有る金属基材を示す。

【図23】Ａ～Ｂは、コールドスプレー皮膜のない金属基材の腐食と比較した、実施形態によるコールドスプレー皮膜の有る金属基材の腐食を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本明細書では、金属基材上にコールドスプレー皮膜を形成するためのコールドスプレーシステム及び方法だけでなく、コールドスプレー皮膜を備えた金属製品も説明される。本明細書で説明されるシステム及び方法は、いずれの金属にも使用できるが、これらは特にアルミニウムまたはアルミニウム合金に有用であり得る。有利なことに、コールドスプレー皮膜は、連続鋳造後、直接チル鋳造後、圧延前、圧延後などの金属加工処理中に金属基材上に堆積し得る。いくつかの態様では、加熱表面上に塗布されたコールドスプレー皮膜は、機械的及び／または化学的結合によって境界面を作成して、使用中の金属製品に継続的な保護を提供し得、この金属製品は、「溶融鋳込み」を使用して成形された製品と同様であり得、商標名ＦＵＳＩＯＮ（商標）（Ｎｏｖｅｌｉｓ，Ｉｎｃ．，Ａｔｌａｎｔａ，ＵＳ）と称されることもでき、例えば、米国特許第７，４７２，７４０号に記載されており、その内容は参照により本明細書に援用されている。様々な実施形態では、コールドスプレー皮膜は、機械的特性を低下させることなく、金属基材の表面上の浸出物及び／または他の不具合を隠蔽し得ることにより、金属基材を消費者向け製品、外部製品、及び／または他の高品質製品（本明細書では「クラスＡ」製品と呼ばれる）に使用することが可能になる。いくつかの実施形態では、コールドスプレー皮膜は、金属基材の表面の色、曲げ性、及び／または耐食性を改善することを含むがこれに限定されない、金属基材の特性を改善し得る。コールドスプレー皮膜は、直接チルまたは連続鋳造製品などの製品に塗布され得ると、面削仕上げを回避することまたは最小にすること、表面近くの微細構造を改善すること、及び／または最終的なゲージ特性を改善することによって生産性を高め得る。本明細書で提供されるシステム及び方法により、他の様々な利益及び利点が実現され得、上述の利点は限定的であると見なされるべきではない。

【0014】

図１～図４は、様々な実施形態による、金属基材１０２を加工処理するためのものであり、コールドスプレーシステム１０４を含む、金属加工システム１００の一例を示す。特定の実施形態では、以下で詳細に説明されるように、コールドスプレーシステム１０４に加えて、金属加工システム１００は、金属基材１０２をさらに加工処理するための１つまたは複数の追加のシステムまたは機器１４２を含み得る。

【0015】

図１に例示されるように、金属基材１０２は、対向する表面１０６、１０８を含み、図１の実施形態では、加工処理（または鋳造）方向１１０内で加工処理されている。金属基材１０２は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム系材料、マグネシウム合金、マグネシウム複合材料、チタン、チタン系材料、チタン合金、銅、銅系材料、複合材料、複合材料で使用されるシート、または任意の他の適切な金属、非金属、もしくは材料の組み合わせを含むがこれらに限定されない、様々な材料であってもよい。モノリシック材料、ならびに非モノリシック材料、例えば、ロールボンド材料、クラッド合金、クラッド層、複合材料（例えば、限定されないが、炭素繊維含有材料など）、または他の様々な材料もまた、本明細書に記載される方法及び製品で有用であり得る。特定の実施形態では、金属基材１０２は、アルミニウム合金、例えば、１ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、２ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または８ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金である。非限定的な一例では、金属基材１０２は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のうちの少なくとも１つである。

【0016】

非限定的な例として、本明細書に記載される方法及び製品で使用する例示的な１ｘｘｘ合金は、ＡＡ１１００、ＡＡ１１００Ａ、ＡＡ１２００、ＡＡ１２００Ａ、ＡＡ１３００、ＡＡ１１１０、ＡＡ１１２０、ＡＡ１２３０、ＡＡ１２３０Ａ、ＡＡ１２３５、ＡＡ１４３５、ＡＡ１１４５、ＡＡ１３４５、ＡＡ１４４５、ＡＡ１１５０、ＡＡ１３５０、ＡＡ１３５０Ａ、ＡＡ１４５０、ＡＡ１３７０、ＡＡ１２７５、ＡＡ１１８５、ＡＡ１２８５、ＡＡ１３８５、ＡＡ１１８８、ＡＡ１１９０、ＡＡ１２９０、ＡＡ１１９３、ＡＡ１１９８、またはＡＡ１１９９を含むことができる。

【0017】

本明細書に記載される方法及び製品で使用する２ｘｘｘシリーズの合金の非限定的な例は、ＡＡ２００１、Ａ２００２、ＡＡ２００４、ＡＡ２００５、ＡＡ２００６、ＡＡ２００７、ＡＡ２００７Ａ、ＡＡ２００７Ｂ、ＡＡ２００８、ＡＡ２００９、ＡＡ２０１０、ＡＡ２０１１、ＡＡ２０１１Ａ、ＡＡ２１１１、ＡＡ２１１１Ａ、ＡＡ２１１１Ｂ、ＡＡ２０１２、ＡＡ２０１３、ＡＡ２０１４、ＡＡ２０１４Ａ、ＡＡ２２１４、ＡＡ２０１５、ＡＡ２０１６、ＡＡ２０１７、ＡＡ２０１７Ａ、ＡＡ２１１７、ＡＡ２０１８、ＡＡ２２１８、ＡＡ２６１８、ＡＡ２６１８Ａ、ＡＡ２２１９、ＡＡ２３１９、ＡＡ２４１９、ＡＡ２５１９、ＡＡ２０２１、ＡＡ２０２２、ＡＡ２０２３、ＡＡ２０２４、ＡＡ２０２４Ａ、ＡＡ２１２４、ＡＡ２２２４、ＡＡ２２２４Ａ、ＡＡ２３２４、ＡＡ２４２４、ＡＡ２５２４、ＡＡ２６２４、ＡＡ２７２４、ＡＡ２８２４、ＡＡ２０２５、ＡＡ２０２６、ＡＡ２０２７、ＡＡ２０２８、ＡＡ２０２８Ａ、ＡＡ２０２８Ｂ、ＡＡ２０２８Ｃ、ＡＡ２０２９、ＡＡ２０３０、ＡＡ２０３１、ＡＡ２０３２、ＡＡ２０３４、ＡＡ２０３６、ＡＡ２０３７、ＡＡ２０３８、ＡＡ２０３９、ＡＡ２１３９、ＡＡ２０４０、ＡＡ２０４１、ＡＡ２０４４、ＡＡ２０４５、ＡＡ２０５０、ＡＡ２０５５、ＡＡ２０５６、ＡＡ２０６０、ＡＡ２０６５、ＡＡ２０７０、ＡＡ２０７６、ＡＡ２０９０、ＡＡ２０９１、ＡＡ２０９４、ＡＡ２０９５、ＡＡ２１９５、ＡＡ２２９５、ＡＡ２１９６、ＡＡ２２９６、ＡＡ２０９７、ＡＡ２１９７、ＡＡ２２９７、ＡＡ２３９７、ＡＡ２０９８、ＡＡ２１９８、ＡＡ２０９９、またはＡＡ２１９９を含むことができる。

【0018】

本明細書に記載される方法及び製品で使用する３ｘｘｘシリーズの合金の非限定的な例は、ＡＡ３００２、ＡＡ３１０２、ＡＡ３００３、ＡＡ３１０３、ＡＡ３１０３Ａ、ＡＡ３１０３Ｂ、ＡＡ３２０３、ＡＡ３４０３、ＡＡ３００４、ＡＡ３００４Ａ、ＡＡ３１０４、ＡＡ３２０４、ＡＡ３３０４、ＡＡ３００５、ＡＡ３００５Ａ、ＡＡ３１０５、ＡＡ３１０５Ａ、ＡＡ３１０５Ｂ、ＡＡ３００７、ＡＡ３１０７、ＡＡ３２０７、ＡＡ３２０７Ａ、ＡＡ３３０７、ＡＡ３００９、ＡＡ３０１０、ＡＡ３１１０、ＡＡ３０１１、ＡＡ３０１２、ＡＡ３０１２Ａ、ＡＡ３０１３、ＡＡ３０１４、ＡＡ３０１５、ＡＡ３０１６、ＡＡ３０１７、ＡＡ３０１９、ＡＡ３０２０、ＡＡ３０２１、ＡＡ３０２５、ＡＡ３０２６、ＡＡ３０３０、ＡＡ３１３０、またはＡＡ３０６５を含むことができる。

【0019】

本明細書に記載される方法及び製品で使用する４ｘｘｘシリーズの合金の非限定的な例は、ＡＡ４００４、ＡＡ４１０４、ＡＡ４００６、ＡＡ４００７、ＡＡ４００８、ＡＡ４００９、ＡＡ４０１０、ＡＡ４０１３、ＡＡ４０１４、ＡＡ４０１５、ＡＡ４０１５Ａ、ＡＡ４１１５、ＡＡ４０１６、ＡＡ４０１７、ＡＡ４０１８、ＡＡ４０１９、ＡＡ４０２０、ＡＡ４０２１、ＡＡ４０２６、ＡＡ４０３２、ＡＡ４０４３、ＡＡ４０４３Ａ、ＡＡ４１４３、ＡＡ４３４３、ＡＡ４６４３、ＡＡ４９４３、ＡＡ４０４４、ＡＡ４０４５、ＡＡ４１４５、ＡＡ４１４５Ａ、ＡＡ４０４６、ＡＡ４０４７、ＡＡ４０４７Ａ、またはＡＡ４１４７を含み得る。

【0020】

本明細書に記載される方法及び製品で使用する５ｘｘｘシリーズの合金の非限定的な例は、ＡＡ５１８２、ＡＡ５１８３、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５３０５、ＡＡ５５０５、ＡＡ５６０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５２１０、ＡＡ５３１０、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５４５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、またはＡＡ５０８８を含み得る。

【0021】

本明細書に記載される方法及び製品で使用する６ｘｘｘシリーズの合金の非限定的な例は、ＡＡ６１０１、ＡＡ６１０１Ａ、ＡＡ６１０１Ｂ、ＡＡ６２０１、ＡＡ６２０１Ａ、ＡＡ６４０１、ＡＡ６５０１、ＡＡ６００２、ＡＡ６００３、ＡＡ６１０３、ＡＡ６００５、ＡＡ６００５Ａ、ＡＡ６００５Ｂ、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６１０５、ＡＡ６２０５、ＡＡ６３０５、ＡＡ６００６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６２０６、ＡＡ６３０６、ＡＡ６００８、ＡＡ６００９、ＡＡ６０１０、ＡＡ６１１０、ＡＡ６１１０Ａ、ＡＡ６０１１、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１２、ＡＡ６０１２Ａ、ＡＡ６０１３、ＡＡ６１１３、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１５、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１６Ａ、ＡＡ６１１６、ＡＡ６０１８、ＡＡ６０１９、ＡＡ６０２０、ＡＡ６０２１、ＡＡ６０２２、ＡＡ６０２３、ＡＡ６０２４、ＡＡ６０２５、ＡＡ６０２６、ＡＡ６０２７、ＡＡ６０２８、ＡＡ６０３１、ＡＡ６０３２、ＡＡ６０３３、ＡＡ６０４０、ＡＡ６０４１、ＡＡ６０４２、ＡＡ６０４３、ＡＡ６１５１、ＡＡ６３５１、ＡＡ６３５１Ａ、ＡＡ６４５１、ＡＡ６９５１、ＡＡ６０５３、ＡＡ６０５５、ＡＡ６０５６、ＡＡ６１５６、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６２６０、ＡＡ６３６０、ＡＡ６４６０、ＡＡ６４６０Ｂ、ＡＡ６５６０、ＡＡ６６６０、ＡＡ６０６１、ＡＡ６０６１Ａ、ＡＡ６２６１、ＡＡ６３６１、ＡＡ６１６２、ＡＡ６２６２、ＡＡ６２６２Ａ、ＡＡ６０６３、ＡＡ６０６３Ａ、ＡＡ６４６３、ＡＡ６４６３Ａ、ＡＡ６７６３、Ａ６９６３、ＡＡ６０６４、ＡＡ６０６４Ａ、ＡＡ６０６５、ＡＡ６０６６、ＡＡ６０６８、ＡＡ６０６９、ＡＡ６０７０、ＡＡ６０８１、ＡＡ６１８１、ＡＡ６１８１Ａ、ＡＡ６０８２、ＡＡ６０８２Ａ、ＡＡ６１８２、ＡＡ６０９１、またはＡＡ６０９２を含み得る。

【0022】

本明細書に記載される方法及び製品で使用する７ｘｘｘシリーズの合金の非限定的な例は、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７００５、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９、７２０４、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７２５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、またはＡＡ７０９９を含み得る。

【0023】

本明細書に記載される方法及び製品で使用する８ｘｘｘシリーズの合金の非限定的な例は、ＡＡ８００５、ＡＡ８００６、ＡＡ８００７、ＡＡ８００８、ＡＡ８０１０、ＡＡ８０１１、ＡＡ８０１１Ａ、ＡＡ８１１１、ＡＡ８２１１、ＡＡ８１１２、ＡＡ８０１４、ＡＡ８０１５、ＡＡ８０１６、ＡＡ８０１７、ＡＡ８０１８、ＡＡ８０１９、ＡＡ８０２１、ＡＡ８０２１Ａ、ＡＡ８０２１Ｂ、ＡＡ８０２２、ＡＡ８０２３、ＡＡ８０２４、ＡＡ８０２５、ＡＡ８０２６、ＡＡ８０３０、ＡＡ８１３０、ＡＡ８０４０、ＡＡ８０５０、ＡＡ８１５０、ＡＡ８０７６、ＡＡ８０７６Ａ、ＡＡ８１７６、ＡＡ８０７７、ＡＡ８１７７、ＡＡ８０７９、ＡＡ８０９０、ＡＡ８０９１、またはＡＡ８０９３を含み得る。

【0024】

図１及び図２に例示される実施形態では、金属基材１０２は連続鋳造金属シートであるが、他の実施形態では、金属基材１０２は、要望通り、鋳塊、ビレット、他の鋳造製品、プレート、シェート（ｓｈａｔｅ）、シート、及び／または他の圧延製品を含むがこれらに限定されない、要望通り他のタイプの基材であってもよい。非限定的な一例では、金属基材１０２は、直接チル鋳造によって成形された鋳塊である。

【0025】

一般にコールドスプレーシステム１０４は、金属基材１０２の少なくとも１つの表面上に厚さ１２２を有するコールドスプレー皮膜１１６（図２参照）を形成する粒子１１４を堆積させるためのノズル１１２を含む。図示の実施形態では、コールドスプレーシステム１０４は、コールドスプレー皮膜１１６が表面１０６上にあるように表面１０６上に粒子１１４を堆積させるが、他の実施形態では、コールドスプレーシステム１０４は、要望通り、表面１０８上、または表面１０６、１０８の両方の上に粒子１１４を堆積させ得る。またコールドスプレーシステム１０４は、粒子１１４の供給を受けるための粒子（または粉体）フィーダ１１８、及び金属基材１０２上で粒子１１４を加速させるために使用されるガスを加熱するためのヒータ１２０を含み得る。

【0026】

粒子フィーダ１１８は、粒子１１４の供給を受けてよく、粒子１１４をノズル１１２に供給する。特定の実施形態では、粒子フィーダ１１８を制御して、粒子１１４がノズル１１２に供給される速度を制御することにより、粒子１１４が金属基材１０２上にコールドスプレーされる速度、及びコールドスプレー皮膜１１６の厚さ１２２が制御され得る。粒子１１４は、要望通りコールドスプレーに適した様々なタイプの粉体材料であってもよく、特定の実施形態では、粒子１１４は、アルミニウム合金を含むがこれに限定されない金属である。非限定的な一例では、粒子１１４は、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金である。非限定的な一例では、粒子１１４として使用される金属の少なくとも１つの特徴または特性は、金属基材１０２の金属とは異なり得る。非限定的な一例では、粒子１１４として使用される金属は、金属基材１０２の金属の硬さよりも高い硬さを有し得る。粒子１１４は、要望通り様々な直径を有してもよく、特定の実施形態では、直径は、０μｍ超～約１００μｍ、例えば０μｍ超～約５０μｍ、例えば約５μｍ～約５０μｍであってもよい。いくつかの実施形態では、粒子１１４として使用される材料のタイプ（例えば、特定のアルミニウム合金）及び／または粒子１１４のサイズを制御して、コールドスプレー皮膜１１６の厚さ１２２を制御し得る。

【0027】

ヒータ１２０は、ガスを受容し、そのガスを所望の温度まで加熱するための様々な適切な装置または機構であり得る。ガスは、空気、窒素、ヘリウム、及び／または他のガス、またはガスの組み合わせを含むがこれらに限定されない、必要に応じてコールドスプレーに適した様々なタイプのガスであってよい。いくつかの実施形態では、ガスの圧力は、コールドスプレーシステム１０４が高圧コールドスプレーシステムまたは低圧コールドスプレーシステムであるように制御され得る。特定の実施形態では、ヒータ１２０を制御して、ガスが加熱される温度を制御してもよい。

【0028】

ノズル１１２は、コールドスプレー工程中に金属基材１０２上に粒子１１４をスプレーするのに適した様々なタイプのノズルであり得る。コールドスプレー工程中、ノズル１１２は金属基材１０２上でスキャンして、または横切って、金属基材１０２上に粒子１１４をスプレーし、コールドスプレー皮膜１１６を形成し、ノズル１１２はコールドスプレー皮膜１１６の厚さ１２２を制御するための様々な堆積コントロールを含み得る。ノズル１１２の堆積コントロールは、ノズル１１２と金属基材１０２との間の距離、横断方向（例えば、鋳造方向１１０に平行または鋳造方向１１０に垂直）、線形速度、金属基材１０２上の所与の領域にわたるパス回数、及び／またはスキャンステップ（隣接するパス間の距離）を含み得るが、これらに限定されない。

【0029】

コールドスプレー工程中、粒子フィーダ１１８は、粒子１１４をノズル１１２に供給し、ヒータ１２０からの加熱されたガスをノズル１１２に供給することで、粒子１１４を高速に加速し、次いで金属基材１０２上にスプレーする。金属基材１０２との衝突時に、粒子１１４は、断熱加熱を受け、塑性的に変形することで、金属基材１０２に機械的に付着して、コールドスプレー皮膜１１６を形成する。特定の実施形態では、以下で詳細に説明されるように、金属基材１０２はコールドスプレー工程の前に任意選択で加熱され得、加熱された金属基材１０２をコールドスプレーすることにより、機械的及び化学的結合の両方によって境界面が作成され得る。

【0030】

上述のように、コールドスプレーシステム１０４の１つ以上の制御パラメータは、コールドスプレー皮膜１１６が金属基材１０２の表面上の浸出物及び／または他の不具合を覆う厚さ１２２を有するように制御され得る。図２に示される厚さ１２２は、見やすくするために誇張されており、金属基材１０２に対する特定の厚さ１２２を推論することを意図したものではない。非限定的な一例では、コールドスプレーシステム１０４は、コールドスプレー皮膜１１６の厚さ１２２が約２０μｍ～約３００μｍ、例えば約３０μｍ～約２００μｍ、例えば約３０μｍ～約１５０μｍ、例えば約３０μｍ～約１００μｍ、または例えば約６０μｍ～約１００μｍであるように制御され得る。いくつかの実施形態では、コールドスプレーシステム１０４は、コールドスプレー皮膜１１６の厚さ１２２が金属基材１０２の厚さよりも薄くなるように制御される。加工処理中に制御され得るコールドスプレーシステム１０４のパラメータの非限定的な例は、粒子１１４を加速するために使用されるガスのタイプ、粒子を加速するために使用されるガス圧、ヒータ１２０がガスを加熱する温度、粒子１１４として使用される材料のタイプ、粒子１１４の直径またはサイズ、粒子フィーダ１１８からの粒子１１４の供給速度、ノズル１１２のタイプ、金属基材１０２の表面に対するノズル１１２の角度、ノズル１１２と金属基材１０２との間の距離、金属基材１０２上でのノズル１１２の線形速度、金属基材１０２上でのノズル１１２の横断方向、ノズル１１２のパス回数、及び／またはスキャンステップを含むが、これらに限定されない。

【0031】

図３及び図４は、コールドスプレーシステム１０４を使用して金属基材１０２上に粒子１１４をコールドスプレーして、表面１０６上にコールドスプレー皮膜１１６を形成するパターンの非限定的な２つの例を示す。図３はノズル１１２の第一スプレー経路１２４Ａを示し、図４はノズル１１２の第二スプレー経路１２４Ｂを示す。図３では、第一スプレー経路１２４Ａは鋳造方向１１０に垂直な横断方向（または表面１０６に沿った短手方向１２６）にあり、スキャンステップ１２８は第一距離（例えば、１ｍｍ）である。図４では、第二スプレー経路１２４Ｂは鋳造方向１１０に平行であり、スキャンステップ１２８は第一距離よりも大きい第二距離（例えば、３ｍｍ）である。様々な他のスプレーパターン及び／またはスプレー経路はコールドスプレーシステム１０４によって必要に応じて利用され、所望の厚さ１２２を有するコールドスプレー皮膜１１６を設け得る。

【0032】

図１を参照すると、特定の実施形態では、コールドスプレーシステム１０４に加えて、金属加工システム１００は、少なくとも１つの追加の加工処理機器１４２を任意選択で含む。図示の実施形態では、追加の加工処理機器１４２は圧延機のワークスタンド１３０であるが、他の実施形態では、追加のタイプの加工処理機器は、必要に応じて金属加工システム１００と共に利用され得る。加工処理機器の非限定的な例は、金属基材１０２を鋳造するための機器、均質化のための機器、熱間圧延用の機器、冷間圧延用の機器、固溶化熱処理用の機器、時効用の機器、コイル成形用の機器、せん断用の機器、スタンピング用の機器、成形用の機器、及び／または圧延成形用の機器を含み得るが、これらに限定されない。さらに、機器１４２は、鋳造方向１１０でコールドスプレーシステム１０４から下流工程にあるように示されるが、他の実施形態では、そうである必要はなく、いくつかの任意選択の実施形態では、コールドスプレーシステム１０４は、２つの機器１４２の間に設けられてもよい。非限定的な一例として、コールドスプレーシステム１０４は、第一機器１４２としてヒータまたは炉からすぐ下流で、かつ第二機器として圧延機のワークスタンドからすぐ上流に設けられ得る。特定の実施形態では、コールドスプレーシステム１０４が金属基材１０２上にコールドスプレー皮膜１１６のための粒子１１４を堆積させるが、それでも金属基材１０２が上流の工程から温められているように、コールドスプレーシステム１０４は他の機器に対して様々な位置にあってもよい。それらのような実施形態では、金属基材１０２は、別個のヒータによって加熱される必要はない。言い換えれば、金属基材１０２は、加熱することによって、及び／または上流工程の作業からの残留熱を利用することによって、コールドスプレー皮膜１１６を成形するのに適している温められた、加熱された、または熱くなった材料であってもよい。それらのような上流工程の作業の非限定的な例は、鋳造、温間または熱間圧延、インターアニーリング、連続焼なまし固溶化熱処理、それらの組み合わせ、及び／または必要に応じて他の上流工程の作業を含み得るが、これらに限定されない。

【0033】

図５及び図６は、コールドスプレーシステム１０４によるコールドスプレーが少なくとも１つの追加の金属加工処理技術と併せて行われる２つの金属加工処理工程を示す。図５はコールドスプレー及び圧延を含む様々な実施形態による金属加工処理工程５００の非限定的な例を示し、図６は加熱及びコールドスプレーを含む、実施形態による金属加工処理工程６００の非限定的な例を示す。

【0034】

図５を参照すると、ブロック５０１では、工程５００は、金属基材１０２を受容し、コールドスプレーシステム１０４を使用して金属基材１０２をコールドスプレーすることで、金属基材１０２の表面の少なくとも１つ（例えば、表面１０６）の上にコールドスプレー皮膜１１６を形成することを含む。特定の実施形態では、ブロック５０１は、コールドスプレーシステム１０４を制御してコールドスプレー皮膜１１６の厚さ１２２を制御することを含む。それらのような実施形態では、ブロック５０１は、コールドスプレー皮膜１１６が金属基材１０２の表面上の浸出物及び／または他の不具合を覆うのに十分な厚さ１２２を含むように、コールドスプレーシステム１０４を制御することを含み得る。非限定的ないくつかの実施形態では、コールドスプレーシステム１０４を制御することは、厚さ１２２が約２０μｍ～約３００μｍ、例えば約３０μｍ～約２００μｍ、例えば約３０μｍ～約１５０μｍ、例えば約３０μｍ～約１００μｍ、または例えば約６０μｍ～約１００μｍであるように、コールドスプレーシステム１０４を制御することを含む。任意選択で、ブロック５０１ではコールドスプレーシステム１０４を制御することは、粒子１１４を加速するために使用されるガスのタイプ、粒子を加速するために使用されるガス圧、ヒータ１２０がガスを加熱する温度、粒子１１４として使用される材料のタイプ、粒子１１４の直径またはサイズ、粒子フィーダ１１８からの粒子１１４の供給速度、ノズル１１２のタイプ、金属基材１０２の表面に対するノズル１１２の角度、ノズル１１２と金属基材１０２との間の距離、金属基材１０２上でのノズル１１２の線形速度、金属基材１０２上でのノズル１１２の横断方向、ノズル１１２のパス回数、及び／またはスキャンステップを制御することを含み得るが、これに限定されない。

【0035】

ブロック５０３では、工程は、圧延機を使用して、コールドスプレー皮膜１１６を備えた金属基材１０２を圧延することを含む。非限定的な一実施形態では、ブロック５０３は、熱間圧延機を使用して圧延し、ゲージが３ｍｍ～２００ｍｍの間（例えば、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍ、５５ｍｍ、６０ｍｍ、６５ｍｍ、７０ｍｍ、７５ｍｍ、８０ｍｍ、８５ｍｍ、９０ｍｍ、９５ｍｍ、１００ｍｍ、１１０ｍｍ、１２０ｍｍ、１３０ｍｍ、１４０ｍｍ、１５０ｍｍ、１６０ｍｍ、１７０ｍｍ、１８０ｍｍ、１９０ｍｍ、２００ｍｍ、またはその間のいずれか）の熱間圧延プレート、熱間圧延シェート、または熱間圧延シートを成形することを含み得る。非限定的な別の実施形態として、ブロック５０３は、冷間圧延機を使用して圧延して、約０．５～１０ｍｍの間、例えば約０．７～６．５ｍｍの間のゲージを有する冷間圧延シートを成形することを含み得る。任意選択で、冷間圧延製品は、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、３．５ｍｍ、４．０ｍｍ、４．５ｍｍ、５．０ｍｍ、５．５ｍｍ、６．０ｍｍ、６．５ｍｍ、７．０ｍｍ、７．５ｍｍ、８．０ｍｍ、８．５ｍｍ、９．０ｍｍ、９．５ｍｍ、または１０．０ｍｍのゲージを有し得る。

【0036】

任意選択で、工程５００は、ブロック５０１ではコールドスプレーの前、及び／またはブロック５０３では圧延後、１つ以上の加工処理ステップまたは技術を含み得る。非限定的な一例では、工程は、コールドスプレーの前に金属基材１０２を連続鋳造すること、またはコールドスプレーの前に金属基材１０２として鋳塊を直接チル鋳造することを含み得る。非限定的な別の例では、工程は、コールドスプレーの前に金属基材１０２を圧延すること、及び／またはコールドスプレーの前に金属基材１０２を加熱する、または均質化することを含み得る。

【0037】

特定の実施形態では、コールドスプレー皮膜１１６で浸出物を隠蔽することに加えて、工程５００に従ってコールドスプレー皮膜１１６を塗布した後に金属基材１０２を圧延することにより、コールドスプレー皮膜１１６を成形する粒子１１４の間の付着だけでなく、粒子１１４と金属基材１０２との間の付着も改善され得る。またコールドスプレー皮膜１１６の塗布後に金属基材１０２を圧延すると、コールドスプレー皮膜１１６中の間隙率が最小になり得る、または低下し得るため、後続の加工処理のための及び／または最終製品としてのコールドスプレー皮膜１１６の特性が改善され得る。

【0038】

図６を参照すると、ブロック６０１では、工程６００は、金属基材１０２を加熱すること、及び／または加熱された金属基材１０２を受容することを含む。ブロック６０１では、金属基材１０２を加熱すること、及び／または加熱された金属基材１０２を受容することは、上流工程の作業または機器からの残留熱を使用すること（及び／または上流工程の作業からの残留熱から加熱される金属基材１０２を受容すること）を含み得、及び／またはブロック６０１での金属基材１０２の加熱はヒータを使用して金属基材を加熱することを含み得る。非限定的な例として、鋳造、圧延、及び／または連続焼なまし固溶化熱処理などの上流工程は、コールドスプレー用に金属基材１０２を加熱するのに適した残留熱を金属基材１０２に供給し得る。さらに、または代わりに、専用のヒータまたは加熱システムは、コールドスプレー前に金属基材１０２を加熱してもよい。非限定的な一例では、金属基材１０２を加熱することは、金属基材１０２を約４００℃～約５００℃、例えば、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、または約５００℃の範囲の温度まで加熱することを含む。非限定的な別の例では、金属基材１０２を加熱することは、任意選択で、コールドスプレー後の金属基材１０２の温度が約２５０℃～約４００℃、例えば、約２５０℃、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、または約４００℃であるように金属基材１０２を加熱することを含む。

【0039】

ブロック６０１で実行された加熱の後、工程６００は、ブロック６０３で加熱された金属基材１０２をコールドスプレーすることを含む。ブロック６０３は、工程５００のブロック５０１と実質的に同様である。工程５００と同様に、工程６００は、ブロック６０１の前及び／またはブロック６０４の後に１つまたは複数の追加の加工処理ステップを任意選択で含む。

【0040】

特定の実施形態では、コールドスプレー皮膜１１６を用いて浸出物を隠蔽することに加えて、工程６００に従ってコールドスプレー皮膜１１６を塗布する前に金属基材１０２を加熱することにより、コールドスプレー皮膜１１６と金属基材１０２との間の化学的及び／または機械的結合による境界面が作成され得る。化学的及び機械的結合とのそのような境界面は、使用中の（例えば、最終製品として）金属基材１０２に改善された保護を提供し得る。

【0041】

図７及び図８は、ＡＡ６０６１合金粒子７１４によって形成されたコールドスプレー皮膜７１６を有するＡＡ６１１１合金金属基材７０２を示す拡大画像である。図７は圧延前のコールドスプレー皮膜７１６を備えた金属基材７０２を示し、図８は圧延後かつ熱処理後のコールドスプレー皮膜７１６を備えた金属基材７０２を示す。図７に示されるように、圧延されなければ、コールドスプレー皮膜７１６は、コールドスプレー皮膜７１６を形成する粒子７１４の間に様々な寸法の間隙率７３４を含み得る。比較により、図８に示されるように、コールドスプレー皮膜７１６を備えた金属基材７０２の圧延及び熱処理は、そのような間隙率７３４を除去し得る、または実質的に除去し得ることにより、コールドスプレー皮膜７１６の特性が改善され得る。

【0042】

図９～図１９は、本明細書に記載の方法による、コールドスプレー皮膜を備えた金属基材の特性を示す画像及びチャートである。これらの例では、サンプル１～４（本明細書では、それぞれ「Ｓ１」、「Ｓ２」、「Ｓ３」、及び「Ｓ４」と略される）はそれぞれ、連続鋳造ＡＡ６１１１合金金属基材９０２、及びＡＡ６０６１合金粒子で形成されたコールドスプレー皮膜を金属基材９０２の一方の側に含んだ。金属基材９０２の反対側は、コールドスプレーされなかった。Ｓ１～４のそれぞれも、コールドスプレー前の金属基材の温度が４２０℃～５００℃であるように加熱された。これらの例の対照基材９３８（以降本明細書では「対照」）は、鋳放しＡＡ６１１１合金金属基材であった。

【0043】

Ｓ１では、コールドスプレーシステムのノズルを鋳造方向に垂直な方向に７５０ｍｍ／ｓの線形速度、スキャンステップ１ｍｍ、そして粒子フィーダの速度１ＲＰＭで移動させることによって、コールドスプレー皮膜９１６Ａを金属基材９０２に塗布した。図９は、金属基材９０２上にあり、いずれかの圧延前のコールドスプレー皮膜９１６Ａを示す。この実施形態では、コールドスプレー皮膜９１６Ａの厚さ１２２は、１８μｍ～４３μｍの範囲であり、平均厚さ３３μｍを有した。

【0044】

Ｓ２では、コールドスプレーシステムのノズルを鋳造方向に垂直な方向に２５０ｍｍ／ｓの線形速度、スキャンステップ１ｍｍ、そして粒子フィーダの速度１．４ＲＰＭで移動させることによって、コールドスプレー皮膜９１６Ｂを金属基材９０２に塗布した。図１０は、金属基材９０２上にあり、いずれかの圧延前のコールドスプレー皮膜９１６Ｂを示す。この実施形態では、コールドスプレー皮膜９１６Ｂの厚さ１２２は、７２μｍ～１７２μｍの範囲であり、平均厚さ１２６μｍを有した。

【0045】

Ｓ３では、コールドスプレーシステムのノズルを鋳造方向に平行な方向に２５０ｍｍ／ｓの線形速度、スキャンステップ１ｍｍ、そして粒子フィーダの速度１．４ＲＰＭで移動させることによって、コールドスプレー皮膜９１６Ｃを金属基材９０２に塗布した。図１１は、金属基材９０２上にあり、いずれかの圧延前のコールドスプレー皮膜９１６Ｃを示す。この実施形態では、コールドスプレー皮膜９１６Ｃの厚さ１２２は、８７μｍ～２０３μｍの範囲であり、平均厚さ１４９μｍを有した。

【0046】

Ｓ４では、コールドスプレーシステムのノズルを鋳造方向に平行な方向に１５０ｍｍ／ｓの線形速度、スキャンステップ３ｍｍ、そして粒子フィーダの速度４ＲＰＭで移動させることによって、コールドスプレー皮膜９１６Ｄを金属基材９０２に塗布した。図１２は、金属基材９０２上にあり、いずれかの圧延前のコールドスプレー皮膜９１６Ｄを示す。この実施形態では、コールドスプレー皮膜９１６Ｄの厚さ１２２は、１２０μｍ～２９３μｍの範囲であり、平均厚さ２００μｍを有した。

【0047】

図９～図１２を比較することによって示されるように、Ｓ１に従って制御されたコールドスプレーシステムは厚さ１２２の最も薄いコールドスプレー皮膜９１６Ａを生成し、Ｓ４に従って制御されたコールドスプレーシステムは厚さの最も厚いコールドスプレー皮膜９１６Ｄを生成した。

【0048】

図１３は圧延後のＳ３を示す。この図に示されるように、コールドスプレー皮膜９１６Ｃと金属基材９０２との間の境界面にある浸出物９３６は、コールドスプレー皮膜９１６Ｃによって覆われて、隠蔽された。コールドスプレー皮膜９１６がなければ、浸出物９３６は、金属基材９０２の外面上に存在し、除去を必要とし、及び／または金属基材９０２の使用を内部または構造用途に限定したであろう。

【0049】

図１４は、Ｓ１－４の圧延後の表面粗さ（Ｓａ）を対照と比較して示すチャートである。Ｓ１－４及び対照のそれぞれについて、コールドスプレー側と非コールドスプレー側との両方の上で表面粗さを測定した。またＳ１～Ｓ４及び対照を、ＡＳＴＭ Ｂ５５７に従って材料強度及び伸びについても試験したが、Ｓ１～Ｓ４のコールドスプレー皮膜は材料強度または伸びに大きな影響を示さなかった。それらのような結果は、コールドスプレー皮膜により金属基材の特性が劣化しなかったことを示す。

【0050】

特定の実施形態では、図９～図１４に示されるように、浸出物をマスクして金属基材の一部の特性を維持することに加えて、コールドスプレー皮膜は、被覆される金属基材の特性を改善し得る。非限定的ないくつかの例として、コールドスプレー皮膜は、曲げ性、腐食性能（例えば、耐食性）、及び／または色品質を改善し得る。

【0051】

非限定的な例として、本明細書に記載のコールドスプレー皮膜は、５１８２アルミニウム合金を含むがこれに限定されない５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金上で使用されて、それらのような合金の熱処理または熱間圧延後の酸化マグネシウム形成による表面の色の変化を改善し得る。

【0052】

非限定的な別の例として、図１５は、ＶＤＡ－２３８－１００に従って試験した場合の圧延後のＳ１－４及び対照の曲げ角度を示す。図１５に示されるように、Ｓ１（最小厚のコールドスプレー皮膜）及びＳ２（鋳造方向に垂直に塗布された中間の厚さのコールドスプレー皮膜）は、両方とも対照と比較して曲げ性能を改善した。

【0053】

非限定的なさらなる例として、図１６～図１９は、対照を化学物質に曝露した後の２４時間後（図１６）、Ｓ２を同じ化学物質に曝露した後の２４時間後（図１７）、対照を同じ化学物質に曝露した後の４８時間後（図１８）、及びＳ２を同じ化学物質に曝露した後の４８時間後（図１９）の粒界腐食性能を示す上面ビューの画像である。図１６及び図１８は、２４時間後及び４８時間後の両方での対照における粒界腐食９４０を示す。比較すると、Ｓ２では粒界腐食９４０の領域が著しく減少し、コールドスプレー皮膜なしの基材と比較して、コールドスプレー皮膜が耐食性を改善したことが示された。

【0054】

図２０Ａ～Ｃは、実施形態によるコールドスプレー皮膜を備えた金属基材の部分画像であり、基材とコールドスプレー皮膜との間で達成される良好な付着を示す。図２０Ａ～Ｃのそれぞれは、同じ圧延作業後の金属基材を示す。図２０Ａは、ＡＡ６０６１合金粒子で形成されたコールドスプレー皮膜２０１６Ａを備えた５ｘｘｘアルミニウム合金基材２００２Ａを示す。図２０Ｂは、ＡＡ６０６１合金粒子で形成されたコールドスプレー皮膜２０１６Ａを備えた６ｘｘｘアルミニウム合金基材２００２Ａを示す。図２０Ｃは、ＡＡ６０６１合金粒子で形成されたコールドスプレー皮膜２０１６Ａを備えた７ｘｘｘアルミニウム合金基材２００２Ａを示す。図２０Ａでは、コールドスプレー皮膜２０１６Ａは厚さ約３０μｍを有した。図２０Ｂでは、コールドスプレー皮膜２０１６Ｂは厚さ約４５μｍを有した。図２０Ｃでは、コールドスプレー皮膜２０１６Ｃは厚さ約４０μｍを有した。

【0055】

図２１は、コールドスプレー皮膜のない金属基材２１０２Ｂと比較した、実施形態によるコールドスプレー皮膜の有る金属基材２１０２Ａの例を示す。図２１では、金属基材２１０２Ａ～Ｂの両方は同じ５ｘｘｘアルミニウム合金であり、金属基材２１０２Ａは６ｘｘｘアルミニウム粒子で形成されたコールドスプレー皮膜をさらに含んだ。金属基材２１０２Ａを金属基材２１０２Ｂと比較することによって示されるように、コールドスプレー皮膜の有る金属基材２１０２Ａは、コールドスプレー皮膜のない金属基材２１０２Ｂと比較して視覚的により明るい外観を有した。

【0056】

図２２は、コールドスプレー皮膜のない金属基材２２０２Ｂと比較した、実施形態によるコールドスプレー皮膜の有る金属基材２２０２Ａの例を示す。図２２では、金属基材２２０２Ａ～Ｂの両方は同じ７ｘｘｘアルミニウム合金であり、金属基材２２０２Ａは６ｘｘｘアルミニウム粒子で形成されたコールドスプレー皮膜をさらに含んだ。金属基材２２０２Ａを金属基材２２０２Ｂと比較することによって示されるように、コールドスプレー皮膜の有る金属基材２１０２Ａは、コールドスプレー皮膜のない金属基材２１０２Ｂと比較して視覚的により明るい外観を有した。

【0057】

図２３Ａ～Ｂは、コールドスプレー皮膜のない金属基材２３０２Ｂの腐食と比較した、実施形態によるコールドスプレー皮膜の有る金属基材２３０２Ａの腐食を示す。図２３Ａ～Ｂでは、金属基材２３０２Ａ～Ｂの両方は同じ７ｘｘｘアルミニウム合金であり、金属基材２３０２Ａは６ｘｘｘアルミニウム粒子で形成されたコールドスプレー皮膜をさらに含んだ。ＩＳＯ１１８４６Ｂ試験を用いて、金属基材２３０２Ａ～Ｂの両方について腐食試験を実施した。金属基材２３０２Ａ～Ｂを比較することによって示されるように、金属基材２３０２Ｂ（コールドスプレー皮膜なし）は概して腐食２３４０を受けたが、金属基材２３０２Ａ（コールドスプレー皮膜あり）は概して受けなかった。

【0058】

本明細書で説明される技法により、他の様々な利益及び利点が実現され得、上述の利点は限定的であると見なされるべきではない。

【0059】

上述のように、本明細書に記載のコールドスプレー皮膜を備えた金属製品は、様々な製品に使用されることができ、特にクラスＡの製品に有用であり得る。いくつかの例では、金属製品は、自動車用途、ならびに他の航空機、及び鉄道用途などの輸送用途、または任意の他の所望の用途に使用され得る。例えば、コールドスプレー皮膜を備えた本開示の金属製品を使用して、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、及びＣピラー）、インナーパネル、アウターパネル、サイドパネル、インナーフード、アウターフード、またはトランクリッドパネル等の自動車構造部品を加工し得る。また、本明細書に説明される、コールドスプレー皮膜を備えた金属製品及び方法は、例えば、外部パネル及び内部パネルを加工するために、航空機用途または鉄道車両用途でも使用され得る。

【0060】

本明細書に記載されている、コールドスプレー皮膜を備えた金属製品及び方法は、電子機器の用途にも使用できる。例えば、本明細書に説明される、コールドスプレー皮膜を備えた金属製品及び方法を使用して、携帯電話及びタブレットコンピューターを含む電子デバイスの筐体を加工し得る。いくつかの例では、コールドスプレー皮膜を備えた金属製品を使用して、携帯電話（例えば、スマートフォン）のアウターケーシング、タブレットボトムシャーシ、及び他の携帯電子機器の筐体を加工し得る。

【0061】

例示
本明細書に記載された概念による、様々な例示的な実施形態のさらなる説明を提供する「例示」として明示的に列挙された少なくともいくつかを含む、例示的な実施形態の集合体が以下に提供される。これらの例示は、相互に排他的、網羅的、または限定的であることを意図するものではなく、本開示は、これらの例の例示に限定されるのではなく、むしろ発行された特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内の全ての実現可能な修正形態及び変形形態を包含する。

【0062】

例示１．金属基材を加工処理する方法であって、前記金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することと、前記コールドスプレー皮膜を有する前記金属基材を圧延機で圧延することとを含む、前記方法。

【0063】

例示２．前記金属基材は、連続鋳造金属製品、または直接チル鋳造工程から成形された鋳塊を含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0064】

例示３．前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0065】

例示４．前記金属粒子の前記堆積を制御することは、前記厚さが６０～１００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0066】

例示５．前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記金属粒子を前記金属基材の鋳造方向に対して垂直な方向に付加的に堆積させることを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0067】

例示６．前記金属基材をコールドスプレーする前に、前記金属基材を加熱することをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0068】

例示７．前記金属基材を加熱することは、上流工程の作業からの残留熱を使用して前記金属基材を加熱すること、または専用ヒータを用いて前記金属基材を加熱することのうちの少なくとも１つを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0069】

例示８．前記金属基材は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材のうちの少なくとも１つを含み、前記コールドスプレー皮膜の前記金属粒子は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0070】

例示９．前記金属粒子を前記金属基材上に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが前記金属基材の厚さよりも薄くなるように前記金属の前記堆積を制御することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0071】

例示１０．金属基材を加工処理する方法であって、圧延機を用いて前記金属基材を圧延することと、前記圧延された金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記圧延された金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することとを含む、前記方法。

【0072】

例示１１．前記金属基材を圧延することは、前記金属基材を熱間圧延することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0073】

例示１２．前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0074】

例示１３．前記金属粒子の前記堆積を制御することは、前記厚さが６０～１００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0075】

例示１４．前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記金属粒子を前記金属基材全体で前記金属基材の鋳造方向に対して垂直な方向に付加的に堆積させることを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0076】

例示１５．前記金属基材は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金金属基材のうちの少なくとも１つを含み、前記コールドスプレー皮膜の前記金属粒子は６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0077】

例示１６．前記金属粒子を前記金属基材上に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが前記金属基材の厚さよりも薄くなるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0078】

例示１７．コールドスプレー前に前記金属基材を加熱することをさらに含み、前記金属基材を加熱することは、上流工程の作業からの残留熱を使用して前記金属基材を加熱すること、または専用ヒータを用いて前記金属基材を加熱することのうちの少なくとも１つを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0079】

例示１８．金属基材を加工処理する方法であって、前記金属基材をコールドスプレーシステムで受容することであって、前記金属基材は加熱された金属基材である、前記受容することと、前記金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成することとを含む、前記方法。

【0080】

例示１９．前記金属基材を受容することは、連続鋳造金属基材、または直接チル鋳造によって成形された鋳塊を受容することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0081】

例示２０．前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記金属粒子を前記金属基材の幅にわたって付加的に堆積させることと、前記コールドスプレー皮膜の厚さが前記金属基材の厚さよりも薄くなるように前記金属粒子の前記堆積を制御することとを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0082】

例示２１．前記金属粒子を付加的に堆積させて前記コールドスプレー皮膜を生成することは、前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記金属粒子の前記堆積を制御することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0083】

例示２２．前記コールドスプレーシステムで前記金属基材を受容する前に、前記金属基材を加熱することをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0084】

例示２３．前記金属粒子を付加的に堆積させる前に、前記金属基材は、前記金属基材を加熱するための上流工程の作業からの残留熱、または前記金属基材を加熱するための専用ヒータのうちの少なくとも１つを使用して加熱される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。

【0085】

例示２４．金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成するように構成されたコールドスプレーシステム、及び前記コールドスプレーシステムから下流工程にあり、前記コールドスプレー皮膜を有する前記金属基材を圧延するように構成された圧延機を含む、金属加工システム。

【0086】

例示２５．前記コールドスプレーシステムから上流工程にあり、前記金属基材を鋳造するように構成された連続鋳造装置をさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0087】

例示２６．前記圧延機は熱間圧延機である、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0088】

例示２７．前記コールドスプレーシステムは、前記金属基材上で前記金属基材の幅にわたって前記金属粒子を付加的に堆積させるように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0089】

例示２８．前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記コールドスプレーシステムを制御するように構成されたコントローラをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0090】

例示２９．前記コントローラは、前記コールドスプレーシステムのノズルの線形速度、または前記コールドスプレー皮膜として堆積する前記金属粒子の粉体供給速度のうちの少なくとも１つを制御することによって、前記コールドスプレーシステムを制御するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0091】

例示３０．金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成するように構成されたコールドスプレーシステム、及び前記コールドスプレーシステムから上流工程にあり、前記コールドスプレーシステムによる前記金属粒子の前記堆積の前に前記金属基材を圧延するように構成された圧延機を含む、金属加工システム。

【0092】

例示３１．前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記コールドスプレーシステムを制御するように構成されたコントローラをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0093】

例示３２．前記コントローラは、前記コールドスプレーシステムのノズルの線形速度、または前記コールドスプレー皮膜として堆積する前記金属粒子の粉体供給速度のうちの少なくとも１つを制御することによって、前記コールドスプレーシステムを制御するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0094】

例示３３．加熱された金属基材を受容するように構成されたコールドスプレーシステムを含む金属加工システムであって、前記コールドスプレーシステムは、前記加熱された金属基材上に金属粒子をコールドスプレーすることによって前記金属粒子を付加的に堆積させて、前記金属基材に付着したコールドスプレー皮膜を生成するように構成される、前記金属加工システム。

【0095】

例示３４．前記コールドスプレーシステムから下流工程にあり、前記コールドスプレー皮膜を有する前記金属基材を圧延するように構成された圧延機をさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0096】

例示３５．前記コールドスプレーシステムは、前記金属基材上で前記金属基材の幅にわたって前記金属粒子を付加的に堆積させるように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0097】

例示３６．前記コールドスプレー皮膜の厚さが３０～２００μｍ（両端を含む）であるように前記コールドスプレーシステムを制御するように構成されたコントローラをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0098】

例示３７．前記コントローラは、前記コールドスプレーシステムのノズルの線形速度、または前記コールドスプレー皮膜として堆積する前記金属粒子の粉体供給速度のうちの少なくとも１つを制御することによって、前記コールドスプレーシステムを制御するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0099】

例示３８．前記コールドスプレーシステムは、約４００℃～約５００℃の範囲にある温度で前記金属基材を受容するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0100】

例示３９．前記コールドスプレーシステムから上流工程にあり、前記金属基材に少なくとも残留熱を供給するように構成された少なくとも１つの機器をさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0101】

例示４０．前記少なくとも１つの機器は、鋳造装置、温間もしくは熱間圧延機、連続焼なまし固溶化熱処理システム、またはヒータのうちの少なくとも１つを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の金属加工システム。

【0102】

例示４１．先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法によって形成された金属製品。

【0103】

実施形態の主題は、法定要件を満たすために特異性をもって本明細書に説明されているが、この説明は、必ずしも特許請求の範囲を限定することを意図していない。特許を請求する主題は、他の方法で具現化されてよく、異なる要素またはステップを含んでよく、他の既存のまたは将来の技術と併せて使用されてよい。この説明は、個々のステップの順序または要素の配置が明示的に記載されるときを除き、様々なステップまたは要素の間の特定の順序または配置を暗示するとして解釈するべきではない。「上」、「下」、「上部」、「底部」、「左」、「右」、「前部」、及び「後部」などの方向の参照は、とりわけ構成要素及び方向が参照している１つの図（または複数の図）中に例示され、説明される向きを参照することを意図している。本開示全体を通して、文字を伴う参照数字は、要素の特定の具体例を指し、文字が付随しない参照数字は、要素を一般的にまたは集合的に指す。したがって、一実施例として（図示せず）、デバイス「１２Ａ」は、まとめてデバイス「１２」と称される場合があり、そのうちの任意の１つは総称的にデバイス「１２」と称される場合がある、デバイス類の具体例を指す。図面及び説明において、同様の数字は同様の要素を表すことを意図している。本明細書で使用する場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の意味は、文脈によって特に明確に指示されない限り、単数形及び複数形の参照を含む。

【0104】

本明細書において、「系」または「７ｘｘｘ」などの、ＡＡ番号及び他の関連する記号によって識別される合金に対する言及がなされる。アルミニウム及びその合金の命名及び識別に最も一般に使用される番号名称体系の理解については、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍ ｏｆ Ｃａｓｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｉｎｇｏｔ」（両方ともアルミニウム協会により発行された）を参照のこと。

【0105】

本明細書で使用する場合、プレートは全般的に厚さが約１５ｍｍ超である。例えば、プレートとは、厚さが約１５ｍｍ超、約２０ｍｍ超、約２５ｍｍ超、約３０ｍｍ超、約３５ｍｍ超、約４０ｍｍ超、約４５ｍｍ超、約５０ｍｍ超または約１００ｍｍ超であるアルミニウム製品を指してよい。

【0106】

本明細書で使用する場合、シェート（シートプレートとも言う）は全般的に、厚さが約４ｍｍ～約１５ｍｍである。例えば、シェートは、厚さが約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、または約１５ｍｍであってよい。

【0107】

本明細書で使用する場合、シートは全般的に、厚さが約４ｍｍ未満であるアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、約４ｍｍ未満、約３ｍｍ未満、約２ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、または約０．３ｍｍ未満、（例えば、約０．２ｍｍ）の厚みを有し得る。

【0108】

本明細書で使用される場合、「鋳造金属製品」、「鋳造製品」、「鋳造アルミニウム合金製品」などの用語は、互換可能であり、竪型半連続鋳造（竪型半連続同時鋳造を含む）、半連続鋳造、連続鋳造（例えば、双ベルト鋳造機、双ロール鋳造機、ブロック鋳造機、または任意の他の連続鋳造機の使用によるものを含む）、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、または任意の他の鋳造法によって製造された製品を指す。

【0109】

本明細書に開示されるすべての範囲は、それらに包含されるありとあらゆる部分範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、「１～１０」と記載された範囲は、最小値１と最大値１０の間の任意の及びすべての部分範囲（１及び１０を含む）を含むとみなされるべきである。すなわち、すべての部分範囲は、１以上の最小値、例えば、１～６．１で開始され、且つ１０以下の最大値、例えば、５．５～１０で終了する。特に明記しない限り、元素の組成量を指す場合の「最大」という表現は、その元素が任意であり、その特定の元素のゼロパーセント組成を含むことを意味する。特に明記されていない限り、全ての組成パーセンテージは重量パーセント（ｗｔ．％）である。

【0110】

上述の態様は、実施態様の可能な例に過ぎず、単に、本開示の原理の明確な理解のために記載されている。本開示の主旨及び原理から実質的に逸脱することなく、上述の実施形態（複数可）に、多くの変形及び修正を加えてもよい。そのような全ての修正及び変形は、本開示の範囲内で本明細書に含まれることが意図され、要素またはステップの個々の態様または組み合わせに対する全ての考えられる請求項は、本開示によって立証されることが意図される。さらに、特定の用語が本明細書及び以下の特許請求の範囲で使用されるが、それらは一般的及び説明的な意味だけで使用されており、記載した実施形態、また以下の特許請求の範囲を制限する目的ではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23A】

【図23B】

【国際調査報告】