ИЗДЕЛИЯ ИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО СПЛАВА И СПОСОБЫ ИХ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ

1. Способ получения изделия из многокомпонентного сплава, содержащий:
(a) диспергирование металлического порошка в слое и/или распыление металлического порошка на подложку или в ее направлении, причем металлический порошок содержит по меньшей мере четыре различных элемента периодической таблицы;
(b) избирательное нагревание части металлического порошка до температуры выше температуры ликвидуса изделия из многокомпонентного сплава;
(c) формирование ванны расплава;
(d) охлаждение ванны расплава со скоростью охлаждения по меньшей мере 1000°C в секунду, и
(e) повторение этапов (a)-(d) до получения изделия из многокомпонентного сплава, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит металлическую матрицу, при этом по меньшей мере четыре различных элемента образуют матрицу, и изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % по меньшей мере четырех элементов.
2. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере четыре различных элемента выбраны из группы, состоящей из Al, Si, Li, Be, Mg, Ca, Sr, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, Pt, Au, Ga, Ge, In, Sn, Pb, Bi и редкоземельных элементов.
3. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором по меньшей мере четыре различных элемента представляют собой по меньшей мере пять различных элементов, причем указанные по меньшей мере пять различных элементов образуют матрицу, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % по меньшей мере пяти элементов.
4. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором по меньшей мере четыре различных элемента представляют собой по меньшей мере шесть различных элементов, причем указанные по меньшей мере шесть различных элементов образуют матрицу, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % по меньшей мере шести элементов.
5. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором по меньшей мере четыре различных элемента представляют собой семь различных элементов, причем указанные по меньшей мере семь различных элементов образуют матрицу, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % по меньшей мере семи элементов.
6. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором по меньшей мере четыре различных элемента представляют собой по меньшей мере восемь различных элементов, причем указанные по меньшей мере восемь различных элементов образуют матрицу, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % по меньшей мере восьми элементов.
7. Способ по п. 1, в котором металлический порошок содержит по меньшей мере часть частиц с одним металлом.
8. Способ по п. 1, в котором металлический порошок содержит по меньшей мере часть частиц с множеством металлов.
9. Способ по п. 1, в котором металлический порошок содержит по меньшей мере часть частиц металла-неметалла.
10. Способ по п. 9, в котором частицы металла-неметалла содержат по меньшей мере один из элементов из числа кислород, углерод, азот и бор.
11. Способ по п. 10, в котором частицы металла-неметалла выбраны из группы, состоящей из частиц окисла металла, частиц карбида металла, частиц нитрида металла и их комбинации.
2
3
3
4
2
12. Способ по п. 10, в котором частицы металла-неметалла представляют собой одно из соединений, AlO, TiC, SiN и TiB.
13. Способ изготовления изделия из многокомпонентного сплава, включающий в себя:
(a) первое получение первой зоны изделия из многокомпонентного сплава посредством первого металлического порошка;
(i) при этом первый этап получения включает применение аддитивного производства для образования первой зоны изделия из многокомпонентного сплава;
(ii) причем первая зона содержит металлическую матрицу, при этом по меньшей мере четыре различных элемента образуют матрицу, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % по меньшей мере четырех элементов;
(b) второе получение второй зоны изделия из многокомпонентного сплава посредством второго металлического порошка, причем первый металлический порошок отличен от второго металлического порошка;
(i) при этом второй этап получения включает использование аддитивного производства для образования второй зоны изделия из многокомпонентного сплава;
(ii) при этом вторая зона расположена смежно с первой зоной.
14. Способ по п. 13, в котором первый металлический порошок содержит металлические частицы, причем металлические частицы выбраны из группы, состоящей из первых частиц с одним металлом, первых частиц с множеством металлов, первых частиц металла-неметалла и их комбинации.
15. Способ по п. 14, в котором второй металлический порошок содержит вторые частицы с одним металлом.
16. Способ по п. 15, в котором второй металлический порошок дополнительно содержит частицы с множеством металлов.
17. Способ по любому из пп. 15, 16, в котором второй металлический порошок дополнительно содержит частицы металла-неметалла.
18. Проволока для применения в аддитивном производстве с использованием электронного луча или плазменной дуги, содержащая
наружную часть трубки, содержащую первый материал, и
массу частиц, содержащуюся в наружной части трубки, причем масса частиц представляет собой второй материал;
причем состав проволоки, содержащей первый материал и второй материал, является достаточным для получения изделия из многокомпонентного сплава при применении проволоки в аддитивном производстве, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере четыре элемента, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере четырех элементов.
19. Проволока для применения в аддитивном производстве с использованием электронного луча или плазменной дуги, содержащая:
(a) первую удлиненную наружную трубку;
(i) причем первая удлиненная наружная трубка содержит первый материал;
(b) вторую удлиненную внутреннюю трубку, расположенную внутри первой удлиненной наружной трубки;
(i) причем вторая удлиненная внутренняя трубка содержит по меньшей мере второй материал;
(ii) при этом второй материал отличен от первого материала;
причем состав проволоки, содержащей первый материал и второй материал, является достаточным для получения изделия из многокомпонентного сплава при применении проволоки в аддитивном производстве, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере четыре элемента, и при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере четырех элементов.
20. Проволока для применения в аддитивном производстве с использованием электронного луча или плазменной дуги, содержащая:
(a) первое волокно;
(i) причем первое волокно содержит первый материал;
(b) второе волокно, переплетенное с первым волокном;
(i) причем второе волокно содержит второй материал;
(ii) при этом второй материал отличен от первого материала;
при этом состав проволоки, содержащей первый материал и второй материал, является достаточным для получения изделия из многокомпонентного сплава при применении проволоки в аддитивном производстве, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере четыре элемента, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере четырех элементов.
21. Проволока по любому из пп. 18-20, в которой изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере пять элементов, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере пяти элементов.
22. Проволока по любому из пп. 18-20, в которой изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере шесть элементов, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере шести элементов.
23. Проволока по любому из пп. 18-20, в которой изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере семь элементов, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере семи элементов.
24. Проволока по любому из пп. 18-20, в которой изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере восемь элементов, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере восьми элементов.
25. Способ изготовления изделия из многокомпонентного сплава, включающий в себя:
(a) использование источника излучения для нагрева проволоки по любому из пп. 18-24 выше точки ликвидуса подлежащей формированию детали с образованием ванны расплава, причем ванна расплава содержит по меньшей мере четыре различных элемента;
(b) охлаждение ванны расплава со скоростью охлаждения по меньшей мере 1000°C в секунду, и
(c) повторение этапов (a)-(b) до получения изделия из многокомпонентного сплава, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит металлическую матрицу, причем по меньшей мере четыре различных элемента образуют матрицу, и изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % по меньшей мере четырех элементов.
26. Способ изготовления многокомпонентного сплава, включающий в себя:
(a) избирательное распыление одного или более металлических порошков в направлении наращиваемой подложки;
(b) нагревание посредством источника излучения металлических порошков и, необязательно, наращиваемой подложки, выше температуры ликвидуса заданного изделия из многокомпонентного сплава, подлежащего формированию, с образованием ванны расплава;
(c) охлаждение ванны расплава с образованием, таким образом, твердой части изделия из многокомпонентного сплава, причем охлаждение включает охлаждение со скоростью охлаждения по меньшей мере 100°C в секунду, и
(d) повторение этапов (a)-(c) до получения изделия из многокомпонентного сплава, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит металлическую матрицу, причем по меньшей мере четыре различных элемента образуют матрицу, и изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % по меньшей мере четырех элементов.
27. Способ, включающий
первый сбор первого исходного материала из первого источника порошка системы аддитивного производства;
второй сбор второго исходного материала из второго источника порошка системы аддитивного производства;
объединение первого и второго исходного материала, с получением, таким образом, смеси металлических порошков, причем состав смеси металлических порошков достаточен для получения изделия из многокомпонентного сплава, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере четыре элемента и при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере четырех элементов.
28. Способ по п. 27, в котором первый сбор включает механическое проталкивание первого исходного материала через ролик, причем второй сбор включает механическое проталкивание второго исходного материала через ролик.
29. Способ по п. 28, включающий проталкивание первого исходного материала в направлении второго исходного материала через ролик.
30. Способ по п. 29, в котором этап доставки включает проталкивание смешанного исходного материала из положения, находящегося ниже по технологической цепочке от второго источника порошка, в пространство для сборки.
31. Способ по п. 27, в котором этап сбора включает корректировку высоты платформы для первого источника порошка, таким образом, доставляя первый объем первого исходного материала для первого этапа сбора.
32. Способ по п. 31, включающий после первого этапа сбора перемещение платформы по высоте, тем самым доставляя третий исходный материал, причем третий исходный материал представляет собой второй объем первого исходного материала.
33. Способ по п. 32, включающий
третий сбор третьего исходного материала из первого источника порошка;
четвертый сбор второго исходного материала из второго источника порошка и
объединение третьего исходного материала и второго исходного материала.
34. Способ по п. 33, в котором на этапах второго сбора и четвертого сбора собирают эквивалентный объем второго исходного материала.
35. Способ по любому из пп. 27-34, включающий получение специального трехмерного изделия из многокомпонентного сплава в сборном пространстве системы аддитивного производства с использованием смеси металлических порошков, причем изделие из многокомпонентного сплава содержит по меньшей мере четыре элемента, при этом изделие из многокомпонентного сплава содержит 5-35 ат. % каждого из по меньшей мере четырех элементов.
36. Способ по п. 35, в котором трехмерное изделие из многокомпонентного сплава представляет собой дисперсионно-упрочняемое за счет оксидов изделие из многокомпонентного сплава, содержащее частицы M-O, при этом M обозначает металл, а O обозначает кислород.
37. Способ по п. 36, в котором дисперсионно-упрочняемое за счет оксидов изделие из многокомпонентного сплава содержит достаточное количество оксидов для способствования дисперсионному упрочнению за счет оксидов, и при этом дисперсионно-упрочняемое за счет оксидов изделие из металлического сплава содержит не более 10% по массе оксидов.
2
3
2
3
2
2
3
38. Способ по п. 37, в котором частицы M-O выбраны из группы, состоящей из YO, AlO, TiO, LaO и их комбинаций.
39. Система аддитивного производства, содержащая
первый источник порошка, имеющий первую емкость для порошка для распределения первого порошкового исходного материала;
второй источник порошка, находящийся ниже по потоку от первого источника порошка, при этом второй источник порошка имеет вторую емкость для распределения второго порошкового исходного материала;
распределитель порошка, выполненный с возможностью:
(a) сбора первого порошкового исходного материала из первого источника порошка;
(b) сбора второго порошкового исходного материала из второго источника порошка;
(c) перемещения по меньшей мере от первого источника порошка ко второму источнику порошка;
(d) перемещение по меньшей мере от первого и второго источников порошка к пространству для сборки для создания изделия аддитивного производства, причем пространство для сборки находится ниже по потоку от второго источника порошка, и при этом сборное пространство содержит сборную емкость для приема порошкового исходного материала.
40. Система аддитивного производства по п. 39, содержащая
распределительную поверхность, связанную с первым источником порошка, вторым источником порошка и сборным пространством;
причем сборное устройство выполнено с возможностью перемещения вдоль распределительной поверхности по меньшей мере с одним из первого и второго порошковых исходных материалов.
41. Система аддитивного производства по п. 40, в которой первый источник порошка содержит
первую платформу, расположенную внутри первой емкости, причем первая платформа выполнена с возможностью продольного перемещения вверх и вниз внутри первой емкости;
причем первая емкость выполнена с возможностью содержания первого порошкового исходного материала;
при этом первая платформа выполнена с возможностью управления посредством контроллера для доставки регулируемого объема первого порошкового исходного материала относительно распределительной поверхности.
42. Система аддитивного производства по п. 41, в которой распределительная поверхность расположена над распределительной платформой.
43. Система аддитивного производства по п. 42, в которой распределитель порошка выполнен с возможностью перемещения вдоль распределительной поверхности от первой емкости ко второй емкости.
44. Система аддитивного производства по п. 43, в которой распределитель порошка выполнен с возможностью перемещения вдоль распределительной поверхности от второй емкости к сборной емкости.
45. Система аддитивного производства по п. 43, содержащая вибрационное устройство, расположенное между второй емкостью и сборной емкостью.
46. Система аддитивного производства по п. 40, в которой распределительная поверхность является плоской и образует верхнюю рабочую поверхность для распределителя порошка.