本發明涉及鋁合金，用于生產輕質金屬工件的方法，包含所述鋁合金的輕質金屬工件，以及所述鋁合金用于以下方面的用途：用于通過加層制造(additivelayermanufacturing，alm)和/或噴涂法生產高強度輕質金屬工件，用于負荷優化的組件(特別是汽車制造中或航空航天應用中)、設備工程、醫療技術，或者作為用于結構組件的涂層材料。
背景技術：
在alm技術的范圍內，存在不同的生產方法，例如粉床法、粉噴法或基于線的工藝。對于重負荷結構/結構組件，這種類型的工藝技術提供了具有多功能個性化設計可能性的負荷優化的構件構造，例如，通過來自不同材料或“合金相關”材料的整體或整合的材料構造。根據制造方法，生成方法支持材料的最大利用以及構件的復雜性。在此，尤其可能的是通過潛在地直接整合在工藝中的部分材料調整/改變/增強，通過整合多個或至少兩個材料粉末容器或材料線導向裝置進行的近端輪廓結構組件的定制制造。
alm工藝(特別是航空旅行中)構成了精密鑄造技術的技術競爭，主要用于生產用于航空旅行或醫療技術的復雜結構組件，所述結構組件進而是薄壁的且是根據合金而負荷優化的。而且少量的所需結構組件是非常重要的。在精密鑄造的情況下，鋁合金a357(alsi7mg0.6)主要用于薄壁結構，而a201/ko1(alcu5mgtiag)主要用作壁厚度更大的結構組件的更堅固的變體。標準材料主要用于alm工藝。在鈦合金的情況下，該材料特別地為ti6al4v，而在鋁合金的情況下，該材料為alsi10mg。現在所需的強度值遠大于400mpa，而且通常只能用鍛造合金實現，然而，鍛造合金不能或者僅僅用普通鑄造方法難以鑄造。
然而，為了能夠根據結構組件的應用充分地利用alm工藝技術的優點，需要設計工藝優化的材料。
因此，期望提供一種鋁合金。還期望提供可以直接整合在部分或整體構件制造的生產過程中的鋁合金。另外，期望提供這樣的鋁合金：通過該鋁合金可以避免復雜的熱機械處理并因此進一步可以節省昂貴且耗時的工藝步驟。還期望提供這樣的鋁合金：其使得能夠進行熱處理而沒有材料損壞和/或熱應力/翹曲。此外，期望提供這樣的鋁合金：用該鋁合金可以省掉復雜的構件整平并且還可以提高構件的重現性和經濟效率。因此，特別期望提供這樣的鋁合金：其適于生產輕質金屬工件，特別是通過alm工藝技術和/或噴涂法。
因此，本發明的一個目的是提供一種鋁合金，特別是適于生產高強度輕質金屬工件的鋁合金。本發明的另一個目的是使得所述鋁合金能夠直接整合在部分或整體構件制造的生產過程中。本發明的又一個目的是通過所述鋁合金避免復雜的熱機械處理(例如軋制、擠壓和鍛造)并因此進一步可以節省昂貴且耗時的工藝步驟。本發明的又一個目的是允許所述鋁合金進行熱處理而沒有材料損壞和/或熱應力/翹曲。本發明的再一個目的是由于使用所述鋁合金而省掉復雜的構件整平并且還能夠提高構件的重現性和經濟效率。本發明的另一個目的是使所述鋁合金適于生產高強度輕質金屬工件，特別是通過alm工藝技術和/或噴涂法。
這些目的通過權利要求中所限定的主題內容來實現。有利的實施方案是從屬權利要求的主題。
技術實現要素：
因此，本發明的第一主題是由以下組成的鋁合金：
相對于所述合金的總重量為4.0重量％至10.0重量％的鋅(zn)，
相對于所述合金的總重量為1.0重量％至3.5重量％的鎂(mg)，
相對于所述合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素，
相對于所述合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)，
相對于所述合金的總重量為0重量％至<0.4重量％的硅(si)，
相對于所述合金的總重量為0重量％至<0.5重量％的鐵(fe)，
相對于所述合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)，
相對于所述合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)，
相對于所述合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)，
相對于所述合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)，
剩余部分為鋁和另外的雜質，所述另外的雜質各自相對于所述合金的總重量為至多0.1重量％，并且總體相對于所述合金的總重量為至多0.5重量％。
根據本發明的鋁合金是特別熱穩定的。另一個優點在于，根據本發明的鋁合金可以直接整合在部分或整體構件制造的生產過程中。又一個優點在于，通過根據本發明的鋁合金可以避免復雜的熱機械處理并因此進一步可以節省昂貴且耗時的工藝步驟。又一個優點在于：根據本發明的鋁合金使得能夠進行熱處理而沒有材料損壞和/或熱應力/翹曲。再一個優點在于，由于使用根據本發明的鋁合金，可以省掉復雜的組件整平并且還可以提高構件的重現性和經濟效率。另一個優點特別在于：根據本發明的鋁合金適于生產高強度輕質金屬工件，特別是通過alm工藝技術和/或噴涂法。
例如，合金包含相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％，特別地4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)和/或相對于合金的總重量為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)。
例如，合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.03重量％至0.15重量％的鈦(ti)和/或相對于合金的總重量為0.02重量％至0.75重量％，特別地0.05重量％至0.7重量％的鈧(sc)。
例如，合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至2.0重量％，特別地0.05重量％至1.5重量％的銅(cu)和/或相對于合金的總重量為0.01重量％至0.5重量％，特別地0.05重量％至0.4重量％的錳(mn)，和/或相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.02重量％至0.15重量％的鉻(cr)。
例如，合金包含鎂(mg)的量使得鋅(zn)與鎂(mg)的重量比[wt(zn)/wt(mg)]為2:1至3:1。
例如，合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素。
例如，鉿(hf)和/或鋱(tb)的量各自相當于鈧(sc)量的至多1/4。
例如，合金以粉末的形式，特別是以包含平均粒徑d50≤100μm，優選為20μm至70μm的顆粒的粉末的形式提供。
本發明還提供了一種用于生產輕質金屬工件的方法，所述方法包括以下步驟：
a)提供如本文所限定的鋁合金，
b)通過加層制造(alm)和/或噴涂法生產包含來自步驟a)的鋁合金的輕質金屬工件，以及
c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質金屬工件冷卻至≤80℃。
例如，該方法包括使來自步驟c)的輕質金屬工件經受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理的另一步驟d)。
本發明還涉及輕質金屬工件，其包含如本文所限定的鋁合金。
本發明還涉及如本文所限定的鋁合金用于通過加層制造(alm)和/或噴涂法生產高強度輕質金屬工件的用途。本發明另外涉及如本文所限定的鋁合金用于結構組件(特別是汽車制造中或航空航天應用中)，設備工程，醫療技術，或作為用于結構組件的涂層材料的用途。
具體實施方式
本發明涉及鋁合金。
該鋁合金由以下組成：
相對于合金的總重量為4.0重量％至10.0重量％的鋅(zn)，
相對于合金的總重量為1.0重量％至3.5重量％的鎂(mg)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素，
相對于合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)，
相對于合金的總重量為0重量％至<0.4重量％的硅(si)，
相對于合金的總重量為0重量％至<0.5重量％的鐵(fe)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)，
相對于合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)，
剩余部分為鋁和另外的雜質，另外的雜質各自相對于合金的總重量為至多0.1重量％，并且總體相對于合金的總重量為至多0.5重量％。
該鋁合金應該特別適于通過alm工藝技術和/或噴涂法生產高強度輕質金屬工件。
因此，本發明的一個要求是：鋁合金包含相對于合金的總重量為4.0重量％至10.0重量％的鋅(zn)。鋁合金優選地包含相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％，特別地4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)。
本發明的另一個要求是：鋁合金包含相對于合金的總重量為1.0重量％至3.5重量％的鎂(mg)。鋁合金優選地包含相對于合金的總重量為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)。
例如，鋁合金包含相對于合金的總重量為4.0重量％至10.0重量％的鋅(zn)和為1.0重量％至3.5重量％的鎂(mg)。鋁合金優選地包含相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％的鋅(zn)和為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)。鋁合金甚至更優選地包含相對于合金的總重量為4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)和為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)。
本發明的一個優點在于，鋁合金包含與鎂(mg)相比大量的鋅(zn)，并且特別地，鋅量高于常規合金中的鋅量。
鋁合金優選地包含鋅(zn)和鎂(mg)的量使得鋅(zn)與鎂(mg)的重量比[wt(zn)/wt(mg)]為2:1至3:1。鋅(zn)與鎂(mg)的此重量比特別有利于改善耐腐蝕性。
鋁合金還可以包含多種另外的合金元素。
此外，可以向鋁合金添加選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素。特別地，可以向鋁合金添加相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素。
在一個實施方案中，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素。例如，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鋱(tb)和釩(v)的至少一種元素。
在一個實施方案中，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)和/或釩(v)。例如，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)和釩(v)。替代地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)或釩(v)。
例如，鋁合金包含相對于合金的總重量各自為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少兩種元素，特別地兩種元素。替代地，鋁合金包含相對于合金的總重量各自為0.001重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少三種元素，特別地三種或四種元素。
如果鋁合金包含鋯(zr)，則鋯(zr)的量相當于鈧(sc)的量的至多1/4。換言之，鋁合金以相當于鈧(sc)的量的≤25％的量包含鋯(zr)。例如，鋁合金以相當于鈧(sc)的量的<25％的量包含鋯(zr)。
優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量例如為0.01重量％至0.375重量％的鋯(zr)。優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.02重量％至0.35重量％，特別地0.05重量％至0.3重量％的鋯(zr)。
在一個替代實施方案中，鋁合金包含相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的鉿(hf)和/或鋱(tb)。在一個實施方案中，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鉿(hf)和鋱(tb)。替代地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.001重量％至0.5重量％的鉿(hf)或鋱(tb)。
如果鋁合金包含鉿(hf)和/或鋱(tb)，則鉿(hf)和/或鋱(tb)的量各自相當于鈧(sc)的量的至多1/4。換言之，鋁合金以各自相當于鈧(sc)的量的≤25％的量包含鉿(hf)和/或鋱(tb)。例如，鋁合金以各自相當于鈧(sc)的量的<25％的量包含鉿(hf)和/或鋱(tb)。
在一個實施方案中，鋁合金包含0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)或0.001重量％至0.5重量％的釩(v)或0.001重量％至0.5重量％的釓(gd)或0.001重量％至0.5重量％的鉿(hf)或0.001重量％至0.5重量％的鉬(mo)或0.001重量％至0.5重量％的鋱(tb)或0.001重量％至0.5重量％的鈮(nb)或0.001重量％至0.5重量％的鉺(er)。替代地，鋁合金包含0.001重量％至0.5重量％的鋯(zr)和0.001重量％至0.5重量％的釩(v)和0.001重量％至0.5重量％的釓(gd)和0.001重量％至0.5重量％的鉿(hf)和0.001重量％至0.5重量％的鉬(mo)和0.001重量％至0.5重量％的鋱(tb)和0.001重量％至0.5重量％的鈮(nb)和0.001重量％至0.5重量％的鉺(er)。在各種情況下以重量％計的值相對于合金的總重量。
鋁合金包含相對于合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)。優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.03重量％至0.15重量％的鈦(ti)。特別地，鈦降低導電性。
鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)。優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.02重量％至0.75重量％，特別地0.05重量％至0.7重量％的鈧(sc)。
鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)。優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至2.0重量％，特別地0.05重量％至1.5重量％的銅(cu)。
鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)。優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.5重量％，特別地0.05重量％至0.4重量％的錳(mn)。
鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至<0.5重量％的鐵(fe)。優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.05重量％至0.4重量％，特別地0.05重量％至0.2重量％的鐵(fe)。
鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)。優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.02重量％至0.15重量％的鉻(cr)。
鋁合金還包含相對于合金的總重量為0重量％至<0.4重量％的硅(si)。優選地，鋁合金包含相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.05重量％至0.15重量％的硅(si)。
在一個實施方案中，鋁合金優選地包含相對于合金的總重量為0.05重量％至0.4重量％，優選地0.05重量％至0.2重量％的鐵(fe)和相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％，特別地0.05重量％至0.15重量％的硅(si)。
鋁合金的剩余部分為鋁。鋁合金還可能包含相對于合金的總重量各自為至多0.1重量％的雜質，并且總體相對于合金的總重量為至多0.5重量％。
因此，鋁合金優選地由以下組成：
相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％，優選地4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)，
相對于合金的總重量為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)，相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素，
相對于合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)，
相對于合金的總重量為0重量％至<0.4重量％的硅(si)，
相對于合金的總重量為0重量％至<0.5重量％的鐵(fe)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)，
相對于合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)，
剩余部分為鋁和另外的雜質，另外的雜質各自相對于合金的總重量為至多0.1重量％，并且總體相對于合金的總重量為至多0.5重量％。
因此，鋁合金優選地由以下組成：
相對于合金的總重量為4.0重量％至8.0重量％，優選地4.1重量％至8.0重量％的鋅(zn)，
相對于合金的總重量為1.1重量％至3.0重量％的鎂(mg)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的選自鋯(zr)、鉿(hf)、鉬(mo)、鋱(tb)、鈮(nb)、釓(gd)、鉺(er)和釩(v)的至少一種元素，
相對于合金的總重量為0重量％至<2.5重量％的銅(cu)，
相對于合金的總重量為0.01重量％至0.2重量％的硅(si)，
相對于合金的總重量為0.05重量％至0.4重量％的鐵(fe)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.5重量％的錳(mn)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.3重量％的鉻(cr)，
相對于合金的總重量為0重量％至0.2重量％的鈦(ti)，
相對于合金的總重量為0重量％至1.25重量％的鈧(sc)，
剩余部分為鋁和另外的雜質，另外的雜質各自相對于合金的總重量為至多0.1重量％，并且總體相對于合金的總重量為至多0.5重量％。
鋁合金可以以粉末或線的形式提供。用于生產粉末或線形式的合金的方法是現有技術中已知的。
根據本發明的鋁合金特別適于通過alm工藝技術和/或噴涂法生產輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件。因此，根據本發明的鋁合金優選地以粉末、線或填充材料的形式提供。
例如，鋁合金以包含平均粒徑d50≤100μm，優選為10μm至70μm的顆粒的粉末形式提供。
在一個實施方案中，鋁合金以包含平均粒徑d50為20μm至70μm，優選20μm至60μm的顆粒的粉末形式提供。替代地，鋁合金以平均線直徑為0.8mm至5mm，優選地0.8mm至1.2mm的線的形式提供。
當鋁合金待通過噴涂法加工時，鋁合金優選地作為粉末使用。噴涂法是現有技術中已知的。例如，可以經由冷氣體、常壓等離子體、hvof或火焰噴涂來生產輕質金屬工件。當經由常壓等離子體、hvof或火焰噴涂來生產輕質金屬工件時，粉末的平均粒徑d50優選≤100μm，甚至更優選50μm至90μm。如果經由冷氣體來生產輕質金屬工件，則粉末的平均粒徑d50為5μm至70μm，優選5μm至60μm。
因此，根據本發明的鋁合金也適于通過噴涂法生產高強度輕質金屬工件。根據本發明的鋁合金優選地以粉末或線的形式提供。
在一個實施方案中，首先由鋁合金的粉末生產線或填充材料。這樣的生產方法在現有技術中是已知的。
本發明還涉及一種用于通過加層制造(alm)生產輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件的方法。輕質金屬工件優選地通過如下文所述的方法來生產。
根據本發明的用于生產輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件的方法至少包括以下步驟：
a)提供鋁合金，
b)通過加層制造(alm)生產包含來自步驟a)的鋁合金的輕質金屬工件，以及
c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質金屬工件冷卻至≤80℃。
例如，用于生產輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件的方法包括使來自步驟c)的輕質金屬工件經受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理的另一步驟d)。
在一個實施方案中，用于生產輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件的方法由以下步驟組成：
a)提供鋁合金，
b)通過加層制造(alm)生產包含來自步驟a)的鋁合金的輕質金屬工件，
c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質金屬工件冷卻至≤80℃，以及
d)任選地，使來自步驟c)的輕質金屬工件經受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理。
因此，根據步驟a)，根據本發明的方法的一個要求是提供鋁合金。
關于鋁合金，參照以上關于鋁合金及其實施方案的限定。
按照根據本發明的方法的步驟b)，通過加層制造(alm)生產包含鋁合金的輕質金屬工件。
用于通過加層制造(alm)生產輕質金屬工件的方法是現有技術中已知的。
按照根據本發明的方法的步驟c)，以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質金屬工件冷卻至≤80℃。
例如，將步驟c)中的冷卻進行至≤60℃，優選至室溫。
本領域技術人員已知，固化速率應適合于所生產的輕質金屬構件/工件的直徑并且取決于所生產的輕質金屬工件的熱消散。因此，本領域技術人員將相應地盡可能地調節固化速率以適應所生產的輕質金屬工件。在本發明的一個實施方案中，步驟c)中的冷卻以1,000k/秒至10,000,000k/秒，優選5,000k/秒至100,000k/秒的固化速率進行。例如，步驟c)中的冷卻以10,000k/秒至100,000k/秒，優選25,000k/秒至100,000k/秒，最優選50,000k/秒至100,000k/秒的固化速率進行。這樣的固化速率特別地具有以下優點：可以向鋁合金中添加更大量的鈧。
這樣的用于冷卻輕質金屬工件的方法是現有技術中已知的。例如，可以借助于在運動空氣中冷卻或者通過在水中驟冷以限定方式冷卻輕質金屬工件。
替代地，步驟c)中的冷卻露天進行。
在根據本發明的方法的任選的步驟d)中，可以使步驟c)中獲得的輕質金屬工件經受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理。
按照根據本發明的方法的任選的步驟d)的熱處理也可以以多個階段和/或步驟進行。
優選使步驟c)中獲得的輕質金屬工件經受在80℃至470℃的溫度范圍的熱處理。
在本發明的一個實施方案中，根據任選的步驟d)的熱處理在兩階段工藝中進行。例如，熱處理的第一步驟可以在100℃至500℃的溫度范圍中，例如在100℃至470℃的溫度范圍中進行10分鐘至2小時的時間段，而熱處理的第二步驟可以在80℃至160℃的溫度范圍中進行10分鐘至50小時的時間段。
例如，熱處理可以在空氣、保護氣體中或者在真空中進行。例如，按照根據本發明的方法的任選的步驟d)的熱處理在保護氣體(如氮氣或氬氣)中，在80℃至500℃的溫度下，例如在80℃至470℃的溫度下進行10分鐘至52小時的時間段。
在本發明的一個實施方案中，按照根據本發明的方法的任選的步驟d)的熱處理直接在步驟c)之后進行，即，按照根據本發明的方法的步驟d)的熱處理直接對步驟c)中獲得的輕質金屬工件進行。換言之，如果進行按照步驟d)的熱處理，則根據本發明的方法優選在方法步驟c)與d)之間沒有一個或更多個另外的方法步驟的情況下進行。替代地，按照根據本發明的方法的步驟d)的任選熱處理在步驟c)之后但是在稍后的時間進行，即，按照根據本發明的方法的步驟d)的熱處理對步驟c)中獲得的輕質金屬工件進行，但是并不是緊接著步驟c)之后進行。換言之，根據本發明的方法在方法步驟c)與d)之間沒有一個或更多個另外的方法步驟的情況下進行。
在本發明的一個實施方案中，步驟d)中獲得的經熱處理的輕質金屬工件可以經受進一步的冷卻。
例如，將步驟d)中獲得的經熱處理的輕質金屬工件冷卻至室溫。在一個實施方案中，在一個步驟中將步驟d)中獲得的經熱處理的輕質金屬工件冷卻至室溫。替代地，在多個步驟中將步驟d)中獲得的經熱處理的輕質金屬工件冷卻至室溫。例如，將步驟d)中獲得的經熱處理的輕質金屬工件冷卻至低于步驟d)中的熱處理溫度的限定溫度，隨后露天冷卻至室溫。
在本發明的一個實施方案中，以≥10k/秒并且優選≥10k/秒至20k/秒的冷卻速率將步驟d)中獲得的經熱處理的輕質金屬工件冷卻至室溫。例如，以≥20k/秒或20k/秒至1000k/秒的冷卻速率將經熱處理的輕質金屬工件冷卻至室溫。
這樣的用于冷卻經熱處理的輕質金屬工件的方法在現有技術中是已知的。例如，可以借助于在運動空氣中冷卻或者通過在水中驟冷以限定方式將經熱處理的輕質金屬工件冷卻至室溫。
替代地，將步驟d)中獲得的經熱處理的輕質金屬工件露天冷卻至室溫。
本發明還涉及一種用于通過噴涂法生產輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件的方法。輕質金屬工件優選地通過如下文所述的方法來生產。
根據本發明的用于生產輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件的方法至少包括以下步驟：
a)提供鋁合金，
b)通過噴涂法生產包含來自步驟a)的鋁合金的輕質金屬工件，以及
c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質金屬工件冷卻至≤80℃。
例如，用于生產輕質金屬工件的方法包括使來自步驟c)的輕質金屬工件經受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理的另一步驟d)。
在一個實施方案中，用于生產輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件的方法由以下步驟組成：
a)提供鋁合金，
b)通過噴涂法生產包含來自步驟a)的鋁合金的輕質金屬工件，
c)以≤10,000,000k/秒的固化速率將步驟b)中獲得的輕質金屬工件冷卻至≤80℃，以及
d)任選地，使來自步驟c)的輕質金屬工件經受在80℃至500℃的溫度范圍的熱處理。
關于步驟a)、b)、c)和任選的步驟d)，參照以上關于鋁合金、用于通過加層制造生產輕質金屬工件的方法及其實施方案的限定。
用于通過噴涂法生產輕質金屬工件的方法是現有技術中已知的。例如，可以通過冷氣體、常壓等離子體、hvof和火焰噴涂來生產輕質金屬工件。
由于根據本發明的輕質金屬工件所提供的優點，本發明還涉及包含鋁合金的輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件。例如，由鋁合金組成的輕質金屬工件，特別是高強度輕質金屬工件。
本發明還涉及鋁合金用于通過加層制造(alm)和/或噴涂法生產高強度輕質金屬工件的用途。
本發明的另一個方面還涉及鋁合金用于結構組件(特別是汽車制造中或航空航天應用中)，設備工程，醫療技術，或作為用于結構組件的涂層材料的用途
如上所述，根據本發明的鋁合金提供了這樣的優點：其可以直接整合在部分或整體組件制造的生產過程中。另一個優點在于：通過根據本發明的鋁合金可以避免復雜的熱機械處理并因此進一步可以節省昂貴且耗時的工藝步驟。再一個優點在于：根據本發明的鋁合金使得能夠進行熱處理而沒有材料損壞和/或熱應力/翹曲。又一個優點在于：由于使用根據本發明的鋁合金，可以省掉復雜的構件整平并且還可以提高構件的重現性和經濟效率。另一個優點特別在于：根據本發明的鋁合金適于生產高強度輕質金屬工件，特別是通過alm工藝技術和/或噴涂法。