CN110352103A

CN110352103A - 获取具有自愈合特性的零件的方法、具有自愈合特性的零件和修复零件的裂纹的方法

Info

Publication number: CN110352103A
Application number: CN201780086780.8A
Authority: CN
Inventors: 阿尔伯特·阿宾·阿里西塔; 伊格纳西奥·克雷斯波·卡米诺
Original assignee: Fundacion Tecnalia Research and Innovation
Current assignee: Fundacion Tecnalia Research and Innovation
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-10-18
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: WO2018127425A1; CN110352103B; EP3345695A1

Abstract

一种获取具有自愈合特性的零件P的方法，该零件P至少由具有第一熔化温度T1的第一金属1和具有第二熔化温度T2的第二金属2制成，所述第二熔化温度T2低于所述第一熔化温度T1，该方法包括步骤：a)将由所述第二金属2制成的结构S设置并固定至模具M1、M2中，使得该结构S被设置在所述零件P中的预定的固定位置；b)利用所述第一金属1填充所述模具M1、M2，以完成所述零件P；c)提取所述P零件。本发明还涉及利用所述方法获得的零件以及用于修复所述零件P的裂纹的方法。

Description

获取具有自愈合特性的零件的方法、具有自愈合特性的零件和修复零件的裂纹的方法

技术领域

本发明涉及一种用于获取具有自愈合特性的零件的方法，更具体地，涉及包含低熔点增强材料的零件，使得该零件可以通过将增强材料加热到低于基底金属合金的熔点的温度(但足以熔化增强材料)，填充裂纹或缺陷来进行修复。

背景技术

本公开涵盖了自愈合金属的内部结构和加工，该自愈合金属包括表现出自愈合行为的金属基复合材料。当这些“自愈合”材料出现裂纹或损坏时，可以在损坏的区域引入愈合剂来“愈合”这种损坏。

在遭受损坏后自修复***检查通过自修复过程恢复相当大比例的原材料特性的可能性。这种损坏可由机械或热力作用下或由其他环境或运行工作因素下产生的微裂纹、空隙或裂纹引起。磨损、残余应力扩展和腐蚀是产生材料损坏的其中几种特征性过程。设计恢复损坏的目的是，在材料发生损坏后，利用自修复过程，获取具有原始值的70％～80％以上的特性的已修复的零件。

目前，自修复金属合金的发展存在诸多挑战，包括表面接合方面(如液相/固相之间的接触角(润湿角)与氧化)，以及实践方面(如将熔化金属运送到损伤区或裂纹中所需的毛细压力)，以及复合材料中获取的最终机械特性等。

由于金属原子之间的强键，在金属中的扩散速率比聚合物的扩散速率要小得多，这使得金属的自愈过程比金属***中的复杂得多。

由于金属的高熔化温度，修复过程必须在高温或受控的大气环境中进行。由于表面上的氧化物的迅速的形成(其造成了键合困难)，金属与氧和水的反应性质进一步使金属接合复杂化。

另一方面，金属密封通常采用类似于焊接或键合的方法来进行，该方法要求将待键合的金属熔化或引入新的熔化的金属。在使用电沉积的***中，该组分必须涂覆有具有特定化学成分的液体溶液。

甚至在固态下密封的方法也需要高温和相当长的时间来实现密封。面对陶瓷或聚合物基材料，氧化使金属接合复杂化，因为当新的金属暴露于空气或水时，其难以获得结合。由于金属的高熔化温度，这些类型的修复必须在比陶瓷或聚合物基自修复***显著更高的温度下进行。

WO2006061907A1涉及一种缺陷/裂纹修补粘合剂，该粘合剂由适用于金属模具的铝或铝和锌合金组成。要得到的复合合金的组分与修复剂相同。修复合金被注入到缺陷中，但不是复合材料的一部分，因此其不是自动修复***，并且所述模具通常由钢或与铝和镁的熔化温度相比具有高熔化温度(也被称为熔点)的材料制成。

EP0902097A1公开了使用锌合金，以利用用于制造模具的相同锌合金来修复用于制造复合材料的金属模具。在这种情况下，修复锌合金模具的方法包括焊接相同的锌合金，而不是利用不同的金属进行自修复。

JPH0488156A也描述了一种用于修复金属模具的锌金属占10％～50％百分比的锌合金。其目的是通过对由具有特定铝含量的锌基合金组成的材料进行固溶退火(solution-annealing)、水淬火(water-quenching)该材料来获取修复材料和用被加热到指定温度的修复材料包覆待修复的模具的区域，来很容易地修复金属模具，而不会出现有缺陷的焊接、针孔等。同样，利用了材料的低熔化性，但该文献仅反映了现有技术，并且其并不是自修复***。

US2013017405A1描述了一种置于自愈合涂层中的微型胶囊，在该涂层中分布有锌粉微粒。所述微型胶囊包括至少一种硅烷偶联剂(silane coupling agent)，所述硅烷偶联剂被封装在由金属或聚合物外壳限定的体积内，所述金属或聚合物外壳能够响应于自愈合涂层中裂纹的形成而断裂。该专利仅适用于涂层，而不是整个零件。锌粉也与偶联剂一起被包含在金属或聚合物外壳中。

US6244497B1涉及一种由90％锌和10％铝比例的锌和铝合金包围的铝合金棒。该涂覆有助焊剂的焊条用于修复和接合铝合金制品和结构，例如汽车应用中的热交换器。该方法使用涂覆有助焊剂的焊条，该焊条用于将焊料合金和助焊剂化合物递送到待修复的区域。所述助焊剂化合物具有比焊料合金更高的熔化温度，并且作为在焊接操作期间充分热绝缘该合金以使助焊剂化合物和焊料合金几乎同时熔化的涂层而存在。所述焊料合金优选是锌铝合金。该锌铝合金允许修复具有良好机械特性的铝零件。然而，零件的修复是通过焊接来完成的，而不是通过自修复材料来完成的。

CN204809038U涉及一种由在铝层上涂覆锌制成的自愈式(self-priming)电容器。然而，所获得的电容器不是铸造复合零件，并且通过镀锌将锌涂覆在铝层上。

WO2014206277A1公开了一种耐候金属支撑结构。该结构的金属材料的外表面具有自愈合保护涂层，覆盖有锌合金。该锌合金由82％～85％的锌和3％～12％的铝组成。然而，在这种情况下，该结构的外表面受到限制，并且锌不能被铸造。

US2013340896A1公开了自愈合材料(特别是金属材料、金属基微结构和纳米复合材料)的内部结构和合成该结构的合成工艺。所述自愈合是通过掺入包括纳米管在内的宏观、微观或纳米大小的中空增强剂(填充有低熔点愈合材料)或将愈合材料囊(pocket)掺入金属基质内而获取的；愈合材料熔化并填充裂纹。在另一方面，包括陶瓷和金属微粒的宏观、微观和纳米尺寸的固体增强体以及形状记忆合金被掺入到合金基质中，特别是纳米结构的合金基质中，以通过在裂纹上施加压缩应力或将材料扩散到空隙中并填充空隙以使其自愈合。

陶瓷中空管或元件的使用是昂贵的，需要用低熔点合金填充中空结构，这是昂贵的、复杂的，并可能会导致气体进入到零件中。

US6669786B2公开了通过开发勃姆石(boehmite)层并应用离子转化来进行铝及其合金的表面处理。在表面处理中所获得的表面展现出抗腐蚀和自愈合的效果。然而，该应用仅适用于表面缺陷。

US2014/0299231A1开发了一种复合焊接金属。它由具有金属焊料基底的基质、分散在焊料基质中的胶囊以及封装在该胶囊中的自密封材料组成。所述自密封材料必须被配置以与所述基质反应，使得至少一种导电金属间化合物被生成并转化为导电合金。其还公开了将具有自密封材料的胶囊引入到在焊接材料中。在US 2014/0299231中至少需要两种自密封材料。

US2012251777A1开发了一种用于发动机的部件，其中该部件经受高温、腐蚀性大气环境、氧化大气环境、高机械负荷、循环热负荷和瞬态条件中的至少一种，使得容易形成和扩散裂纹的部件包含至少一种具有自愈合***的基底材料，该自愈合***包括添加的活性相(active phase)，所述活性相具有熔点抑制剂和具有低于该部件的工作温度或在该部件工作温度的范围内的软化点或熔点的物质中的至少一种。在该文献中，所述活性相被公开为以单独微粒的形式分散在部件结构中，所述微粒分散在基底材料中。该文献还公开了其他类型的带壳微粒或纤维的使用。应当指出在该文献中所公开的制造工艺中不包括铸造工艺。

US2009036568A1描述了一种包含有基质的自愈合材料，该基质内嵌有可通过基质中的裂纹释放的愈合剂的微囊。所述愈合剂能够与基质键合以修复裂纹。所述愈合剂被包含在微型胶囊中。在基质中嵌入相应的用于愈合剂的催化剂，并且该催化剂作为乳剂被包含在多个微型胶囊中。该乳剂包括油、全氟化溶剂、疏水离子液体或其混合物。制造这种自愈合材料的方法包括以下步骤：识别材料的工作温度范围，提供至少一种作为愈合剂的物质(其中该物质在工作温度范围内基本上保持液态)，识别愈合剂的工作蒸发速率，以及根据该蒸发速率为该物质提供固化时间。

US9303171B2开发了一种用于愈合基底(例如塑料、橡胶、陶瓷、涂层和金属)中的裂纹的组合物，其压缩纳米管、纳米管内部的愈合剂以及结合在纳米管两端上的端盖。在这种组合物中，需要有纳米管，并且由于纳米管不能承受熔化的金属和加工参数，因此不适合与由铸造方法生产的金属一起使用。如果在制造过程中提供的试剂(即二异氰酸酯(diisocyanates)、多异氰酸酯(polyisocyantes)……)与熔化的金属接触，将会产生***或气体孔隙。

WO9524364A1开发了一种氧化保护型耐火金属或复合材料产品，其具有钛钼硅化物增强体和自愈合共晶相的涂层。所获得的材料具有形成增强体的分支化微结构，该增强体中分散有愈合相，该愈合相由一种主要由未结合的硅、硅化物Ti(0.4-0.95)Mo(0.6-0.05)Si₂和至少二硅化物TiSi₂组成的共晶体(eutectic)组成。所述涂层是通过在材料表面上沉积粉末混合物并在中性大气环境中对其进行热处理而生产的。

CN103341615A开发了一种箱壳体铸铝件加压浸渗补漏方法和***。根据该技术方案，将存有细微针状缝隙并漏水的工件经50℃～60℃的碱洗及清洗去除油污和脏物后，放入浸渗补漏缸中抽真空至50毫米汞柱，抽除工件缝隙中的空气、水分和游离杂质，然后灌注由水玻璃、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化锌、五氧化二磷和水组成的且温度为50℃～60℃的补漏液于浸渗缸中，利用真空和毛细管原理，补漏液被吸渗到工件的缝隙中，接着在浸渗缸中对补漏液施加5～6大气压，使补漏液在压力作用下进一步渗透填满工件的缝隙，再经加温固化。在这里，整个铸造零件内部没有自修复材料。需要昂贵的真空和压力工艺以获得良好的清洁和修复液渗透。

US2011033728A1描述了一种修复结构材料中的裂纹的方法。该方法涉及提供一种具有已知最高工作温度的金属结构。这种金属结构的表面涂覆有熔化温度大于该金属结构的最高工作温度的金属涂层。所述金属涂层被加热到熔化温度，直到金属涂层流动。表面中的裂纹是用金属涂层填充的。该专利是基于对材料进行涂覆。铝和镁铸造零件总是具有Al₂O₃或MgO外部氧化层。由于这两种氧化物的润湿角较小，使用其他金属来润湿这种外部氧化膜是非常困难的。通常需要进行处理来消除该氧化物层以施加保护表面，这增加了成本而且在常规铝和镁铸造合金零件中也显示出变成为腐蚀点的金属间化合物。

US2011033728A1公开了零件的所有外表面必须被涂覆，而且仅是外表面。

一方面，现有技术公开了使用被包含在金属基质中的低熔点合金(主要是锡)作为金属基质的修补剂。由于铝和镁合金铸造工艺中的高工艺温度，这些低熔点合金不能与用于铝或镁合金的金属模具中的铸造工艺相兼容。另一方面，一旦裂纹形成，已知的方式是在铝或镁合金的缺陷中注入锌合金或锌化合物。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提出了一种用于获取具有自愈合特性的零件的方法，该零件至少由具有第一熔化温度的第一金属和具有第二熔化温度的第二金属制成，所述第二熔化温度低于所述第一熔化温度，该方法包括以下步骤：

a)将由所述第二金属制成的结构设置并固定至模具中，使得该结构被设置在所述零件中的预定的固定位置；

b)利用所述第一金属填充所述模具，以完成所述零件；

c)提取所述零件。

因此，根据本发明，与已知方法相反，增强元件不是随机地分布在铸造零件中，而是位于其必要的区域中，从而取得了增强材料的经济性。

在一些实施例中，所述结构由以下步骤提前制成：

-设计所述结构；

-铸造、3D打印或加工所述结构。

此外，该结构可以被放置使得在铸造过程中，向其传递的热量不会熔化其相关部分。利用例如3D打印等技术，可以高精度地控制被传递到修复结构的热量。

此外，不需要例如获取陶瓷中空结构及其填充物，因为***件是通过所提出的工艺直接获取的。将所提出的制造工艺(特别是铸造和3D金属制造工艺)用于***件，通过优化密封材料，允许获得非常复杂的结构，使设计符合最终工件的要求和形状，减少最终的重量和成本。这种结构，例如其可以是维管网(vascular network)，不是由之后使用低熔点金属填充的空的结构得到的，而是用低熔点金属直接获取的，具有优化的形状。也可以通过允许工件轻量化的铸造或3D成型(3D prototyping)工艺来直接获取中空结构。

在一些实施例中，步骤b)是通过铸造实现的。在铸造过程中，根据工艺和零件的设计，得到金属进入腔体的不同温度、压力和速度。在本专利中，***件应该被设计为能够承受特定铸造工艺的不同工艺参数。例如，在高压压铸(HPDC)(其是生产有色铸造零件的最常用的工艺之一)中，***件应承受高达120MPa的压力、100m/s的注入速度和高达720℃的熔化金属温度。然而，该零件的冷却速度非常快，其冷却速度约为每秒100℃，这使得所选择的低熔化温度的金属***件在铸造零件中仍然起作用。

其它铸造技术如低压模铸造和重力永久模具铸造等，具有低速(上至1m/s)和低压力的特点。在这些工艺中，冷却速率约为每秒10℃，这也使得低温金属***件仍然起作用。

在砂型铸造的情况下，冷却速率较小，具有大约每秒1℃的值。在这种铸造过程中，铸造材料在高温下与***件长时间接触，***件被设计为能够获取功能性的零件，尽管该***件的某些区域可以被铸造金属熔化。

因此，由于金属的导热性比砂或陶瓷模具高，所以内部的低熔点***件在使用金属模具的铸造过程中抵抗性更好不容易改变。

在其他实施例中，步骤b)通过3D打印来实现。在铸造过程中，以及在3D成型过程中，当将高熔点金属添加到***件中时，有可能将***件溶解到高熔点基质中。因此，许多以前的研发为自愈合材料提供保护面，以承受工艺参数。在3D金属打印的情况下，通常，在应用区域中，沉积高熔点金属的部位的面积较小和温度较低，并且高温是局部存在的，这允许将热很好地分散到***件的其余部分和零件中，而不破坏***件。

在一些实施例中，步骤a)由以下步骤实现：

a.1)将所述结构直接地固定至所述模具；或者

a.2)通过***的固定元件将所述结构固定至所述模具；或者

a.3)将所述结构部分地直接固定至所述模具，并且通过***的固定元件将所述结构部分地固定至所述模具。

在一些实施例中，所述结构与所述第一金属直接接触，或者换句话说，所述结构不包括任何外部涂层或包封。

在一些实施例中，所述结构是维管网、多个单点***件或其组合。在第一种情况下，能够到达所有的零件，如果之前确定了最受压迫的点，那么第二种情况就更合适。

在一些实施例中，维管网和零件具有基本相同的几何包封，使得自愈能力延伸到整个零件。

在一些实施例中，第二金属是锌或锌基合金。在Zn的情况下，纯金属的表面通过与大气中的二氧化碳反应很快失去光泽，最终形成碱性碳酸锌(Zn₅(OH)₆(CO₃)₂)的保护钝化表面层。这一层有助于防止与空气和水的进一步反应，并且当作为***件时也自然地增加了对熔化金属的初始阻力。纯锌的熔化温度为419.5℃，根据锌合金的不同，大多数铸造锌合金的熔化温度范围为379℃～390℃。自然形成的保护钝化层的同样效果在其它铸造零件或3D生产的金属(如铝和镁合金)中很常见，在它们的表面分别覆盖有薄的氧化铝(Al₂O₃)和氧化镁(MgO)。

在一些实施例中，所述第一金属为铝、镁、铝合金、镁合金或其组合。

根据第二方面，本发明涉及一种由基质制成的零件，该零件由嵌入在所述基质中的具有第一熔化温度的第一金属以及具有第二熔化温度的第二金属制成，所述第二熔化温度低于所述第一熔化温度，其中，所述第二金属是根据预定设计定位并固定在所述基质中的结构。

在该零件的一些实施例中，该结构与第一金属直接地接触。

在该零件的一些实施例中，所述结构是维管网、多个单点***件或其组合。

在该零件的一些实施例中，所述维管网和零件具有实质上相同的几何包封。

在该零件的一些实施例中，所述第二金属是锌或锌基合金。

在该零件的一些实施例中，所述第一金属是铝、镁、铝合金、镁合金或其组合。

根据第三方面，本发明涉及一种根据前述的根据本发明第二方面公开的任意一种变体的修复零件裂纹的方法，所述方法包括以下步骤：

Ⅰ.检查所述零件并且确定损坏区域；

Ⅱ.将所述零件的损坏区域至少加热至高于所述第二熔化温度并且低于所述第一熔化温度并且直到所述第二金属流动的温度，以使所述裂纹和内部孔隙至少部分地由所述第二金属填充。

在一些实施例中，用于修复裂纹的方法包括：在步骤I和步骤II之间还包括在所述裂纹中放置外部屏障以避免所述第二金属从所述零件逃逸的步骤。

在一些实施例中，用于修复裂纹的方法包括：在步骤II之前还包括使所述损坏区域变形，以尽可能闭合所述裂纹的步骤。

在一些实施例中，在用于修复裂纹的方法中，所述步骤II的加热由外部场实现，所述外部场包括热、电磁、振动、超声波或声波、离心、等离子体和/或激光。

最后，在该方法的一些实施例中，重复步骤I和步骤II，直至所述零件完全愈合。

附图说明

为了完成说明并且为了更好地理解本发明，提供了一组附图。所述附图形成了说明书的整体的部分，并且示出了本发明的实施例，该实施例不应被解释为限制本发明的范围，而应仅仅作为如何实现本发明的示例。这些附图包括以下图：

图1示出了由第二金属制成的预制件或结构，其由简化的维管网组成。

图2示出了以固定的和预定的位置和取向将该结构放置在模具中。

图3示出了当模具已填充有第一金属时的零件，第一金属形成具有较高熔化温度的基质。

图4示出了使用中出现裂纹的零件。

图5示出了通过***件将维管网型结构固定至模具的布置。

图6示出了通过***件将单点(punctual)型结构固定至模具的布置。

图7是图5和图6所描绘的解决方案的组合。

具体实施方式

所述图示出了与用于获取具有自愈合特性的零件P的方法的步骤相对应的不同布置，该零件P至少由具有第一熔化温度T1的第一金属1和具有第二熔化温度T2的第二金属2制成，第二熔化温度T2低于第一熔化温度T1。

根据本发明的本方法，这些特征将被知晓，所述方法包括以下步骤：

a)在模具M1、M2中定位并固定由第二金属2制成的结构S，使得该结构S被定位在零件P中的预定的固定位置；

b)利用第一金属1填充模具M1、M2以完成零件P；

c)提取零件P。

可以通过将结构S直接地固定至模具M1、M2来实现步骤a)，例如如图1至图4所示，或者如图5至图7所示，通过***的固定元件F将结构S固定至模具M1、M2。

另一种可能性是将结构S部分地直接固定至模具M1、M2，并且通过***的固定元件F将结构S部分地固定至模具M1、M2。

根据一个实施例，如图1至图4或图6所示，结构S是维管网(vascular net)VN。

根据另一个实施例，如图6所示，该结构包括多个单点***件(punctual insert)PI。

本发明还涉及一种根据本文所公开的任何创新变体的用于修复零件P的裂纹3(参见图4)的方法，该方法包括以下步骤：

Ⅰ.检查零件P并且确定损坏区域；

Ⅱ.将零件P的损坏区域至少加热至高于第二熔化温度T2并且低于第一熔化温度T1并且直到所述第二金属2流动的温度，以使所述裂纹和内部孔隙至少部分地由所述第二金属2填充。

根据本发明，结构S必须能够承受(即不熔化)在应用中基底金属在其有用的使用寿命期间所预期经历的最高工作温度。同时，修复金属(即第二金属)必须能够在高于上述的基底材料的最高工作温度的温度下熔化和流动。对于许多应用，结构材料的熔化/流动温度也会低于基底材料的时效标准温度，但在不损坏基底材料的情况下，可以在短时间内超过时效标准温度。对于由铝和镁合金铸成的基底材料，可由低熔化温度的锌合金制成***件，该合金的配方可以调整，以满足特殊应用的上述温度标准。

在修补裂纹之前，为了检测裂纹，材料通常要经过检查。因此，本发明的裂纹修复方法可以包括对复合铸造零件P的检查(例如，定期的检查)。对于检查***/方法的具体选择并不是对本发明的限定。此外，应当理解的是，检查过程不是本发明的需求。也就是说，本发明的裂纹修复过程可以自动地、周期性地实施，而不需要对裂纹进行任何检查。

一旦检测到一条裂纹或多条裂纹，则通过已检测到裂纹处的零件外表面的密封来开始裂纹修复，通过例如但不限于涂覆陶瓷覆盖层(blanket)或陶瓷凝结物(concrete)进行密封，以避免低熔点金属通过裂纹从复合铸造零件的内部逃逸到外部，从而将低熔点金属全部保持在铸造复合零件中。有时在裂纹密封之前，采用不同的方法(例如但不限于锤击、冷压等)进行机械变形，以便尽可能地闭合裂纹并获取复合铸造零件的原始尺寸。

然后金属基质铸造零件被加热。更具体地说，热量必须足以使***件升高到其熔化温度，使得***件能开始流动。然而，热不应使基底材料的温度高于其时效标准温度持续到任何可能导致基底金属劣化的时间。热可以在整个铸造复合零件上被“全局地”施加，但在裂纹附近“局部”地施加热可能更实用。加热零件的方法可以但不限于：对零件进行电加热、气体加热、感应加热、等离子体加热、激光加热。

为了使低熔点金属更好和有时更快地流动到裂纹处，可以对零件施加振动、声学、超声、离心外力。

总之，需要解决的问题是，提供一种新工艺，通过利用用于修复裂纹、孔隙或其他质量问题的精确定位的锌合金，通过将零件加热到锌合金处于液态并且铸造零件金属的特性保持不变的温度，从而获取自修复金属铸造零件。

所述***件可以通过铸造或3D成型来制作，该***件可能具有非常复杂的形状，包括中空或蜂窝形状。因此，通过利用低熔点***件(Zn合金)将铸造零件加热到Zn合金处于液态且铸造零件金属的特性保持不变的温度，使最终特性与原复合材料的相似，从而获得了一种自修复铸造零件(铝、镁)的方法。

简言之，***包括具有不同优化的嵌入结构的金属基质复合材料，该结构在低于金属基质(即第一金属1)的液相线温度时将处于液态或半固态，并且通过毛细作用将闭合裂纹和内部气体或收缩孔隙，从而在修复的零件中获得更好的质量。

在本文中，术语“包括”及其派生词(如“包含”等)不应被理解为排他的含义，即这些术语不应被理解为排除被描述和被定义的内容可能包括其他的元件、步骤等的可能性。

另一方面，本发明显然并不限于本文所描述的具体实施例，而且涵盖本领域技术人员在权利要求所定义的本发明的一般范围内所能考虑到的任何变化。

Claims

1.一种用于获取具有自愈合特性的零件(P)的方法，所述零件(P)至少由具有第一熔化温度(T1)的第一金属(1)和具有第二熔化温度(T2)的第二金属(2)制成，所述第二熔化温度(T2)低于所述第一熔化温度(T1)，所述方法包括以下步骤：

a)将由所述第二金属(2)制成的结构(S)定位并固定至模具(M1、M2)中，使得所述结构(S)被定位在所述零件(P)中的预定的固定位置；

b)利用所述第一金属(1)填充所述模具(M1、M2)，以完成所述零件(P)；

c)提取所述(P)零件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)通过铸造或3D打印实现。

3.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述结构(S)由以下步骤提前制成：

-设计所述结构(S)；

-铸造、3D打印或加工所述结构。

4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，步骤a)由以下步骤实现：

a.1)将所述结构(S)直接地固定至所述模具(M1、M2)；或者

a.2)通过***的固定元件(F)将所述结构(S)固定至所述模具(M1、M2)；或者

a.3)将所述结构(S)部分地直接固定至所述模具(M1、M2)，并且通过***的固定元件(F)将所述结构(S)部分地固定至所述模具(M1、M2)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述结构(S)与所述第一金属(1)直接地接触。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述结构(S)为维管网(VN)、多个单点***件(PI)或其组合。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述维管网(VN)和所述零件(P)具有实质上相同的几何包封。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二金属(1)是Zn或Zn基合金。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一金属(2)是铝、镁、铝合金、镁合金或其组合。

10.一种由基质(M)制成的零件(P)，所述零件(P)由嵌入在所述基质(M)中的具有第一熔化温度(T1)的第一金属(1)以及具有第二熔化温度(T2)的第二金属(2)制成，所述第二熔化温度(T2)低于所述第一熔化温度(T1)，其特征在于，所述第二金属(2)是根据预定设计定位并固定在所述基质(M)中的结构(S)。

11.根据权利要求10所述的零件，其中，所述结构(S)与所述第一金属(1)直接地接触。

12.根据权利要求10或11所述的零件，其中，所述结构(S)是维管网(VN)、多个单点***件(PI)或其组合。

13.根据权利要求12所述的零件，其中，所述维管网(VN)和所述零件(P)具有实质上相同的几何包封。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的零件，其中，所述第二金属(1)是锌或锌基合金。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的零件，其中，所述第一金属(2)是铝、镁、铝合金、镁合金或其组合。

16.一种用于修复根据权利要求10至15中任一项所述的零件(P)的裂纹(3)的方法，所述方法包括以下步骤：

Ⅰ.检查所述零件(P)并且确定损坏区域(3)；

Ⅱ.将所述零件(P)的损坏区域至少加热至高于所述第二熔化温度(T2)并且低于所述第一熔化温度(T1)并且直到所述第二金属(2)流动的温度，以使得所述裂纹和内部孔隙至少部分地由所述第二金属(2)填充。

17.根据权利要求16所述的方法，在步骤I和步骤II之间还包括在所述裂纹中放置外部屏障以避免所述第二金属(2)从所述零件(P)逃逸的步骤。

18.根据权利要求16或17所述的方法，在步骤II之前，还包括使所述损坏区域变形以尽可能闭合所述裂纹的步骤。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中，所述步骤II的加热由外部场实现，所述外部场包括热、电磁、振动、超声波或声波、离心、等离子体和/或激光。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其中，重复步骤I和步骤II，直至所述零件(P)完全愈合。