发明创造名称：车辆用铝合金及自动二轮车用车轮
外观设计名称：
决定号：184600
决定日：2019-07-17
委内编号：1F245509
优先权日：2012-09-27
申请（专利）号：201310367952.2
申请日：2013-08-20
复审请求人：本田技研工业株式会社
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：韩翻珍
合议组组长：张华
参审员：李健
国际分类号：C22C21/00,B22D27/04,B60B1/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，该区别技术特征是在现有技术基础上的进一步选择，现有技术已经给出了对该技术特征选择的技术启示，且该选择并未带来预料不到的技术效果，则该权利要求请求保护的技术方案是显而易见的。
全文：
本复审请求涉及申请号为201310367952.2，名称为“车辆用铝合金及自动二轮车用车轮”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为本田技研工业株式会社（下称复审请求人），申请日为2013年8月20日，优先权日为2012年9月27日，公开日为2014年4月2日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年11月29日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-8项不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2017年7月26日提交的权利要求第1-8项，申请日2013年8月20日提交的说明书第1-170段、说明书附图图1-图9和说明书摘要。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1.一种车辆用铝合金，是以再生铝锭材料为原料通过熔融金属重力铸造得到的铸造用车辆用铝合金，其特征在于，以重量％计，含有Fe：0.28～0.51％、Mn：0.2％以下、Si：5.0％以上9.0％以下及Cu：0.4％以下，含有余量的Al及不可避免的杂质，
二次枝晶臂间距为45μm以下，并且金属间化合物的尺寸为150μm以下。
2.如权利要求1所述的车辆用铝合金，其特征在于，二次枝晶臂间距为40μm以下，并且金属间化合物的尺寸为100μm以下。
3.如权利要求2所述的车辆用铝合金，其特征在于，二次枝晶臂间距为35μm以下，并且金属间化合物的尺寸为70μm以下。
4.如权利要求3所述的车辆用铝合金，其特征在于，二次枝晶臂间距为25μm以下，并且金属间化合物的尺寸为30μm以下。
5.一种自动二轮车用车轮，其特征在于，使用权利要求1至4中任一项所述的车辆用铝合金而构成。
6.如权利要求5所述的自动二轮车用车轮，其特征在于，轮辋部(17)的厚度设定为20mm以下。
7.如权利要求5或6所述的自动二轮车用车轮，其特征在于，使用如下模具(20)通过熔融金属重力模具铸造进行制造，即：所述模具(20)具有上模(21)、下模(23)、以及形成轮辋部(17)的滑模(25)，在所述上模(21)、所述下模(23)、以及所述滑模(25)的至少任一个中，在形成所述轮辋部(17)的部分形成有加快冷却速度的冷却液流路(39)。
8.如权利要求5或6所述的自动二轮车用车轮，其特征在于，
使用如下模具(40)通过熔融金属重力模具铸造进行制造，即：所述模具(40)具有上模(41)、下模(43)、以及形成轮辋部(17)的滑模(45)，在所述上模(41)、所述下模(43)、以及所述滑模(45)的至少任一个中，由铍铜合金形成用于形成所述轮辋部(17)的成形面(49a)。”
驳回决定认为：权利要求1请求保护一种车辆用铝合金。对比文件1（DE102010055011A1，公开日为2012年6月21日）公开了一种AlSi合金。权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：（1）权利要求1中金属间化合物的尺寸为150μm以下；（2）权利要求1是一种车辆用铝合金，限定了以再生铝材料为原料。然而，金属间化合物的尺寸取决于加速冷却步骤，加速冷却步骤能够控制二次枝晶臂间距，对比文件1明确公开了合金组成和二次枝晶臂间距和模铸后固溶，本领域技术人员通过有限实验可获得金属间化合物的尺寸。且对比文件5（JP特开平6-256880A，公开日为1994年9月13日）公开了锻造铝合金部件的二次枝晶臂间距和第二相晶粒尺寸，其所起的作用与本申请相同，本领域技术人员有动机调整加工方法获得相应的金属间化合物晶粒尺寸。车辆零部件属于铝合金的常规用途，采用再生铝为原料铸造车辆用铝合金是本领域常规技术手段。因此权利要求1不具备创造性。相应地，独立权利要求5也不具备创造性。从属权利要求2-4和6的附加技术特征或已被对比文件1和5公开，或是本领域的常规技术手段，从属权利要求7和8的附加技术特征分别被对比文件2（CN102407293A，公开日为2012年4月11日）和对比文件3（CN202278152U，公开日为2012年6月20日）公开，因而也不具备创造性。
复审请求人对上述驳回决定不服，于2018年2月26日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，具体修改为：将原权利要求1中“Mn：0.2%以下”修改为“Mn：小于0.18%”。复审请求时新修改的权利要求1如下：
“1.一种车辆用铝合金，是以再生铝锭材料为原料通过熔融金属重力铸造得到的铸造用车辆用铝合金，其特征在于，以重量％计，含有Fe：0.28～0.51％、Mn：小于0.18％、Si：5.0％以上9.0％以下及Cu：0.4％以下，含有余量的Al及不可避免的杂质，
二次枝晶臂间距为45μm以下，并且金属间化合物的尺寸为150μm以下。”
复审请求人认为：（1）本申请通过将Fe、Si、Mn等的含量控制为特定范围、并在熔融金属重力铸造中严密控制特定工序，能够实现即使使用再生铝锭材料也能得到韧性优异的铝合金。对比文件1虽然泛泛提到了Fe的含量为“0.03-0.3%”，但实施例中使用的Fe的含量最高仅为0.13%。也即，对比文件1中实质上完全没有认识到、也没有关注由于再生铝锭材料（作为杂质的Fe的含量比较高）的使用带来的特定问题。对比文件1并不关注与重力铸造相关的特定问题（若提高冷却速度则有可能对充型性产生不良影响），也没有教导或暗示该如何解决与采用特定原料进行重力铸造的情况下的特定问题。二次枝晶臂的形成时期与金属间化合物的析出时期不同，两者属于不同阶段的技术参数。对比文件1仅公开了二次枝晶臂间距、没有记载金属间化合物的尺寸对韧性影响，根本不会想到将金属间化合物的尺寸控制在150μm以下，也不会有动机对金属间化合物的尺寸加以调整。（2）本申请权利要求1中的Mn含量进一步限定为“小于0.18%”，对比文件1的实施例均公开了含有0.18%以上的Mn，在没有特定教导的前提下，本领域技术人员不会想到将Mn含量控制为“小于0.18%”。由本申请实施例9-11与比较例1-5的对比可知，通过将Mn含量控制在“小于0.18%”范围内，即使Fe的含量高达0.51%，也能够获得高的韧性。通过添加Mn可生成Al-Si-Fe-Mn系的金属间化合物，从而得以实现“抑制上述的Al-Si-Fe系的金属间化合物的生成”的效果，若Mn含量为0.18%以上，则无法发挥上述抑制效果，结果导致韧性降低。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年3月29日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年2月28日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求第1-8项相对于对比文件1、对比文件2和对比文件3以及本领域常规技术手段的结合不具备创造性，并就复审请求人的上述意见进行了针对性回复。
复审请求人于2019年4月15日提交了意见陈述书，并对权利要求书进行了修改。具体修改为：将原权利要求1中“Mn：小于0.18%”修改为“Mn：0.15%以上0.2%以下”，并增加了“金属间化合物的尺寸是金属间化合物在任意一个方向上的最大长度”。修改后的权利要求1如下：
“1.一种车辆用铝合金，是以再生铝锭材料为原料通过熔融金属重力铸造得到的铸造用车辆用铝合金，其特征在于，以重量％计，含有Fe：0.28～0.51％、Mn：0.15％以上0.2％以下、Si：5.0％以上9.0％以下及Cu：0.4％以下，含有余量的Al及不可避免的杂质，
二次枝晶臂间距为45μm以下，并且金属间化合物的尺寸为150μm以下，
所述金属间化合物的尺寸是金属间化合物在任意一个方向上的最大长度。”
复审请求人认为：（1）本申请通过将Fe和Mn的含量控制在特定范围内，不仅可抑制针状金属间化合物的生成，还可抑制金属间化合物的尺寸；对比文件1未公开权利要求1定义的金属间化合物的尺寸，也未公开或暗示通过控制Fe和Mn的含量来抑制金属间化合物的尺寸。“含有Fe的金属间化合物的尺寸越大，铸造品的韧性越降低”是复审请求人首次发现的，不是本领域的公知常识；（2）对比文件1没有公开Mn含量为“0.15%以上0.2%以下”。本申请通过将Mn含量控制在“0.15%以上0.2%以下”特定范围内，从而能够实现“提高韧性”的优异技术效果。具体而言，本申请实施例7-11中，Mn含量在权利要求1的特定范围内，伸长率为5.3%以上；而比较例4、5中，Mn含量为0.3%（落在对比文件1中公开的Mn含量范围0.005-0.7%内，但未在本申请的Mn含量范围内），结果伸长率分别为4.6%、3.7%，较之本申请实施例7-11而言韧性差。可见，本申请实施例与比较例的对比证实了，当Mn含量在对比文件1记载的宽范围内，但未在本申请权利要求1限定的范围内时，不能取得本申请的技术效果。也即，本申请通过从对比文件1所公开的宽范围中选择特定的窄范围取得的优异技术效果（提高韧性）是无法从对比文件1预料到的。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本
复审请求人在答复复审通知书时对权利要求书进行了修改，经审查，所做修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本复审请求审查决定所针对的审查文本为2019年4月15日提交的权利要求第1-8项，申请日2013年8月20日提交的说明书第1-170段、说明书附图图1-图9和说明书摘要。
（二）创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，该区别技术特征是在现有技术基础上的进一步选择，现有技术已经给出了对该技术特征选择的技术启示，且该选择并未带来预料不到的技术效果，则该权利要求请求保护的技术方案是显而易见的。
关于权利要求1
权利要求1请求保护一种用车辆用铝合金。对比文件1公开了一种AlSi合金，具体公开了以下技术内容（参见权利要求1和3）：其中包含Si6-11.8%，Mg0.02-0.5%，Mn0.005-0.7%，Cu0.0005-0.6%，Ti0.001-0.06%，Fe0.03-0.3%，还含有最大0.2%的Mo以及最大0.2%的Zr和70-400ppm的Sr，其他为Al以及不可避免的杂质，该铝合金的制备方法包括在80-250℃的模具温度下模铸（熔融金属重力铸造的下位概念），原位固溶5-30秒，或者原位固溶5-40微秒，获得5-60μm的二次枝晶臂间距。由此可见，权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：（1）权利要求1是一种车辆用铝合金，限定了以再生铝材料为原料；（2）权利要求1中Mn0.15%以上0.2%以下，金属间化合物的尺寸为150μm以下。由上述区别技术特征可知，本申请实际要解决的技术问题是如何提高以再生铝材料为原料铸造得到的车辆用铝合金的塑性和韧性。
对于区别技术特征（1），对比文件1还公开了二次枝晶臂间距优选低于40μm，在该条件下，可通过批量生产部件确保AlSi合金具有高机械性能的恒定铸造性，如柴油发动机的结构构造单元或轮辋（参见说明书第11段）。可见，对比文件1已经公开了AlSi合金可用作车辆用铝合金。而采用再生铝作为原料铸造车辆用铝合金是本领域的常规选择（参见证据1：《再生铝生产与应用》，刘培英，化学工业出版社，2007年3月，第149页第2段-第150页最后1段）。
对于区别技术特征（2），杂质铁会显著降低铝合金的塑性和韧性，添加Mn能显著增加合金的强度和耐热性、提高再结晶温度、细化晶粒、并能溶解杂质铁，形成（Fe·Mn）Al6，减小铁的有害作用。由此可见，Mn的添加可以减轻铁带来的合金性能劣化。同时本领域技术人员还知晓，Mn的含量过多也会使合金的韧性降低。因此，综合考虑Mn对铁的作用以及Mn含量的影响，结合对比文件1所公开的铁和锰含量，为了提高铝合金的塑性和韧性，本领域技术人员结合常规实验可选择合适的Mn含量，其效果是可以合理预期的。
在快速凝固的合金中，会形成其它的亚稳相，即金属间化合物，合金中含有金属间化合物时，塑性和韧度降低。进一步的，金属化合物本身的脆性使其容易形成微裂纹，且它们易于在晶界或相界偏聚，降低界面结合能，使界面易于开裂，因此金属间化合物的尺寸越大，其断裂强度越低，进而在外力下越容易产生裂纹，导致铸造品的韧性越低。基于此，为了提高合金的塑性和韧性，本领域技术人员结合常规实验可以确定合适的金属间化合物的尺寸。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得到权利要求1请求保护的技术方案是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、关于权利要求2-4
权利要求2-4的附加技术特征分别对二次枝晶臂间距和金属间化合物做了进一步限定。对比文件1已经公开了二次枝晶臂间距为5-60μm（参见权利要求3）。此外，金属间化合物的尺寸主要与合金的组成和制备方法相关，为了提高合金的塑性和韧性，本领域技术人员结合常规实验可以确定合适的金属间化合物的尺寸。
因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-4也不具备创造性。
3、关于权利要求5
权利要求5请求保护一种自动二轮车用车轮，使用权利要求1-4所述的铝合金构成。基于前述对比文件1公开的内容可知，权利要求5与对比文件1的区别在于：铝合金不同。
结合前述对权利要求1-4的评述可知，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得到权利要求5请求保护的技术方案是显而易见的，权利要求5不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、关于权利要求6-8
权利要求6进一步限定了车轮轮辋部的厚度为20mm以下，而该参数为车轮轮辋部的常规工艺参数，本领域技术人员能够根据产品需求进行调整。
权利要求7的附加技术特征对制备自动二轮车用车轮使用的模具做了进一步限定。对比文件2公开了一种带有冷却装置的轮毂模具（参见说明书第5、6和18段，图1），包括上模具、下模具、侧模具和底座，所述上模具、下模具和侧模组合后，形成待铸造轮毂的铸造型腔，所述的带有冷却装置的轮毂模具设置有水冷却装置、水雾冷却装置和风冷却装置，所述水冷却装置包括在于轮辐中心厚大区相对应的上模具、下模具的中间位置的冷却水道。从图1中可以确定，侧模具同样用于形成轮辋部。冷却水道分别为于上下模具的中间位置，形成梅花形状。通过采用不同的冷却方式对铸件的不同部位进行冷却，使铸件能较好顺序凝固、避免后凝固位置和热节点位置出现缩孔或疏松等缺陷。可见，对比文件2给出了在轮毂模具中设置冷却液流路以提高铸造冷却效果避免铸件缺陷的技术启示。为避免铸件缺陷，本领域技术人员有动机在车辆轮毂铸造模具中设置冷却液流路。因此当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求7也不具备创造性。
权利要求8的附加技术特征对制备自动二轮车用车轮使用的模具做了进一步限定。对比文件3公开了一种汽车轮毂铝合金轮圈重力模，具体公开了（参见说明书第4、5和8段）：包括模具，模具中设有型腔和浇注口，在模具中对应于汽车轮毂铸件毛坯辐条较厚的部位装有铍铜棒，铍铜棒于型腔相接处的形状与对应的型腔面一致。这样布置一方面因为铍铜具有良好的热传导性能，可加入铸件毛坯较厚部位冷却，达到顺序凝固的目的，并提高铸造毛坯的生产合格率，另一方面铍铜具有优良的耐腐蚀性能，耐高温性能，使用寿命长。根据具体的铸造情况，可在模具多处采用铍铜棒，以改善冷却性能。可见，对比文件3给出了在轮毂模具用铍铜合金形成成形面以加速铸件冷却避免铸件缺陷的技术启示。为避免铸件缺陷，本领域技术人员有动机在车辆轮毂铸造模具的成形面采用铍铜合金。因此当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求8也不具备创造性。
（三）关于复审请求人的意见陈述
合议组经审查后认为：
（1）首先，杂质铁会显著降低铝合金的塑性和韧性，杂质铁在铝中成针状FeAl3化合物存在，是硬而脆的化合物。添加Mn能显著增加合金的强度和耐热性、提高再结晶温度、细化晶粒、并能溶解杂质铁，形成（Fe·Mn）Al6，减小铁的有害作用。由此可见，在含铁杂质的铝合金中添加适量的锰可以减轻杂质铁对铝合金的性能劣化影响。同时本领域技术人员还知晓，Mn的含量过多也会使合金的韧性降低。因此，综合考虑Mn对铁的作用以及Mn含量的影响，结合对比文件1所公开的铁和锰含量，为了提高铝合金的塑性和韧性，本领域技术人员结合常规实验可选择合适的Mn含量，其效果是可以合理预期的。
其次，本领域公知在快速凝固的合金中，会形成其它的亚稳相（即金属间化合物）。这些亚稳相的晶体结构可能与平衡状态图上相邻的某一中间相的结构极为相似，因此可看作是快速冷却和达到大的过冷条件下，中间相的亚稳浓度范围扩大的结果（参见证据2《金属凝固原理》，胡汉起等，机械工业出版社，2000年10月，第287页第3段至第288页第2段）。由此可见，金属间化合物的形成是冷却过程的必然结果，因而冷却速度是影响金属间化合物尺寸的重要因素。在快速凝固的合金中，本领域常用二次枝晶臂间距估算试样的冷却速度。考虑到权利要求1所限定的二次枝晶臂间距已经被对比文件1公开，由此可以推定对比文件1的冷却速度与本申请相近。另一方面，本领域技术人员知晓，合金的组成种类和含量与所形成的金属间化合物密切相关。对于合金的组成，如前述对权利要求1的评述，在含铁杂质的铝合金中添加适量的锰可以减轻杂质铁对铝合金的性能劣化影响。基于Mn的作用，结合对比文件1所公开的铁和锰含量，为了提高铝合金的塑性和韧性，本领域技术人员结合常规实验可选择合适的Mn含量，进而有利于将金属间化合物的尺寸控制在合适的范围内，其所获得的提高韧性的技术效果是可以合理预期的。
基于金属间化合物的本身的脆性和它们易于在晶界或相界偏聚，降低界面结合能，使界面易于开裂的特点，本领域技术人员可以获知金属间化合物的尺寸越大，其断裂强度越低，进而在外力下越容易产生裂纹，导致铸造品的韧性越低。
（2）首先，本申请说明书中并未明确记载将Mn含量控制在“0.15%以上0.2%以下”特定范围内，能够实现更佳的提高韧性的优异技术效果，且从说明书公开的内容也得不出Mn含量在上述选择的特定范围内能取得不可预料的提高韧性的技术效果。具体而言，本申请说明书实施例和比较例采用了相同的铸造方法，对比了不同组分含量的测试结果，该结果仅能表明组分含量与二次枝晶臂间距、金属间化合物尺寸以及伸长率相关，但并不能表明仅将Mn含量选择在特定的范围内，就具有提高韧性的优异效果。其中合议组注意到：一方面，实施例7-11与比较例4和5的区别不仅仅是Mn和Fe含量不同， Si、Mg、Cu和Zn含量也不同，不能形成有效的比对，也无法得到“提高韧性”的优异技术效果”是通过将Mn含量控制在“0.15%以上0.2%以下”特定范围内的结论；另一方面，本申请实施例7和8的Mn和Fe含量相同、比较例4和5的Mn和Fe含量相同，但实施例7和8或比较例4和5的金属间化合物尺寸差别较大，伸长率也不同，这表明仅选择Mn和Fe的含量并不一定能够改变金属间化合物尺寸和合金的韧性，进而不能得出本申请实施例7-11比比较例4和5的伸长率更高即韧性更好是通过将Mn控制在“0.15%以上0.2%以下”的特定更小范围内所获得的技术效果。此外，本申请说明书第19和27段还记载了“在铸造时快速地冷却轮辋部，能够抑制共晶的结晶期间的针状金属间化合物的生长”，表明冷却速度也是影响合金的性能如塑性和韧性的重要因素。
综上所述，合议组对复审请求人的意见不予支持。
根据上述事实和理由，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年11月29日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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