混合扩散硬钎焊工艺和混合扩散硬钎焊制品-复审决定


发明创造名称:混合扩散硬钎焊工艺和混合扩散硬钎焊制品
外观设计名称:
决定号:194447
决定日:2019-11-04
委内编号:1F252404
优先权日:2013-05-30
申请(专利)号:201410237175.4
申请日:2014-05-30
复审请求人:通用电气公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李晓丽
合议组组长:李星星
参审员:孙锐
国际分类号:B23K1/00(2006.01);B23K35/30(2006.01)
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,其中,部分区别技术特征已在其他现有技术中公开,其余区别技术特征是本领域的常规技术手段,且该权利要求相对于现有技术与本领域常规技术手段的结合是显而易见的,则该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,从而不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410237175.4、发明名称为“混合扩散硬钎焊工艺和混合扩散硬钎焊制品”的发明专利申请(下称“本申请”),本申请的申请人为通用电气公司,申请日为2014年05月30日,优先权日为2013年05月30日,公开日为2014年12月17日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年02月07日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-20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:申请日2014年05月30日提交的说明书第1-76段(即第1-9页)、说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1(即第1页);2017年09月13日提交的权利要求第1-20项。
驳回决定中引用的对比文件如下:
对比文件1:US6575349B2,公告日为2003年06月10日;
对比文件2:CN102029449A,公开日为2011年04月27日。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种混合扩散硬钎焊工艺,包括:
提供包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区的构件,其中所述第一容忍温度高于所述第二容忍温度;
在局部硬钎焊循环期间使用局部热源将硬钎焊填充材料局部加热以硬钎焊到所述温度容忍区,其中所述硬钎焊填充材料包括熔点抑制剂;然后
在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件,以使得所述硬钎焊填充材料中的所述熔点抑制剂扩散到所述硬钎焊填充材料和所述温度容忍区中;
其中,所述局部硬钎焊循环在所述混合扩散硬钎焊工艺中独立于所述扩散循环来执行。
2. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,还包括将所述局部热源定位在所述硬钎焊材料近处和所述温度敏感区远处。
3. 根据权利要求2所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,在所述局部硬钎焊循环期间,所述局部热源的定位将所述温度容忍区加热至所述硬钎焊材料的硬钎焊温度,而不将所述温度敏感区加热至所述硬钎焊温度。
4. 根据权利要求2所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述局部热源为感应热源。
5. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,还包括在所述局部硬钎焊循环期间保持所述温度敏感区低于容忍温度。
6. 根据权利要求5所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,处于或高于所述容忍温度的温度导致所述温度敏感区经历选自由以下构成的集合中的一个或更多个变化:微观结构变化、宏观结构变化、熔化、现有硬钎焊接头的再熔化、变形、涂层开裂、子构件的分离、疲劳、裂缝、翘曲、畸变和熔化。
7. 根据权利要求5所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述容忍温度低于所述硬钎焊材料的硬钎焊温度。
8. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,还包括保持现有硬钎焊接头低于容忍温度。
9. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述硬钎焊材料选自由以下构成的集合:预烧结的预型件、由混合的硬钎焊粉末制成的柔性带、由混合的硬钎焊粉末制成的糊料、和混合的硬钎焊粉末的干混合物。
10. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述硬钎焊材料包括高于1900℉的硬钎焊温度。
11. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述熔炉为真空炉。
12. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述熔炉选自由马弗炉和惰性气体炉构成的集合。
13. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述熔炉包括1650℉与2250℉之间的扩散温度。
14. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述硬钎焊和所述加热形成修理过程。
15. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述硬钎焊和所述加热形成制造过程。
16. 16.根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述构件为燃气涡轮构件。
17. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述局部硬钎焊循环执行直到60分钟。
18. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述局部热源选自由以下构成的集合:感应线圈、电弧熔化部件、局部加热部件、激光束、电子束、微波加热装置、高温火焰、辐射加热部件、和它们的组合。
19. 一种混合扩散硬钎焊工艺,包括:
提供包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区的构件,其中所述第一容忍温度高于所述第二容忍温度;
在局部硬钎焊循环期间使用局部热源将硬钎焊填充材料加热以硬钎焊到所述构件的温度容忍区,其中所述硬钎焊填充材料包括熔点抑制剂;然后
在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件,以使得所述硬钎焊填充材料中的所述熔点抑制剂扩散到所述硬钎焊填充材料和所述温度容忍区中;
其中,所述局部硬钎焊循环处于硬钎焊温度,所述硬钎焊温度熔化所述构件的温度容忍区中的填充材料;并且
其中,所述扩散循环处于扩散温度,所述扩散温度加热所述构件以促进所述硬钎焊填充材料的扩散。
20. 一种混合扩散硬钎焊制品,包括:
包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区的构件,其中所述第一容忍温度高于所述第二容忍温度;和
利用局部热源将填充材料局部加热扩散硬钎焊到所述构件的硬钎焊填充材料,其中所述硬钎焊填充材料包括熔点抑制剂;
其中,所述硬钎焊填充材料具有高于所述构件的容忍温度的熔化温度,并且其中,所述硬钎焊填充材料中的所述熔点抑制剂经过扩散加热来扩散到所述硬钎焊填充材料和所述温度容忍区中。”
驳回决定认为:独立权利要求1、19、20与对比文件1的区别均在于:第一容忍温度高于第二容忍温度;在局部硬钎焊循环期间使用局部热源将硬钎焊填充材料局部加热以硬钎焊到温度容忍区。对比文件2公开了在局部硬钎焊循环期间使用局部热源将硬钎焊填充材料局部加热以硬钎焊到温度容忍区,而第一容忍温度高于第二容忍温度是本领域对材质的常规选择。因此独立权利要求1、19、20都不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-18的附加技术特征或者在对比文件1、2中公开,或者是本领域的常规选择,因此也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
申请人(下称“复审请求人”)对上述驳回决定不服,于2018年05月22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,将从属权利要求5的附加技术特征“在所述具备硬钎焊循环期间所述温度敏感区保持为低于所述第二容忍温度”补入独立权利要求1、19和20中,删除了原从属权利要求5,并对权利要求进行重新编号。复审请求人认为:本申请独立权利要求1所请求保护的技术方案为一种混合扩散硬钎焊工艺,本申请的“温度容忍区”和“温度敏感区”是一个构件上的两个不同的区域,它们之间的实质区别是具有不同的“容忍温度”,“容忍温度为不发生对材料的破坏的最高温度”,并且其中“温度容忍区”的“(第一)容忍温度”高于“温度敏感区”的“(第二)容忍温度”。对比文件1实际上公开的是一种采用高速氧-燃料(HVOF)喷洒工艺来修复涡轮部件上的受损表面的方法,没有公开或者教导任何关于涡轮部件“容忍温度”的设计考虑,丝毫没有公开和教导 “叶片待修复区”具有高于“与叶片连接的部件”的“容忍温度”的“容忍温度”。对比文件1也没有公开“所述局部硬钎焊循环在所述混合扩散硬钎焊工艺中独立于所述扩散循环来执行,并且其中在所述局部硬钎焊循环期间所述温度敏感区保持为低于所述第二容忍温度”;对比文件2所公开的是一种在轮叶和喷嘴的铸造期间使轮叶和喷嘴中所产生的孔闭合的系统和方法,其方案是通过聚焦的能量源冲击由钎焊材料制成的预烧结的预制件(PSP)来完全覆盖轮叶和喷嘴的铸造孔的技术目的。一方面,对比文件2完全没有能够提供任何技术内容可能可以用来弥补如前所分析的对比文件1所没有公开和教导的本发明的那些重要技术特征;另一方面,本领域的一般技术人员基于对比文件1的技术方案,完全没有合理的理由和动机会想到要将对比文件2的技术方案组合到对比文件1中。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年06月01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认为,权利要求中“提供包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区的构件,其中所述第一容忍温度高于所述第二容忍温度”仅是对需要修复的叶片类型进行了限定,此种叶片是本领域现有的常规叶片,而对比文件1结合对比文件2和本领域的公知常识已经公开了一种叶片的修复方式,将其应用到本申请的具有“第一容忍温度高于第二容忍温度”的现有叶片修复是本领域的常规应用。对比文件1和对比文件2也公开了熔点抑制剂。对于本申请的这种叶片,在局部硬钎焊循环期间温度敏感区保持为低于第二容忍温度是显而易见的。对比文件2公开了修复铸造缺陷时采用局部热源降低对其他部位的热影响,给出了将上述技术特征用于该对比文件1以解决其技术问题的启示。由此,修改的权利要求不具备创造性,因而坚持驳回决定。
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 01月 22日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-19相对于对比文件1、2以及本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的复审意见,合议组认为:对比文件1公开的同样是一种硬钎焊工艺,其包括以下三个步骤:第一步,利用高速氧-燃料(HVOF)喷洒工艺将钎焊材料粉末喷到待修复的轮叶12的表面,钎焊材料粉末在该表面上进行沉积(形成了硬钎焊填充材料);第二步,将叶片10放入真空炉,加热到钎焊温度(即进行钎焊)(第二步相当于硬钎焊循环);第三步,将上述叶片在1950℉温度下进行扩散热处理至少2小时(第三步相当于扩散循环),从上述步骤可知,对比文件1公开了硬钎焊工艺。对比文件2给出了使用独立热源对钎焊材料进行局部加热的技术启示,由此可知,本领域技术人员在对比文件2的启示下,容易想到将对比文件1中的涡轮叶片不放在熔炉中整体加热,而是采取独立热源进行局部加热,不需要克服技术困难,而且其取得的技术效果也是可以合理预期的。
复审请求人于2019年05月06日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书,复审请求人认为:本申请具有三种材料,即硬钎焊材料、填充材料以及构件,硬钎焊材料通过熔化填充材料而被硬钎焊至构件。对比文件1仅涉及到两种材料,也即硬钎焊材料和构件例如涡轮翼片12,并无任何内容提及或披露填充材料,在对比文件1中被熔化的是硬钎焊材料自身。对比文件2同样涉及的是两种材料,也即填充材料70和构件,填充材料70实质上仍然指硬钎焊材料,而不是如本申请的填充材料。相比于对比文件1和对比文件2,本申请仅是强调熔化填充材料,而硬钎焊材料无需熔化。因此,对于熔化填充材料的硬钎焊温度可选择成低于用于熔化硬钎焊材料的硬钎焊温度。
合议组于2019年 07月10日向复审请求人发出第二次复审通知书,指出:修改后的权利要求1-19相对于对比文件1、2以及本领域常规技术手段的结合仍不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人提出的陈述意见,合议组认为:本申请的“硬钎焊材料”和“填充材料”并不是截然独立的两种物质,本申请的“填充材料”实质上属于“硬钎焊材料”其中的一部分,对比文件1和对比文件2中的硬钎焊材料事实上也包括填充材料的成分,对比文件1中硬钎焊材料的成分中包括熔点抑制剂的成分B 和成分C可以相当于本申请所称的填充材料,对比文件2中第二种合金成分可以相当于本申请所称的填充材料,因此,对比文件1中包含成分B和成分C的硬钎焊材料和对比文件2中包含第二种合金成分的硬钎焊材料与本申请包含填充材料的硬钎焊材料实质上相同,权利要求1修改后的该技术特征也已被对比文件1和对比文件2公开。
复审请求人于2019年08月22日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书,将独立权利要求1中的技术特征“在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件”修改为“在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件”,将独立权利要求18中的技术特征“所述扩散温度加热所述构件以促进所述硬钎焊材料的扩散”修改为“所述扩散温度加热所述构件而不破坏所述构件以促进所述硬钎焊材料的扩散”,在独立权利要求1、18中增加技术特征“其中,所述第二容忍温度在1800℉与2100℉之间”,在独立权利要求19中增加技术特征“以及在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件以促进所述熔点抑制剂扩散到所述硬钎焊材料和所述温度容忍区中,其中,所述第二容忍温度在1800℉与2100℉之间”,复审请求人认为:尽管对比文件1揭示对基底加热处理以使硬钎焊材料达到硬钎焊温度,但并未揭示或披露如本申请那样在局部硬钎焊循环期间温度敏感区保持为低于范围处在1800°F与2100°F之间的第二容忍温度。在对比文件1中揭示的是,涡轮叶片10放置到真空熔炉中,熔炉被加热至1975°F,随后加热至2150°F。另外,对比文件1也未揭示或披露如本申请那样在扩散循环期间在熔炉中加热构件至扩散温度而不破坏所述构件。在对比文件1中揭示的是,在熔炉温度达到1950°F之后可实施扩散处理,该1950°F的熔炉温度显然高于1800°F的第二容忍温度。显然,此种1950°F的扩散温度无法或不能保证容忍温度为1800°F的构件将不被破坏。对比文件2并未弥补对比文件1的上述不足。尽管对比文件2揭示了局部加热用以硬钎焊,但其仍未能揭示或披露如本发明所主张那样在局部硬钎焊循环期间温度敏感区保持为低于范围处在1800°F与2100°F之间的第二容忍温度。而且,对比文件2根本未曾提及或涉及扩散循环。自然地,对比文件2未能揭示或披露本申请所主张那样的特征“在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件”。
复审请求人于2019年08月22日提交的修改后的权利要求书如下:
“1. 一种混合扩散硬钎焊工艺,包括:
提供包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区的构件,其中所述第一容忍温度高于所述第二容忍温度;
在局部硬钎焊循环期间通过由局部热源提供硬钎焊温度以熔化填充材料来将硬钎焊材料硬钎焊到所述温度容忍区,其中所述填充材料包括熔点抑制剂;然后
在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件,以促进所述熔点抑制剂扩散到所述硬钎焊材料和所述温度容忍区中;
其中,所述第二容忍温度在1800℉与2100℉之间;
其中,所述局部硬钎焊循环在所述混合扩散硬钎焊工艺中独立于所述扩散循环来执行,并且其中在所述局部硬钎焊循环期间所述温度敏感区保持为低于所述第二容忍温度。
2. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,还包括将所述局部热源定位在所述硬钎焊材料近处和所述温度敏感区远处。
3. 根据权利要求2所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,在所述局部硬钎焊循环期间,所述局部热源的定位将所述温度容忍区加热至所述硬钎焊材料的所述硬钎焊温度,而不将所述温度敏感区加热至所述硬钎焊温度。
4. 根据权利要求2所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述局部热源为感应热源。
5. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,处于或高于所述第二容忍温度的温度导致所述温度敏感区经历选自由以下构成的集合中的一个或更多个变化:微观结构变化、宏观结构变化、熔化、现有硬钎焊接头的再熔化、变形、涂层开裂、子构件的分离、疲劳、裂缝、翘曲、畸变和熔化。
6. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述第二容忍温度低于所述硬钎焊材料的所述硬钎焊温度。
7. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,还包括保持现有硬钎焊接头低于容忍温度。
8. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述硬钎焊材料选自由以下构成的集合:预烧结的预型件、由混合的硬钎焊粉末制成的柔性带、由混合的硬钎焊粉末制成的糊料、和混合的硬钎焊粉末的干混合物。
9. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述硬钎焊材料包括高于1900℉的硬钎焊温度。
10. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述熔炉为真空炉。
11. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述熔炉选自由马弗炉和惰性气体炉构成的集合。
12. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述熔炉包括1650℉与2250℉之间的扩散温度。
13. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述硬钎焊和所述加热形成修理过程。
14. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述硬钎焊和所述加热形成制造过程。
15. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述构件为燃气涡轮构件。
16. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述局部硬钎焊循环执行直到60分钟。
17. 根据权利要求1所述的混合扩散硬钎焊工艺,其特征在于,所述局部热源选自由以下构成的集合:感应线圈、电弧熔化部件、局部加热部件、激光束、电子束、微波加热装置、高温火焰、辐射加热部件、和它们的组合。
18. 一种混合扩散硬钎焊工艺,包括:
提供包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区的构件,其中所述第一容忍温度高于所述第二容忍温度;
在局部硬钎焊循环期间通过由局部热源加热填充材料以将硬钎焊材料硬钎焊到所述构件的温度容忍区,其中所述填充材料包括熔点抑制剂;然后
在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件,以促进所述熔点抑制剂扩散到所述硬钎焊材料和所述温度容忍区中;
其中,所述局部硬钎焊循环处于硬钎焊温度,所述硬钎焊温度熔化所述构件的温度容忍区中的所述填充材料;
其中,所述第二容忍温度在1800℉与2100℉之间;并且
其中,所述扩散循环处于扩散温度,所述扩散温度加热所述构件而不破坏所述构件以促进所述硬钎焊材料的扩散,并且其中在所述局部硬钎焊循环期间所述温度敏感区保持为低于所述第二容忍温度。
19. 一种混合扩散硬钎焊制品,包括:
包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区的构件,其中所述第一容忍温度高于所述第二容忍温度;和
利用包括熔点抑制剂的填充材料扩散硬钎焊到所述构件的硬钎焊材料,其中所述硬钎焊材料在局部硬钎焊循环期间通过由局部热源提供硬钎焊温度以熔化所述填充材料而被硬钎焊到所述温度容忍区;
其中,所述填充材料具有高于所述构件的容忍温度的熔化温度,其中在所述局部硬钎焊循环期间所述温度敏感区保持为低于所述第二容忍温度,以及在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件以促进所述熔点抑制剂扩散到所述硬钎焊材料和所述温度容忍区中,其中,所述第二容忍温度在1800℉与2100℉之间,并且其中,所述填充材料中的所述熔点抑制剂扩散到所述硬钎焊材料和所述温度容忍区中。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人提出复审请求时以及答复复审通知书时均修改了权利要求书,经查,上述修改符合专利法第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针对的文本是:申请日2014年05月30日提交的说明书摘要、说明书第1-9页、摘要附图、说明书附图第1页;2019年08月22日提交的权利要求第1-19项。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定的创造性,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,该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1权利要求1请求保护一种混合扩散硬钎焊工艺。对比文件1(US6575349 B2)公开了一种混合扩散焊工艺,并具体公开了以下的技术特征(参见该对比文件1的说明书第4栏第55行至第6栏第13行,权利要求1-16,附图1-3):包括:
涡轮叶片10具有用于安装定子或转子的根部11和从根部11延伸的轮叶12,轮叶12上具有多个待修复区域(待修复区域相当于具有第一容忍温度的温度容忍区,其它区域则属于具有第二容忍温度的温度敏感区),采取以下工艺对该区域进行修复,第一步,利用喷枪产生高速燃气气流,不含粘结剂的粉末状钎焊材料被输送气体(例如氮气)输送到燃气气流中并被熔化,喷枪将混合在燃气气流中的钎焊材料喷到待修复的轮叶12的表面,钎焊材料选自以下一个或多个组:A包括镍基、钴基和铁基材料中至少一个的组合,B包括镍基钎焊材料、钴基钎焊材料和铁基钎焊材料中至少一个的组合,包括至少一种熔点抑制剂,包括但不限于硼和硅,C包括镍基合金、钴基合金和铁基合金中至少一个的组合,包括至少一种熔点抑制剂,包括但不限于硼和硅,钎焊材料在该表面上进行沉积(当钎焊材料选择B组或C组,相当于形成了权利要求1中的硬钎焊材料和填充材料);第二步,将叶片10放入真空炉或者其他保护性气体,将其加热到钎焊温度(即进行钎焊)(参见对比文件1的权利要求1),真空炉以每分钟50的速度加热到1975℉,保持30分钟,之后以每分钟75℉的速度加热到2150℉保持15分钟(第二步相当于硬钎焊循环);第三步,将上述叶片在1950℉温度(相当于扩散温度)下进行扩散热处理至少2小时,其目的是降低钎焊材料中的熔点抑制剂例如硼和/或硅的浓度(第三步相当于权利要求1的扩散循环),从上述步骤可知,第二步的硬钎焊与第三步的扩散热处理是独立进行的。
权利要求1与对比文件1的区别在于:(1)第一容忍温度高于第二容忍温度,所述第二容忍温度在1800℉与2100℉之间,(2)在局部硬钎焊循环期间使用局部热源提供硬钎焊温度以熔化填充材料来将硬钎焊材料硬钎焊到温度容忍区,并且其中在所述局部硬钎焊循环期间所述温度敏感区保持为低于所述第二容忍温度,(3)在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件。基于上述区别技术特征,该权利要求实际要解决的技术问题是减少部件在加热期间受损。
对于区别特征(1),由于对比文件1中的构件与本申请相同,都是涡轮叶片,根据涡轮叶片的工作需要,将叶片设计包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区且第一容忍温度高于第二容忍温度是本领域的常规设计。例如,对叶片的进气边表面涂覆耐热抗腐蚀合金涂层,或者为了提高抗高温性而在叶片表面涂覆热障涂层,从而在该叶片的涂层部位形成具有第一容忍温度的温度容忍区,其余部位为具有第二容忍温度的温度敏感区,根据涂层的成分和性能需求,第一容忍温度高于第二容忍温度也是本领域的常规设计。对于第二容忍温度,本领域技术人员知晓,容忍温度为不发生对材料的破坏的最高温度,容忍温度是由材料的成分以及运行期间的负载要求而决定的,因此合理确定第二容忍温度是本领域技术人员的常规技术手段。
对于区别特征(2),对比文件2(CN102029449 A)公开了一种用于聚焦能量钎焊的方法,具体公开了(参见对比文件2的说明书第75-104段,附图1-12):轮叶36末梢具有孔52,将具有第一熔点的第一预烧结的预制件材料(例如钎焊材料)设置在孔52中,第一熔点低于轮叶的熔点,聚焦的能量束在第一温度(钎焊温度)下融化预制件材料,并将其填充到孔中,填充材料可以是与轮叶和/或轮叶末梢的合金相似成分的贱金属合金(相当于本申请的硬钎焊材料),以及第二种不同的合金粉末的颗粒(相当于本申请的填充材料),还包含熔点抑制剂,例如硼或硅,以促进填充材料的烧结,从附图6可知,该聚焦的能量束为局部热源,并且根据该能量束的加热过程可知,由于该能量束集中对填充材料进行加热,那么远离该填充材料的其他区域(相当于温度敏感区)的温度必然低于该填充材料附近(相当于温度容忍区)的温度,而为了防止温度敏感区的材料发生破坏,将该区域温度保持为低于所述第二容忍温度是本领域技术人员的常规设计。对比文件2给出了使用局部热源局部加热预制件材料的启示,参见对比文件2的说明书第98段所述:这种将PSP填充材料70的局部加热至钎焊温度可提供超越传统钎焊工艺的优势,例如将整个轮叶36加热至钎焊温度的炉内钎焊,因为当整个轮叶36暴露于炉内的高温时,炉内钎焊可能对轮叶36带来不合适的材料变化。由于钎焊材料为组合物,其具有熔化温度区间,当加热温度在熔化温度区间内时钎焊材料为固液共存,而将加热温度设置在熔化温度区间内,仅熔化钎焊材料的一部分(即熔点较低的填充材料)以便将其沉积在工件表面,属于本领域的常规技术手段。
对于区别技术特征(3),对比文件1已经公开了“第三步,将上述叶片在1950℉温度(相当于扩散温度)下进行扩散热处理至少2小时”,扩散循环的目的是降低钎焊材料中的熔点抑制剂例如硼和/或硅的浓度,在扩散循环过程中不破坏所述构件是扩散循环最基本的要求,也是本领域技术人员容易想到的常规设置。
由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的常规技术手段,得出权利要求1的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2从属权利要求2、3的附加技术特征已在对比文件2中公开,对比文件2公开了(参见对比文件2说明书第98-101段)将作为局部热源的能量束74定位在钎焊材料近处和温度敏感区远处,局部的将轮叶36的某一区域和填充材料70加热至钎焊温度(由于是局部加热,因此可知远离钎焊材料的温度敏感区没有加热至钎焊温度),因此当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.3从属权利要求4是权利要求2的从属权利要求,对比文件2公开了局部热源可以是电子束源或者激光源(参见对比文件2的说明书第89-90段),而感应线圈等感应热源也是本领域常用的独立热源,因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求4所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.4从属权利要求5是权利要求1的从属权利要求,其限定了处于或高于自身容忍温度的温度导致温度敏感区经历选自由以下构成的集合中的一个或更多个变化:微观结构变化、宏观结构变化、熔化、现有硬钎焊接头的再熔化、变形、涂层开裂、子构件的分离、疲劳、裂缝、翘曲、畸变和熔化,然而本领域技术人员公知,上述变化都是焊接过程中的材料所发生的常见变化和现象。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.5从属权利要求6、7是权利要求1的从属权利要求,其附加技术特征是本领域的常规设计,因此当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.6从属权利要求8是权利要求1的从属权利要求,对比文件2已经公开了:填充材料70可以是预烧结的预制件(参见对比文件2的说明书第93段),而由混合的硬钎焊粉末制成的柔性带、由混合的硬钎焊粉末制成的糊料、和混合的硬钎焊粉末的干混合物都是本领域常规的钎料形态。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.7从属权利要求9是权利要求1的从属权利要求,对比文件1已经公开了(参见对比文件1的说明书第5栏第64行至第6栏第4行)真空炉以每分钟50的速度加热到1975℉,保持30分钟,之后以每分钟75℉的速度加热到2150℉保持15分钟(上述温度均高于1900℉),因此当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.8从属权利要求10、11是权利要求1的从属权利要求,对比文件1已经公开了在真空炉中进行钎焊(参见对比文件1的说明书第5栏第64行至第6栏第4行),而马弗炉和惰性气体炉构成的集合也是本领域的常用熔炉,因此当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.9权利要求12是权利要求1的从属权利要求,对比文件1(参见对比文件1的说明书第5栏第64行至第6栏第4行)公开了1975℉、2150℉的扩散温度(均落在权利要求12的数值范围内),因此当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.10权利要求13、14是权利要求1的从属权利要求,对比文件1公开了用所述硬钎焊和加热对叶片表面进行修复(参见对比文件1说明书第4栏第61行至第5栏第3行),而用于构件的制造也是本领域的常规用法,因此当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.11从属权利要求15的附加技术特征已在比文件1中公开(参见对比文件1说明书第4栏第55行至第60行,附图1),因此当其引用的权利要求不具备创造性时,该从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.12从属权利要求16是权利要求1的从属权利要求,对比文件1已经公开了(参见对比文件1的说明书第5栏第64行至第6栏第4行)真空炉以每分钟50的速度加热到1975℉,保持30分钟,之后以每分钟75℉的速度加热到2150℉保持15分钟(即执行硬钎焊45分钟),而根据实际需要将执行硬钎焊的时间延长到60分钟属于本领域的常规设计,因此当其引用的权利要求不具备创造性时,该从属权利要求所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.13从属权利要求17是权利要求1的从属权利要求,对比文件2公开了局部热源可以是电子束源或者激光源(参见对比文件2的说明书第89-90段),而感应线圈、电弧熔化部件、局部加热部件、微波加热装置、高温火焰、辐射加热部件和它们的组合也是本领域常用的独立热源,因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求17所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.14、权利要求18请求保护一种混合扩散硬钎焊工艺。对比文件1(US6575349 B2)公开了一种混合扩散钎焊工艺,并具体公开了以下的技术特征(参见该对比文件的说明书第4栏倒数第55行至第6栏第13行,权利要求1-16,附图1-3):涡轮叶片10具有用于安装定子或转子的根部11和从根部11延伸的轮叶12,轮叶12上具有多个待修复区域(待修复区域相当于具有第一容忍温度的温度容忍区,其它区域则属于具有第二容忍温度的温度敏感区),采取以下工艺对该区域进行修复,第一步,利用喷枪产生高速燃气气流,不含粘结剂的粉末状钎焊材料被输送气体(例如氮气)输送到燃气气流中并被熔化,喷枪将混合在燃气气流中的钎焊材料喷到待修复的轮叶12的表面,钎焊材料选自以下一个或多个组:A包括镍基、钴基和铁基材料中至少一个的组合,B包括镍基钎焊材料、钴基钎焊材料和铁基钎焊材料中至少一个的组合,包括至少一种熔点抑制剂,包括但不限于硼和硅,C包括镍基合金、钴基合金和铁基合金中至少一个的组合,包括至少一种熔点抑制剂,包括但不限于硼和硅,钎焊材料在该表面上进行沉积(相当于形成了权利要求18中的硬钎焊材料和填充材料);第二步,将叶片10放入真空炉或者其他保护性气体,将其加热到钎焊温度(即进行钎焊)(参见对比文件1的权利要求1),熔化该填充材料,真空炉以每分钟50的速度加热到1975℉,保持30分钟,之后以每分钟75℉的速度加热到2150℉保持15分钟(第二步相当于硬钎焊循环);第三步,将上述叶片在1950℉温度下(即扩散温度)进行扩散热处理至少2小时,其目的是降低钎焊材料中的熔点抑制剂例如硼和/或硅的浓度(第三步相当于扩散循环)。权利要求18与对比文件1的区别在于:(1)第一容忍温度高于第二容忍温度,所述第二容忍温度在1800℉与2100℉之间,(2)在局部硬钎焊循环期间使用局部热源提供硬钎焊温度以熔化填充材料来将硬钎焊材料硬钎焊到温度容忍区,并且其中在所述局部硬钎焊循环期间所述温度敏感区保持为低于所述第二容忍温度,(3)在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件。基于上述区别技术特征,该权利要求实际要解决的技术问题是减少部件在加热期间受损。
对于区别特征(1),由于对比文件1中的构件与本申请相同,都是涡轮叶片,根据涡轮叶片工作需要,将叶片分为包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区且第一容忍温度高于第二容忍温度是本领域的常规设计。例如,对叶片进气边表面涂覆耐热抗腐蚀合金涂层,或者为了提高抗高温性而在叶片表面涂覆热障涂层,从而在该叶片的涂层部位形成具有第一容忍温度的温度容忍区,其余部位为具有第二容忍温度的温度敏感区,由涂层的成分和性能可知,第一容忍温度高于第二容忍温度也是本领域的常规设计。对于第二容忍温度,本领域技术人员知晓,容忍温度为不发生对材料的破坏的最高温度,容忍温度是由材料的成分以及运行期间的负载要求而决定的,因此合理确定第二容忍温度是本领域技术人员的常规技术手段。
对于区别特征(2),对比文件2(CN102029449 A)公开了一种用于聚焦能量钎焊的方法,具体公开了(参见对比文件2的说明书第75-104段,附图1-12):轮叶36末梢具有孔52,将具有第一熔点的第一预烧结的预制件材料(例如钎焊材料)设置在孔52中,第一熔点低于轮叶的熔点,聚焦的能量束在第一温度(钎焊温度)下融化预制件材料,并将其填充到孔中,填充材料可以是与轮叶和/或轮叶末梢的合金相似成分的贱金属合金(相当于本申请的硬钎焊材料),以及第二种不同的合金粉末的颗粒(相当于本申请的填充材料),还包含熔点抑制剂,例如硼或硅,以促进填充材料的烧结,从附图6可知,该聚焦的能量束为局部热源,并且根据该能量束的加热过程可知,由于该能量束集中对填充材料进行加热,那么远离该填充材料的其他区域(相当于温度敏感区)的温度必然低于该填充材料附近的温度。而为了防止温度敏感区的材料发生破坏,进一步将远离填充材料的其他区域的温度保持为低于所述第二容忍温度是本领域技术人员的常规设计。对比文件2给出了使用局部热源局部加热预制件材料的的启示,参见对比文件2的说明书第98段所述:这种将PSP填充材料70的局部加热至钎焊温度可提供超越传统钎焊工艺的优势,例如将整个轮叶36加热至钎焊温度的炉内钎焊,因为当整个轮叶36暴露于炉内的高温时,炉内钎焊可能对轮叶36带来不合适的材料变化。由于钎焊材料为组合物,其具有熔化温度区间,当加热温度在熔化温度区间内时钎焊材料为固液共存,而将加热温度设置在熔化温度区间内,仅熔化钎焊材料的一部分(即熔点较低的填充材料)以便将其沉积在工件表面,属于本领域的常规技术手段。
对于区别技术特征(3),对比文件1已经公开了“第三步,将上述叶片在1950℉温度(相当于扩散温度)下进行扩散热处理至少2小时”,扩散循环的目的是降低钎焊材料中的熔点抑制剂例如硼和/或硅的浓度,在扩散循环过程中不破坏所述构件是扩散循环最基本的要求,也是本领域技术人员容易想到的常规设置。
由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的常规技术手段,得出该权利要求的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.15权利要求19请求保护一种混合扩散硬钎焊制品。对比文件1(US6575349 B2)公开了一种混合扩散钎焊工艺以及利用该工艺修复得到的涡轮叶片,并具体公开了以下的技术特征(参见该对比文件的说明书第4栏倒数第55行至第6栏第13行,权利要求1-16,附图1-3):涡轮叶片10具有用于安装定子或转子的根部11和从根部11延伸的轮叶12,轮叶12上具有多个待修复区域(待修复区域相当于具有第一容忍温度的温度容忍区,其它区域则属于具有第二容忍温度的温度敏感区),采取以下工艺对该区域进行修复,第一步,利用喷枪产生高速燃气气流,不含粘结剂的粉末状钎焊材料被输送气体(例如氮气)输送到燃气气流中并被熔化,喷枪将混合在燃气气流中的钎焊材料喷到待修复的轮叶12的表面,钎焊材料选自以下一个或多个组:A包括镍基、钴基和铁基材料中至少一个的组合,B包括镍基钎焊材料、钴基钎焊材料和铁基钎焊材料中至少一个的组合,包括至少一种熔点抑制剂,包括但不限于硼和硅,C包括镍基合金、钴基合金和铁基合金中至少一个的组合,包括至少一种熔点抑制剂,包括但不限于硼和硅,钎焊材料在该表面上进行沉积(相当于形成了权利要求19中的硬钎焊材料和填充材料);第二步,将叶片10放入真空炉或者其他保护性气体,将其加热到钎焊温度(即进行钎焊)(参见对比文件1的权利要求1),熔化该填充材料;第三步,将上述叶片在1950℉温度下(即扩散温度)进行扩散热处理至少2小时,其目的是降低钎焊材料中的熔点抑制剂例如硼和/硅的浓度。权利要求19与对比文件1的区别在于:(1)第一容忍温度高于第二容忍温度,所述第二容忍温度在1800℉与2100℉之间,(2)在局部硬钎焊循环期间使用局部热源提供硬钎焊温度以熔化填充材料来将硬钎焊材料硬钎焊到温度容忍区,并且其中在所述局部硬钎焊循环期间所述温度敏感区保持为低于所述第二容忍温度,(3)在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件以促进所述熔点抑制剂扩散到所述硬钎焊材料和所述温度容忍区。基于上述区别技术特征,该权利要求实际要解决的技术问题是减少部件在加热期间受损。
对于区别特征(1),由于对比文件1中的构件与本申请相同,都是涡轮叶片,根据涡轮叶片工作需要,将叶片分为包括具有第一容忍温度的温度容忍区和具有第二容忍温度的温度敏感区且第一容忍温度高于第二容忍温度是本领域的常规设计。例如,对叶片进气边表面涂覆耐热抗腐蚀合金涂层,或者为了提高抗高温性而在叶片表面涂覆热障涂层,从而在该叶片的涂层部位形成具有第一容忍温度的温度容忍区,其余部位为具有第二容忍温度的温度敏感区,由涂层的成分和性能可知,第一容忍温度高于第二容忍温度。对于第二容忍温度,本领域技术人员知晓,容忍温度为不发生对材料的破坏的最高温度,容忍温度是由材料的成分以及运行期间的负载要求而决定的,因此合理确定第二容忍温度是本领域技术人员的常规技术手段。
对于区别特征(2),对比文件2(CN102029449 A)公开了一种用于聚焦能量钎焊的方法,具体公开了(参见对比文件2的说明书第75-104段,附图1-12):轮叶36末梢具有孔52,将具有第一熔点的第一预烧结的预制件材料(例如钎焊材料)设置在孔52中,第一熔点低于轮叶的熔点(由于熔点高于容忍温度,因此该钎焊材料的熔点必然高于轮叶的容忍温度),聚焦的能量束在第一温度(钎焊温度)下融化预制件材料,并将其填充到孔中,填充材料可以是与轮叶和/或轮叶末梢的合金相似成分的贱金属合金,以及第二种不同的合金粉末的颗粒,还包含熔点抑制剂,例如硼或硅,以促进填充材料的烧结,从附图6可知,该聚焦的能量束为局部热源,并且根据该能量束的加热过程可知,由于该能量束集中对填充材料进行加热,那么远离该填充材料的其他区域(相当于温度敏感区)的温度必然低于该填充材料附近的温度,而为了防止温度敏感区的材料发生破坏,将该区域温度保持为低于所述第二容忍温度是本领域技术人员的常规设计。对比文件2给出了将上述区别特征(2)用于该对比文件1以解决其技术问题的启示,参见对比文件2的说明书第98段所述:这种将PSP填充材料70的局部加热至钎焊温度可提供超越传统钎焊工艺的优势,例如将整个轮叶36加热至钎焊温度的炉内钎焊,因为当整个轮叶36暴露于炉内的高温时,炉内钎焊可能对轮叶36带来不合适的材料变化。
对于区别技术特征(3),对比文件1已经公开了“第三步,将上述叶片在1950℉温度(相当于扩散温度)下进行扩散热处理至少2小时,扩散循环的目的是促进熔点抑制剂的扩散,从而降低钎焊材料中的熔点抑制剂例如硼和/或硅的浓度”,而在扩散循环过程中不破坏所述构件是扩散循环最基本的要求,也是本领域技术人员容易想到的常规设置。
由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的常规设计,得出该权利要求的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、对于复审请求人的意见陈述
复审请求人在意见陈述中论述了本申请修改后的权利要求具备创造性的理由为:
(1)尽管对比文件1揭示对基底加热处理以使硬钎焊材料达到硬钎焊温度,但并未揭示或披露如本申请那样在局部硬钎焊循环期间温度敏感区保持为低于范围处在1800°F与2100°F之间的第二容忍温度。在对比文件1中揭示的是,涡轮叶片10放置到真空熔炉中,熔炉被加热至1975°F,随后加热至2150°F。
(2)对比文件1也未揭示或披露如本申请那样在扩散循环期间在熔炉中加热构件至扩散温度而不破坏所述构件。在对比文件1中揭示的是,在熔炉温度达到1950°F之后可实施扩散处理,该1950°F的熔炉温度显然高于1800°F的第二容忍温度。显然,此种1950°F的扩散温度无法或不能保证容忍温度为1800°F的构件将不被破坏。对比文件2并未弥补对比文件1的上述不足。尽管对比文件2揭示了局部加热用以硬钎焊,但其仍未能揭示或披露如本发明所主张那样在局部硬钎焊循环期间温度敏感区保持为低于范围处在1800°F与2100°F之间的第二容忍温度。而且,对比文件2根本未曾提及或涉及扩散循环。自然地,对比文件2未能揭示或披露本发明所主张那样的特征“在扩散循环期间在熔炉中加热所述构件至扩散温度而不破坏所述构件”。
对此,合议组认为:
(1)虽然对比文件1没有公开第二容忍温度的数值范围,但是本领域技术人员知晓,也正如本申请说明书第[0036]段所述,容忍温度为不发生对材料的破坏的最高温度,容忍温度是由材料的成分以及运行期间的负载要求而决定的,因此合理确定第二容忍温度是本领域技术人员的常规技术手段。
(2)对比文件1已经公开了“第三步,将上述叶片在1950℉温度(相当于扩散温度)下进行扩散热处理至少2小时”,并且扩散循环的目的是降低钎焊材料中的熔点抑制剂例如硼和/或硅的浓度,而在扩散循环过程中不破坏所述构件是扩散循环最基本的要求,也是本领域技术人员所掌握的常规设置。并且,由于容忍温度是由材料的成分以及运行期间的负载要求而决定的,同时为了满足构件在扩散循环过程中不破坏的要求,本领域技术人员能够确定扩散温度不高于第二容忍温度。
由此可知,复审请求人陈述的意见不具有说服力,合议组不予支持。
基于上述理由,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2018年02月07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,复审请求人可以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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