[發(fā)明專利]用于制造近凈形狀制品的方法和組合物

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811437787.2
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109834268A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 巴德里·K·納拉亞南;邁克爾·安德魯·科特曼;V·B·拉簡
• 申請（專利權）人: 林肯環(huán)球股份有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C22C38/58;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/40;B23P15/00;B33Y70/00;B33Y10/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 艾娟;鄭霞

提供了用于制造近凈形狀制品的方法和組合物。所述方法包括使用增材制造技術沉積第一材料以形成近凈形狀制品，如工具。所述第一材料具有低碳含量又具有足夠的硬度，這樣使得所述制品可用于各種工具加工應用中。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年11月29日提交的美國臨時專利申請?zhí)?2/592,045的優(yōu)先權和權益，將所述申請的全部披露內容通過援引全部并入本文。

技術領域

總發(fā)明構思涉及用于制造近凈形狀(near net shape)制品的方法和組合物。更具體地，總發(fā)明構思涉及用于使用低碳含量合金材料制造近凈形狀制品的增材制造方法，所述低碳含量合金材料具有用于各種應用的足夠的硬度。

背景技術

增材制造已被用于制造各種技術領域的功能金屬部件，包括汽車，航空航天和醫(yī)療設備，僅舉幾例。與常規(guī)的制造工藝不同，金屬增材制造技術通過基于數字模型(例如，CAD模型)添加金屬薄層而允許復雜的幾何形狀和功能部件制造，而無需昂貴的工具和組件。

由于增材地沉積的工具鋼材料的硬脆性，使用工具鋼通過增材制造技術制造工具非常困難。實際上，工具鋼典型地具有0.5wt％至1.5wt％的碳含量以生產具有給定工具應用所需硬度的工具。然而，此類工具鋼的碳含量也是導致增材地沉積的材料的脆性的主要因素。

因此，仍然需要增材制造方法和組合物，其產生對于各種工具應用表現出良好的硬度和韌性的工具。

發(fā)明內容

總發(fā)明構思涉及用于制造近凈形狀制品(如工具)的方法和組合物。為了說明總發(fā)明構思的各個方面，披露了該方法和組合物的幾個示例性實施例。

在本披露的一個方面，提供了一種制造近凈形狀制品的方法。所述方法包括使用增材制造技術沉積第一材料以形成近凈形狀制品。所述第一材料包含至少8wt％的Cr以及小于或等于0.15wt％的C。所述第一材料通過增材制造技術以至少112cm³/hr的速率沉積。沉積原樣的第一材料具有25HRC至50HRC的硬度(洛氏C標度)。

在本披露的另一個方面，提供了一種制造近凈形狀制品的方法。所述方法包括使用增材制造技術沉積第一材料以形成近凈形狀制品。所述第一材料包含11wt％至14wt％Cr以及0.02wt％至0.15wt％C。所述第一材料通過增材制造技術以112cm³/hr至570cm³/hr的速率沉積。沉積原樣的第一材料具有25HRC至50HRC的硬度(洛氏C標度)。

從以下具體實施方式，總發(fā)明構思的其他方面、優(yōu)點和特征對于本領域技術人員將變得清晰。

具體實施方式

雖然這些總發(fā)明構思容易以許多不同的形式實施，但在本文將詳細描述其特定實施例，應理解的是本披露應被認為是對這些總發(fā)明構思原理的示例。相應地，這些總體發(fā)明概念不旨在局限于在此展示的這些特定實施例。

本說明書披露了用于制造近凈形狀制品的示例性方法和組合物。本披露的示例性方法和組合物利用增材制造技術，該技術采用第一材料制造近凈形狀制品(例如，工具)，這些制品具有良好的硬度同時具有低碳含量(例如，≤0.15wt％C)。所述第一材料的低碳含量使得所述第一材料非常適合通過增材制造技術進行沉積。然而，為了獲得類似于用常規(guī)工具鋼(典型地具有更高的碳含量(例如，0.5wt％至1.5wt％C))制造的制品的硬度，合金元素(包括但不限于Mn、Cr、Mo、Ni、Si和B)用于為第一材料提供所需的碳當量以獲得類似于常規(guī)工具鋼的硬度特性。

碳當量(CEN)通過在給定的標稱碳含量下添加合金元素代替碳來提供在沉積原樣材料中可獲得的可硬化性的量度。本披露中描述的CEN值源自以下式：