[發明專利]來自增材制造的工具鋼制品

有效

• 申請號: 201880048123.9
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN110944774B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: J.W.戈爾德史密斯;Y.吳
• 申請（專利權）人: 肯納金屬公司
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F10/28;B22F10/64;B33Y40/20;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/52;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/30;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 盧亞靜

在一個方面中，本文描述了通過增材制造技術由工具鋼粉末組合物形成工裝制品的方法。一種形成工裝制品的方法，其包含通過增材制造技術將粉末合金固結到所述工裝制品中，并對所述工裝制品進行熱處理以得到35HRC到65HRC的所述工裝制品硬度。所述工裝制品可以由包含0.2?2重量％碳、0?1重量％錳、0?1.5重量％硅、0?0.3重量％鎳、0?15重量％鈷、呈5?25重量％的組合量的鉻、鉬、鎢和釩中的至少兩者以及余量鐵的合金組合物形成。如本文所描述，所述方法可以進一步包含在進行加熱處理之前對所述工裝制品進行熱等靜壓。

相關申請數據

本申請依據專利合作條約的第8條要求2017年8月2日提交的美國專利申請第15/667,390號的優先權，所述案以全文引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及通過增材制造(additive manufacturing)技術生產的制品，并且具體地說，涉及通過增材制造技術生產工具鋼制品的方法。

背景技術

增材制造(AM)一般涵蓋其中采用數字3維(3D)設計數據以通過材料沉積和處理來制造成層制品或組件的工藝。已經在增材制造的背景下研發出各種技術。增材制造提供了基于模制工藝的傳統制品制造技術的高效且具成本效益的替代方案。在增材制造的情況下，可以避免模子和/或模具構造以及其它工裝的大量時間和費用。此外，增材制造技術通過準許在工藝中進行再循環并且排除模子潤滑劑和冷卻劑要求來實現材料的有效使用。最重要的是，增材制造使得能夠相當自由地進行制品設計。可以生產具有高度復雜形狀的制品而無大量費用，允許在作出最終設計選擇之前研發并評估一系列制品設計。

在工裝應用中采用廣泛多種的鋼。舉例來說，硬化和/或回火到50-70HRC的鍛制工具鋼在工裝應用中是常見的。然而，其它工裝制造技術可能會損失鍛制工具鋼的有益機械性質。舉例來說，通過粉末冶金技術用工具鋼粉末生產的制品可能會展現出硬度、拉伸強度、韌度和伸長率的大幅度降低。

發明內容

在一個方面中，本文描述了通過增材制造技術由工具鋼粉末組合物形成工裝制品的方法。在一些實施例中，工裝制品展現出與鍛制工具鋼相當的性質，從而克服了采用粉末合金組合物的先前技術遇到的缺點。簡單地說，形成工裝制品的方法包含通過增材制造技術將粉末合金固結到工裝制品中，并對工裝制品進行熱處理以得到35HRC到65HRC的工裝制品硬度。工裝制品可以由包含0.2-2重量％碳、0-1重量％錳、0-1.5重量％硅、0-0.3重量％鎳、0-15重量％鈷、呈5-25重量％的組合量的鉻、鉬、鎢和釩中的至少兩者以及余量鐵的合金組合物形成。如本文所描述，所述方法可以進一步包含在進行加熱處理之前對工裝制品進行熱等靜壓。

在另一個方面中，提供根據本文所描述的方法形成的工裝制品。在一些實施例中，根據包含以下的方法生產工裝制品：通過增材制造技術將粉末合金固結到工裝制品中，并對工裝制品進行熱處理以得到35HRC到65HRC的工裝制品硬度。

這些和其它實施例更詳細地描述于以下具體實施方式中。

附圖說明

圖1是示出根據工業技術進行熱處理的鍛制H13工具鋼的微觀結構的光學顯微照片。

圖2是示出通過SLM形成、接著根據本文所闡述的參數進行熱等靜壓和熱處理的H13工具鋼制品的微觀結構的光學顯微照片。

圖3是示出通過粘合劑噴射形成、接著根據本文所闡述的參數進行熱等靜壓和熱處理的H13工具鋼制品的微觀結構的光學顯微照片。

具體實施方式

可以通過參考以下詳細描述和實例以及其先前和后續描述更容易地理解本文所描述的實施例。然而，本文所描述的元件、設備和方法不限于在詳細描述和實例中呈現的具體實施例。應當認識到，這些實施例僅僅說明本發明的原理。在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，許多修改和調整對于所屬領域的技術人員來說將是顯而易見的。