[發(fā)明專利]一種金屬粉末、部件及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210493349.8
• 申請日: 2022-05-07
• 公開（公告）號: CN114799153A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 李代水;羅華
• 申請（專利權）人: 湖南奧科新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/48;B33Y70/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權代理有限公司 43225
• 代理人: 段盼姣

本發(fā)明針對增材制造不銹鋼模具使用壽命低的問題，提供了一種適用于增材制造的金屬粉末及其制備方法。通過設計金成分含量，選用C：≤0.07；Si：≤1.00；Mn：≤1.00；P：≤0.035；S：≤0.030；Ni：6.00?8.00；Cr：15.0?17.5；Cu：1.00?2.50；Nb：0.15?0.45；La和Ce：0.3?2.0；余量為Fe的成分含量，實現(xiàn)了兼顧耐腐蝕性、耐開裂性能、硬度的優(yōu)良綜合性能，解決了不銹鋼材料在增材制造模具領域的工業(yè)應用難題。

技術領域

本發(fā)明涉及增材制造技術領域，特別涉及一種可用于增材制造的模具鋼粉末材料、部件及其制備方法。

技術背景

增材制造技術是快速成型技術的一種，它是一種以三維模型為基礎，運用金屬粉末或者塑料等可粘合材料，通過逐層掃描，層層堆垛的方式來構造出立體三維零件的技術。該技術結合了CAD/CAM、光學、數(shù)控及材料科學等各類學科，應用領域非常廣泛，在珠寶、醫(yī)療、鞋類、工業(yè)設計、建筑、模具、航空航天、汽車、教育等都有應用前景。

在材料科學日益發(fā)展的現(xiàn)代，增材制造技術在注塑行業(yè)也越來越受到重視，針對各種注塑產(chǎn)品的模具設計越來越復雜，要求材料在散熱、導熱、增材制造成形性能方面有了更高的要求。結合增材制造技術，可以將模具鋼材料加工成為具有內(nèi)流道、透氣結構等特殊散熱導熱設計的模具，進而提高模具的冷卻效率、冷卻效果和脫模效率，大幅提升不銹鋼模具的經(jīng)濟性，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。然而，實際使用中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術通過增材制造的方法打印得到的模具，其使用壽命遠遠低于其他加工方式得到的模具。如何改善其使用壽命，是目前增材制造不銹鋼模具的難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中存在的使用壽命問題，本發(fā)明的一個方面，提供了一種適用于增材制造的金屬粉末，該金屬粉末包含如下重量百分比的各元素組分：

C：≤0.07

Si：≤1.00

Mn：≤1.00

P：≤0.035

S：≤0.030

Ni：6.00-8.00

Cr：15.0-17.5

Cu：1.00-2.50

Nb：0.15-0.45

La和Ce：0.3-2.0

余量為Fe。

根據(jù)本發(fā)明提供的金屬粉末，所述la和Ce重量百分比之和為0.5％-2％。

根據(jù)本發(fā)明提供的金屬粉末，所述La的含量為0.2％-1％。

根據(jù)本發(fā)明提供的金屬粉末，所述Ce的含量為0.1％-1％。

根據(jù)本發(fā)明提供的金屬粉末，所述La的含量為0.3％，所述Ce的含量為0.5％。

根據(jù)本發(fā)明提供的金屬粉末，所述Cu的重量百分比為2-2.5％。

根據(jù)本發(fā)明提供的金屬粉末，所述Ni的重量百分比為7.0-7.5％。

研發(fā)人員意外的發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術公開的不銹鋼材料在增材制造加工過程中，由于內(nèi)部設計復雜，細孔、微槽較多，容易在使用過程中產(chǎn)生電化學腐蝕失效，同時還有模具重復利用、高低溫交替以及冷卻液進入雜質(zhì)等原因，模具會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，從而會引起模具提前失效或者引發(fā)生產(chǎn)事故。

初步研究發(fā)現(xiàn)，對于通過增材制造生產(chǎn)的設計結構復雜、內(nèi)部加工面不平整的部件，采用打磨、電鍍等方式，在復雜的模具產(chǎn)品中應用受到諸多條件的限制，無法廣泛應用。