[发明专利]来自增材制造的工具钢制品

说明书

在一个方面中，本文描述了通过增材制造技术由工具钢粉末组合物形成工装制品的方法。一种形成工装制品的方法，其包含通过增材制造技术将粉末合金固结到所述工装制品中，并对所述工装制品进行热处理以得到35HRC到65HRC的所述工装制品硬度。所述工装制品可以由包含0.2‑2重量％碳、0‑1重量％锰、0‑1.5重量％硅、0‑0.3重量％镍、0‑15重量％钴、呈5‑25重量％的组合量的铬、钼、钨和钒中的至少两者以及余量铁的合金组合物形成。如本文所描述，所述方法可以进一步包含在进行加热处理之前对所述工装制品进行热等静压。

相关申请数据

本申请依据专利合作条约的第8条要求2017年8月2日提交的美国专利申请第15/667,390号的优先权，所述案以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及通过增材制造(additive manufacturing)技术生产的制品，并且具体地说，涉及通过增材制造技术生产工具钢制品的方法。

背景技术

增材制造(AM)一般涵盖其中采用数字3维(3D)设计数据以通过材料沉积和处理来制造成层制品或组件的工艺。已经在增材制造的背景下研发出各种技术。增材制造提供了基于模制工艺的传统制品制造技术的高效且具成本效益的替代方案。在增材制造的情况下，可以避免模子和/或模具构造以及其它工装的大量时间和费用。此外，增材制造技术通过准许在工艺中进行再循环并且排除模子润滑剂和冷却剂要求来实现材料的有效使用。最重要的是，增材制造使得能够相当自由地进行制品设计。可以生产具有高度复杂形状的制品而无大量费用，允许在作出最终设计选择之前研发并评估一系列制品设计。

在工装应用中采用广泛多种的钢。举例来说，硬化和/或回火到50-70HRC的锻制工具钢在工装应用中是常见的。然而，其它工装制造技术可能会损失锻制工具钢的有益机械性质。举例来说，通过粉末冶金技术用工具钢粉末生产的制品可能会展现出硬度、拉伸强度、韧度和伸长率的大幅度降低。

发明内容

在一个方面中，本文描述了通过增材制造技术由工具钢粉末组合物形成工装制品的方法。在一些实施例中，工装制品展现出与锻制工具钢相当的性质，从而克服了采用粉末合金组合物的先前技术遇到的缺点。简单地说，形成工装制品的方法包含通过增材制造技术将粉末合金固结到工装制品中，并对工装制品进行热处理以得到35HRC到65HRC的工装制品硬度。工装制品可以由包含0.2-2重量％碳、0-1重量％锰、0-1.5重量％硅、0-0.3重量％镍、0-15重量％钴、呈5-25重量％的组合量的铬、钼、钨和钒中的至少两者以及余量铁的合金组合物形成。如本文所描述，所述方法可以进一步包含在进行加热处理之前对工装制品进行热等静压。

在另一个方面中，提供根据本文所描述的方法形成的工装制品。在一些实施例中，根据包含以下的方法生产工装制品：通过增材制造技术将粉末合金固结到工装制品中，并对工装制品进行热处理以得到35HRC到65HRC的工装制品硬度。

这些和其它实施例更详细地描述于以下具体实施方式中。

附图说明

图1是示出根据工业技术进行热处理的锻制H13工具钢的微观结构的光学显微照片。

图2是示出通过SLM形成、接着根据本文所阐述的参数进行热等静压和热处理的H13工具钢制品的微观结构的光学显微照片。

图3是示出通过粘合剂喷射形成、接着根据本文所阐述的参数进行热等静压和热处理的H13工具钢制品的微观结构的光学显微照片。

具体实施方式

可以通过参考以下详细描述和实例以及其先前和后续描述更容易地理解本文所描述的实施例。然而，本文所描述的元件、设备和方法不限于在详细描述和实例中呈现的具体实施例。应当认识到，这些实施例仅仅说明本发明的原理。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，许多修改和调整对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的。