[发明专利]一种增材制造高导热模具钢材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增材制造高导热模具钢材料及其制备方法，SLM成型的模具钢经过固溶+时效的热处理后强度由1041MPa提高到1364MPa，提升率为31.0％，硬度从31.8HRC提高到45.2HRC，延伸率则从12.4％下降到10.6％；既保证了SLM成型的模具钢的强度和硬度，也保证了热导率来提高模具的生产效率。

技术领域

本发明属于材料成型技术领域，具体地说，本发明涉及一种增材制造高导热模具钢材料及其制备方法。

背景技术

模具被称作“万业之母”，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等领域应用广泛，模具制造技术的水平，直接关系到一个国家研发和生产制造工业产品的能力。

随着科学技术的快速发展和人们生活水平的日益提高，社会各群体对模具制造的产品提出了更高的要求，各模具制造厂商之间的竞争也日益激烈，这就更加加快了模具制造方面技术的发展速度，传统加工方法制造出的模具已经无法满足模具制造厂家对优质、高效、长寿模具的需求，随形冷却水道模具取代普通模具已成为必然趋势。

传统加工方法制造的随形冷却水道模具，往往存在工序多、成本高、成型精度低、难加工的问题。

3D打印(增材制造)是快速成型技术的一种，以数学模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，采用激光等热源制造产品。3D打印的工艺方法可分为FDM(熔融沉积式)、SLS(选择性激光烧结)、SLM(选择性激光熔化成型)等类型，分别对应不同的材料，FDM一般加工热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等，SLS目前用于加工蜡、塑料等，SLM可加工金属粉末。

SLM技术是金属粉末的快速成型技术，能直接成型出接近完全致密度的金属零件，不需要黏结剂，成型的精度和力学性能都比SLS要好，因此越来越广泛被应用于3D打印。由于SLM技术自身成型方式的原因而具备传统加工方法所不具备的优点，可以制备出形状结构复杂的随形冷却水道模具，这意味着SLM技术制备出的模具能够具备更均匀的散热能力，零件成型周期将会明显缩短，产生可观的社会经济效益。

目前，市场上应用于SLM模具制备的材料主要是马氏体时效钢和马氏体时效不锈钢，为了获得2GPa的超高强度需要添加大量的合金元素，导致这些钢的热导率普遍低于20W/(mK)，使得模具的生产效率将会受到极大的限制。

目前，市场急需开发出一种能适用于SLM成型的高强度高导热率的钢材料，以提高模具的生产效率，实现生产效率的提升。

发明内容

本发明提供一种增材制造高导热模具钢材料及其制备方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种增材制造高导热模具钢材料，具体重量百分比为，C占比0.05％、Ni占比0.75％-3.4％、Al占比0％-0.8％、Cu占比1％-2％、Mn占比0.7％-1.5％、Si占比0.1％-0.4％、Mo占比0.45％-3％。

优选的，一种增材制造高导热模具钢材料，具体重量百分比为，C占比0.05％、Ni占比3.4％、Al占比0.8％、Cu占比1％、Mn占比1.5％、Si占比0.1％、Mo占比0.45％，还包括0.33％Cr。

优选的，一种增材制造高导热模具钢材料，具体重量百分比为，C占比0.05％、Ni占比0.75％、Al占比0％、Cu占比1.5％、Mn占比0.7％、Si占比0.4％、Mo占比3％，还包括2％W。

优选的，一种增材制造高导热模具钢材料，具体重量百分比为，C占比0.05％、Ni占比3.4％、Al占比0.3％、Cu占比1.3％、Mn占比1％、Si占比0.1％、Mo占比0.6％。

优选的，一种增材制造高导热模具钢材料，具体重量百分比为，C占比0.05％、Ni占比2.5％、Al占比0.3％、Cu占比2％、Mn占比1％、Si占比0.1％、Mo占比1.5％，还包括01％V。