[发明专利]增材层制造的热作模具、其制造方法以及用于增材层制造热作模具的金属粉末

说明书

本发明提供了一种增材层热制造的热作模具，其具有含有按质量％计的组成：C：0.3‑0.5％，Si：2.0％以下，Mn：1.5％以下，P：0.05％以下，S：0.05％以下，Cr：3.0‑6.0％，由关系式(Mo+1/2W)来表示Mo和W之间关系的、Mo和W的1种或2种化合物：0.5‑3.5％，V：0.1‑1.5％，Ni：0‑1.0％，Co：0‑1.0％，Nb：0‑0.3％，以及包括Fe和杂质的其余部分，其中，在平行于层压方向的截面中，具有至少1μm²面积的缺陷的面积比为0.6％以下。还提供了一种制造增材层制造的热作模具的方法，其中将具有上述组成的金属粉末逐层沉积，然后执行退火。还提供了一种具有上述组成的金属粉末。

技术领域

本发明涉及一种通过增材层(additive layer)制造方法制造的热作模具(hotwork tool)，并最佳地用于各种应用，例如冲压模具、锻压模具、压铸模具和挤出工具，还涉及一种制造该热作模具的方法以及一种可用于制造该热作模具的金属粉末。

背景技术

热作模具必须足够坚硬，以承受冲击，因为它们用于与待加工的、热的或硬质材料接触。例如，JIS钢型的SKD 61合金工具钢已用作热作模具材料。为了满足近来进一步提高韧性的需求，已经提出了一种具有成分组成的合金工具钢，其比已经提出的SKD 61的合金工具钢有所改进。

热作模具材料通常由通过铸锭制造方法(ingot-making method)生产的钢锭制成、或由通过将钢锭加工成方坯(bloom)而获得的钢件制成的材料作为起始材料而制成，并且经受各种热加工过程和热处理以获得预定的钢材料，该钢材料然后经受退火处理以完成。热作模具材料通常以低硬度的退火状态供应至热作模具的制造商。供应至制造商的热作模具材料被机加工成热作模具的形状，然后通过淬火和回火而调整到预定的工作硬度(working hardness)。通常在硬度调整到工作硬度后执行精机加工。在一些情况下，处于退火状态的热作模具材料首先经受淬火和回火，然后利用上述精机加工而被机加工成热作模具的形状。淬火是将热作模具(或机加工后的热作模具材料)加热到奥氏体温度范围并对其淬火，从而使热作模具发生马氏体转变的操作。因此，热作模具材料的成分组成是可以通过淬火调整至马氏体结构的成分。

最近，增材层制造方法、作为容易形成具有近净成形(near-net shape)的复杂形状的金属产品的手段已经引起了关注。增材层制造方法是通常称为3D打印的增材制造技术。例如，作为增材层制造方法的类型有粉末喷涂法和粉末床法(powder bed method)。在粉末喷涂法中，通过用热源照射金属粉末以熔融金属粉末来堆叠层。在粉末床方法中，重复用热源照射铺设在平台上的金属粉末以使其熔融、然后固化金属粉末的操作，使得层堆叠。根据增材层制造方法，可以通过省略根据相关技术的大部分机加工过程来制造具有复杂形状的金属产品。同样在热作模具领域，已经提出了通过上述增材层制造方法生产的“增材层制造的热作模具”(专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：特开2016-145407号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

具有复杂形状的“增材层制造的热作模具”可以通过使用增材层制造方法来制造。与通过铸锭制作方法制造的热作模具相比，期望调整到与通过铸锭制作方法制造的热作模具硬度相同硬度的增材层制造的热作模具，可以具有优异的韧性。然而，一些实际生产的增材层制造的热作模具并没有获得优异的韧性。

本公开的目的是提供一种韧性优异的增材层制造的热作模具、其制造方法以及可用于制造该热作模具的金属粉末。

问题的解决方案