用于粉末床熔合增材制造的耐磨硼化物形成铁合金的制作方法

本申请涉及可以通过粉末床熔合增材制造来打印的铁(钢)合金组合物。

背景技术：

1、在最普遍的形式中，增材制造(也称为3d打印)涉及材料的逐层沉积以“构建”或“打印”三维物体。以此方式制造有几个优点，包括生产复杂几何形状、减少生产时间、快速创新、消除库存和节省材料成本。

2、在工具中，具体而言，随形冷却水道是复杂几何形状的实例，这些通过减材制造是不可能的或是成本限制的。随形冷却水道是内部通道，它紧贴外表面的形状和方向，通过该通道泵送流体以实现最大的热管理。随形冷却水道可以延长工具寿命并减少零件生产周期时间(即由工具生产部件所需的时间)，这两者都可以降低成本。

技术实现思路

1、在至少一个实施方式中，提供一种逐层构造金属部件的方法。提供铁基合金的颗粒。铁基合金具有9.0重量％至16.0重量％的cr；5.0重量％以下的ni；3.0重量％以下的mo；3.0重量％以下的mn；0.1重量％至0.30重量％的c；1.0重量％以下的b。还存在选自cu、w或v中的一种或多种元素。当cu存在时，cu的量为至多2.5重量％；当w存在时，w的量为至多7.5重量％；当v存在时，v的量为至多3.5重量％。铁基合金的余量包含fe。成形态金属部件至少部分通过粉末床熔合来形成，其包括将颗粒熔化成熔融状态、以及冷却和形成铁基合金的一层或多层凝固层，该铁基合金包含马氏体基体和cr-硼化物、当w存在时的w-硼化物或当v存在时的v-硼化物中的一种或多种。该成形态部件中具有hrc硬度h1和耐磨性w1(通过astmg65-16el程序a测量的质量损失，单位为克)。对该成形态部件热处理，其中热处理后的部件显示出hrc硬度(h2)和耐磨性(w2)的第二值，其中w2<w1。

2、在另一个实施方式中，成形态部件具有至少1000mpa的抗拉强度、至少700mpa的屈服强度、至少0.25％的伸长率和至少40的硬度(hrc)。

3、在另一个实施方式中，在热处理后，金属部件具有至少5.0％的伸长率、至少50的hrc硬度和小于或等于1.90的耐磨性(通过astm g65-16el程序a测量的质量损失，单位为克)。

4、在另一个实施方式中，所述热处理包括在900℃至1200℃温度下加热0.5至8.0小时。

5、在另一个实施方式中，当cu存在时，cu的量为0.15重量％至0.30重量％；当w存在时，w的量为0.1重量％至5.5重量％；以及当v存在时，v的量为0.1重量％至2.25重量％。

6、在另一个实施方式中，热处理后的合金包含富cr硼化物相。

7、在另一个实施方式中，所述合金包含0.1重量％至5.5重量％的w，并且热处理后的合金包含富w硼化物相。

8、在另一个实施方式中，所述合金包含0.1重量％至2.25重量％的v，并且热处理后的合金包含富v硼化物相。

9、在另一个实施方式中，所述合金具有9.0重量％至19.0重量％的cr；至多3.0重量％的ni；0.2重量％至0.8重量％的mo；0.75重量％至3.0重量％的mn；0.1重量％至0.25重量％的c；0.25重量％至0.75重量％的b。

10、在另一个实施方式中，在所述合金中，当cu存在时，cu的量为至多0.8重量％；当w存在时，w的量为至多5.5重量％；当v存在时，v的量为至多2.5重量％。

11、在至少一个实施方式中，逐层构造金属部件的方法，包括提供铁基合金的颗粒，该铁基合金包含9.0重量％至16.0重量％的cr；2.0重量％至3.0重量％的ni；0.2重量％至0.8重量％的mo；0.75重量％至3.0重量％的mn；0.1重量％至0.25重量％的c；0.25重量％至0.25重量％的b；选自cu、w或v中的一种或多种元素，其中当cu存在时，cu的量为至多0.3重量％，当w存在时，w的量为至多5.5重量％，当v存在时，v的量为至多2.25重量％。铁基合金的余量包含fe。至少部分通过粉末床熔合来形成一种成形态金属部件，包括将颗粒熔化成熔融状态、以及冷却和形成铁基合金的一层或多层凝固层，该凝固层包含马氏体基体和一种或多种的cr-硼化物、当w存在时的w-硼化物或当v存在时的v-硼化物。在成形态条件下该部件具有hrc硬度hi和耐磨性w1(通过astm g65-16el程序a测量的质量损失，单位为克)，并对该部件热处理，其中该部件显示出如下的hrc硬度(h2)和耐磨性(w2)的第二值：h2＝h1+/-10且w2<w1。

1.一种逐层构造金属部件的方法，包括：

2.权利要求1所述的方法，其中，所述成形态部件具有至少1000mpa的抗拉强度、至少700mpa的屈服强度、至少0.25％的伸长率和至少40的硬度(hrc)。

3.权利要求1所述的方法，其中，在热处理后，所述金属部件具有至少5.0％的伸长率、至少50的hrc硬度和小于或等于1.90的耐磨性(通过astm g65-16el程序a测量的质量损失，单位为克)。

4.权利要求1所述的方法，其中，所述热处理包括在900℃至1200℃温度下加热0.5至8.0小时。

5.权利要求1所述的方法，其中，当cu存在时，cu的量为0.15重量％至0.30重量％；当w存在时，w的量为0.1重量％至5.5重量％；以及当v存在时，v的量为0.1重量％至2.25重量％。

6.权利要求1所述的方法，其中，热处理后的合金包含富cr硼化物相。

7.权利要求1所述的方法，其中，所述合金包含0.1重量％至5.5重量％的w，并且热处理后的合金包含富w硼化物相。

8.权利要求1所述的方法，其中，所述合金包含0.1重量％至2.25重量％的v，并且热处理后的合金包含富v硼化物相。

9.权利要求1所述的方法，其中，所述合金包含：

10.权利要求1所述的方法，其中，所述合金包含：

11.一种逐层构造金属部件的方法，包括：