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1. WO2020200842 - VERWENDUNG EINES STAHLPULVERS, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES STAHLBAUTEILS UND BAUTEIL HERGESTELLT DURCH EIN ADDITIVES FERTIGUNGSVERFAHREN

Veröffentlichungsnummer WO/2020/200842
Veröffentlichungsdatum 08.10.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2020/057807
Internationales Anmeldedatum 20.03.2020
IPC
C22C 38/00 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
22Metallhüttenwesen; Eisen- oder Nichteisenlegierungen; Behandlung von Legierungen oder von Nichteisenmetallen
CLegierungen
38Eisenlegierungen, z.B. Stahl-Legierungen
B22F 3/105 2006.01
BArbeitsverfahren; Transportieren
22Gießerei; Pulvermetallurgie
FVerarbeiten von Metallpulver; Herstellen von Gegenständen aus Metallpulver; Gewinnung von Metallpulver; Apparate oder Vorrichtungen besonders ausgebildet für Metallpulver
3Herstellen von Gegenständen oder Halbzeug aus Metallpulver in Bezug auf die Art des Verdichtens oder Sinterns; Apparate hierfür
10nur durch Sintern
105mittels elektrischer Widerstandserhitzung, Laserstrahlen oder Plasma
B22F 3/24 2006.01
BArbeitsverfahren; Transportieren
22Gießerei; Pulvermetallurgie
FVerarbeiten von Metallpulver; Herstellen von Gegenständen aus Metallpulver; Gewinnung von Metallpulver; Apparate oder Vorrichtungen besonders ausgebildet für Metallpulver
3Herstellen von Gegenständen oder Halbzeug aus Metallpulver in Bezug auf die Art des Verdichtens oder Sinterns; Apparate hierfür
24Nachbehandeln der Werkstücke oder Gegenstände
C22C 33/02 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
22Metallhüttenwesen; Eisen- oder Nichteisenlegierungen; Behandlung von Legierungen oder von Nichteisenmetallen
CLegierungen
33Herstellung von Eisenlegierungen
02auf pulvermetallurgischem Wege
C22C 38/02 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
22Metallhüttenwesen; Eisen- oder Nichteisenlegierungen; Behandlung von Legierungen oder von Nichteisenmetallen
CLegierungen
38Eisenlegierungen, z.B. Stahl-Legierungen
02mit Silicium
C22C 38/04 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
22Metallhüttenwesen; Eisen- oder Nichteisenlegierungen; Behandlung von Legierungen oder von Nichteisenmetallen
CLegierungen
38Eisenlegierungen, z.B. Stahl-Legierungen
04mit Mangan
CPC
B22F 1/0003
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER
1Special treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working, to improve properties
0003Metallic powders per se; Mixtures of metallic powders; Metallic powders mixed with a lubricating or binding agent
B22F 2003/248
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER
3Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; ; Presses and furnaces
24After-treatment of workpieces or articles
248Thermal after-treatment
B22F 3/1055
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER
3Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; ; Presses and furnaces
10Sintering only
105by using electric current ; other than for infra-red radiant energy; , laser radiation or plasma
1055Selective sintering, i.e. stereolithography
B22F 3/24
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER
3Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; ; Presses and furnaces
24After-treatment of workpieces or articles
B22F 5/00
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER
5Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
B29C 64/153
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
64Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
10Processes of additive manufacturing
141using only solid materials
153using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
Anmelder
  • DEUTSCHE EDELSTAHLWERKE SPECIALTY STEEL GMBH & CO. KG [DE]/[DE]
Erfinder
  • VAN SOEST, Frank
  • KRULL, Hans-Günter
Vertreter
  • COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB
Prioritätsdaten
19166544.701.04.2019EP
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) VERWENDUNG EINES STAHLPULVERS, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES STAHLBAUTEILS UND BAUTEIL HERGESTELLT DURCH EIN ADDITIVES FERTIGUNGSVERFAHREN
(EN) USE OF A STEEL POWDER, METHOD FOR PRODUCING A STEEL COMPONENT, AND COMPONENT PRODUCED BY MEANS OF AN ADDITIVE MANUFACTURING PROCESS
(FR) UTILISATION D'UNE POUDRE D'ACIER, PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN ÉLÉMENT D'ACIER ET ÉLÉMENT FABRIQUÉ AU MOYEN D'UN PROCÉDÉ DE FABRICATION ADDITIVE
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung schlägt für die Herstellung von Bauteilen durch ein additives Fertigungsverfahren, bei dem das Stahlpulver mittels selektiver Wärmezufuhr verfestigt wird, um das herzustellende Bauteil abzubilden, die Verwendung eines Stahlpulvers vor, das aus (in Gew.-%) : C: 0 - 0,1 %, Si: ≤ 1,5 %, Mn: 9 - 15,0 %, Mo: 0,01 - 3,0 %, N: 0,004 - 0,020 %, S: ≤ 0,40 %, AI: 0,004 - 10,0 %, B: < 0,0025 %, Nb: ≤ 0,25 %, Ti: ≤ 1,8 %, V: ≤ 1,0 %, Cu: ≤ 2,0 %, Cr: ≤ 5,0 %, sowie mindestens einem Element aus der Gruppe "Ni, Mn" und als Rest aus Eisen und herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei für die alternativ oder in Kombination miteinander vorhandenen Gehalte an Ni und Mn gilt, dass der Ni-Gehalt 0,5 - 4,0 % und der alternativ oder gleichzeitig vorhandene Mn-Gehalt 9,0 - 15,0 % beträgt und wobei für den gemäß der Formel: Z = 5 * %Ni + %Cr + 5 * %Mo aus dem jeweiligen Mo-Gehalt %Mo, dem jeweils vorhandenen Ni-Gehalt %Ni und/oder dem jeweils vorhandenen Cr-Gehalt %Cr des Stahlpulvers gebildeten Wert "Z" gilt Z < 35 Gew.-%. Das erfindungsgemäß verwendete Stahlpulver ist kostengünstig legierbar und zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die aus ihm gefertigten Bauteile eine geringe Neigung zur Bildung von Spannungsrissen haben. Die Erfindung schlägt auch ein auf einem solchen Stahlpulver aufsetzendes Verfahren vor, dass die zuverlässige Herstellung von Bauteilen durch Anwendung eines additiven Fertigungsverfahrens erlaubt.
(EN)
The invention proposes the use of a steel powder for producing components by means of an additive manufacturing process in which the steel powder is solidified by means of selective heat input in order to model the component to be produced, said steel powder consisting of (in wt.%): C: 0 - 0.1%, Si: ≤ 1.5%, Mn: 9 - 15.0%, Mo: 0.01 - 3.0%, N: 0.004 - 0.020%, S: ≤ 0.40%, AI: 0.004 - 10.0%, B: < 0.0025%, Nb: ≤ 0.25%, Ti: ≤ 1.8%, V: ≤ 1.0%, Cu: ≤ 2.0%, Cr: ≤ 5.0%, and at least one element from the group "Ni, Mn", with the remainder consisting of iron and unavoidable impurities resulting from the production process, wherein, for the contents of Ni and Mn present alternatively or in combination with one another, the Ni content is 0.5 - 4.0% and the Mn content present alternatively or simultaneously is 9.0 - 15.0%, and wherein, for the value "Z" formed according to the formula: Z = 5 * %Ni + %Cr + 5 * %Mo from the particular Mo content %Mo, the present Ni content %Ni and/or the present Cr content %Cr of the steel powder, Z < 35 wt.%. The steel powder used according to the invention can be alloyed cost-effectively and is distinguished in that the components manufactured from it have a low tendency to form stress cracks. The invention also proposes a method that utilises a steel powder of this kind and that enables reliable production of components by application of an additive manufacturing process.
(FR)
L'invention concerne la fabrication d'éléments au moyen d'un procédé de fabrication additive dans lequel la poudre d'acier est consolidée à l'aide d'un apport sélectif de chaleur pour former l'élément à produire, l'utilisation d'une poudre d'acier constituée de (% en poids) : C : 0 - 0,1 %, Si : ≤ 1,5 %, Mn : 9 - 15,0 %, Mo : 0,01 - 3,0 %, N : 0,004 - 0,020 %, S : ≤ 0,40 %, AI : 0,004 - 10,0 %, B : < 0,0025 %, Nb : ≤ 0,25 %, Ti : ≤ 1,8 %, V : ≤ 1,0 %, Cu : ≤ 2,0 %, Cr : ≤ 5,0 %, et au moins un élément du groupe "Ni, Mn" et le reste étant du fer et des impuretés inévitables résultant du processus de fabrication, pour les teneurs en Ni et Mn présentes alternativement ou en combinaison entre elles, la teneur en Ni est de 0,5 - 4,0 % et la teneur en Mn présente alternativement ou simultanément est de 9,0 - 15,0 % et pour lesquelles, la valeur "Z", formée selon la formule : Z = 5 * %Ni + %Cr + 5 * %Mo à partir de la teneur respective en Mo %Mo, de la teneur respective en Ni %Ni et/ou de la teneur respective en Cr %Cr de la poudre d'acier, Z < 35 % en poids s'applique. Selon l'invention, la poudre d'acier utilisée peut être alliée de manière économique et se caractérise par le fait que les éléments qui en sont issus ont une faible tendance à former des fissures de contrainte. L'invention concerne également un procédé basé sur une telle poudre d'acier qui permet la fabrication fiable d'éléments en utilisant un procédé de fabrication additive.
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