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公開番号2025040938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2024117465
出願日2024-07-23
発明の名称積層造形用Fe基合金粉末および積層造形物
出願人山陽特殊製鋼株式会社
代理人個人,個人
主分類B22F 1/00 20220101AFI20250317BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】マルエージング鋼の熱伝導率をより向上させることによって、耐割れ性および金型性能に優れた積層造形用Fe基合金粉末の提供。
【解決手段】質量%で、必須成分として、Ni:10.0～16.0%、Mo:6.0%以下、Ti:0.5～2.5%、Al:0.01～1.0%、Si:0.8%以下、Mn:0.8%以下を含み、さらに任意的付加成分としてCr:6.0%以下その他を含み、残部がFe及び不可避的不純物であるFe基合金からなり、かつ、式(1)であるM1=Ni+0.8Cr+0.6Mo-0.3TiのM1の値が13.0以上、式(2)であるM2=41.9-0.9Ni-2.0Mo-2.1CrのM2の値が17.0以上である積層造形用Fe基合金粉末。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
質量％で、必須成分として、Ｎｉ：１０．０～１６．０％、Ｍｏ：０．１～５．０％、Ｔｉ：０．５～２．５％、Ａｌ：０．０１～１．０％、Ｓｉ：０．８％以下、Ｍｎ：０．８％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物であるＦｅ基合金からなり、
かつ、式（１）のＭ１の値が１３．０以上、式（２）のＭ２の値が１７．０以上である積層造形用Ｆｅ基合金粉末。
Ｍ１＝Ｎｉ＋０．８Ｃｒ＋０．６Ｍｏ－０．３Ｔｉ・・・式（１）
Ｍ２＝４１．９－０．９Ｎｉ－２．０Ｍｏ－２．１Ｃｒ・・・式（２）
ただし、式（１）、式（２）の元素記号には、該当の成分の質量％の値を代入する。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
請求項１に記載の成分に、さらに任意的付加成分としてＣｒ：６．００％以下、Ｃ：０．０１～０．１０％、Ｃｏ：０．０１～０．９０％、Ｎｂ：０．０１～２．００％からなる群から選ばれる１種または２種以上を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物であるＦｅ基合金からなり、
かつ、式（１）のＭ１の値が１３．０以上、式（２）のＭ２の値が１７．０以上である積層造形用Ｆｅ基合金粉末。
Ｍ１＝Ｎｉ＋０．８Ｃｒ＋０．６Ｍｏ－０．３Ｔｉ・・・式（１）
Ｍ２＝４１．９－０．９Ｎｉ－２．０Ｍｏ－２．１Ｃｒ・・・式（２）
ただし、式（１）、式（２）の元素記号には、該当の成分の質量％の値を代入する。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＦｅ基合金粉末を用いて積層造形された積層造形物。
【請求項４】
ＣｕＫα線を用いたＸ線回折の回折パターンにおけるｂｃｃ鉄の（１１０）面のピークの半値全幅が２θで０．１４０度以上である請求項３に記載の積層造形物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元積層造形法、溶射法、レーザーコーティング法、肉盛法、熱間等方圧加圧法等の造形体を生成するプロセスに適したＦｅ基合金粉末に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
金属からなる造形物の製作に、３Ｄプリンターが使用されはじめている。この３Ｄプリンターとは、積層造形法によって造形物を製作するものであり、金属積層造形法の代表的な方式にはパウダーベッド方式（粉末床溶融結合方式）やメタルデポジション方式（指向性エネルギー堆積方式）などがある。パウダーベッド方式では、レーザービームまたは電子ビームの照射によって、敷き詰められた粉末のうち照射された部位が溶融し凝固する。この溶融と凝固により、粉末粒子同士が結合する。照射は、金属粉末の一部に選択的になされ、照射がなされなかった部分は、溶融せず、照射がなされた部分のみにおいて、結合層が形成される。
【０００３】
形成された結合層の上に、さらに新しい金属粉末が敷き詰められ、それらの金属粉末にレーザービームまたは電子ビームの照射が行われる。すると、照射により、金属粒子が溶融、凝固し、新たな結合層が形成される。また、新たな結合層は、既存の結合層とも結合される。
【０００４】
照射による溶融・凝固が順次繰り返されていくことにより、結合層の集合体が徐々に成長する。この成長により、三次元形状を有する造形体が得られる。こうした積層造形法を用いると、複雑な形状の造形物が、容易に得られる。
【０００５】
たとえば、パウダーベッド方式の積層造形法として、「鉄系粉末」と、「ニッケル、ニッケル系合金、銅、銅系合金、および黒鉛から成る群から選ばれる１種類以上の粉末」が混合されたものを金属光造形用金属粉末として用い、これらの金属粉末を敷く粉末層形成ステップと、粉末層にビームを照射して焼結層を形成する焼結層形成ステップと、造形物の表面を切削する除去ステップを繰り返して焼結層を形成して、三次元形状造形物を製造するといった手順が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００６】
金属積層造形を使って、アルミダイカスト金型を作成する場合、一般的にマルエージング鋼とＳＫＤ６１系のダイス鋼が使用されている。そして、一般的なマルエージング鋼は、Ｃを実質的に含まず、かつ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｏ等の合金元素を含んでいる（特許文献２～４参照。）。
【０００７】
本願の出願人は、Ｎｉ：１５．０～２１．０％、Ｃｏ：０．５％以下、Ｍｏ：７．０％以下、Ｔｉ：０．１～６．０％、Ａｌ：０．１～３．０％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる造形用のＦｅ基金属粉末を提案している（特許文献２参照。）。
【０００８】
また、主成分がＦｅであり、Ｎｉ：１４～２２％、Ｃｏ：０～５％、Ｍｏ：０．１～１５％、Ｔｉ：０．１～５％、Ａｌ：３％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物のマルエージング鋼からなるメジアン径Ｄ５０が２００μｍ以下の積層造形用合金粉末が提案されている（特許文献３参照。）。
【０００９】
また、Ｆｅ：７６％以上、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１２％以下、Ｍｎ：０．１２％以下、Ｎｉ：１７～１９％、Ｍｏ：１．５～２．５％、Ｔｉ：０．５～２．０、Ａｌ：１．０８～１・５％の成分でなる複数種類の合金の粉体を混合してなるマルエージング鋼相当の鋼材の金属積層造形用の金属粉末材料が提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２００８－８１８４０号公報
特許第６７０３５１１号公報
特開２０２０－４５５６７号公報
特許第６６９２３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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