KR102367803B1

KR102367803B1 - 적층 제조용 분말 및 다이캐스팅 금형 부품

Info

Publication number: KR102367803B1
Application number: KR1020200073867A
Authority: KR
Inventors: 모토히로 이부키; 마사미치 가와노; 히로츠구 호리오; 하루오 고야마
Original assignee: 다이도 토쿠슈코 카부시키가이샤
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2022-02-24
Also published as: EP3753653A1; KR20200144508A; CN112095045B; EP3753653B1; CN112095045A

Abstract

본 발명은 적층 제조용 분말로서, 질량%로, 0.25<C<0.40, 0.001 ≤ Si ≤ 0.15, 0.30 ≤ Mn ≤ 0.45, 5.0 ≤ Cr ≤ 5.5, 1.0 ≤ Mo ≤ 1.5, 0.35 ≤ V ≤ 0.45, 0.01 ≤ N ≤ 0.05, 0.01 ≤ O ≤ 0.04, 및 선택적으로, P < 0.10, Cu < 0.20, Ni < 0.20, Al < 0.05, Zr < 0.05, S < 0.20, Pb < 0.20, Bi < 0.20, Nb < 0.20, Ti < 0.20, B < 0.10, 및 Co < 0.20의 조성을 가지며, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이고, 상기 적층 제조용 분말의 표면은 산화막으로 코팅되고, 상기 산화막은 3nm 이상 30nm 이하의 두께를 갖는, 적층 제조용 분말에 관한 것이다.

Description

적층 제조용 분말 및 다이캐스팅 금형 부품{POWDER FOR ADDITIVE MANUFACTURING, AND DIE-CASTING DIE PART}

본 발명은 적층 제조용 분말 및 다이캐스팅 금형 부품에 관한 것이며, 특히, 적층 제조 기기에서 원활하게 운반될 수 있는 적층 제조용 분말, 및 적층 제조용 분말을 적층 제조함으로써 얻어지는 다이캐스팅 금형 부품에 관한 것이다.

"다이캐스팅"은 용융된 금속이 금형(die) 내에 압입(press-fit)되고 그 금형 내에서 고화되어, 그에 따라 주물(casting)을 제조하는 방법이다. 다이캐스팅은 단시간에 정확한 주물이 대량 생산될 수 있다는 이점을 갖는다.

다이캐스팅용의 전형적인 금형은 내부의 수냉(water-cooling) 회로를 가져서 금형에 압입된 용융 금속이 단시간에 고화될 수 있다. 수냉 회로는 통상적으로 커팅과 같은 기계적 처리에 의해 형성된다. 또한, 다이캐스팅 도중에 금형은 반복적으로 가열 및 냉각된다.

따라서, 다이캐스팅 금형을 위해 사용될 철강 재료는, (a) 커팅에 의해 수냉 회로가 형성될 수 있는 높은 절삭성(machinability), (b) 사용되는 열 히스토리에 의해 초래되는 손상(히트체크(heat check))에 대한 높은 내구성, 및 (c) 용융 금속이 짧은 사이클로 압입 및 고화될 수 있는 높은 열 전도성을 가질 것이 요구된다.

그러한 요구에 응답하기 위하여, JIS SKD61과 같은 고온 작업용의 도구 철강이 다이캐스팅 금형에 통상적으로 사용된다.

그러나, 커팅에 의해 형성된 수냉 회로는 직선과 같은 회로에 한정된다. 따라서, 커팅에 의해 형성된 수냉 회로는 복잡한 형상을 기능적으로 냉각하는 데에는 적합하지 않다.

또한, 절삭성을 확보하기 위해 SKD61에 함유된 약 0.9질량% Si는 철강의 열 전도성의 감소를 초래한다. 따라서, SKD61과 같이, 배경 기술에서 고온 작업을 위해 도구 철강을 이용하는 다이캐스팅 금형은 제한된 냉각 성능을 갖는다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 다양한 제안이 행해졌다.

예를 들어, 특허문헌 1은 소정의 조성을 갖는 철강 분말을 이용하는 다이캐스팅의 부품을 적층 제조하는 방법을 개시한다.

동일 문헌은 (a) 커팅에 의해 생산되기에 너무 복잡한 냉각 회로가 적층 제조 방법을 이용하여 용이하게 형성될 수 있는 점, 및 (b) 철강 분말의 조성이 최적화되어 냉각 효율을 개선하고, 히트체크를 억제하고, 수냉 홀(holes)이 갈라지는 것을 방지하는 점을 제안한다.

"적층 방법"이란, 둥근 슬라이스들(round slices)로 수평으로 잘려진 3차원 구조에 대응하는 박편(thin pieces)과 같은 층들이 다른 층 위에 적층되어 3차원 구조를 제조하는 방법이다. 박편과 같은 층들을 적층하는 방법의 예시는 (a) 금속 분말로 만들어진 박층을 형성하는 단계와 레이저 빔 또는 전자 빔과 같은 에너지 빔을 분말층에 조사(irradiating)하는 단계를 반복하여 그에 따라 분말층을 국소적으로 용융 및 고화시키는 방법, 및 (b) 소정의 형상을 갖는 얇은 시트가 다른 시트 위에 놓여지고 확산(diffusion)에 의해 결합되는 방법을 포함한다.

이러한 방법들 중에, 금속 분말을 이용하는 적층 제조 방법은, 단지 에너지 빔의 조사 위치를 변경함으로써 다양한 3차원 형상이 형성될 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서, 그 방법이 다이캐스팅 금형의 제조에 적용될 때, 비선형 또는 3차원 수냉 회로가 금형에 바람직하게 배치될 수 있다.

그러한 금속 분말을 이용한 적층 제조 방법의 사용으로 다양한 부재를 효율적으로 제조하기 위해서, 금속 분말을 제조 영역에 원활하게 운반할 필요가 있다. 그러나, 응집에 기인하여, 배경 기술의 금속 분말의 운반은 종종 어려울 수 있다.

일본공개특허공보 제2016-145407호

본 발명의 목적은, 쉽게 응집될 수 없지만 적층 제조 기기에 의해 원활하게 운반될 수 있는 적층 제조용 분말을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 적층 제조용 분말을 적층 제조함으로써 얻어지는 다이캐스팅 금형 부품을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 하기의 구성 (1)~(4)에 관한 것이다.

(1) 적층 제조용 분말로서,

질량%로,

0.25 < C < 0.40,

0.001 ≤ Si ≤ 0.15,

0.30 ≤ Mn ≤ 0.45,

5.0 ≤ Cr ≤ 5.5,

1.0 ≤ Mo ≤ 1.5,

0.35 ≤ V ≤ 0.45,

0.01 ≤ N ≤ 0.05,

0.01 ≤ O ≤ 0.04, 및

선택적으로,

P < 0.10,

Cu < 0.20,

Ni < 0.20,

Al < 0.05,

Zr < 0.05,

S < 0.20,

Pb < 0.20,

Bi < 0.20,

Nb < 0.20,

Ti < 0.20,

B < 0.10, 및

Co < 0.20

의 조성을 가지며,

잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이고,

상기 적층 제조용 분말의 표면은 산화막으로 코팅되고,

상기 산화막은 3nm 이상 30nm 이하의 두께를 갖는, 적층 제조용 분말.

(2) (1)에 있어서,

질량%로,

0.001 < Al < 0.05, 및

0.001 < Zr < 0.05

로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 적층 제조용 분말.

(3) (1) 또는 (2)에 있어서,

질량%로,

0.001 < S < 0.20,

0.001 < Pb < 0.20, 및

0.001 < Bi < 0.20

(4) (1)~(3) 중 어느 하나에 따른 상기 적층 제조용 분말을 적층 제조하여 얻어진 다이캐스팅 금형 부품.

적층 제조 방법에 따르면, 부재가 니어 네트 형상(near net shape)으로 제조될 수 있어서 배경 기술과 비교하여 처리량이 감소될 수 있다. 따라서, Si 함량이 줄어들더라도 절삭성의 악화에 의해 야기되는 단점이 억제될 수 있으며, Si 함량의 감소에 기인하여 오히려 열 전도성이 향상될 수 있다.

또한, 금속 분말은 국소적으로 용융 및 고화되어, 고화될 때 실질적으로 퀀칭되게 된다. 이러한 상태 때문에, 적층 제조된 물품을 퀀칭하는 단계는 생략될 수 있다. 또한, 퀀칭 단계가 필요하지 않기 때문에, 배경 기술에서 퀀칭 동안에 결정 입자가 거칠어지는 것을 방지하기 위해 필요한 것으로 간주되는 VC(바나듐 카바이드)가 구조 중에 형성될 필요가 없다.

또한, 그 성분이 소정의 조성을 갖도록 조정된 금속 분말의 표면이 산화막으로 코팅된 경우, 그 분말은 응집이 방지될 수 있다. 그러한 분말을 이용하여 적층 제조에서, 전술한 효과 외에도 그 분말은 원활하게 운반될 수 있다.

본 발명의 실시형태를 이하 상세히 설명한다.

[1. 적층 제조용 분말]

[1.1. 성분]

[1.1.1. 주된 구성 요소]

본 발명에 따른 적층 제조용 분말은 하기의 원소를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이다. 적층 원소의 종류, 원소의 성분 범위, 범위를 한정한 이유는 후술될 것이다. 본 명세서에서, 각각의 화학적 성분의 수치는 달리 표시되지 않으면 질량%를 나타낸다.

(1) 0.25 < C < 0.40

C는 적층 제조된 물품의 경도(hardness)를 증가시키고 내 히트체크성(heat check resistance)을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. C 농도는 0.25질량%를 초과해야 높은 내 히트체크성을 달성한다. C 농도는 바람직하게는 0.28질량% 이상이다.

한편, C 농도가 과도하면, 적층 제조된 물품의 인성(toughness)이 낮아진다. 따라서, C 농도는 0.40질량%보다 낮아야 한다. C 농도는 바람직하게는 0.38질량% 이하이다.

(2) 0.001 ≤ Si ≤ 0.15

Si는 적층 제조된 물품의 열 전도성을 감소시키는 효과를 갖는 원소이다. 높은 열 전도성을 얻기 위해, Si 농도는 0.15질량% 이하이어야 한다.

한편, Si는 환원제(deoxydizer)로서도 기능한다. Si 농도가 너무 낮으면 환원이 불충분하다. 따라서, Si 농도는 0.001질량% 이상이어야 한다. Si 농도는 바람직하게는 0.03질량% 이상이다.

(3) 0.30 ≤ Mn ≤ 0.45

Mn은 경화능(hardenability)을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 높은 경화능을 얻기 위해, Mn 농도는 0.30질량% 이상이어야 한다. Mn 농도는 바람직하게는 0.33질량% 이상이다.

한편, 용융 및 고화되는 매우 작은 영역에 기인하여, 적층 제조된 물품에서 용융된 영역은 비교적 빠른 냉각 속도를 갖는다. 즉, 적층 제조된 물품은 고화될 때 실질적으로 퀀칭된다. 따라서, 필요량 이상의 Mn이 부가되더라도, 더 이상의 효과는 얻어질 수 없다. 필요 이상의 Mn은 실용성이 없다. 따라서, Mn 농도는 0.45질량% 이하여야 한다. Mn 농도는 바람직하게는 0.42질량% 이하이다.

(4) 5.0 ≤ Cr ≤ 5.5

Cr은 수냉 회로의 표면에서 방청성(rust resistance)을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 높은 방청성을 얻기 위해, Cr 농도는 5.0질량% 이상이어야 한다. Cr 농도는 바람직하게는 5.2질량% 이상이다.

한편, Cr 농도가 과도할 때, 적층 제조된 물품의 열 전도성이 낮아진다. 따라서, Cr 농도는 5.5질량% 이하이어야 한다. Cr 농도는 바람직하게는 5.4질량% 이하이다.

(5) 1.0 ≤ Mo ≤ 1.5

Mo는 내고온성(resistance to high temperature)을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 높은 내고온성을 얻기 위해, Mo 농도는 1.0질량% 이상이어야 한다. Mo 농도는 바람직하게는 1.1질량% 이상이다.

한편, Mo 농도가 과도하면, 인성이 충분히 낮아져서 수냉 회로의 구석 부분에서 갈라짐이 발생할 수도 있다. 따라서, Mo 농도는 1.5질량% 이하이어야 한다. Mo 농도는 바람직하게는 1.3질량% 이하이다.

(6) 0.35 ≤ V ≤ 0.45

V는 적층 제조된 물품이 고온에서 템퍼링(temper)될 때 증착 제조된 물품을 2차 경화하는 효과를 갖는 원소이다. 높은 경도를 얻기 위해, V 농도는 0.35질량% 이상이어야 한다.

한편, V 농도가 과도하면, 적층 제조된 물품이 고화될 때 거친 카바이드가 형성되는 경향이 있다. 거친 카바이드는 갈라짐의 시작 지점으로서 기능하는 경향이 있다. 따라서, V 농도는 0.45질량% 이하이어야 한다. V 농도는 바람직하게는 0.42질량% 이하이다.

(7) 0.01 ≤ N ≤ 0.05질량%

N은 불가피하게 함유되는 원소이다. 고용체(solid solution)에서, N도 C와 동일한 방식으로 경도의 향상에 기여하는 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해, N 농도는 0.01질량% 이상이어야 한다.

한편, N 농도가 과도하면, 거친 카본질화물(carbonitride)이 형성되는 경향이 있다. 거친 카본질화물은 갈라짐의 시작 지점으로서 기능하는 경향이 있다. 따라서, N 농도는 0.05질량% 이하이어야 한다.

(8) 0.01 ≤ O ≤ 0.04

O는 분말의 표면에 산화물을 형성하여 그에 따라 분말의 응집을 억제하는 효과(즉, 적층 제조 기기의 분말 운반 성능을 향상시키는 효과)를 갖는 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해, O 농도는 0.01질량% 이상이어야 한다.

한편, O 농도가 과도하면, 산화물 층이 과도한 두께를 갖는다. 두꺼운 산화물 층은 적층 제조된 물품에 산화물을 형성하여 갈라짐의 시작 지점으로서 기능하는 경향이 있다. 따라서, O 농도는 0.04질량% 이하이어야 한다.

[1.1.2. 선택적 구성 원소]

본 발명에 따른 적층 제조용 분말은 하나 이상의 하기의 원소를 더 함유할 수 있다. 적층 원소의 종류, 원소의 성분 범위, 및 범위를 제한하는 이유가 이하 후술된다.

(9) P < 0.10;

(10) Cu < 0.20; 및

(11) Ni < 0.20

이들 원소는 원료 찌꺼기(raw material scrap)에 함유된 원소이다. 이 원소들은 각각 전술한 농도보다 낮은 한, 함유되어 있을 수도 있다.

(12) 0.001 < Al < 0.05; 및

(13) 0.001 < Zr < 0.05

Al 및 Zr 각각은 분말의 표면에 밀집(dense)한 산화막을 형성하는 효과를 갖는다. 그러한 효과를 얻기 위하여, Al 농도 및 Zr 농도의 각각은 바람직하게 0.001질량% 이상이다.

한편, 이들 원소가 과도하게 부가되는 때라도, 산소에 비해 상대적으로 포함된 이들 원소의 비율이 증가하여 산화막의 형성에 영향을 주지 않는다. 따라서, Al 농도와 Zr 농도의 각각은 바람직하게 0.05질량% 미만이다.

(14) 0.001 < S < 0.20;

(15) 0.001 <Pb < 0.20; 및

(16) 0.001 < Bi < 0.20

쾌삭성(free cuttability)을 향상시키기 위해 이들 원소가 부가될 수도 있다. 그러한 효과를 얻기 위해, S 농도, Pb 농도 및 Bi 농도의 각각은 바람직하게 0.001질량% 초과이다.

한편, 이들 원소의 농도가 과도할 때, 인성이 저하된다. 따라서, S 농도, Pb 농도 및 Bi 농도의 각각은 바람직하게 0.20질량% 미만이다.

(17) Nb < 0.20;

(18) Ti < 0.20;

(19) B < 0.10; 및

(20) Co < 0.20

이들 원소는 원료 찌꺼기에 함유된 불순물이다. 이들 각각은 그 농도가 전술한 농도 미만인 한, 함유되어 있을 수도 있다.

[1.2. 산화막]

본 발명에 따른 적층 제조용 분말의 표면은 산화막으로 코팅된다. 이는 배경 기술과는 다른 점이다. 분말의 표면의 산화막의 두께는 분말의 운반 성능 및 적층 제조된 물품의 인성에 영향을 준다.

여기서, "산화막의 두께"는 오거 분광기(Auger spectroscopy)에 의해 측정되며 산화물이 계산되어 형성되는 두께에 대응한다. 그 산화물을 형성하는 주된 산화물은 전형적으로 SiO₂와 같은 금속 산화물이다. Al이 부가될 때, 주된 산화물은 Al₂O₃이다. 깊이는, 스퍼터링 시간과 SiO₂ 표준 샘플 또는 Al₂O₃ 표준 샘플의 깊이 사이의 관계로부터 계산된다.

산화막의 두께가 너무 얇으면, 분말은 응집되어 그에 따라 분말의 운반 성능을 감소시키는 경향이 있다. 따라서, 산화막의 두께는 바람직하게 3nm 이상이다.

한편, 산화막의 두께가 너무 두꺼우면, 적층 제조된 물품의 뒤에 거친 산화물이 남겨져서 산화물이 갈라짐의 시작 지점으로서 기능하는 경향이 있다. 따라서, 산화막의 두께는 바람직하게 30nm 이하이다.

[1.3. 평균 입자 크기]

적층 제조용 분말의 평군 입자 크기는 특별히 한정되지 않지만, 목적에 따라 최적치가 선택될 수 있다. 최적의 평균 입자 크기는 적층 제조 기기의 사양에 의존한다. 적층 제조용 분말의 평균 입자 크기는 전형적으로 약 1㎛ 내지 200㎛이다. 평균 입자 크기는 바람직하게 약 15㎛ 내지 45㎛이다.

[2. 적층 제조용 분말을 제조하는 방법]

본 발명에 따른 적층 제조용 분말은, 예를 들어, (a) 공기, 물, 비활성 가스 등의 제트류(jet flow)가 용융 금속에 스프레이되는 원자화법, (b) 잉곳이 기계적으로 분말화되는 방법 등일 수 있다.

후속의 분류 단계 등에서 얻어질 양을 고려하여(즉, 형성될 자연 산화물을 고려하여) 용융 금속의 농도를 조정함으로써 원하는 두께를 갖는 산화막이 얻어질 수 있다. 또한, 특정의 산소 분압을 갖는 분위기에서 분말을 가열함으로써 산화막도 얻어질 수 있다.

[3. 다이캐스팅 금형 부품]

본 발명에 따른 다이캐스팅 금형 부품은 본 발명에 따른 적층 제조용 분말을 적층 제조함으로써 얻어지는 물품을 포함한다.

그러한 다이캐스팅 금형 부품은 네스트, 코어 핀, 코어 등을 포함한다.

또한, 그러한 다이캐스팅 금형 부품을 이용하여 제조된 다이캐스트 부품의 예는 엔진 블록, 변속기 케이스, 서스펜션 타워 등을 포함한다.

특히 본 발명에 따른 다이캐스팅 금형 부품은 (a) 본 발명에 따른 적층 제조용 분말을 포함하는 얇은 분말층을 형성하는 단계, 및 (b) 레이저 빔 또는 전자 빔과 같은 에너지 빔으로 분말층을 조사하여 그에 따라 분말층을 국소적으로 용융 및 고화시키는 단계를 반복함으로써 제조될 수 있다.

또한, 그렇게 얻어진 다이캐스팅 금형 부품은 필요하다면 500℃ 내지 700℃에서 템퍼링될 수도 있다.

적층 제조 기기의 종류, 적층 제조를 위한 조건 및 템퍼링에 대한 다른 조건은 특별히 한정되지는 않지만, 목적에 따라 최적의 것들이 선택될 수도 있다.

[4. 효과]

적층 제조 방법은 부재를 니어 네트 형상으로 제조하여, 배경 기술에 비하여 처리량이 감소될 수 있다. 따라서, Si 농도가 감소되어도, 절삭성의 악화에 의해 야기되는 단점은 억제될 수 있고, Si 농도의 감소에 기인하여 오히려 열 전도성이 향상될 수 있다.

또한, 금속 분말이 국소적으로 용융 및 고화되어, 고화시에 실질적으로 퀀칭된다. 이 상태에 기인하여, 적층 제조된 물품을 퀀칭하는 단계는 생략될 수 있다. 또한, 퀀칭 단계가 필요하지 않으므로, 배경 기술에서 퀀칭 동안에 결정 입자가 거칠어지는 것을 방지하기 위해 필요한 것으로 간주되는 VC가 구조에 형성될 필요가 없다.

또한, 소정의 조성을 갖도록 그 성분이 조정된 금속 분말이 표면이 산화막으로 코팅될 때, 분말은 응집되는 것이 억제될 수 있다. 그러한 분말을 이용한 적층 제조에서, 전술한 효과 외에, 또한 분말이 원활하게 운반될 수 있다.

실시예

(실시예 1~20, 및 비교예 1~5)

[1. 샘플의 제조]

[1.1. 적층 제조용 분말의 제조]

소정의 조성을 갖도록 혼합된 원료를 이용하여 원자화법에 의해 분말이 제조되었다. 다음으로, 그렇게 얻어진 분말이, 비교예 1을 제외하고는, 산화 처리에 적용되어, 분말의 표면에서 소정의 두께를 갖는 산화막을 형성하였다. 표 1은 각각의 얻어진 적층 제조용 분말의 조성을 나타낸다(잔부는 철 및 불가피적 불순물).

표 1

[1.2. 적층 제조된 물품의 제조]

적층 제조용 분말을 이용하여 적층 제조된 물품이 제조되었다. 컨셉트 레이저 유한책임회사(Concept Laser GmbH)가 만든 M2가 적층 제조 기기로 사용되었다.

[2. 테스트 방법]

[2.1. 확산성(spreadability]

적층 제조를 위해, 레이저 빔을 이용한 조사 전에 적층 제조 영역에 걸쳐 금속 분말이 확산된다. 그렇게 확산된 금속 분말의 균일성은 시각적으로 평가되었다. "A"는 분말층 표면에 불규칙함이 없는 상태를 말한다. "B"는 분말의 불충분한 공급에 기인한 응집된 분말 또는 싱크에 기인하여 분말층의 표면이 일어나는 상태를 말한다.

[2.2. 제조된 경도(Hardness as Manufactured)]

적층 제조된 물품(템퍼링되지 않음)의 경도가 락웰 C 스케일에 의해 측정되었다.

[2.3. 충격치(Impact Value)]

2mm의 U 노치를 갖는 차피(Charpy) 충격 시험편이 적층 제조된 물품(템퍼링되지 않음)으로부터 생산되었다. 충격치는 얻어진 시험편을 이용하여 측정되었다. JIS B 7722:2018에 따른 측정 테스터가 실온의 측정 조건에서 사용되었다.

[2.4. 내 히트체크성]

70mm의 지름을 갖는 원주형(columnar) 시험편이 적층 제조된 물품(템퍼링되지 않음)으로부터 생산되었다. 고주파 가열에 의해 시험편의 평평면 580℃로 가열하는 단계 및 수냉 단계가, 시험편의 표면에 갈라짐이 발생할 때까지 반복되었다. 갈라짐이 발생했을 때의 반복 횟수는 내 히트체크성의 지수(index)로 간주되었다.

[2.5. 열 전도성]

10mm(지름)×2mm의 크기를 갖는 시험편이 적층 제조된 물품(템퍼링되지 않음)으로부터 절단되었다. 얻어진 시험편을 이용하여 레이저 플래시 방법에 의해 열 전도성이 측정되었다. 밀도가 알려진 흑화된 시험편이 레이저로 조사되었고, 온도 상승으로부터 비열 및 열 확산도가 측정되었다. 그에 따라, 열 전도성이 계산되었다. 측정은 실온의 조건에서 행해졌다.

[2.6. 산화막 두께]

각각의 분말에 대해, 오거 분광기에 의해 산화막 두께가 측정되었다.

[3. 결과]

표 2는 결과를 나타낸다. 표 2로부터 하기와 같이 어떠한 사실을 결론지을 수 있다. (1) 비교예 1에서 확산성은 낮았다. 이는, 분말 표면의 산화막 두께가 너무 얇아서 분말이 응집되었기 때문이라고 생각되었다. (2) 비교예 2에서, 제조된 경도는 낮았고, 내 히트체크성도 낮았다. 이는, C 농도가 낮았기 때문이라고 생각되었다. (3) 비교예 3에서 충격치는 낮았다. 이는, V 량이 과도하여 거친 카바이드가 생성되었기 때문이라고 생각되었다.

(4) 비교예 4에서, 열 전도성은 낮았다. 이는, Si 량이 과도했기 때문이라고 생각되었다. (5) 비교예 5에서, 충격치는 낮았다. 이는 O 량이 과도하였기(즉, 분말의 표면에 과도한 산화막이 형성되었기) 때문이라고 생각되었다. (6) 실시예 1~20의 각각에서, 확산성은 양호하였으며, 제조된 경도는 높았으며, 내 히트체크성은 우수하였으며, 충격치는 높았으며, 열 전도성은 높았다.

표 2

본 발명의 실시형태가 전술되었으나, 본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 제한되지 않는다. 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않고 다양한 변형이 행해질 수 있다.

본 발명은 2019년 6월 18일에 출원된 일본특허출원번호 제2019-112613호 및 2020년 3월 12일에 출원된 일본특허출원번호 제2020-043541호에 기초하며, 그 내용은 여기에 참조로서 편입된다.

본 발명에 따른 적층 제조용 분말은 다이캐스팅 금형 부품을 적층 제조하는 데에 사용될 수 있다.

Claims

적층 제조용 분말로서,
질량%로,
0.25 < C < 0.40,
0.001 ≤ Si ≤ 0.15,
0.30 ≤ Mn ≤ 0.45,
5.0 ≤ Cr ≤ 5.5,
1.0 ≤ Mo ≤ 1.5,
0.35 ≤ V ≤ 0.45,
0.01 ≤ N ≤ 0.05,
0.01 ≤ O ≤ 0.04, 및
선택적으로,
P < 0.10,
Cu < 0.20,
Ni < 0.20,
Al < 0.05,
Zr < 0.05,
S < 0.20,
Pb < 0.20,
Bi < 0.20,
Nb < 0.20,
Ti < 0.20,
B < 0.10, 및
Co < 0.20
의 조성을 가지며,
잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이고,
상기 적층 제조용 분말의 표면은 산화막으로 코팅되고,
상기 산화막은 3nm 이상 30nm 이하의 두께를 갖는, 적층 제조용 분말.
제1항에 있어서,
질량%로,
0.001 < Al < 0.05, 및
0.001 < Zr < 0.05
로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 적층 제조용 분말.
제1항 또는 제2항에 있어서,
질량%로,
0.001 < S < 0.20,
0.001 < Pb < 0.20, 및
0.001 < Bi < 0.20
로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 적층 제조용 분말.
제1항 또는 제2항에 따른 상기 적층 제조용 분말을 적층 제조하여 얻어진 다이캐스팅 금형 부품.
제3항에 따른 상기 적층 제조용 분말을 적층 제조하여 얻어진 다이캐스팅 금형 부품.