Combined production of AISI H13 tool steel using laser-based additive manufacturing and mechanical finishing to increase performance and durability

使用激光增材制造和机械精加工联合生产 AISI H13 工具钢,以提高性能和耐用性

基本信息

项目摘要

In industrial applications, hot work tool steels are used for high wear resistance and good thermal shock resistance. The challenge to constantly increase efficiency pushes alloys in die-casting tools to their limits. This fact raises the need for innovative manufacturing processes. Additive manufacturing, due to its unprecedented design potentials, allows the component properties to be adapted to local requirements via tailoring local microstructures. In die-casting tools, high demands are set regarding surface quality. These only can be achieved by additive manufacturing in combination with subsequent milling, which again influences the surface properties. Within the scope of the project applied for, production factors of the combined production chain of additive manufacturing and milling and deep rolling post-treatment are to be elaborated using statistical experimental design. Here, it is intended to establish different material properties. Differently processed conditions will be characterized in detail in terms of their microstructural and mechanical properties and their interrelationships, assessed using response surface methodology. In the further course of the project, specimens with specifically tailored zones of different hardness and tensile strength will be established on top of each other and the transition zone in particular will be extensively investigated. Finally, the specimens will be subjected to thermal fatigue to test the durability of the combined fabricated specimens with locally different properties and finally to assess the overall factor-target correlation using the response surface methodology to eventually allow for transfer of results to other alloy systems.
在工业应用中,热作工具钢具有高耐磨性和良好的抗热震性。不断提高效率的挑战将压铸工具中的合金推向极限。这一事实提出了对创新制造工艺的需求。增材制造由于其前所未有的设计潜力,可以通过定制局部微观结构来适应当地的要求。在压铸工具中,对表面质量提出了很高的要求。这些只能通过增材制造与后续铣削相结合来实现,这又会影响表面特性。在所申请的项目范围内,将采用统计实验设计来详细阐述增材制造和铣削及深轧后处理组合生产链的生产要素。在这里,旨在建立不同的材料属性。不同加工条件将根据其微观结构和机械性能及其相互关系进行详细表征,并使用响应面方法进行评估。在该项目的进一步过程中,将在彼此之上建立具有不同硬度和拉伸强度的专门定制区域的样本,特别是对过渡区域进行广泛研究。最后,样品将受到热疲劳,以测试具有局部不同性能的组合制造样品的耐久性,最后使用响应面方法评估整体因素-目标相关性,最终允许将结果转移到其他合金系统。

项目成果

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