一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料制造技术

本发明专利技术涉及一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，包括如下组分，其中每个成分的含量以重量百分比来表示：0.6‑1.5%碳，0.5‑2.0%Mn，11‑14%Cr，0.5‑1.3%Si，1.1‑2.0%Nb，0.5‑1.5%Dy，其余为Fe；其工艺过程如下：按上述成分及配比进行混粉、加入粘结剂，注射成型，脱脂，在1220~1260℃下烧结；将成品进行热处理。以Fe为基体，加入Cr、Nb、Dy等元素，强化基体，采用金属粉末注射成型工艺，获得高密度的制品；该制品经热处理后力学性能优异，可在高温、高油压、高耐磨性及腐蚀介质下工作，且成品无需机加工；可应用于柴油机高压共轨系统及结构复杂、不易加工的不锈钢制品。

Stainless steel metal powder injection molding material for ball socket of fuel injector

The invention relates to a stainless steel powder injection molding material for an injector ball seat, including the following components, in which the content of each component is expressed as a percentage of 0.6, 0.5, 11, 0.5, 1.1, 0.5, 2.0%Nb, 0.5, 1.5%Dy, and the rest Fe; the process is as follows: press up as follows: The ingredients and proportions are mixed powder, binder, injection molding, degreasing, sintering at 1220~1260 C, heat treatment of finished products. Taking Fe as the matrix, adding Cr, Nb, Dy and other elements, strengthening the matrix and using the metal powder injection molding process to obtain high density products, the product has excellent mechanical properties after heat treatment, and can work under high temperature, high oil pressure, high wear resistance and corrosion medium, and the finished product is not machined. It can be applied to high pressure common rail of diesel engine. Stainless steel products with complex structure and difficult machining.

【技术实现步骤摘要】
一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料
本专利技术涉及一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，属金属粉末注射成型用材料

技术介绍
近年来，汽车排放法规逐步升级。例如，国五法规中对于颗粒物粒子的排放较国四法规时减少了80%。目前，市场上的柴油机主要采用高压共轨系统。提高共轨系统的工作压力可以提高燃油雾化效果，有效减少颗粒物的排放。国外的共轨系统已经达到300MPa的超高压力。工作压力提升对共轨系统关键摩擦元件的材料性能提出了更高的要求。球-孔板、球-球座构成了喷油器中最主要的摩擦副。工作时衔铁受电磁铁感应开启和关闭，球在高油压下以高频率冲击孔板和球座，因此，对球座材料的耐磨性提出了极高的要求。传统的喷油器球座采用轴承钢材料，轴承钢具备很高的耐磨性，但加工困难。考虑到球座承受高温、高油压、并在腐蚀介质下工作。选用不锈钢替代轴承钢是一个良好的途径。而不锈钢的Ni、Cr含量通常较高，对刀具的磨损较大，很难于加工。金属粉末注射成形(MetalPowderInjectionMolding)是一种新型粉末冶金近净成形技术.。该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，而且克服了传统粉末冶金工艺制品、材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件，可应用于不锈钢、高速钢、硬质合金等领域。中国专利文献CN105177397A中公开了一种粉末冶金不锈钢及其制备方法，该材料组分除不锈钢粉末外，石墨粉的含量为0～0.45wt％，有机润滑剂的含量为0.3～0.8wt％，不可避免杂质含量不超过2wt％，成品密度不低于6.0g/cm3。材料组分中未提及不锈钢的具体元素种类及含量。该材料采用传统的压制-烧结工艺制造。中国专利文献CN104498839A中公开了一种进气门座粉末冶金制备方法，包括有以下步骤：配置混合粉末原料，混合粉末原料由如下重量百分比的粉末原料组成:Cu4-5%、Mn4-5%、Ni0.8-1.2%、Co0.5-0.8%、MoS2：0.5-0.6%、Pb0.6-1.2%、有机硅树脂粘合剂1.6-2.2%，Y2O30.15-0.18%，余量为基料不锈钢粉末，未提及不锈钢粉末的具体成分范围。该专利文献未公开粉末冶金材料的密度。中国专利文献CN104162658A中公开了一种金属粉末注射成型用材料，其特征在于，包括以下重量百分比的物质：碳粉末35-46％，三氧化二铁3-11％，铁粉末15-23％，石墨粉末10-28％，氧化镁1-8％，氧化锌3-12％，锰11-15％，氢氧化铝5-7％，铬粉末23-41％，异辛酸钴3-10％，硬脂酸铜1-5％。经查新，未查询到在不锈钢粉末中同时添加Nb和稀土Dy的相关文献。在所查不锈钢粉末冶金相关专利的权利要求中，未查询到密度大于7.0g/cm3的相关要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，以Fe为基体，加入Cr、Nb、Dy等元素，强化基体，采用金属粉末注射成型工艺，获得高密度的制品；该制品经热处理后力学性能优异，可在高温、高油压、高耐磨性及腐蚀介质下工作，且成品无需机加工；可应用于柴油机高压共轨系统及结构复杂、不易加工的不锈钢制品。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，包括如下组分，其中每个成分的含量以重量百分比来表示：0.6-1.5%碳，0.5-2.0%Mn，11-14%Cr，0.5-1.3%Si，1.1-2.0%Nb，0.5-1.5%Dy，其余为Fe。其工艺过程如下：按上述成分及配比进行混粉、加入粘结剂，注射成型，脱脂，在1220~1260℃下烧结；将成品进行热处理，淬火温度1020~1060℃，回火温度180~200℃。本专利技术的积极效果是不锈钢金属粉末注射成型材料中主要组元具有以下作用：C：减少金属氧化物数量，提高力学性能，形成游离石墨，润滑基体；Cr：不锈钢粉末冶金的重要元素，起固溶基体的作用；Mn：与S形成MnS改善材料切削性能，Mn还可以提高材料的淬透性；Si：减小奥氏体相区，增强固溶强化的效果；Nb：细化晶粒、提高材料强度、强化基体，提高材料耐蚀性；Dy：重稀土元素，细化晶粒，提高强度。其可以满足以下技术指标：（1）密度≥7.6g/cm3；（2）硬度≥60HRC；（3）抗拉强度≥900MPa；（4）屈服强度≥650MPa。附图说明图1为本专利技术的不锈钢粉末冶金材料经淬火、回火后的金相组织图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的描述：实施例1按如下成分及配比进行混粉操作：0.8%碳，1.2%Mn，13.1%Cr，0.6%Si，1.6%Nb，0.7%Dy，其余为Fe。加入粘结剂，注射成型，脱脂，在1220℃下烧结。将成品进行热处理，淬火温度1020℃，回火温度180℃。如图1所示按上述方法获得的不锈钢粉末冶金材料的密度为7.63g/cm3，硬度为（60.7~61.3）HRC，抗拉强度935MPa，屈服强度676MPa。实施例2按如下成分及配比进行混粉操作：1.1%碳，0.7%Mn，11.9%Cr，1.2%Si，1.2%Nb，1.0%Dy，其余为Fe。加入粘结剂，注射成型，脱脂，在1230℃下烧结。将成品进行热处理，淬火温度1030℃，回火温度200℃。按上述方法获得的不锈钢粉末冶金材料的密度为7.65g/cm3，硬度为（61.2~61.7）HRC，抗拉强度960MPa，屈服强度685MPa。实施例3按如下成分及配比进行混粉操作：0.6%碳，1.6%Mn，12.8%Cr，1.0%Si，1.5%Nb，0.8%Dy，其余为Fe。加入粘结剂，注射成型，脱脂，在1240℃下烧结。将成品进行热处理，淬火温度1040℃，回火温度190℃。按上述方法获得的不锈钢粉末冶金材料的密度为7.69g/cm3，硬度为（61.3~61.7）HRC，抗拉强度969MPa，屈服强度680MPa。实施例4按如下成分及配比进行混粉操作：1.3%碳，1.8%Mn，13.5%Cr，0.9%Si，1.8%Nb，1.3%Dy，其余为Fe。加入粘结剂，注射成型，脱脂，在1250℃下烧结。将成品进行热处理，淬火温度1050℃，回火温度180℃。按上述方法获得的不锈钢粉末冶金材料的密度为7.73g/cm3，硬度为（61.9~62.6）HRC，抗拉强度989MPa，屈服强度701MPa。实施例5按如下成分及配比进行混粉操作：0.7%碳，1.5%Mn，12.3%Cr，1.2%Si，1.3%Nb，0.6%Dy，其余为Fe。加入粘结剂，注射成型，脱脂，在1260℃下烧结。将成品进行热处理，淬火温度1060℃，回火温度180℃。按上述方法获得的不锈钢粉末冶金材料的密度为7.67g/cm3，硬度为（61.3~61.9）HRC，抗拉强度972MPa，屈服强度677MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，包括如下组分，其中每个成分的含量以重量百分比来表示：0.6‑1.5%碳，0.5‑2.0%Mn，11‑14%Cr，0.5‑1.3%Si，1.1‑2.0%Nb，0.5‑1.5%Dy，其余为Fe；其工艺过程如下：按上述成分及配比进行混粉、加入粘结剂，注射成型，脱脂，在1220~1260℃下烧结；将成品进行热处理，淬火温度1020~1060℃，回火温度180~200℃。

【技术特征摘要】
1.一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，包括如下组分，其中每个成分的含量以重量百分比来表示：0.6-1.5%碳，0.5-2.0%Mn，11-14%Cr，0.5-1.3%Si，1.1-2.0%Nb，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文平，柳超，张薇，李波，邓飞，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22