一种新型注射成型不锈钢零件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型注射成型不锈钢零件的制备方法，包括以下步骤：1)制备喂料：将碳含量≤0.03％的金属粉末与黏结剂混合密炼制喂料；2)注射成型；3)脱脂；4)真空烧结；5)升温至1040‑1070℃，采用淬火油雾化冷却，得到固溶体；6)封闭式油压整形；7)于460‑500℃真空时效，得到新型不锈钢。本发明专利技术得到的新型不锈钢的硬度可达HRC40‑48；尺寸精度为2‑2.5‰，同时具有较高韧性；成本比同样高硬度和高精度的进口不锈钢零件合金低20％以上。

A new type of injection molded stainless steel parts and its preparation method

The invention discloses a new preparation method of a new injection molding stainless steel part, including the following steps: 1) preparation of feed: mixing the metal powder with a carbon content of less than 0.03% and the bonding agent in a dense refining feed; 2) injection molding; 3) degreasing; 4) vacuum sintering; 5) heating to 1040 1070 degrees C, and using the quenching oil atomization cooling to get the solid. Solution; 6) closed oil press; 7) vacuum aging at 460 ~ 500 degrees C, new stainless steel was obtained. The new stainless steel has a hardness of HRC40 48; the size accuracy is 2 and 2.5 per thousand, and has high toughness. The cost is more than 20% lower than the alloy of the imported stainless steel parts with high hardness and high precision.

【技术实现步骤摘要】
一种新型注射成型不锈钢零件及其制备方法
本专利技术涉及粉末冶金
，尤其涉及一种新型注射成型不锈钢零件及其制备方法。
技术介绍
粉末冶金工艺是一种重要的机械零部件加工技术。高科技产业等领域的迅猛发展对大尺寸高精度复杂结构粉末冶金零件的需求量越来越大。在发达国家，采用粉末冶金可生产简单小尺寸、乃至复杂大尺寸的关键零部件。我国粉末冶金行业虽然已经有几十年的发展历史，但现存问题较多：(1)企业多、规模小、交叉企业压价竞争激烈，经济效益差；(2)产品档次低；(3)配套设施落后；尤其在生产复杂大型关键部件上处于起步阶段。粉末注射成形(PowderInjectionMolding，PIM)对生产不锈钢粉末原料的化学成分、粒度分布、松装密度、等均有一定的要求。目前，大多数国产不锈钢粉末在这一方面还存在一定的差距，具体表现在：粉末的氧含量高、零件的注射成形性能不均匀、烧结后制品的力学性能和精度不高以及零部件批量生产一致性差。上述问题导致我国在此领域尚未开展此类零部件的粉末成形技术、模具设计与制造技术、粉末坯的烧结致密化技术，因此市场巨大前景广阔。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种高硬度高精度高韧性的新型注射成型不锈钢零件。本专利技术的目的之二在于提供上述新型注射成型不锈钢零件的制备方法。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种新型注射成型不锈钢零件的制备方法，包括以下步骤：制备喂料步骤：将金属粉末与黏结剂于密炼机中充分混合，于160-200℃炼制，破碎后制粒，得到喂料；所述金属粉末的碳含量≤0.03；注射成型步骤：使用注塑机将喂料熔胶后注射于模具；脱脂步骤：在110-130℃，氮气流量在4.5-6立方米每小时，进酸量在3-6g/min，脱脂7-8小时；真空烧结步骤：升温至1300-1320℃真空烧结；固溶热处理步骤：升温至1040-1070℃，采用淬火油雾化冷却，得到固溶体；校正步骤：封闭式油压整形；时效步骤：于460-500℃真空时效，得到新型注射成型不锈钢零件。进一步地，制备喂料步骤中，所述黏结剂由按重量百分比计的以下组分组成：共聚甲醛树脂85-94％、EVA3-5％、PP1-3％、PE1-3％和SA硬脂酸1-3％。进一步地，制备喂料步骤中，所述金属粉末的铜含量为4.0-5.0％。进一步地，注射成型步骤中，向模具中注入93-96％体积的熔胶，保压排出流纹，模具加热至100-140℃的温度后自然冷却。进一步地，脱脂步骤中，采用阶梯式进酸的方式进酸，脱脂第1-2h，进酸量为3-4g/min，脱脂第3-4h，进酸量为5-6g/min，脱脂第5-6h，进酸量为3-4g/min。进一步地，固溶热处理步骤中，具体操作为：在2-5h内升温到1040-1070℃固溶，保温3-5h后充入雾化淬火油冷却，快速冷却得到均匀固熔体。进一步地，时效步骤中，在0.5-1h内升温至460-480℃保温4-6h进行真空时效，充入氮气冷却。进一步地，于1040-1070℃固溶，于480℃时效。进一步地，于1050℃固溶，于480℃时效。本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：一种如上述的制备方法得到的新型注射成型不锈钢零件。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过控制金属粉末中的碳含量、固溶和时效温度曲线等手段，或获得硬度可达HRC40-48；尺寸精度为2-2.5‰，同时具有较高韧性的新型注射成型不锈钢零件；成本比同样高硬度和高精度的进口不锈钢合金低20％以上。附图说明图1为本专利技术的工艺路线图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。本专利技术提供一种新型注射成型不锈钢零件的制备方法，其工艺路线路如图1所示，包括以下步骤：1)制备喂料：将金属粉末与黏结剂于密炼机中充分混合，于160-200℃炼制，破碎后制粒，得到喂料；所述金属粉末的碳含量≤0.03；该步骤中，金属粉末的碳含量是影响喂料以及成品硬度的最关键因素，碳含量控制在0.03％以上，其次尽可能降低粉末的氧含量，以保证喂料粉末的颜色和制品强度；在制粒过程中，应该保证制粒均匀，以得到近球形的粉末；该步骤中，使用由共聚甲醛树脂86-94％、EVA3-5％、PP1-3％、PE1-3％和SA硬脂酸1-3％组成的黏结剂，以使粉末流体在注塑机里内有较好的流动性和较好的坯块形状，对注射成型的坯的的质量、脱脂及尺寸精度、合金成分等有很大的影响；2)注射成型：使用注塑机将喂料熔胶后注射于模具；该步骤中，在注塑机注塑时先注射93-96％体积的熔胶，再在保压的情况下将流纹全部排到远端的冷料阱里，以形成致密、均匀的坯件；3)脱脂：在110-130℃，氮气流量在4.5-6立方米每小时，进酸量在3-6g/min，脱脂7-8小时；经过脱脂后的坯件，其脱脂率为7％-7.5％；4)真空烧结：升温至1300-1320℃真空烧结；经过真空烧结后，坯料的碳含量进一步下降；5)固溶热处理：升温至1040-1070℃，采用淬火油雾化冷却，得到固溶体；6)校正：封闭式油压整形；本步骤中，采用100T油压机对固溶体实行封闭式全整校正；7)时效：于460-500℃真空时效，得到新型注射成型不锈钢零件。本专利技术得到的新型不锈钢的硬度可达HRC40-48；尺寸精度为2-2.5‰，同时具有较高韧性；成本比同样高硬度和高精度的进口不锈钢合金低20％以上。以下具体实施方式中，如未特殊说明，所采用的材料或设备都可通过市售或常规的技术手段获得。以下具体实施方式中，如未特殊说明，所记载的比例均为重量比。以下具体实施方式中，所采用的金属粉末规格如下所示：实施例1-6使用的金属粉末为钢粉，型号为17-4ph(马氏体沉淀硬化不锈钢)，各成分的质量百分比限量为：C≤0.03；Mn≤1.00；Si≤1.00；Cr：15.5-17.5；Ni：3.0-5.0；P≤0.04；Cu：4.0-5.0；Nb+Ta：0.15-0.45。实施例1：一种新型注射成型不锈钢零件的制备方法，包括以下步骤：1)制备喂料：将金属粉末与黏结剂于密炼机中充分混合，于180℃炼制，破碎后制粒，得到喂料；该步骤中的黏结剂包括按重量百分比计的以下成分：共聚甲醛树脂90％、EVA4％、PP2％、PE2％、SA硬脂酸2％；2)注射成型：使用注塑机将喂料熔胶后注射于向模具中注入95％的体积，保压排出流纹，模具加热至130℃的温度10min后再自然冷却，得到坯料；3)脱脂：在120℃，氮气流量在5m3/h，采用阶梯式进酸的方式进酸，脱脂第1-2h，进酸量为3-4g/min，脱脂第3-4h，进酸量为5-6g/min，脱脂第5-6h，进酸量为3-4g/min；4)真空烧结：升温至1310℃真空烧结；5)固溶热处理：在3.5h内升温到1050℃固溶，保温4h后充入雾化淬火油冷却，快速冷却得到均匀固熔体；6)校正：采用100T油压机对固溶体进行封闭式油压整形；7)时效：于480℃真空时效，得到新型注射成型不锈钢零件。本实施例得到的新型注射成型不锈钢零件的强度≥1300MPa，硬度为44HRC。实施例2：一种新型注射成型不锈钢零件的制备方法，包括以下步骤：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型注射成型不锈钢零件的制备方法，包括：制备喂料步骤：将金属粉末与黏结剂于密炼机中充分混合，于160‑200℃炼制，破碎后制粒，得到喂料；所述金属粉末的碳含量≤0.03％；注射成型步骤：使用注塑机将喂料熔胶后注射于模具；脱脂步骤：在110‑130℃，氮气流量在4.5‑6立方米每小时，进酸量在3‑6g/min，脱脂7‑8小时；真空烧结步骤：升温至1300‑1320℃真空烧结；固溶热处理步骤：升温至1040‑1070℃，采用淬火油雾化冷却，得到固溶体；校正步骤：封闭式油压整形；时效步骤：于460‑500℃真空时效，得到新型注射成型不锈钢零件。

【技术特征摘要】
1.一种新型注射成型不锈钢零件的制备方法，包括：制备喂料步骤：将金属粉末与黏结剂于密炼机中充分混合，于160-200℃炼制，破碎后制粒，得到喂料；所述金属粉末的碳含量≤0.03％；注射成型步骤：使用注塑机将喂料熔胶后注射于模具；脱脂步骤：在110-130℃，氮气流量在4.5-6立方米每小时，进酸量在3-6g/min，脱脂7-8小时；真空烧结步骤：升温至1300-1320℃真空烧结；固溶热处理步骤：升温至1040-1070℃，采用淬火油雾化冷却，得到固溶体；校正步骤：封闭式油压整形；时效步骤：于460-500℃真空时效，得到新型注射成型不锈钢零件。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备喂料步骤中，所述黏结剂由按重量百分比计的以下组分组成：共聚甲醛树脂85-94％、EVA3-5％、PP1-3％、PE1-3％和SA硬脂酸1-3％。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备喂料步骤中，所述金属粉末的铜含量为4.0-5.0％。4.如权利要求1所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗昌攀，周军兵，李爱明，徐学军，
申请(专利权)人：中山市新泰兴粉末冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44