热脱脂型粘结剂及喂料、马氏体时效不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热脱脂型粘结剂及喂料、马氏体时效不锈钢及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1、混粉：将Cu粉、Ni粉、Mo粉、Co粉和Fe粉称量后混合成金属粉末；S2、混炼造粒：将粘结剂和所述金属粉末进行混炼造粒，得到喂料；S3、制件：对喂料进行注射得到生坯；S4、脱脂烧结：将生坯进行热脱脂后烧结；S5、热处理：将烧结后的产品做固溶处理和时效处理，得到所述马氏体时效不锈钢。通过本发明专利技术的制备方法制得的马氏体时效不锈钢在极限抗拉强度和屈服强度两个方面获得了显著提高，同时具有良好的韧性，扩大了MIM材料的应用范围。扩大了MIM材料的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
热脱脂型粘结剂及喂料、马氏体时效不锈钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属注射成型材料
，特别是涉及一种金属注射用热脱脂型粘结剂及喂料、马氏体时效不锈钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属注射成型(Metal Injection Molding，MIM)材料已广泛应用于许多领域。现最常见的MIM材料主要有奥氏体不锈钢(例如316L、304L)、沉淀硬化不锈钢(17
‑
4PH)、铁镍钼合金钢(例如Fe8Ni)等，这些常见的MIM材料力学性能见如下表1：
[0003][0004]随着MIM产品在许多领域更广泛和深入的应用，经常会遇到要求材料既要有很高的强度(例如屈服强度≥1500MPa、极限抗拉强度≥1700MPa)，又要有良好的韧性(例如延伸率≥5％)的情况，比较常见的例子有通讯设备转轴、某些军工枪械零件、高压传感器等，以上常见的MIM材料的已无法同时满足这种高强度和高韧性的要求。

技术实现思路

[0005]为了弥补上述现有技术的不足，本专利技术提出一种热脱脂型粘结剂及喂料、马氏体时效不锈钢及其制备方法。
[0006]本专利技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
[0007]一种马氏体时效不锈钢的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1、混粉：将Cu粉、Ni粉、Mo粉、Co粉和Fe粉称量后混合成金属粉末；其中，所述金属粉末包括如下质量分数的各组分：Cu 0.2
‑
0.45％，Ni 13
‑
17％，Mo 4.5
‑
7％，Co 5
‑
8.5％，C≤0.01％，O≤0.35％，S≤0.03％，P≤0.03％，以及Fe为余量；
[0009]S2、混炼造粒：将粘结剂和所述金属粉末进行混炼造粒，得到喂料；其中，所述粘结剂与所述金属粉末的质量比为8
‑
10％，所述粘结剂包括如下质量分数的各组分：POM 15
‑
20％，甘油25
‑
30％，油酸35
‑
40％，PE和/或PP 5
‑
15％，润滑剂4.5
‑
9％，以及耦合剂0.5
‑
1％；
[0010]S3、制件：对喂料进行注射得到生坯；
[0011]S4、脱脂烧结：将生坯进行热脱脂后烧结；
[0012]S5、热处理：将烧结后的产品做固溶处理和时效处理，得到所述马氏体时效不锈钢。
[0013]优选地，所述步骤S4具体为：在保护气氛下，将生坯进行热脱脂后烧结，其中，在热脱脂段，以升温速率1
‑
3℃/min升温到600
‑
800℃，保温1
‑
2h，通过热脱将粘接剂全部脱除，然后进入烧结阶段，以升温速率2
‑
5℃/min升温到1360
‑
1400℃进行烧结，保温时间3
‑
6小时，分压压力10
‑
60KPa。
[0014]优选地，所述步骤S5中的固溶处理的温度为1000
‑
1100℃，保温时间1
‑
2小时，淬火处理采用油淬；所述时效处理的温度为450
‑
600℃，保温3
‑
6小时。
[0015]优选地，所述步骤S3的制件条件为：注射压力150
‑
180MPa，注射温度170
‑
190℃，模具温度60
‑
90℃，注射速度为15
‑
45cm3/s。
[0016]优选地，所述步骤S2中，所述润滑剂为PW、CW和花生油中的任意一种，优选地，所述润滑剂为PW；所述耦合剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸中的至少一种，优选地，所述耦合剂为硬脂酸钙；优选地，所述粘结剂由如下质量分数的各组分组成：POM 15
‑
20％，甘油25
‑
30％，油酸35
‑
40％，PE 5
‑
15％，PW 4.5
‑
9％，以及硬脂酸钙0.5
‑
1％，更优选地，所述粘结剂由如下质量分数的各组分组成：POM 15
‑
20％，甘油25
‑
30％，油酸35
‑
40％，PE 5
‑
15％，PW 4.5
‑
9％，以及硬脂酸钙0.5
‑
1％。
[0017]优选地，所述步骤S1的混粉是在V型混合机中进行干混，混合时间为1
‑
2小时，转速为8
‑
12r/min；所述步骤S2的混炼造粒中，混炼时间为1
‑
2小时，混炼温度为180
‑
200℃。
[0018]一种马氏体时效不锈钢，由所述的制备方法制得。
[0019]一种金属注射成型用热脱脂型粘结剂，包括如下质量分数的各组分：POM 15
‑
20％，甘油25
‑
30％，油酸35
‑
40％，PE和/或PP 5
‑
15％，润滑剂4.5
‑
9％，以及耦合剂0.5
‑
1％。
[0020]优选地，所述润滑剂为PW、CW和花生油中的任意一种，优选地，所述润滑剂为PW；所述耦合剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸中的至少一种，优选地，所述耦合剂为硬脂酸钙；优选地，所述粘结剂由如下质量分数的各组分组成：POM 15
‑
20％，甘油25
‑
30％，油酸35
‑
40％，PE 5
‑
15％，PW 4.5
‑
9％，以及硬脂酸钙0.5
‑
1％，更优选地，所述粘结剂由如下质量分数的各组分组成：POM 15
‑
20％，甘油25
‑
30％，油酸35
‑
40％，PE 5
‑
15％，PW 4.5
‑
9％，以及硬脂酸钙0.5
‑
1％。
[0021]一种用于制作马氏体时效不锈钢的喂料，所述喂料由所述的粘结剂和金属粉末组成；其中，所述粘结剂与所述金属粉末的质量比为8
‑
10％；所述金属粉末包括如下质量分数
的各组分：Cu 0.2
‑
0.45％，Ni 13
‑
17％，Mo 4.5
‑
7％，Co 5
‑
8.5％，C≤0.01％，O≤0.35％，S≤0.03％，P≤0.03％，以及Fe为余量。
[0022]本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：通过本专利技术的制备方法最终可获得一种屈服强度≥1500MPa、极限抗拉强度≥1700MPa、延伸率≥5％、硬度≥45本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种马氏体时效不锈钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、混粉：将Cu粉、Ni粉、Mo粉、Co粉和Fe粉称量后混合成金属粉末；其中，所述金属粉末包括如下质量分数的各组分：Cu 0.2
‑
0.45％，Ni 13
‑
17％，Mo 4.5
‑
7％，Co 5
‑
8.5％，C≤0.01％，O≤0.35％，S≤0.03％，P≤0.03％，以及Fe为余量；S2、混炼造粒：将粘结剂和所述金属粉末进行混炼造粒，得到喂料；其中，所述粘结剂与所述金属粉末的质量比为8
‑
10％，所述粘结剂包括如下质量分数的各组分：POM 15
‑
20％，甘油25
‑
30％，油酸35
‑
40％，PE和/或PP 5
‑
15％，润滑剂4.5
‑
9％，以及耦合剂0.5
‑
1％；S3、制件：对喂料进行注射得到生坯；S4、脱脂烧结：将生坯进行热脱脂后烧结；S5、热处理：将烧结后的产品做固溶处理和时效处理，得到所述马氏体时效不锈钢。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S4具体为：在保护气氛下，将生坯进行热脱脂后烧结，其中，在热脱脂段，以升温速率1
‑
3℃/min升温到600
‑
800℃，保温1
‑
2h，通过热脱将粘接剂全部脱除，然后进入烧结阶段，以升温速率2
‑
5℃/min升温到1360
‑
1400℃进行烧结，保温时间3
‑
6小时，分压压力10
‑
60KPa。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中的固溶处理的温度为1000
‑
1100℃，保温时间1
‑
2小时，淬火处理采用油淬；所述时效处理的温度为450
‑
600℃，保温3
‑
6小时。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3的制件条件为：注射压力150
‑
180MPa，注射温度170
‑
190℃，模具温度60
‑
90℃，注射速度为15
‑
45cm3/s。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述润滑剂为PW、CW和花生油中的任意一种，优选地，所述润滑剂为PW；所述耦合剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸中的至少一种，优选地，所述耦合剂为硬脂酸钙；优选地，所述粘结剂由如下质量分数的各组分组成：POM 15
‑
20％，甘油25
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30％，油酸35
‑
40％，PE 5
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15％，PW...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华湘，唐会红，程丛奎，
申请(专利权)人：东莞华晶粉末冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：