相变硬化不锈钢产品及相变硬化不锈钢产品的制作方法技术

本发明专利技术提供的相变硬化不锈钢产品，包括3XX系列不锈钢基材及均布在基材内的氧化锆陶瓷粉体，通过使陶瓷粉体的d90粒径小于5um，使陶瓷粉体的占比为0.03wt%~30wt%，使基材相邻的晶体处于相互挤压的状态，在基材内形成预应力，从而提升硬度，使得该不锈钢产品既能够保留3xx系列不锈钢耐腐蚀、无磁性、延展性好的特性，又能够具有≥HV200的高硬度特性，兼具3XX系列不锈钢和17

【技术实现步骤摘要】
相变硬化不锈钢产品及相变硬化不锈钢产品的制作方法


[0001]本申请涉及不锈钢
，具体涉及一种相变硬化不锈钢产品及相变硬化不锈钢产品的制作方法。
[0002]
技术介绍

[0003]不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。
[0004]3XX系列不锈钢作为不锈钢的一种，具有耐腐蚀性能好、延展性好、在固溶状态无磁性等特性，广泛应用于3C产品、热交换设备、染色设备、胶片冲洗设备、管道、与海水接触的设备等领域，然而，为维持奥斯体相， 3XX系列不锈钢内添加有Cr、Ni、Mo等成分，使得其硬度较差，一般在HV（维氏硬度）120
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140左右。
[0005]17
‑
4PH不锈钢作为另一种不锈钢，具有很高的机械强度，很好的硬度特征，其硬度超过HV200，经过时效热处理可达HV430，但其耐腐蚀性能不佳，应用局限性较大。
[0006]行业中急需一种不锈钢产品，兼具3XX系列不锈钢耐腐蚀性能好、延展性好、无磁性的特性及17
‑
4PH不锈钢硬度高的特性，以便在极端环境下使用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种能够在极端环境下使用的相变硬化不锈钢产品，该相变硬化不锈钢产品兼具了3XX系列不锈钢和17
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4PH不锈钢的优点，具有耐腐蚀性能好、延展性好、无磁性、硬度高的特性，本专利技术还提供一种相变硬化不锈钢产品的制备方法，该方法工序简单、良品率高、易于实施，能够方便快捷地制造各种复杂形状的不锈钢产品，适用范围广。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案中的产品是，相变硬化不锈钢产品，包括：基材，所述基材的材质为3XX系列不锈钢；所述基材内均布有氧化锆陶瓷粉体，所述氧化锆陶瓷粉体的粒径d90粒径小于等于5um，所述氧化锆陶瓷粉体的占比为0.03wt%
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30wt%；所述基材相邻的晶体处于相互挤压的状态，在所述基材内形成用于增强所述相变硬化不锈钢产品硬度的预应力。
[0009]优选地，所述氧化锆陶瓷粉体的d90粒径为5um、4um、3um、2um、1um、0.5um、0.3um、0.1um。
[0010]优选地，所述氧化锆陶瓷粉体的占比为0.03wt%、0.1wt%、0.15wt%、0.2wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%、4wt%、5wt%、9wt%、10wt%、13wt%、15wt%、20wt%、30wt%。
[0011]优选地，所述3XX系列不锈钢为301不锈钢、302不锈钢、303不锈钢、304不锈钢、316不锈钢、301L不锈钢、302L不锈钢、303L不锈钢、304L不锈钢、316L不锈钢、904L不锈钢中的任意一种；所述氧化锆陶瓷粉体的材质包括纯氧化锆、部分安定氧化锆、完全安定氧化锆中
的任意一种或其混合物。
[0012]优选地，所述相变硬化不锈钢产品的硬度与所述氧化锆陶瓷粉体的占比正相关。
[0013]优选地，所述氧化锆陶瓷粉体的部分或全部晶体通过晶相变化改变体积，驱使所述基材相邻的晶体变换至相互挤压的状态。
[0014]进一步优选地，所述晶相变化是指所述氧化锆陶瓷粉体的晶体在斜方晶和正方晶之间的可逆变化，该晶相变化伴随着13
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15%的晶格切变及3
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5%的体积变化。
[0015]进一步优选地，所述斜方晶为a=5.194
×
10
‑
10
m,b=5.266
×
10
‑
10
m,c=5.308
×
10
‑
10
m的斜方晶，所述正方晶为a=5.07
×
10
‑
10
m,c=5.16
×
10
‑
10
m的正方晶。
[0016]优选地，所述氧化锆陶瓷粉体的晶体中斜方晶占比高于正方晶占比。
[0017]优选地，所述相变硬化不锈钢产品的硬度大于等于200HV，盐雾试验达200小时以上。
[0018]进一步优选地，所述相变硬化不锈钢产品的硬度为HV208、HV275、HV353、HV388。
[0019]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案中的方法是，相变硬化不锈钢产品的制作方法，包括以下步骤：a.将基材粉体和氧化锆陶瓷粉体按比例混合并搅拌均匀，得到混合物，所述基材的材质为3XX系列不锈钢；b.将所述混合物与高分子黏结剂按比例混合后通过密炼机造粒，得到颗粒状喂料；c.将所述颗粒状喂料通过注塑成型工艺制作成生胚；d.对所述生胚进行脱脂，完全或部分去除所述高分子黏结剂后，得到初级产品；e.将所述初级产品加热至A温度进行高温烧结，冷却后得到中级产品；f.将所述中级产品加热至B温度进行热处理，冷却后得到所述相变硬化不锈钢产品；所述氧化锆陶瓷粉体的粒径d90粒径小于等于5um，所述氧化锆陶瓷粉体的占比为0.03wt%
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30wt%；所述A温度高于所述B温度，所述B温度高于1200℃；在所述初级产品进行高温烧结时，所述初级产品内的所述基材粉体通过颈缩效应及质量传递效应实现致密化，并在致密化过程中，适应所述氧化锆陶瓷粉体的晶体因晶相改变产生的体积变化，能够使所述氧化锆陶瓷粉体均布在所述中级产品中形成扎钉效应，还能使所述氧化锆陶瓷粉体的晶体被所述基材粉体的晶体束缚；在所述中级产品进行热处理时，所述氧化锆陶瓷粉体的晶体发生晶相变化改变体积，挤压起束缚作用的所述基材粉体晶体，使所述基材粉体相邻的晶体相互挤压，形成用于增强所述相变硬化不锈钢产品硬度的预应力。
[0020]优选地，所述步骤a中所述氧化锆陶瓷粉体的d90粒径为5um、4um、3um、2um、1um、0.5um、0.3um、0.1um。
[0021]优选地，所述步骤a中所述所述氧化锆陶瓷粉体的占比为0.03wt%、0.1wt%、0.15wt%、0.2wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%、4wt%、5wt%、9wt%、10wt%、13wt%、15wt%、20wt%、30wt%。
[0022]优选地，所述步骤a中所述基材粉体的d90粒径为15
‑
30um。
[0023]进一步优选地，所述步骤a中所述基材粉体的d90粒径为20
‑
25um。
[0024]优选地，所述步骤e和所述步骤f之间还包括根据要求加工所述中级产品，改变所述中级产品形状及尺寸的步骤。
[0025]优选地，所述步骤d中所述脱脂的方式为溶剂脱脂或催化脱脂，所述步骤e中的所述高温烧结为无氧环境或真空环境下的高温烧结。
[0026]优选地，所述相变硬化不锈钢产品的硬度与所述氧化锆陶瓷粉体的占比正相关。
[0027]优选地，所述3XX系列不锈钢为301不锈钢、302不锈钢、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.相变硬化不锈钢产品，包括：基材，所述基材的材质为3XX系列不锈钢；其特征在于：所述基材内均布有氧化锆陶瓷粉体，所述氧化锆陶瓷粉体的粒径d90粒径小于等于5um，所述氧化锆陶瓷粉体的占比为0.03wt%
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30wt%；所述基材相邻的晶体处于相互挤压的状态，在所述基材内形成用于增强所述相变硬化不锈钢产品硬度的预应力。2.根据权利要求1所述的相变硬化不锈钢产品，其特征在于：所述3XX系列不锈钢为301不锈钢、302不锈钢、303不锈钢、304不锈钢、316不锈钢、301L不锈钢、302L不锈钢、303L不锈钢、304L不锈钢、316L不锈钢、904L不锈钢中的任意一种；所述氧化锆陶瓷粉体的材质包括纯氧化锆、部分安定氧化锆、完全安定氧化锆中的任意一种或其混合物。3.根据权利要求1所述的相变硬化不锈钢产品，其特征在于：所述相变硬化不锈钢产品的硬度与所述氧化锆陶瓷粉体的占比正相关。4.根据权利要求1所述的相变硬化不锈钢产品，其特征在于：所述氧化锆陶瓷粉体的部分或全部晶体通过晶相变化改变体积，驱使所述基材相邻的晶体变换至相互挤压的状态。5.根据权利要求4所述的相变硬化不锈钢产品，其特征在于：所述晶相变化是指所述氧化锆陶瓷粉体的晶体在斜方晶和正方晶之间的可逆变化。6.根据权利要求1所述的相变硬化不锈钢产品，其特征在于：所述氧化锆陶瓷粉体的晶体中斜方晶占比高于正方晶占比。7.相变硬化不锈钢产品的制作方法，包括以下步骤：a 将基材粉体和氧化锆陶瓷粉体按比例混合并搅拌均匀，得到混合物，所述基材的材质为3XX系列不锈钢；b 将所述混合物与高分子黏结剂按比例混合后通过密炼机造粒，得到颗粒状喂料；c 将所述颗粒状喂料通过注塑成型工艺制作成生胚；d 对所述生胚进行脱脂，完全或部分去除所述高分子黏结剂后，得到初级产品；e 将所述初级产品加热至A温度进行高温烧结，冷却后得到中级产品；f 将所述中级产品加热至B温度进行热处理，冷却后得到所述相变硬化不锈钢产品；其特征在于：所述氧化锆陶瓷粉体的粒径d90粒径小于等于5um，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯春树，侯咏轩，侯文洁，
申请(专利权)人：昆山卡德姆新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：