耐腐蚀SUS420材料的制备方法技术

一种耐腐蚀SUS420材料的制备方法，在粉末碳含量为0.65%的MIM用气雾化或水雾化高碳合金粉末SUS420基体中，再增加2 wt%

【技术实现步骤摘要】
耐腐蚀SUS420材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及金属粉末注射成型（MIM）
，尤其涉及一种金属粉末注射成型用耐腐蚀SUS420材料的制备方法。

技术介绍

[0002]金属注射成型技术是塑料成型工艺学，高分子化学，粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科渗透与交叉的产物，MIM技术克服了传统粉末冶金制品密度低，材质不均匀，机械性能不高，不易成型薄壁复杂的缺点，适合大批量生产现状复杂，高精度，高性能的小型金属零配件。
[0003]目前MIM工艺在国内快速推广和成熟，尤其小而精的产品的生产，如手机卡托，充电器type
‑
c接口等，而用量最大的原材料为316和17
‑
4ph系列的低硬度高耐腐蚀性材料，随着MIM技术的发展，原材料的应用种类迅速扩大，sus420，sus440等高硬度材料也加入其中，但此类材料因碳含量高而易使得耐腐蚀性变差，sus420材料烧结后的产品在中性盐雾试验条件下通常的盐雾性能低于12h，sus440耐腐蚀性则表现更差，这给后续的加工造成较大困扰，也极易造成产品的失效。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足而提供一种耐腐蚀SUS420材料的制备方法。
[0005]MIM用气雾化或水雾化高碳合金粉末SUS420材料的成分元素组成是：碳(C )占金属粉末总重量的0.16
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0.25%；锰(Mn)占金属粉末总重量的≤1.00%；硅(Si)占金属粉末总重量的≤1.00%；铬(Cr)占金属粉末总重量的12.0
‑
14.0%；镍(Ni)占金属粉末总重量的≤0.75%；磷(P)占金属粉末总重量的0.04%；硫(S)占金属粉末总重量的≤0.03%；其余金属粉末都是Fe。
[0006]为达到以上目的，本专利技术通过以下工艺完成：一种耐腐蚀SUS420材料的制备方法，在粉末碳含量为0.65%的MIM用气雾化或水雾化高碳合金粉末SUS420基体中，再增加2 wt %
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4 wt %的金属铬粉末, 金属铬粉末的粒径D50在0.1
‑
3μm之间；在V混机中充分均匀混合，得到混合合金粉；将混合合金粉与粘结剂混合后密炼、造粒,注射成型,脱脂,烧结后得到耐腐蚀SUS420材料的烧结坯。
[0007]本方案的具体特点还有，粘结剂包括占粘接剂总重量的87wt%的聚甲醛7520、占粘接剂总重量0.5wt%的聚乙烯6098，占粘接剂总重量的7.50wt%的高密度聚乙烯7200，占粘接剂总重量1wt%的巴西蜡T3，占粘接剂总重量4wt%的切片石蜡；粘接剂重量占混合合金粉总重量的8.9%。
[0008]密炼、造粒是指：将所述混合合金粉置于密炼机中并开始加热，加热温度至130℃
±
10℃时加入巴西蜡T3和切片石蜡，继续升温至160℃
±
10℃时加入所述聚乙烯6098和高密度聚乙烯7200，此阶段密炼机转速设置为10转/分钟，待温度达到180℃
±
10℃时加入所
述聚甲醛7520，同时密炼机转速调整为25转/分钟，并在此温度下保温30
±
10分钟至所述粘结剂全部融化使金属粉末成泥状，此时关闭密炼机的加热功能并继续密炼25
±
5分钟后开始造粒，得到可用于注射的喂料。
[0009]注射成型是指：设定注射机喷嘴温度为180℃
±
5℃，模具温度为130℃
±
5℃，将所述喂料加入注射机中并注射到模具中得到注射坯。
[0010]脱脂是指：将所述注射坯在硝酸脱脂炉中进行脱脂，脱脂温度为120℃，得到脱脂坯。
[0011]烧结是指：将所述脱脂坯在真空炉中按照烧结温度为1270℃
‑
1330℃；得到烧结坯。将所述脱脂坯在真空炉中按照1290度进行烧结，得到烧结坯。
[0012]还包括淬火步骤。淬火是指：对所述烧结坯在温度为900℃
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1200℃下进行淬火处理，淬火保温时间1
‑
3小时，得到淬火坯。淬火是指：对所述烧结坯进行1050℃淬火处理，还包括回火步骤，回火是指：对所述淬火坯进行400℃
‑
550℃真空回火，得到回火坯。
[0013]所述V混为干混，混合时间30
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50分钟，V混机桶体转速为20
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35r/min。
[0014]本专利技术的有益效果是常规MIM用SUS420粉末中Cr含量通常为12 wt %
‑
14 wt %，虽可在金属基体中形成一定程度的致密氧化层，但不足以覆盖基体大部分表面，因而造成420材料耐腐蚀性较差。在材料测试过程中经过不断的反复验证，Cr元素的含量配比在原来基础上不断的进行不同比例增加，并且在Cr元素粉末粒径上进行不同的测试，在不同的烧结温度状态下进行测试。本专利技术采用在SUS420粉末的基础上再添加2%
‑
4%的Cr元素，以此便可形成足够的致密氧化层来提高材料的耐腐蚀性，此外，为了使Cr元素形成的氧化物能够更均匀的附着在基体表面，本专利技术采用粉末粒径D50在0.1
‑
3μm之间的Cr粉，可避免因Cr粉过大而形成粉末偏聚，反而造成耐腐蚀性变差的问题出现。
[0015]此外，由于SUS420粉末采用的是合金粉末，合金粉末中的碳原子在雾化之前的熔融过程中已固溶到铁原子的晶格间隙中，后工序再与Cr元素粉末的混合及烧结过程中均不易从铁原子的晶格中扩散出来，因而保证了热处理后的材料可以达到正常SUS420的硬度。
[0016]Cr元素的含量是影响金属材料耐腐蚀性的重要因素，Cr通常与氧形成致密氧化物附着在基体材料的表面，并阻止内部材料与外界环境继续发生氧化而锈蚀，以此达到耐腐蚀性的目的。
[0017]本专利技术的有益效果是提供了一种解决金属粉末注射成型工艺用SUS420材料耐腐蚀性差的问题。
①
本专利技术所采用的Cr粉易获得易添加，可直接与SUS420粉末进行物理混合。
②
本专利技术针对不同碳含量的SUS420粉末的烧结件均具有明显的耐腐蚀性提升效果，在金属粉末碳含量0.65wt%比例时，在且硬度达到常规SUS420材料标准，其性能测试结果如表1：表1：SUS420材料中性盐雾试验及淬火硬度测试测试结果说明金属粉末碳含量在0.65wt%时，在改变材料元素Cr含量在材料总量
增加2
‑
4wt%，同时改变Cr的粉末粒径1.58um的状态下，在烧结温度在1290度时，材料性能随着改变，达到耐腐蚀的时间延长结果，满足在生产过程延长产品的生命周期。
具体实施方式
[0018]为了更清楚的表达本专利技术，下面通过具体的实施方案进一步说明，详细具,体地说明本专利技术操作工艺过程。
[0019]实施例1：一种耐腐蚀SUS420材料的制备方法，包含以下步骤：金属添加剂粉末的选择：MIM用气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀SUS420材料的制备方法，其特征是在粉末碳含量为0.65%的MIM用气雾化或水雾化高碳合金粉末SUS420基体中，再增加2 wt %
‑
4 wt %的金属铬粉末, 金属铬粉末的粒径D50在0.1
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3μm之间；在V混机中充分均匀混合，得到混合合金粉；将混合合金粉与粘结剂，混合后密炼、造粒，注射成型，脱脂，烧结后得到耐腐蚀SUS420材料的烧结坯。2.根据权利要求1所述耐腐蚀SUS420材料的制备方法，其特征是粘结剂包括占粘接剂总重量的87wt%的聚甲醛7520、占粘接剂总重量0.5wt%的聚乙烯6098，占粘接剂总重量的7.50wt%的高密度聚乙烯7200，占粘接剂总重量1wt%的巴西蜡T3，占粘接剂总重量4wt%的切片石蜡；粘接剂重量占混合合金粉总重量的8.9%。3.根据权利要求1所述耐腐蚀SUS420材料的制备方法，其特征是密炼、造粒是指：将所述混合合金粉置于密炼机中并开始加热，加热温度至130℃
±
10℃时加入巴西蜡T3和切片石蜡，继续升温至160℃
±
10℃时加入所述聚乙烯6098和高密度聚乙烯7200，此阶段密炼机转速设置为10转/分钟；待温度达到180℃
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10℃时加入所述聚甲醛7520，同时密炼机转速调整为25转/分钟，并在此温度下保温30
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10分钟至所述粘结剂全部融化使金属粉末成泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，杜朝晖，
申请(专利权)人：安徽昊方机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：