水雾化的不锈钢粉末，其按重量％计包含：10.5–30.0Cr、0.5–9.0Ni、0.01–2.0Mn、0.01–3.0Sn、0.1–3.0Si、0.01–0.4N、任选地最多7.0Mo、任选地最多7.0Cu、任选地最多3.0Nb、任选地最多6.0V、余量的铁和最多0.5的不可避免的杂质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本发 明涉及烧结的不锈钢合金粉末、粉末组合物、由该粉末组合物制造烧结部件的方法、和由该粉末组合物制成的烧结部件。所述粉末和粉末组合物被设计为可制造含有0. 1%至I %氮的具有40%奥氏体相最低含量的低镍、低锰烧结不锈钢部件。
技术介绍
关于高含氮不锈钢的文献教导了要求通常高于5重量％的高锰含量，以提高氮的溶解度。为了降低镍含量，甚至推荐了更高的Mn量。文献中常提到和在商业上存在Mn含量高于10%的高氮低镍锻造不锈钢。可压缩性是PM技术中的重要性质，并且是设计合金时的限制因素。由于Mn的高添加量显著降低可压缩性，这不被认为是使用PM技术时的可选项。同样重要的是，部件在压实后具有良好的生坯强度，以使部件在制造过程中不破裂。水雾化粉末是优选的，因为它们由于粒子的不规则形状而在这方面大大优于气体雾化粉末。如今在PMエ业中有四种类型的代表性不锈钢。马氏体不锈钢典型等级ー 410。具有低铬含量和通常高強度和硬度的Fe-Cr合金。铁素体不锈钢典型等级430、434。Cr含量为18重量％的Fe-Cr合金，一些等级用Mo或Nb稳定化。这些钢通常具有在空气中最高650°C温度下的高的耐蚀性、低的抗电化学腐蚀性和中等机械性质。奥氏体不锈钢典型等级304、316、310。Fe-Cr-Ni合金含有按重量计17至25%Cr和10至20% Ni。一些等级含有最多6重量％的量的用于改进抗点蚀性的Mo(例如等级Cold 100)。这些钢在纯氢气中烧结时通常具有奥氏体结构、优异的耐蚀性、但低机械性质。可以通过在离解氨气氛中烧结来改进这些钢的机械性质(根据MPIF标准No35，等级316N1、316N2、304N1、304N2 )，但由于在冷却过程中形成Cr2N,在这种情况下会降低耐蚀性。由于用于稳定奥氏体结构所需的高量Ni和用于改进抗点蚀性的Mo含量，这些钢的另ー缺点是它们的高成本。Duplex等级典型等级17 — 4。Fe-Cr-Ni合金含有按重量计17至20% Cr和3至5% Ni。这些钢具有高机械性质和中等耐蚀性。从US4，240，831 和US 4，350，529 中获知，可以通过粉末被选自 Sn、Ml、Pb、Zn、Mg、稀土金属、Ms、Bi的元素附加合金化来提高在含氮气氛中烧结的300系奥氏体不锈钢的耐蚀性。根据这些专利，所述金属降低了粉末表面上的表面氧化硅的量并由此改进耐蚀性。在文献中提到了锡，作为改进标准不锈钢等级的耐蚀性的添加剤。据信，锡的添加降低了粒子表面附近的Cr含量，这有助于防止在含氮气氛中冷却过程中的Cr2N形成。US 4，420，336、US 4，331，478和US 4，314，849都涉及锡添加到标准PM不锈钢粉末等级中以改进腐蚀性质。但是，这些专利和US 4，240，831或US4，350，529都没有教导镍含量低于11. 2重量％的不锈钢。在文献中已建议在含有最多25体积％的氮的气氛中使用高冷却速率烧结标准300系不锈钢。已知在1100至700°C温度范围内的高冷却速率防止了在冷却过程中形成Cr2N0但是，建议用于此用途 的冷却速率为大约195°C /min，这在大多数市售炉中相当难以实现。CN 101338385M涉及近全密度的高氮不锈钢产品。通过对包含0. I - 10重量％锰、5-25重量％镍和0. 4-1. 5重量％氮的不锈钢粉末施以热等静压来获得该产品。CN101338385M中的所有实例含有高于5重量％ Mn和9重量％和更高的镍含量。其它专利，例如US 6168755 BI，涉及通过氮气雾化制成的氮合金化不锈钢。但是，气体雾化粉末较不适合压制和烧结技术。US 5714115涉及具有高氮含量的低镍不锈钢合金。但是，这种合金中的锰含量为2至26重量％。US 6093233涉及含至少0.4重量％氮的具有铁素体和磁性结构的无镍(小于0.5重量％)不锈钢。专利技术目的本专利技术的ー个目的是提供ー种粉末、粉末组合物和方法，它们适合制造相对低镍和低锰的、含至少40体积％奥氏体相的烧结不锈钢部件。另ー目的是提供ー种粉末、粉末组合物和方法，它们适合制造相对低镍和低锰的、具有相当好的耐蚀性和机械性质的不锈钢部件。本专利技术的再一目的是提供制造烧结不锈钢部件方法，该方法降低部件制造过程中的烧结エ艺成本，并保持良好的耐腐蚀性质。专利技术概述如下实现这些目的的至少ー个-水雾化的不锈钢粉末，其按重量％计包含:10.5-30.OCr,0.5-9. ONi,0.01 -2.OMn,0. 01 - 3. OSn,0. I - 3. OSi,0. 01-0. 4N和最多0. 5的不可避免的杂质，例如碳和氧，余量是铁。本专利技术的水雾化粉末可任选地含有典型添加剂以改进腐蚀或烧结性质，例如Mo(最多7.0重量％)、Cu (最多7.0重量％)或普通不锈钢稳定剂元素，如Nb (最多3.0重量％)或V (最多6.0重量％)，如果这些添加剂被认为是制造所述部件所需要的。这种粉末可用于制造含至少40%奥氏体相并具有相当好的耐蚀性和机械性质的相对低镍和低锰的不锈钢部件。-基于所述不锈钢粉末的组合物，其按所述组合物的重量％计具有0.05-2. 0润滑剂(可以使用适合不锈钢的任何商业润滑剤)。可任选地将附加合金元素，例如含有Cu、Mo、Cr、Ni和/或C的粉末、硬相材料和机械加工性增强剂，添加到所述组合物中以改变尺寸变化和材料性质。这种粉末组合物可用于制造含至少40%奥氏体相、并具有相当好的耐蚀性和机械性质的相对低镍和低锰的不锈钢部件。-制造烧结部件的方法，包括下述步骤a)制备上述铁基不锈钢粉末组合物，b)对所述组合物施以400至2000MPa的压制，c)在含氮气氛、优选5-100% N2的气氛中，在1000-1400°C、优选1100_1350°C、更优选1200-1280°C的温度，烧结所得生坯部件，d)任选地，对所述烧结部件施以快速冷却，e)任选地，可以将所述烧结部件在高于1000°C的温度固溶退火，然后快速冷却或骤冷。这种方法可用于制造具有至少40%奥氏体相、并具有相当好的耐蚀性和机械性质的相对低镍和低锰的不锈钢部件，并降低部件制造过程中的烧结エ艺的成本。-任选地，在烧结步骤c)之前对所述部件施以氮化步骤，所述氮化步骤在比烧结温度低20-300°C、优选低40-150°C的温度进行。氮化步骤中的气氛具有5-100% N2含量。-烧结不锈钢部件，其按重量计包含:10.5-30. 0Cr、0. 5-9. 0Ni、0. 01 -2. OMn、0. 01 - 3. 0Sn、0. I - 3. 0Si、0. I - I. ON、任选地最多3. 0C、任选地最多7. OMo、任选地最多7.OCu、任选地最多3. ONb、任选地最多6. 0V、余量的铁和最多0. 5的不可避免的杂质，并具 有包含至少40%奥氏体相的微结构。附图简述图I显示了一种钢部件的微结构，该钢部件由粉末I在混合物50%氢+ 50%氮中烧结、然后常规冷却后制成,用Glyceregia蚀刻。图2显示了一种钢部件的微结构，该钢部件由粉末2在混合物50%氢+ 50%氮中烧结、然后常规冷却后制成,用Glyceregia蚀刻。图3显示了一种钢部件的微结构，该钢部件由粉末3在混合物75%氢+ 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.16 SE 0950765-8;2009.10.16 US 61/252,1851.水雾化的不锈钢粉末，其按重量％计包含 10.5 - 30. OCr 0. 5 - 9. ONi 0. 01 - 2. OMn 0. 01 - 3. OSn 0. I - 3. OSi 0. 01 - 0. 4N 任选地，最多7. OMo 任选地，最多7. OCu 任选地，最多3. ONb 任选地，最多6. OV 余量的铁和最多0. 5的不可避免的杂质。2.根据权利要求I的水雾化的不锈钢粉末，其中Mn含量为0.01 - 0. 50重量％。3.根据权利要求1-2任一项的水雾化的不锈钢粉末，其中Sn含量为0.10 - 2. 0重量％。4.根据权利要求1-3任一项的水雾化的不锈钢粉末，其中N含量为0.01-0.10重量％。5.根据权利要求1-4任一项的水雾化的不锈钢粉末，其中Si含量为0.3 - 0. 9重量％。6.根据权利要求1-5任一项的水雾化的不锈钢粉末，其中Ni含量为I.0 - 8. 5重量％。7.根据权利要求1-6任一项的水雾化的不锈钢粉末，其中Mo含量为0.01 - I. 5重量％。8.基于根据权利要求1-7任一项的水雾化的不锈钢粉末的粉末组合物，其按重量％计包含 0. 05 - 2. 0润滑剂 任选地，最多3% C 任选地，最多7. OMo 任选地，最多7. OCu...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·奥谢普科夫，
申请(专利权)人：霍加纳斯公司PUBL，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。