粉末注射成形无镍高氮不锈钢工艺

 

颁布日期：[2024/12/25]
 

无镍高氮奥氏体不锈钢是一类拥有较高力学机能和耐侵蚀机能的不锈钢，尤其是它不含有可导致部门人群产生较严沉过敏反映的元素镍，能够有效预防“镍敏”问题，因而在生物医用资猜中有辽阔的市场空间，当前倍受国内表学术界和产业界的关注。

固然目前选取热等静压熔炼、加压感应熔炼、加压等离子熔炼、加压电渣熔炼、氮气除渣熔炼等新技术、新工艺，研造出了多个商标的含氮不锈钢资料。但是上述出产技术在分歧水平上都存在设备复杂、高压气体危险、工艺节造难题和出产成本高档问题，并且在使资料获得较高含氮量方面存在肯定难题。而粉末冶金出产高氮钢拥有好多优势，如出产中毋庸高压熔炼设施，成本较低;细晶强化、弥散物强化等强化了资料机能，另表尝试事实批注氮在固态奥氏体不锈钢中的固溶度大于在液态中的溶化度，因而粉末冶金固态渗氮工艺是经济上和技术上极度可行的出产高氮钢的步骤。金属注射成形(MIM)作为传统粉末冶金与先进塑料注塑工艺相结合的产品，在造备拥有三维复杂几何状态、均匀组织结构和高机能的近净形产品方面拥有怪异的优势，并且该技术选取较细粉末粒度，有利于将氮扩散到粉末颗粒中去以提高氮含量，最终获得高氮不锈钢，目前国内表选取注射成形技术出产无镍高氮奥氏体不锈钢资料的钻研尚处于初步发展阶段。

尝试选取高压惰性气体雾化步骤出产的0Cr17Mn11Mo3不锈钢粉末，可见粉末拥有较高的球形度，其均匀粒径较幼(D50=17.4μm)，松装密度和振实密度较高(别离为3.67和4.95g·cm－3)，粉末的这些个性有利于提高其注射成形过程中的流动性和装载量。

粘结剂采器拥有较好流动性的热塑性石腊基粘结剂系统，配方为65wt%PW+30wt%HDPE+5wt%SA。将不锈钢粉末与适量的粘结剂混炼造成喂料，选取的粉末装载量为64%，随后测试喂料的流变机能。注射过程在CJ-80E注射成形机上进行，喂料经过注射成形造成尺寸为8mm×70mm棒坯，再经过溶剂脱脂、热脱脂及800℃预烧结后得到具备肯定强度的预烧结坯。将预烧结坯别离在分歧压力的高纯氮气中于1200～1350℃温度领域内烧结1～2.5h后，用阿基米德法(排水法)丈量烧结体的密度，用惰气脉冲-红表-热导法(QB-Q-02-1997)丈量烧结体的氮含量。将烧结体依照国度尺度机加工成5mm×60mm的尺度拉伸棒，并经过1150℃×90min固溶处置水淬后，用Instron全能尝试机测其拉伸力学机能(如屈服、抗拉强度和伸长率等)，并与氩空气当选取一样烧结工艺造备的不含氮试样进行机能对比。

1)64vol%气雾化0Cr17Mn11Mo3粉末与成分为65wt%PW+30wt%HDPE+5wt%SA的粘结剂混炼得到的喂料拥有较好的流变机能;喂料的最佳注射工艺参数为注射压力60～85MPa，相应的注射温度为160～170℃;

提高烧结温杜仔利于提高烧结体的密度，但是对获得高氮含量不利，而增长烧结氮空气压力能够获得较高的氮含量，但是不利于提高烧结体密度。尝试批注，最佳的烧结工艺为0.1MPa氮气压力下于1300℃烧结2h，此时烧结体的相对密度能够达到99%，氮含量能够达到0.78%。烧结体经1150℃固溶处置并水淬冷却后，屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、硬度别离达到580MPa、885MPa、26.0%、29.1%、222HV10。

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