发明公布-201910175183.3-一种奥氏体不锈钢金属粉末注射成型零部件热处理工艺
-
<blockquote>
<p>以下内容整理自《发明公布-201910175183.3-一种奥氏体不锈钢金属粉末注射成型零部件热处理工艺.pdf》</p>
</blockquote><p>(19)中华人民共和国国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 109702205 A</p>
<p>(43)申请公布日 2019.05.03</p>
<p>(21)申请号 201910175183 .3</p>
<p>(22)申请日 2019 .03 .08</p>
<p>(71)申请人 成都双创时代科技有限公司</p>
<p>地址 610041 四川省成都市高新区天府五</p>
<p>街200号1号楼3层A、</p>
<p>(72)发明人 吴小伟 宋彬</p>
<p>(74)专利代理机构 成都弘毅天承知识产权代理</p>
<p>有限公司 51230</p>
<p>代理人 汤春微</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 3/24(2006 .01)</p>
<p>C21D 1/74(2006 .01)</p>
<p>C21D 1/18(2006 .01)</p>
<p>C21D 1/613(2006 .01)</p>
<p>CN 109702205 A</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种奥氏体不锈钢金属粉末注射成型零部</p>
<p>件热处理工艺</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明公开了一种奥氏体不锈钢金属粉末</p>
<p>注射成型零部件热处理工艺，</p>
<p>涉及奥氏体不锈钢</p>
<p>热处理技术领域，</p>
<p>本发明包括以下步骤：</p>
<p>将烧结</p>
<p>后的不锈钢成型零部件进行加热升温 ，升温到</p>
<p>1050℃-1200℃，</p>
<p>然后将升温后的不锈钢成型零</p>
<p>部件进行固溶处理，</p>
<p>在80kpa氮气分压下固溶，</p>
<p>处理温度为1050℃-1200℃，</p>
<p>处理总时间为2-8h，</p>
<p>其中保温时间为2h，</p>
<p>然后进行淬火处理，</p>
<p>通过氮</p>
<p>气快速冷却，</p>
<p>冷却速率为6000℃/h ，</p>
<p>降温到180</p>
<p>℃-380℃，</p>
<p>然后进行回火处理，</p>
<p>热处理温度为180</p>
<p>℃-380℃，</p>
<p>处理总时间为6-24h，</p>
<p>其中保温时间为</p>
<p>3h ，最后通过氮气快速冷 却处理 ，冷 却速率为</p>
<p>6000℃/h，</p>
<p>本发明具有工艺合理、热处理后的零</p>
<p>部件理论密度可达98％、制得的零部件保持无磁</p>
<p>性的优点。</p>
<p>说明书4页</p>
<p>CN 109702205 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>1 .一种奥氏体不锈钢金属粉末注射成型零部件热处理工艺，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>包括以下步</p>
<p>S1：</p>
<p>将烧结后的不锈钢成型零部件进行加热升温，</p>
<p>升温到1050℃-1200℃；</p>
<p>S2：</p>
<p>将升温后的不锈钢成型零部件进行固溶处理，</p>
<p>在80kpa氮气分压下固溶，</p>
<p>热处理温</p>
<p>度为1050℃-1200℃，</p>
<p>处理总时间为2-8h，</p>
<p>其中保温时间为2h：</p>
<p>S3：</p>
<p>然后进行淬火处理，</p>
<p>通过氮气快速冷却，</p>
<p>冷却速率为6000℃/h，</p>
<p>降温到180℃-380</p>
<p>S4：</p>
<p>然后进行回火处理，</p>
<p>热处理温度为180℃-380℃，</p>
<p>处理总时间为6-24h，</p>
<p>其中保温时</p>
<p>间为3h，</p>
<p>最后通过氮气快速冷却处理，</p>
<p>冷却速率为6000℃/h。</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢金属粉末注射成型零部件热处理工艺，</p>
<p>特征在于，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>S1：</p>
<p>将烧结后的不锈钢成型零部件进行加热升温，</p>
<p>升温到1170℃；</p>
<p>S2：</p>
<p>将升温后的不锈钢成型零部件进行固溶处理，</p>
<p>在80kpa氮气分压下固溶，</p>
<p>热处理温</p>
<p>度为1170℃，</p>
<p>处理总时间为4-6h，</p>
<p>其中保温时间为2h；</p>
<p>S3：</p>
<p>然后进行淬火处理，</p>
<p>通过氮气快速冷却，</p>
<p>冷却速率为6000℃/h，</p>
<p>降温到280℃；</p>
<p>S4：</p>
<p>然后进行回火处理，</p>
<p>热处理温度为280℃，</p>
<p>处理总时间为8-12h，</p>
<p>其中保温时间为3h，</p>
<p>最后通过氮气快速冷却处理，</p>
<p>冷却速率为6000℃/h。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢金属粉末注射成型零部件热处理工艺，</p>
<p>特征在于，</p>
<p>在步骤S1中，</p>
<p>加热升温分为三个阶段，</p>
<p>分别为第一升温阶段、第二升温阶段和第</p>
<p>三升温阶段，</p>
<p>第一升温阶段升温速率为200-300℃/h，</p>
<p>升温到800±10℃，</p>
<p>保温时间为2h，</p>
<p>二升温阶段升温速率为80-100℃/h，</p>
<p>升温到1050±10℃，</p>
<p>保温时间为2h，</p>
<p>第三升温阶段升温</p>
<p>速率为40-60℃/h，</p>
<p>升温到固溶处理所需温度。</p>
<p>CN 109702205 A</p>
<p>1/4 页</p>
<p>一种奥氏体不锈钢金属粉末注射成型零部件热处理工艺</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明涉及奥氏体不锈钢热处理技术领域，</p>
<p>更具体的是涉及一种奥氏体不锈钢金</p>
<p>属粉末注射成型零部件热处理工艺。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 镍元素因为具有优异的耐腐蚀、</p>
<p>防锈、</p>
<p>抗氧化的能力，</p>
<p>在高温和恶劣的工作环境中</p>
<p>得到了非常广泛的应用，</p>
<p>随着更多深入的研究，</p>
<p>它的一些负面影响也就逐渐复现出来。</p>
<p>由于接触金属镍引起的过敏已经在工业化国家越来越多的关注，</p>
<p>如果和镍元素有重复或连</p>
<p>续性的接触，</p>
<p>约10-15％的女性和2-5％男性有经历过镍过敏之苦，</p>
<p>含有的镍元素部件由于</p>
<p>腐蚀溶出除了对人体产生过敏反应外，</p>
<p>还存在致畸、</p>
<p>致癌的危害性，</p>
<p>医用无镍不锈钢的研究</p>
<p>和开发将会避免镍的危害，</p>
<p>大大提高生物植入材料的长期使用安全性。镍是从镍的涂层(电</p>
<p>真空蒸镀、</p>
<p>溅镀)转移，</p>
<p>常见的产品有眼镜框架或是镍合金高的硬币、</p>
<p>手镯或是来自奥氏</p>
<p>体铬镍不锈钢。</p>
<p>防止镍过敏的话题一起了极大的关注，</p>
<p>因此这样的限制镍含量的镍指令，</p>
<p>术刀(限0 .05％)作为身体刺穿部位，</p>
<p>来限制产品的镍释放量。在当前被广泛应用的医用奥</p>
<p>氏体不锈钢中，</p>
<p>镍是一种重要的合金化元素，</p>
<p>它的主要作用是使不锈钢形成稳定的奥氏体</p>
<p>结构，</p>
<p>从而改善不锈钢的耐腐蚀性、</p>
<p>可塑性、</p>
<p>可焊接性和韧性等性能，</p>
<p>稳定的奥氏体结构还</p>
<p>可以使不锈钢具备无磁性，</p>
<p>医用316L和317L奥氏体不锈钢中的镍含量要求在10％-14％，</p>
<p>用304L不锈钢中的镍含量也在8％-10％。但是，</p>
<p>镍又是一种潜在的致敏因子，</p>
<p>大量的临床表</p>
<p>现已经证明，</p>
<p>镍及其化合物会对人类产生危害，</p>
<p>其中最常见的损害是镍接触性皮炎，</p>
<p>发病率</p>
<p>较 高 ，过 敏 性 强 者 会 发 生 湿 疹 。因 此 ，巴 斯 夫 商 业 开 发 出 C a t a m o l d 产 品 P a n a c e a</p>
<p>(X150rMnMoN17-11-3)的金属注射成型专用喂料，</p>
<p>它是一种低镍高氮的预合金铁素体钢粉</p>
<p>在烧结或在烧结后的固溶退火工艺中与以氮化处理而获得，</p>
<p>从而确保它仍然保持不锈</p>
<p>钢其优异的抗腐蚀性、</p>
<p>抗侵蚀性和耐磨性，</p>
<p>即使已经大幅度地降低了镍元素的含量。更应引</p>
<p>起人们警惕的是：</p>
<p>镍离子在生物体内富集还可能诱发毒性效应，</p>
<p>发生细胞破坏和发炎反应，</p>
<p>对生物体有致畸、致癌的危害性，</p>
<p>而含镍医用金属材料植入人体后，</p>
<p>由于不可避免的腐蚀、</p>
<p>磨损，</p>
<p>镍离子等金属离子会释放到临近组织，</p>
<p>易诱发过敏、</p>
<p>感染等组织反应，</p>
<p>特别是对镍过</p>
<p>敏的患者尤为严重。著名医学杂志《柳叶刀》(The Lancet)曾经有报道指出，</p>
<p>不锈钢心血管</p>
<p>支架中镍、</p>
<p>铬和钼等金属离子释放引起的过敏反应可能是心血管支架再狭窄的间接原因之</p>
<p>[0003]</p>
<p>用传统的冷壁真空批次炉，</p>
<p>能够烧结出完全奥氏体微观结构和烧结密度为理论值</p>
<p>的95％以上的金属注射成型零部件，</p>
<p>在给定烧结温度下，</p>
<p>因为面心立方相(奥氏体)的扩散</p>
<p>系数要比高体心立方相(铁素体)低约两个幂数量级，</p>
<p>全奥氏体相的零部件的进一步致密化</p>
<p>相对更加困难，</p>
<p>需要更长的烧结周期和更高的烧结温度，</p>
<p>为了获得更高的烧结密度，</p>
<p>却需要</p>
<p>以损失烧结体中的氮含量为代价，</p>
<p>为了提高其烧结密度，</p>
<p>需要将保温温度升高到1270℃，</p>
<p>加了烧结工程中熔化的机率，</p>
<p>由于真空批次炉烧结的冷却过程中，</p>
<p>冷却速率不够快，</p>
<p>导致大</p>
<p>量氮化物的析出，</p>
<p>降低了工件的机械性能和零部件的抗腐蚀能力，</p>
<p>特别是氮化物偏析在晶</p>
<p>CN 109702205 A</p>
<p>2/4 页</p>
<p>界周围，</p>
<p>使得延伸率明显降低，</p>
<p>在烧结后的正常真空炉内冷却，</p>
<p>一但出现氮化铬(Cr2N)此沉</p>
<p>淀物，</p>
<p>铬的防锈能力就消失，</p>
<p>不锈钢的铬因和氮结合失去防锈能力。低镍高氮奥氏体不锈钢</p>
<p>的金属粉末注射零部件在真空批次炉烧结后 ，其烧结密度只有95％ ，氮含量偏低只有</p>
<p>0 .55％-0 .65％，</p>
<p>而且分布不均匀，</p>
<p>很多以氮化物的颗粒析出，</p>
<p>并且聚集在晶界附近，</p>
<p>另外冷</p>
<p>却速度缓慢而带有磁性，</p>
<p>不能满足客户无磁性的应用要求。</p>
<p>[0004] 故如何解决上述技术问题，</p>
<p>对于本领域技术人员来说很有现实意义。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0005] 本发明的目的在于：</p>
<p>为了解决现有通过真空批次炉烧结的奥氏体不锈钢金属粉末</p>
<p>注射成型零部件的烧结密度和氮含量低都偏低，</p>
<p>且带有一定磁性，</p>
<p>不满足使用要求的技术</p>
<p>问题，</p>
<p>本发明提供一种奥氏体不锈钢金属</p><hr>
<p>踩过坑的来评论区说说。</p>