发明公布-202511007337.X-超高强度高韧钢粉末注射成型工艺

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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 121082891 A
(43)申请公布日 2025.12.09
(21)申请号 202511007337 .X
(22)申请日 2025 .07 .22
(71)申请人深圳艾利门特科技有限公司
地址 518000 广东省深圳市宝安区沙井街
道南环路465号
(72)发明人邹宁李晨蓝阳
张贵华邵志坚
蒋卫红
C22C 33/02 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
B22F 1/103 (2022 .01)
B22F 3/24 (2006 .01)
B22F 1/052 (2022 .01)
B22F 3/15 (2006 .01)
C21D 6/02 (2006 .01)
(74)专利代理机构深圳市博锐专利事务所
专利代理师张丽方
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
C22C 38/52 (2006 .01)
C22C 38/44 (2006 .01)
C22C 38/48 (2006 .01)
CN 121082891 A
权利要求书1页
(54)发明名称
超高强度高韧钢粉末注射成型工艺
(57)摘要
本发明公开了超高强度高韧钢粉末注射成
型工艺，包括如下步骤：获取高强钢粉末和粘结
剂，高强钢粉末的粒径满足D90＜15 μ m；将高强
钢粉末和粘结剂一同混炼得到粒状注射喂料；将
粒状注射喂料进行注射成型得到生坯；对生坯进
行脱脂得到棕坯；对棕坯进行烧结，烧结的最高
温度为1240~1360℃；对制品进行热处理。
本发明
提供的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺通过
采用粒径较细的高强钢粉末，并调整烧结工艺的
最高温度来制备得到屈服强度≥2000MPa，延伸
率≥5%的超高强度高韧钢零部件。该工艺具有简
经济、
高效的特点，能够大批量制作具有超高
强度、高韧性的具有三维复杂形状的金属零部
说明书12页
附图2页
CN 121082891 A
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1 .超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，
包括如下步骤：
获取高强钢粉末和粘结剂，高强钢粉末的粒径满足D90＜15μm；
将高强钢粉末和粘结剂一同混炼得到粒状注射喂料；
将粒状注射喂料进行注射成型得到生坯；
对生坯进行脱脂得到棕坯；
对棕坯进行烧结，烧结的最高温度为1240~1360℃；
对制品进行热处理。
2 .根据权利要求1所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，步骤“对制
品进行热处理”之前还包括步骤：将烧结制品在氩气气氛中进行热等静压工艺处理。
3 .根据权利要求2所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，热等静压的
温度为1000~1200℃。
4 .根据权利要求1所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，高强钢粉末
的成分包括Cr、
Co、
Ni、
Mo、
Nb、
O和Fe，其中Cr的质量百分比为5~10wt%，Ni的质量百分比为
4 ~ 10wt%，Co的质量百分比为13 ~ 20wt%，Mo的质量百分比为4 ~ 10wt%，Nb的质量百分比＜
1wt%，C的质量百分比＜0 .1wt%，
O的质量百分比＜0 .38wt%，
余量为Fe。
5 .根据权利要求1所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，粘结剂的成
分包括POM、PE、
EVA、SA‑Zn和PW，POM的质量百分比为88wt%，PE的质量百分比为5wt%，EVA的
质量百分比为3wt%，SA‑Zn的质量百分比为2wt%，PW的质量百分比为2wt%。
6 .根据权利要求1所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，高强钢粉末
的体积占高强钢粉末与粘结剂的总体积的58%。
7 .根据权利要求1所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，步骤“对生
坯进行脱脂得到棕坯”采用硝酸催化脱脂。
8 .根据权利要求1所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，步骤“对棕
坯进行烧结”采用连续炉或单体炉进行烧结。
9 .根据权利要求1所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，步骤“对棕
坯进行烧结”具体为：
以4℃/min的升温速率升温到360℃，保温1h；以2℃/min的升温速率升
温到480℃，保温1h；以2℃/min的升温速率升温到600℃，保温1h；以2℃/min的升温速率升
温到800℃，保温1h，
以1℃/min的升温速率升温到1150℃，保温1h；在Ar气氛中以1℃/min的
升温速率升温到1240~1360℃，在Ar气氛中保温3h；在Ar气氛中以4℃/min的降温速率降温
到950℃，
之后强制冷却至室温。
10 .根据权利要求1所述的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，其特征在于，步骤“对制
品进行热处理”具体为：将制品在1000~1200℃中保温一段时间后快速冷却，
随后进行时效
处理。
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超高强度高韧钢粉末注射成型工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及金属粉末注射成型技术领域，
尤其涉及超高强度高韧钢粉末注射成型
工艺。
背景技术
[0002] 目前3C消费电子产品对于轻薄产品要求极高，
高强度高韧钢（后面简称高强钢）可
以让产品变得轻薄的同时满足性能要求，在3C消费电子中已经慢慢流行，特别是转轴中有
很多高强钢应用，从传统的17‑4PH到1500MPa和1800MPa高强钢。高强钢在轻量化、
结构强度
及可持续性方面的优势将逐步显现，更高强度更高韧性钢（屈服强度≥2000MPa，延伸率≥
5%）成为未来材料创新的重要方向。
[0003] 由于高强钢强度高且薄，
高强钢在消费电子中的应用需解决精密加工难题如表面
处理、尺寸精度等，传统的锻造+CNC工艺难以加工做到。金属粉末注射成型工艺（MIM）是一
种将塑料注射成型与金属粉末冶金相结合的近净成形工艺。采用金属注射成型工艺制备的
高强钢构件，能够实现复杂形状的高精度成型，材料利用率高，节省二次加工。
[0004] 目前，
通过金属粉末注射成型技术成型的金属零部件难以同时达到超高强度和高
韧性的要求。例如申请号为202211523867 .6的中国发明专利公开了一种1800MPa级超高强
度高韧钢的MIM粉体与MIM成型工艺，其产品强度最高为1875MPa，延伸率为5 .4%，无法满足
屈服强度≥2000MPa和延伸率≥5%的要求。申请号为202411614331 .4的中国发明专利公开
了2GPa级超高强钢板及其制备方法和应用，采用铸造+轧制工艺制备得到的金属零部件的
屈服强度最高为1642MPa，断后延伸率为12 .6%。申请号为202410629832 .3的中国发明专利
公开了超高强钢粉末、喂料及超高强钢复杂零件的制备工艺，依次经过高温烧结（1360～
1390℃）、
5小时保温、
深冷处理等步骤，制备出的金属零部件的屈服强度最高为1933Mpa，延
伸率为4 .5%。
[0005] 因此，
开发一种屈服强度≥2000MPa，延伸率≥5%的超高强度高韧钢粉末注射成型
工艺，用于制造具有超高强度高韧且三维形状复杂的金属零部件，满足3C、工具、
汽车等行
业对高性能零件的需求，具有重要的技术及经济意义。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是：
提供一种超高强度高韧钢粉末注射成型工艺，用
于制造屈服强度≥2000MPa，延伸率≥5%的超高强度高韧钢零部件。
[0007] 为了解决上述技术问题，
本发明采用的技术方案为：超高强度高韧钢粉末注射成
型工艺，
包括如下步骤：
获取高强钢粉末和粘结剂，高强钢粉末的粒径满足D90＜15μm；
将高强钢粉末和粘结剂一同混炼得到粒状注射喂料；
将粒状注射喂料进行注射成型得到生坯；
对生坯进行脱脂得到棕坯；
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对棕坯进行烧结，烧结的最高温度为1240~1360℃；
对制品进行热处理。
[0008] 本发明的有益效果在于：
本发明提供的超高强度高韧钢粉末注射成型工艺通过采
用粒径较细的高强钢粉末，并调整烧结工艺的最高温度来制备得到屈服强度≥2000MPa，延
伸率≥5%的超高强度高韧钢零部件。该工艺具有简便、
经济、高效的特点，能够大批量制作
具有超

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还有什么补充参数吗？一起完善。