发明公布-201811649032.9-一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料

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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109530703 A
(43)申请公布日 2019.03.29
(21)申请号 201811649032 .9
(22)申请日 2018 .12 .30
(71)申请人 中国第一汽车股份有限公司
地址 130011 吉林省长春市东风大街
(72)发明人 李文平
王吉洋
(74)专利代理机构 吉林长春新纪元专利代理有
限责任公司 22100
代理人 王薇
(51)Int .Cl .
B22F 3/22(2006 .01)
B22F 1/00(2006 .01)
C22C 38/04(2006 .01)
C22C 38/38(2006 .01)
C22C 38/02(2006 .01)
C22C 38/26(2006 .01)
权利要求书1页
(54)发明名称
一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注
射成型材料
CN 109530703 A
(57)摘要
本发明涉及一种用于喷油器球座的不锈钢
金属粉末注射成型材料，
其特征在于包括如下组
其中每个成分的含量以重量百分比来表示：
0 .6-1 .5%碳，
0 .5-2 .0%Mn，
11-14%Cr，
0 .5-1 .3%
Si，
1 .1-2 .0%Nb，
0 .5-1 .5%Dy，
其余为Fe；
按上述
组元成分及配比进行混粉、加入粘结剂，
注射成
脱脂，
在1220~1260℃下烧结，
将成品进行热
处理，
淬火温度1020~1060℃，
回火温度180~ 200
注射成型材料的密度为不低于7 .6g/cm 3 。经
热处理后力学性能优异，
可在高温、
高油压、
磨性及腐蚀介质下工作，
且成品无需机加工。
说明书3页
附图1页
CN 109530703 A
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1 .一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，
其特征在于包括如下组分，
其中每个成分的含量以重量百分比来表示：
0 .6-1 .5%碳，
0 .5-2 .0%Mn，
11-14%Cr，
0 .5-1 .3%Si，
1 .1-2 .0%Nb，
0 .5-1 .5%Dy，
其余为Fe；
按上述组元成分及配比进行混粉、加入粘结剂，
注射成型，
脱脂，
在1220~1260℃下烧结，
成品进行热处理，
淬火温度1020~1060℃，
回火温度180~200℃；
注射成型材料的密度为不低
于7 .6g/cm 。
2 .根据权利要求1所述的一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，
征在于所述的注射成型材料经淬火、
回火后，
其硬度为不低于60HRC，
其抗拉强度≥900MPa，
屈服强度≥650MPa。
CN 109530703 A
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一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料，
属于金属粉末
注射成型用材料技术领域，
可应用于柴油机高压共轨系统及结构复杂、不易加工的不锈钢
制品。
背景技术
[0002] 近年来，
汽车排放法规逐步升级。例如，
国五法规中对于颗粒物粒子的排放较国四
法规时减少了80%。
目前，
市场上的柴油机主要采用高压共轨系统。提高共轨系统的工作压
力可以提高燃油雾化效果，
有效减少颗粒物的排放。
国外的共轨系统已经达到300MPa的超
高压力。
[0003] 工作压力提升对共轨系统关键摩擦元件的材料性能提出了更高的要求。
球-孔板、
球-球座构成了喷油器中最主要的摩擦副。工作时衔铁受电磁铁感应开启和关闭，
球在高油
压下以高频率冲击孔板和球座，
因此，
对球座材料的耐磨性提出了极高的要求。
[0004] 传统的喷油器球座采用轴承钢材料，
轴承钢具备很高的耐磨性，
但加工困难。考虑
到球座承受高温、高油压、并在腐蚀介质下工作。选用不锈钢替代轴承钢是一个良好的途
径。而不锈钢的Ni、
Cr含量通常较高，
对刀具的磨损较大，
很难于加工。
[0005] 金属粉末注射成形(Metal Powder Injection Molding)是一种新型粉末冶金近
净成形技术 .。该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、
无切削或少切削、经济效益
高等优点，
而且克服了传统粉末冶金工艺制品、
材质不均匀、
机械性能低、
不易成型薄壁、
杂结构的缺点，
特别适合于大批量生产小型、
复杂以及具有特殊要求的金属零件，
可应用于
不锈钢、
高速钢、
硬质合金等领域。
[0006] 中国专利文献CN 105177397 A中公开了一种粉末冶金不锈钢及其制备方法，
料组分除 不 锈 钢粉末外 ，石墨 粉的 含量为0～0 .45wt％ ，有机 润滑剂的 含量为0 .3～
0 .8wt％，
不可避免杂质含量不超过2wt％，
成品密度不低于6 .0g/cm3。材料组分中未提及不
锈钢的具体元素种类及含量。
该材料采用传统的压制-烧结工艺制造。
[0007] 中国专利文献CN 104498839 A中公开了一种进气门座粉末冶金制备方法，
包括有
以下步骤：
配置混合粉末原料，
混合粉末原料由如下重量百分比的粉末原料组成:Cu4-5%、
Mn4-5%、Ni0 .8-1 .2%、Co0 .5-0 .8%、MoS2：
0 .5-0 .6%、Pb0 .6-1 .2%、有机硅树脂粘合剂1 .62 .2%，
Y2O30 .15-0 .18%，
余量为基料不锈钢粉末，
未提及不锈钢粉末的具体成分范围。该专
利文献未公开粉末冶金材料的密度。
中国专利文献CN 104162658 A中公开了一种金属粉末注射成型用材料，
其特征在于，
包括以下重量百分比的物质：
碳粉末35-46％，
三氧化二铁3-11％，
铁粉末15-23％，
石墨粉
末10-28％，
氧化镁1-8％，
氧化锌3-12％，
锰11-15％，
氢氧化铝5-7％，
铬粉末23-41％，
酸钴3-10％，
硬脂酸铜1-5％。
[0008] 经查新，
未查询到在不锈钢粉末中同时添加Nb和稀土Dy的相关文献。在所查不锈
钢粉末冶金相关专利的权利要求中，
未查询到密度大于7 .0 g/cm3的相关要求。
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[0009]
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成型材料
是以Fe为基体，
加入Cr、
Nb、
Dy等元素，
强化基体，
采用金属粉末注射成型工艺，
获得高
密度的制品，
该制品经热处理后力学性能优异，
可在高温、
高油压、
高耐磨性及腐蚀介质下
工作，
且成品无需机加工。
[0011] 本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于喷油器球座的不锈钢金属粉末注射成
型材料，
其特征在于包括如下组分，
其中每个成分的含量以重量百分比来表示：
0 .6-1 .5%碳，
0 .5-2 .0%Mn，
11-14%Cr，
0 .5-1 .3%Si，
1 .1-2 .0%Nb，
0 .5-1 .5%Dy，
其余为Fe。
[0012] 工艺过程如下：
按上述组元成分及配比进行混粉、加入粘结剂，
注射成型，
脱脂，
1220~1260℃下烧结，
将成品进行热处理，
淬火温度1020~1060℃，
回火温度180~200℃。
[0013] 所述的注射成型材料的密度为不低于7 .6g/cm3。
[0014] 所所述的注射成型材料经淬火、
回火后，
其硬度为不低于60HRC ，
其抗拉强度≥
900MPa，
屈服强度≥650MPa。
[0015] 本发明不锈钢金属粉末注射成型材料中主要组元具有以下作用：
减少金属氧化物数量，
提高力学性能，
形成游离石墨，
润滑基体；
Cr：
不锈钢粉末冶金的重要元素，
起固溶基体的作用；
Mn：
与S形成MnS改善材料切削性能，
Mn还可以提高材料的淬透性；
Si：
减小奥氏体相区，
增强固溶强化的效果；
Nb：
细化晶粒、
提高材料强度、
强化基体，
提高材料耐蚀性；
Dy：
重稀土元素，
细化晶粒，
提高强度。
[0016] 发明的积极效果是不锈钢粉末冶金材料，
满足以下技术指标：
（1）密度≥7 .6g/cm3；
（2）硬度≥60HRC；
（3）抗拉强度≥900MPa；
（4）屈服强度≥650MPa。
[0017] 本发明的

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