发明公布-202310009273.1-一种注射成型材料、制得的具有超高屈服强度的马氏体时效钢及其应用

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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 118064805 A
(43)申请公布日 2024.05.24
(21)申请号 202310009273 .1
(22)申请日 2023 .01 .04
(71)申请人湖州慧金材料科技有限公司
地址 313219 浙江省湖州市德清县雷甸镇
振兴路168号
(72)发明人陈新国
方池强
(74)专利代理机构浙江永航联科专利代理有限
公司 33304
专利代理师侯兰玉
(51)Int .Cl .
C22C 38/10 (2006 .01)
C22C 38/12 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
B22F 3/24 (2006 .01)
C21D 1/18 (2006 .01)
CN 118064805 A
权利要求书2页
(54)发明名称
一种注射成型材料、
制得的具有超高屈服强
度的马氏体时效钢及其应用
(57)摘要
本发明属于粉末冶金材料及智能制造技术
领域，涉及一种金属材料，特别涉及一种注射成
型材料、
制得的具有超高屈服强度的马氏体时效
钢及其应用。一种注射成型材料，该材料各化学
元素的质量百分比含量是：Ni 16 .5 ~ 19wt%，Co
8 .5~15wt%，Mo 5 .6~ 8wt%，C≤0 .03wt%，余量为
Fe，以及不可避免的杂质元素。该材料具有优异
塑性，在这一成分范围内，可调整出屈服强度分
别大于1800MPa、1900MPa、2000MPa的超高强度
本发明所述的马氏体时效钢可应用于航空航
天、医疗器械，特别是“3C”智能穿戴设备中既需
高强度、
又需轻量化设计的应用场景。
说明书11页
附图1页
CN 118064805 A
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1 .一种注射成型材料，其特征在于该材料各化学元素的质量百分比含量是：
Ni 16 .5~19wt%，Co 8 .5~15wt%，Mo 5 .6~8wt%，C≤0 .03wt%，余量为Fe，
以及不可避免的
杂质元素。
2 .根据权利要求1所述的注射成型材料，其特征在于该材料各化学元素的质量百分比
含量是：Ni 16 .5~18 .7wt%，Co 8 .5~15wt%，Mo 5 .6~7 .0wt%，C≤0 .03wt%，余量为Fe，以及不
可避免的杂质元素。
3 .根据权利要求1所述的注射成型材料，其特征在于：该材料各化学元素的质量百分比
含量是：
Ni 17~19wt%，Co 13~15wt%，Mo 7 .0~8 .0wt%，C≤0 .03wt%，余量为Fe，以及不可避免的
杂质元素。
4 .根据权利要求3所述的注射成型材料，其特征在于：该材料各化学元素的质量百分比
含量是：
Ni 17 ~19wt%，Co 13~15wt%，Mo 7 .0~7 .5wt%，C≤0 .03wt%，余量为Fe，
以及不可避免的
杂质元素。
5 .根据权利要求1所述的注射成型材料，其特征在于：该材料各化学元素的质量百分比
含量是：
Ni 17 .5~19wt%，Co 10~15wt%，Mo 6 .5~7 .0wt%，C≤0 .03wt%，余量为Fe，以及不可避免
的杂质元素。
6 .根据权利要求1所述的注射成型材料，其特征在于：该材料各化学元素的质量百分比
含量是：
Ni 16 .5~18 .5wt%，Co 8 .5~13wt%，Mo 5 .6~6 .5wt%，C≤0 .03wt%，余量为Fe，
以及不可避
免的杂质元素。
7 .根据权利要求1至6任一项所述的注射成型材料，其特征在于：该材料的烧结后碳含
量≤0 .02%。
8 .根据权利要求1至6任一项所述的注射成型材料，其特征在于：该材料的金属粉末原
料经喂料制备、
注射、
脱脂，
1380~1395℃烧结后，材料烧结密度大于7 .8 g/cm3。
9 .一种由权利要求1至6任一项所述的注射成型材料制成的马氏体时效钢。
10 .根据权利要求9所述的马氏体时效钢，其特征在于：所述的注射成型材料的金属粉
末原料经喂料制备、注射、
脱脂，1380~1395℃烧结，920~1050℃、
1~3小时的固溶热处理，得
到马氏体时效钢。
11 .根据权利要求9所述的马氏体时效钢，其特征在于：所述的注射成型材料的金属粉
末原料经喂料制备、注射、
脱脂，1380~1395℃烧结，920~1050℃、
1~3小时的固溶热处理，之
后进行时效热处理，时效热处理的温度范围为460~500℃，时效热处理的时间为1~8小时，得
到马氏体时效钢。
12 .根据权利要求9所述的马氏体时效钢，其特征在于：所述的注射成型材料的金属粉
末原料经喂料制备、注射、
脱脂，1380~1395℃烧结，920~1050℃、
1~3小时的固溶热处理，然
后进行深冷处理，再进行时效热处理，时效热处理的温度范围为460~500℃，时效热处理的
时间为1~8小时，
得到马氏体时效钢；
所述深冷处理是在零下193℃±5℃的液氮中进行深冷处理1~2小时。
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13 .一种权利要求9所述的马氏体时效钢在3C产品、航空产品、医疗产品制造方面的应
14 .一种权利要求9所述的马氏体时效钢在智能穿戴设备及其零部件制造方面的应用。
CN 118064805 A
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一种注射成型材料、制得的具有超高屈服强度的马氏体时效
钢及其应用
技术领域
[0001] 本发明属于粉末冶金材料及智能制造技术领域，
涉及一种金属材料，特别涉及一
种注射成型材料、
制得的具有超高屈服强度的马氏体时效钢及其应用。
背景技术
[0002] 金属注射成形(Metal Injection Molding，
简称MIM)是一种从粉末冶金、
塑料注
射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术。近年来，该技术发展为最大限度地
提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。金属注
射成形的基本工艺步骤是：首先是选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度
下采用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料，经制粒后在注射成形，获得的成形
坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。
[0003] MIM对原料粉末要求较高，
粉末的选择要有利于混炼、
注射成形、
脱脂和烧结，而这
往往是相互矛盾的，对MIM原料粉末的研究包括：
粉末形状、
粒度和粒度组成、
比表面等。
[0004] 烧结是MIM工艺中的最后一步工序，
烧结消除了粉末颗粒之间的孔隙 .使得MIM产
品达到全致密或接近全致密化。金属注射成形技术中由于采用大量的粘结剂，所以烧结时
收缩非常大，其线收缩率一般达到13％－25％，这样就存在一个变形控制和尺寸精度控制
的问题。
[0005] 近年来，
金属粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding，简称MIM)制品涉
及的相关产品主要是3C、
汽车、
航空航天等诸多工业领域关键零部件。当前，MIM行业新材料
的研发以特种不锈钢、钛合金和超高强度钢等合金为重点，应用则向汽车(包括新能源汽
车)、
医疗(包括植入物)、
航空和特种五金等高端领域逐步发展。
[0006] 据报告，
列出的10大先进制造技术中，将MIM列为第二大技术，且发展成熟度远高
于列在第一位的增材制造(AM)技术，
预示着MIM产业在全球范围内将继续蓬勃发展。而超高
强度钢作为未来装备部件轻量化设计和节能减排的首选材料，其MIM制备工艺及新材料的
开发也具有重要的军事意义和商业应用价值。
[0007] 马氏体时效钢作为超高强度钢中最重要的一种材料，
由于具有高强度、高韧性以
及良好的焊接性被广泛的应用于航空航天、
海洋开发以及军事领域。然而，在涉及到抗拉强
度在2000MPa以上，同时延伸率大于5％的热烧结超高强度钢时，特别是18Ni系列马氏体时
效钢，如C200，C250，C300，C350等，虽然用铸造，锻造等加工方式，可以获得性能优异材料，
18Ni(350)或称C350，具有是否优良的机械性能，其屈服强度达到2400MPa。
[0008] 但是，
由于18Ni系列马氏体时效钢基体中含Al，Ti等高氧化性元素，与铸造、锻造
等制备工艺不同，在以粉末技术

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