发明公布-202310041434.5-含钒注射成型材料、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 116219301 A
(43)申请公布日 2023.06.06
(21)申请号 202310041434 .5
C21D 6/00 (2006 .01)
(22)申请日 2023 .01 .12
(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 3/22 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
B22F 3/24 (2006 .01)
CN 116219301 A
权利要求书2页
(54)发明名称
含钒注射成型材料、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，
特别涉及一种含钒注
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。一种含钒注射成型材料，
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％，
V0 .01
～1 .0wt％，
C≤0 .03wt％，
余量为Fe，
以及不可避
免的杂质元素。本发明通过在注射成型材料中加
入0 .01～1wt％的钒元素，
以实现降低马氏体时
效钢制备的工艺难度，
降低制得马氏体时效钢中
烧结后碳含量，
提高材料的屈服强度和延伸率的
目的。该材料具有优异塑性，抗拉强度大于
1900MPa，
且具有适宜的延伸率。
说明书17页
附图4页
CN 116219301 A
1/2 页
1 .一种含钒注射成型材料，
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％，
V 0 .01～1 .0wt％，
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所述的含钒注射成型材料，
其特征在于该材料中Ni、Co、Mo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％。
3 .根据权利要求1所述的含钒注射成型材料，
其特征在于该材料中Ni、Co、Mo元素的质
量百分比含量是：
Ni 17～19wt％，
Co 13～15wt％，
Mo 7 .0～8 .0wt％。
4 .根据权利要求3所述的含钒注射成型材料，
其特征在于该材料中Ni、Co、Mo元素的质
量百分比含量是：
Ni 17～19wt％，
Co 13～15wt％，
Mo 7 .0～7 .5wt％。
5 .根据权利要求1所述的含钒注射成型材料，
其特征在于该材料中Ni、Co、Mo元素的质
量百分比含量是：
Ni 17 .5～19wt％，
Co 10～15wt％，
Mo 6 .5～7 .0wt％。
6 .根据权利要求1所述的含钒注射成型材料，
其特征在于该材料中Ni、Co、Mo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％。
7 .根据权利要求1至6任一项所述的含钒注射成型材料，
其特征在于：
该材料中V元素含
量是0 .1～0 .7wt％。
8 .根据权利要求1至6任一项所述的含钒注射成型材料，
其特征在于：
该材料中V元素含
量是0 .2～0 .5wt％。
9 .根据权利要求1所述的含钒注射成型材料，
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 .8～8 .0wt％，
V 0 .01～1 .0wt％，
0 .015wt％，
余量为Fe，
以及不可避免的杂质元素。
10 .根据权利要求9所述的含钒注射成型材料，
其特征在于：
该材料各化学元素的质量
百分比含量是：
Ni 17 .5～18 .5wt％，
Co 10～12wt％，
Mo 6 .2～7 .0wt％，
V0 .01～1 .0wt％，
≤0 .015wt％，
余量为Fe，
以及不可避免的杂质元素。
11 .根据权利要求9所述的含钒注射成型材料，
其特征在于：
该材料各化学元素的质量
百分比含量是：
Ni 17 .5～18 .5wt％，
Co 10～12wt％，
Mo 6 .6～7 .5wt％，
V 0 .2～0 .6wt％，
≤0 .003wt％，
余量为Fe，
以及不可避免的杂质元素。
12 .根据权利要求1所述的含钒注射成型材料，
其特征在于：
该材料的烧结后碳含量≤
0 .015％。
13 .根据权利要求1所述的含钒注射成型材料，
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 .79g/cm3。
14 .一种由权利要求1所述的含钒注射成型材料制成的马氏体时效钢。
15 .根据权利要求14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，
920～1000℃、
1～3小时的固溶热处理，
得到马氏体时效钢。
16 .根据权利要求14所述的马氏体时效钢，
其特征在于：
所述的脱脂是采用酸脱脂工
具体是：
在注射成型用的脱脂炉中，用草酸介质进行催化脱脂；
草酸脱脂的温度条件为
130±5℃。
17 .一种权利要求14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
CN 116219301 A
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18 .一种权利要求14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
CN 116219301 A
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含钒注射成型材料、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
种含钒注射成型材料、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，
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，
全国每年的金属粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding，
MIM)制品总销售额均超过了100亿元人民币，
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] 据全球管理咨询(麦肯锡)公司关于先进制造业和工业4 .0、
未来工厂的报告，
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

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