发明公布-202510476867.2-一种用于金属注射成型加工的不锈钢材料及其制备方法与应用

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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 120290988 A
(43)申请公布日 2025.07.11
(21)申请号 202510476867 .2
(22)申请日 2025 .04 .16
(71)申请人湖州慧金材料科技有限公司
地址 313000 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
B22F 3/10 (2006 .01)
B22F 3/24 (2006 .01)
C21D 6/02 (2006 .01)
C21D 1/773 (2006 .01)
胡万洋
(74)专利代理机构浙江千克知识产权代理有限
公司 33246
专利代理师赵佳
(51)Int .Cl .
C22C 38/52 (2006 .01)
C22C 38/44 (2006 .01)
C22C 38/48 (2006 .01)
C22C 38/46 (2006 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
CN 120290988 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种用于金属注射成型加工的不锈钢材料
及其制备方法与应用
(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，特别涉及一种用于金
属注射成型加工的不锈钢材料及其制备方法与
应用，其中不锈钢材料，
由如下化学元素组成：Cr
6 .0～8 .0wt％，Ni 6 .0～9 .0wt％，Co 14 .0～
1 8 .0 w t ％，M o 5 .5 ～ 6 .5 w t ％，N b 0 .0 5 ～
0 .5wt％，V 0 .05～0 .5wt％，C≤0 .03wt％，余量
为Fe，以及不可避免的杂质元素。本发明通过在
材料中加入特定含量的V，并且配合V的加入，调
整其它组分的含量，使得在以特定范围的组成
下，能够实现钢结构件屈服强度在2100MPa以上
的同时，延伸率能达到5％以上，与现有金属注射
成型的钢构件相比，具有显著的提升，且能够较
明显提高材料冲击韧性。
说明书10页
附图3页
CN 120290988 A
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1 .一种用于金属注射成型加工的不锈钢材料，其特征在于，
由如下化学元素组成：
Cr 6 .0～8 .0wt％，Ni 6 .0～9 .0wt％，Co 14 .0～18 .0wt％，Mo 5 .5～6 .5wt％，Nb 0 .05
～0 .5wt％，V0 .05～0 .5wt％，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所述的不锈钢材料，其特征在于，Cr、
Ni、
Co、
Mo、
Nb、V元素的质量百分
比含量为：Cr 6 .0～6 .8wt％，Ni 7 .5～9 .0wt％，Co 15 .5～18 .0wt％，Mo 5 .5～6 .5wt％，
Nb0 .05～0 .5wt％，V 0 .05～0 .5wt％。
3 .根据权利要求1所述的不锈钢材料，其特征在于，Cr、
Ni、
Co、
Mo、
Nb、V元素的质量百分
比含量为：Cr 7 .0～8 .0wt％，Ni 6 .0～7 .5wt％，Co 15 .5～18 .0wt％，Mo 5 .5～6 .5wt％，
Nb0 .05～0 .5wt％，V 0 .05～0 .5wt％。
4 .如权利要求1所述的一种用于金属注射成型加工的不锈钢材料的应用，用于通过金
属注射成型加工制造3C产品及其零部件。
5 .一种钢结构件，其特征在于，采用权利要求1‑3任一项所述的用于金属注射成型加工
的不锈钢材料通过金属注射成型工艺而形成。
6 .如权利要求5所述的钢结构件的制备方法，其特征在于，
包括如下步骤：
S1：将所述不锈钢材料与粘结剂混合造粒，
得到喂料颗粒原料；
S2：将喂料颗粒原料注塑成型为生坯；
S3：将生坯进行催化脱脂；
S4：经催化脱脂后的生坯在负压环境下，进行热脱脂和烧结，得到烧结件，烧结温度范
围1350～1370℃；
S5：烧结件依次进行固溶处理、
真空时效处理，
得到所述钢结构件。
7 .根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述时效处理操作为：在
490～515℃进行时效处理，保温4‑6h；或者在540‑560℃进行时效处理，保温4‑6h。
8 .根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述固溶处理操作为：在真
空环境下以5‑10℃/min的升温速率升至1040℃‑1085℃，保温60‑120min，然后用6～10atm
高压惰性气体进行气淬冷至室温。
9 .一种钢结构件，其特征在于，采用权利要求6‑8任一项所述的制备方法形成。
10 .根据权利要求9所述的钢结构件，其特征在于，该钢结构件的屈服强度在2000MPa至
2100MPa的同时，延伸率为5％以上；或者屈服强度大于1800Mpa至1900MPa的同时，延伸率为
7％以上。
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一种用于金属注射成型加工的不锈钢材料及其制备方法与
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
种用于金属注射成型加工的不锈钢材料及其制备方法与应用。
背景技术
[0002] 金属注射成型(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型技术。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可以制造出复杂形状的金属部件，
包括细小的内部结构、
薄壁结构和精密孔洞
等，而且能够实现高度精密的成形，具有出色的尺寸控制和表面质量。因此，MIM已被广泛应
用于一些精密度要求高的零部件的制造。
[0004] 在“3C”应用领域，
特别是折叠屏手机、
电脑应用领域，为了实现穿戴设备的轻量
化，高强度马氏体钢、超高强度钢开始应用折叠屏转轴设计。由于这种零部件结构复杂，一
般都是用金属注射成型方法设计制造，但注射成型烧结件的烧结密度一般仅能达到理论密
度的96％～99 .5％，无法达到铸造材料密度，也无法再用冷热变形(压延、
锻造)方法进一步
提高材料性能。所以，用注射成型方法生产的超高强度钢材料，即使是烧结优良的烧结材
料，其烧结基体中存在0 .5～3％的孔隙率。用热等静压的方法可以将这种材料的孔隙率降
至接近零，密度提高到接近理论密度。但这种方法大幅度提高加工成本，难以实现低成本大
规模量产。
[0005] 目前，
很多关于注射成型超高强度钢的专利中，一般都仅仅关注于材料的屈服强
度，而对于其延伸率，在材料开发中远远不够重视。注射成型烧结材料基体中的这种空隙，
本身就是材料的一种缺陷，相比铸造、
锻造等密度为100％的材料，其性能如强度、
延伸率等
下降幅度较大，
特别是材料的延伸率。在实际应用中，即使是延伸率达到5％的材料，
由于烧
结空隙的存在，材料仍存在脆性断裂的可能，材料的抗跌落试验无法通过。例如，同样对于
屈服强度为1500MPa的材料，延伸率为5％的材料与延伸率为8％的材料，前者的冲击值仅为
8J/cm2，而后者可以达到40J/cm2以上。在抗拉断裂测试过程中，前者接近于脆性断裂，而后
者一般是带有径缩韧窝的塑性断裂。
[0006] 所以，
“3C”应用中常常需要延伸率更高、
韧性更好的超高强度钢材料，提高材料的
应用可靠性，
以满足利益广泛的应用要求。
[0007] 但是，
由于注射成型烧结材料基体中多空隙特点，这种普遍存在的材料缺陷使得
提高注射成型超高强度钢的延伸率和韧性变得十分困难。当材料延伸率在6％的基础上，想
继续提高延伸性能，
变得十分困难。
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[0008]
申请人在前期的研究中，参见中国发明专利申请CN118109759A，对注射成型烧结
材料的强度和延伸率进行了研究，并优化出了一种不锈钢材料，其各化学元素的质量

<hr>
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