<p>(19)国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 120330575 A</p>
<p>(43)申请公布日 2025.07.18</p>
<p>(21)申请号 202510639798 .2</p>
<p>C22C 38/58 (2006 .01)</p>
<p>(22)申请日 2025 .05 .19</p>
<p>(71)申请人 深圳艾利佳材料科技有限公司</p>
<p>地址 518000 广东省深圳市宝安区沙井街</p>
<p>道共和社区第八工业区A栋二层</p>
<p>(72)发明人 孙永君 莫畏</p>
<p>余鹏 吕永虎</p>
<p>(74)专利代理机构 深圳为创知识产权代理事务</p>
<p>所(普通合伙) 441097</p>
<p>专利代理师 覃倩茜</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>C22C 33/02 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/22 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/10 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/24 (2006 .01)</p>
<p>C22C 38/44 (2006 .01)</p>
<p>CN 120330575 A</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>粉末注射成型制备高氮高强度高硬度可抛</p>
<p>光材料的方法</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明涉及金属粉末冶金成型领域，公开了</p>
<p>粉末注射成型制备高氮高强度高硬度可抛光材</p>
<p>料的方法，包括以下步骤：S1、原料选择：采用高</p>
<p>氮不锈钢粉末，其成分按质量百分比为：Cr16‑</p>
<p>26%、Mn0‑12%、Si0‑1%、Ni0‑9%、Mo2‑4%、C0 .05‑</p>
<p>0 .1%、</p>
<p>O0 .1‑0 .5%、</p>
<p>S0 .01‑0 .3%、</p>
<p>余量为Fe，粉末粒</p>
<p>度D90为17‑25 μ m。</p>
<p>本发明中，通过高氮不锈钢成</p>
<p>分设计及氮气保护烧结工艺，材料抗拉强度、屈</p>
<p>服强度和硬度远超传统316L不锈钢，满足智能穿</p>
<p>戴设备对力学性能的严苛需求，采用分段控温烧</p>
<p>结结合固溶处理，实现镜面抛光效果，媲美锻压</p>
<p>材料。</p>
<p>说明书5页</p>
<p>附图1页</p>
<p>CN 120330575 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>1 .粉末注射成型制备高氮高强度高硬度可抛光材料的方法，其特征在于，包括以下步</p>
<p>S1、</p>
<p>原料选择：采用高氮不锈钢粉末，其成分按质量百分比为：Cr16‑26%、</p>
<p>Mn0‑12%、Si0‑</p>
<p>1%、</p>
<p>Ni0‑9%、</p>
<p>Mo2‑4%、</p>
<p>C0 .05‑0 .1%、</p>
<p>O0 .1‑0 .5%、</p>
<p>S0 .01‑0 .3%、</p>
<p>余量为Fe，粉末粒度D90为17‑25μ</p>
<p>S2、</p>
<p>喂料制备：将所述粉末与粘结剂按体积比45‑60%：55‑40%混合，在150‑200℃下密炼</p>
<p>2‑3小时，</p>
<p>形成均匀的膏状物之后，将其挤出并进行造粒；得到喂料颗粒；</p>
<p>S3、</p>
<p>注射成型：将喂料注射成生坯，注射温度为120‑220℃，模温为室温至140℃；</p>
<p>S4、</p>
<p>脱脂：采用硝酸脱脂，将粘接剂中的填充剂脱除掉，</p>
<p>生坯内部形成连通的通道，再将</p>
<p>剩余的粘接剂脱除，</p>
<p>完成脱脂；</p>
<p>S5、烧结：将脱脂坯放入石墨真空炉中，在惰性气体保护下，从室温升温至600℃，保温</p>
<p>30‑120min，将脱脂坯中剩余的粘接剂脱脂干净，</p>
<p>完成热脱脂阶段，</p>
<p>热脱脂后开始进行烧结；</p>
<p>S6、固溶处理：在1100‑1200℃保温1‑3小时后快速冷却，使氮原子固溶于晶粒内部，得</p>
<p>到所需材料。</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，高氮不锈钢粉末的成分为：Cr17‑</p>
<p>24%、</p>
<p>Mn0 .2‑10 .9%、</p>
<p>Mo1 .26‑3 .43%、</p>
<p>Ni0 .08‑7 .98%。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4中，粘接剂在烧结炉中采用高温分解的</p>
<p>方式脱除掉，从室温加热到600℃，</p>
<p>粘接剂分解成小分子气体挥发出来，</p>
<p>经设备抽至室外。</p>
<p>4 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，粘结剂包括聚甲醛和乙烯‑醋酸乙烯</p>
<p>酯共聚物。</p>
<p>5 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，</p>
<p>粘结剂包括石蜡和聚丙烯。</p>
<p>6 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，粘结剂包括水和聚乙二醇，采用水做</p>
<p>萃取溶液，在60‑90℃温度下，</p>
<p>生坯中的聚乙二醇溶入水中，</p>
<p>形成连通的通道。</p>
<p>7 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S5中，烧结过程包括：</p>
<p>第一阶段：在氮气保护下，</p>
<p>以2‑5℃/min的速率升温至1300‑1380℃，保温4‑6小时；</p>
<p>第二阶段：在氮气中降温至1130‑1200℃，保温4‑6小时。</p>
<p>8 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S6中，快速冷却的速率为50‑60℃/min，冷</p>
<p>却介质为惰性气体。</p>
<p>9 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4中，硝酸脱脂的温度为110‑120℃，脱脂</p>
<p>时间为6‑8小时。</p>
<p>10 .根据权利要求1‑9任一项所述的方法，其特征在于，所述材料适用于智能穿戴设备</p>
<p>壳体、</p>
<p>医疗器械或精密仪器部件。</p>
<p>CN 120330575 A</p>
<p>1/5 页</p>
<p>粉末注射成型制备高氮高强度高硬度可抛光材料的方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明涉及金属粉末冶金成型领域，</p>
<p>尤其涉及粉末注射成型制备高氮高强度高硬</p>
<p>度可抛光材料的方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属粉末注射成型（MetalInjectionMolding ,MIM）技术是一种融合塑料注塑成型</p>
<p>与粉末冶金的近净成形工艺，具有三维复杂零件的高效批量生产能力，同时兼具产品性能</p>
<p>稳定、</p>
<p>尺寸精度高、</p>
<p>材料利用率高等优势。然而，传统MIM技术多聚焦于结构件或低表面要求</p>
<p>的外观件，其镜面抛光性能远逊于锻压材料。</p>
<p>目前市场上通过MIM工艺制备的可抛光材料种</p>
<p>类极少，难以满足智能穿戴设备、</p>
<p>医疗器械等领域对高光洁度表面的需求。</p>
<p>[0003] 现有可批量生产的MIM抛光材料主要为钛合金和316L不锈钢。</p>
<p>钛合金虽具备高屈</p>
<p>强比、</p>
<p>低密度、</p>
<p>优异的耐腐蚀性及生物相容性，但其高化学活性导致氧化控制难度大、</p>
<p>成本高昂，限制了大规模应用。而316L不锈钢虽抛光性能良好，但其力学性能显著不足（硬</p>
<p>度约120HV、</p>
<p>屈服强度约180MPa），无法满足高强度、高硬度的应用场景需求。此外，传统MIM</p>
<p>工艺中氮元素的引入常伴随晶界贫铬（Cr）现象，导致材料耐腐蚀性下降；粘结剂脱脂效率</p>
<p>烧结工艺参数不匹配等问题进一步制约了材料性能的优化。</p>
<p>[0004] 随着智能穿戴设备、</p>
<p>精密仪器等领域的快速发展，市场对壳体材料的综合性能提</p>
<p>出更高要求：需兼具高强度、高硬度、</p>
<p>优异的抛光性、无磁性及长周期耐腐蚀性。现有MIM材</p>
<p>料中，钛合金成本过高，316L性能不足，且常规工艺无法解决氮元素分布不均、晶界贫Cr等</p>
<p>缺陷。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0005] 为解决上述提出的问题，</p>
<p>本发明通过以下技术方案予以实现。</p>
<p>[0006] 粉末注射成型制备高氮高强度高硬度可抛光材料的方法，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>S1、</p>
<p>原料选择：采用高氮不锈钢粉末，其成分按质量百分比为：Cr16‑26%、</p>
<p>Mn0‑12%、</p>
<p>Si0‑1%、Ni0‑9%、Mo2‑4%、C0 .05‑0 .1%、</p>
<p>O0 .1‑0 .5%、S0 .01‑0 .3%、余量为Fe，粉末粒度D90为</p>
<p>17‑25μm；</p>
<p>S2、</p>
<p>喂料制备：将所述粉末与粘结剂按体积比45‑60%：55‑40%混合，在150‑200℃下</p>
<p>密炼2‑3小时，</p>
<p>形成均匀的膏状物之后，将其挤出并进行造粒；得到喂料颗粒；</p>
<p>S3、</p>
<p>注射成型：将喂料注射成生坯，注射温度为120‑220℃，模温为室温至140℃；</p>
<p>S4、</p>
<p>脱脂：采用硝酸脱脂，将粘接剂中的填充剂脱除掉，</p>
<p>生坯内部形成连通的通道，</p>
<p>再将剩余的粘接剂脱除，</p>
<p>完成脱脂；</p>
<p>S5、烧结：将脱脂坯放入石墨真空炉中，在惰性气体保护下，从室温升温至600℃，</p>
<p>保温30‑120min，将脱脂坯中剩余的粘接剂脱脂干净，完成热脱脂阶段，热脱脂后开始进行</p>
<p>烧结；</p>
<p>S6、固溶处理：在1100‑1200℃保温1‑3小时后快速冷却，使氮原子固溶于晶粒内</p>
<p>CN 120330575 A</p>
<p>2/5 页</p>
<p>得到所需材料。</p>
<p>[0007] 优选的，</p>
<p>S1中，高氮不锈钢粉末的成分为：Cr17‑24%、</p>
<p>Mn0 .2‑10 .9%、</p>
<p>Mo1 .26‑3 .43%、</p>
<p>Ni0 .08‑7 .98%。</p>
<p>[0008] 优选的，</p>
<p>S4中，粘接剂在烧结炉中采用高温分解的方式脱除掉，从室温加热到600</p>
<p>粘接剂分解成小分子气体挥发出来，</p>
<p>经设备抽至室外。</p>
<p>[0009] 优选的，</p>
<p>S2中，</p>
<p>粘结剂包括聚甲醛和乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物。</p>
<p>[0010] 优选的，</p>
<p>S2中，</p>
<p>粘结剂包括石蜡和聚丙烯</p>

<hr>
<p>还有什么补充参数吗？一起完善。</p>