发明公布-202511497099.5-一种金属注射成型不锈钢材料及其制备方法

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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 121250255 A
(43)申请公布日 2026.01.02
B22F 1/065 (2022 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
(21)申请号 202511497099 .5
(22)申请日 2025 .10 .20
(71)申请人昆山安泰美科金属材料有限公司
地址 215300 江苏省苏州市昆山市昆山开
发区沪巷路6号
(72)发明人崔晓波
张建红
孟坤全
(74)专利代理机构北京文嘉知识产权代理事务
所(特殊普通合伙) 11954
专利代理师杜佳敏
(51)Int .Cl .
C22C 38/44 (2006 .01)
C22C 38/42 (2006 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 9/08 (2006 .01)
权利要求书2页
CN 121250255 A
(54)发明名称
一种金属注射成型不锈钢材料及其制备方
(57)摘要
本发明公开了不锈钢金属材料技术领域的
一种金属注射成型不锈钢材料及其制备方法，通
过材料成分精准设计与制备工艺协同优化，实现
了金属注射成型不锈钢材料在性能、
生产效率及
稳定性等方面的综合提升，结合后续烧结工艺，
最终材料致密度高、力学性能均匀。蜡基粘结剂
与高分散纳米纤维素、催化脱脂剂的组合，实现
“预脱脂‑高温脱脂”分步高效去除，缩短脱脂周
期；纳米纤维素形成刚性骨架，配合梯度升温工
大幅降低脱脂过程中坯体开裂、
变形风险。
说明书12页
附图1页
CN 121250255 A
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1 .一种金属注射成型不锈钢材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、
原料的准备：
S11、制粉：采用气雾化制粉工艺，选择球形粉，控制平均粒径在8‑15μm，进行真空干燥，
得到金属粉末；
S12、粘结体系：蜡基粘结剂包括以下重量份的组分：石蜡45‑55份、微晶蜡15‑25份、
密度聚乙烯18‑22份、
高分散纳米纤维素2‑6份、
催化脱脂剂3‑5份、
表面活性剂0 .8‑1 .2份；
S2、
混合喂料：将步骤S12所制备的蜡基粘结剂投入双螺杆挤出机中，设置温度为80‑90
℃将蜡基粘结剂熔融，加入步骤S11所制备的金属粉末，设置压缩段温度为120‑130℃，均化
段温度为140‑150℃，出料端温度为120‑130℃，设置螺杆转速为60‑80rpm，金属粉末装载量
体积分数为60‑70%，
混炼后经水冷切粒，
得到注射颗粒；
S3、
注射成型：取步骤S2所制备的注射颗粒，以100吨卧式螺杆注射机，设置料筒温度为
160‑180℃，设置注射参数为注射压力 80‑90MPa，保压压力 60‑70MPa，注射速率 50mm/s，
模具材质为H13钢材，控制模具温度为60℃，压成得到生坯；
S4、脱脂处理：将生坯置于正庚烷中，进行预脱脂处理，结束后，转移至通风橱内干燥，
清洁表面，转移至脱脂炉内，通入流动氩气，启动升温程序进行脱脂处理，结束后，冷却至
200℃以下，取出坯体，
置于干燥的冷却箱中自然冷却至室温，
得到脱脂坯体；
S5、
烧结处理：取步骤S4所制备的脱脂坯体置于真空烧结炉中，启动升温程序进行烧结
处理，喷砂、
抛光处理后，
经质检，
得到不锈钢材料。
2 .根据权利要求1所述的一种金属注射成型不锈钢材料的制备方法，其特征在于：所述
蜡基粘结剂的制备方法，具体包括以下步骤：
①取硬脂酸酐溶解于无水DMF中，加入DMAP催化剂，混合均匀后，向反应体系中加入纳
米纤维素干粉，搅拌至纳米纤维素干粉分散均匀后，升高反应温度至80‑90℃，进行改性反
应，反应2‑3h，搅拌速度为500‑600rpm，反应结束后，冷却，
离心，收集沉淀，洗涤、
干燥后，得
到高分散纳米纤维素；
②将硬脂酸溶解于无水乙醇中，加入MnO2 ,经过超声处理形成均匀悬浮液，向反应体系
中逐滴加入浓硫酸，升高反应温度至70‑80℃，搅拌速度400‑500rpm，进行改性反应，反应3‑
4h，
反应结束后，冷却，
离心，收集沉淀，洗涤、
干燥，
得到催化脱脂剂；
③将石蜡、微晶蜡进行真空干燥后，加入不锈钢容器中，加热至完全熔融后，形成均匀
蜡相，继续升高温度至110‑120℃，加入真空干燥后的低密度聚乙烯颗粒，持续搅拌至完全
溶解后，
得到混合液；
④ 向步骤③所制备的混合液中，加入步骤①所制备的高分散纳米纤维素，3000‑
4000rpm下进行高速剪切，然后加入至步骤③中的混合液中，在高速剪切分散机中，
120‑130
℃、3000‑4000rpm下剪切处理20‑30min，加入步骤②所制备的催化脱脂剂，保持温度，剪切
速率降至2000‑2500rpm，
搅拌10‑15min，真空脱泡，采用双螺杆挤出造粒，
得到蜡基粘结剂。
3 .根据权利要求2所述的一种金属注射成型不锈钢材料的制备方法，其特征在于：在步
骤①中，所述DMAP催化剂的添加质量为纳米纤维素干粉质量的1%‑2%；所述纳米纤维素干粉
与硬脂酸酐之间的质量比为1:0 .5‑0 .8。
4 .根据权利要求3所述的一种金属注射成型不锈钢材料的制备方法，其特征在于：在步
骤②中，所述MnO 2与硬脂酸之间的质量比为10:3‑5；所述MnO 2与浓硫酸之间的质量体积比
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10g:0 .1‑0 .2mL。
5 .根据权利要求4所述的一种金属注射成型不锈钢材料的制备方法，其特征在于：在步
骤③中，所述混合液的粘度为500‑800mPa･s；
在步骤④中，双螺杆挤出参数具体包括：机筒温度分段：1区80‑90℃、2区100‑110℃、3
区120‑130℃、
4区130‑140℃、
5区120‑130℃；
螺杆转速：300‑400rpm，
喂料速率：5‑10g/min。
6 .根据权利要求5所述的一种金属注射成型不锈钢材料的制备方法，其特征在于：在步
骤S4中，
脱脂处理的升温程序具体包括以下：
阶段一：
由室温升高至300‑350℃，升温速率为2℃/min，保温100‑150min；
阶段二：由300‑350℃升高温度至400‑450℃，升温速率为1℃/min，保温时间为100‑
120min；
阶段三：
由400‑450℃升高温度至600‑650℃，升温速率为3℃/min，保温60‑80min。
7 .根据权利要求6所述的一种金属注射成型不锈钢材料的制备方法，其特征在于：在步
骤S5中，烧结处理的升温程序具体包括：
预热阶段：
由室温升高至800‑830℃，升温速率5℃/min，保温30‑40min；
烧结阶段：
由800‑830℃至1350‑1400℃，升温速率10℃/min，保温90‑120min；
冷却阶段：由1350‑1400℃至800‑830℃，
随炉冷却；800℃以下通入氩气快速冷却至室
8 .一种根据权利要求1‑7任一项所述的制备方法制得的金属注射成型不锈钢材料，其
特征在于：所述不锈钢材料原料组分包括以下：铬16 .0%‑18 .0%、镍10 .0%‑14 .0%、钼2 .0%‑
3 .0%、
铜1 .0%‑2 .0%，其余为铁。
9 .根据权利要求8所述的一种金属注射成型不锈钢材料，其特征在于：所述不锈钢材料
中碳含量低于0 .08%、
锰含量低于2 .0%、
磷含量低于0 .045%，
硫含量低于0 .03%。
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一种金属注射成型不锈钢材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于不锈钢金属材料技术领域，
具体是指一种金属注射成型不锈钢材料及
其制备方法。
背景技术
[0002] 金属注射成型（MIM）是融合塑料注塑成型与粉末冶金技术的近净成形工艺，
三维复杂零件的高效批量生产能力、稳定的产品性能、
高尺寸精度及优异的材料利用率，已
成为高端制造业的核心成型技术之一。不锈钢因兼具耐腐蚀性、
力学性能与成本优势，占据
MIM产品市场的主导地位，其中316L不锈钢以其良好的耐蚀性成为用量最大的钢种，广泛应
用于汽车传感器外壳、
智能手表表壳、
医疗器械、
海洋工程部件等众多领域。
[0003] 当前MIM不锈钢技术体系中，
材料设计与工艺优化聚焦于粉末特性、

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