[發明專利]低鎳奧氏體不銹鋼粉末及其應用

無效

• 申請號: 200710068050.3
• 申請日: 2007-04-12
• 公開（公告）號: CN101284308A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 吳旭升
• 申請（專利權）人: 吳旭升
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/08;B22F3/00;C22C1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及粉末冶金領域，尤其是不銹鋼粉末冶金領域

現有技術

低鎳奧氏體不銹鋼即200系列不銹鋼作為一個低成本的奧氏體不銹鋼鋼種市場上已經有用金屬壓力加工方法生產的板材、棒材、管材、型材和鑄造法生產的鑄件在大量應用。

自上世紀50年代美國Vasco公司建成世界上第一套不銹鋼粉末水霧化法生產裝置以來，至今為止國內外普遍采用水霧化法和氣霧化法生產不銹鋼粉末，目前生產和有文獻報導的不銹鋼粉末有300系列奧氏體不銹鋼(含Ni＞7％)和400系列(不含鎳的鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼)。

但是目前為止尚未有成本低廉的低鎳奧氏體不銹鋼粉末及其粉末冶金產品面市，也未檢索到相關的專利和科研文獻。

本發明的目的

為粉末冶金行業提供一種成本低廉的、有一定耐腐蝕能力的、無磁性的低鎳奧氏體不銹鋼粉末及用這種粉末制成的粉末冶金制品，為不銹鋼粉末冶金制品增加了一個新的鋼種。

發明內容

將200系列奧氏體不銹鋼材料用水霧化法或氣霧化法制成目前國內外尚無生產和文獻報導的低鎳奧氏體不銹鋼粉末粉末，應用于粉末冶金領域。

本發明通過以下方案實現：

合金的組成，以重量百分比計：Cr：13-22％，Ni：0-6％，Mn：9-2.5％，Cu：＜2％，Nb、Ti、V＜1％，C：0.01-0.08％，余者為Fe和源于熔煉過程帶入的雜質，其中Ni和Mn的含量總和必須在7-12％的范圍內，以保證奧氏體金相組織的穩定性。Cu、Nb等元素的加入量根除鋼種的要求在上述范圍內選擇，也可不加。各合金元素在奧氏體不銹鋼中的作用已是公知技術，這里不作陳述。

粉末制取的方法是用氣霧化法或水霧化法制成預合金粉末。用水霧化法生產時要特別注意金屬液體中的Mn元素與水反應產生的氫氣的爆炸性。

粉末的形狀和粉度可通過噴嘴的角度，水(氣)壓力、流量和霧化桶冷卻水液面的高度等工藝參數進行調節。

用這種粉末生產粉末冶金制品時，可根據制品的不同性能要求分別采用眾所周知的壓制成型、注射成型或松裝成型的方法進行生產。生產時需根據制品不同的性能要求和燒結工藝要求添加一定比例的成型劑、潤滑劑、造孔劑等，和添加元素。

用這種粉末生產粉末冶金制品時，可以根據制品的不同性能要求選擇真空燒結，氫氣保護燒結或氨分解氣氛保護燒結，無論采用哪種方式燒結，氣氛的純度或露點(＜-60度)是燒結工藝的關鍵。燒結溫度一般在1160-1300度的范圍內根據制品的要求選擇。

實施例1：

合金成份％如下：Cr-18％，Ni-1.5％，Mn-7％，余者為Fe和熔煉過程帶入的雜質，根據合金成份確定其鋼號為204L奧氏體不銹鋼。

采用水霧化法制取上述合金的粉末，粉末形狀呈不規則形，篩選-150目粉末加1％的硬脂酸鋅、2％的銅粉和0.6％的活化燒結劑混合，用壓制成型法壓成6.7g/cm3的壓坯，在1220度的溫度下，用純氫氣氛保護，燒結1.5小時，以30度/分鐘的冷卻速率將制品從1220度快速冷卻至700度以下后緩冷。制品物理-力學性能如下：密度6.8g/cm3，延伸率為8％，無凹口沖擊能量為30J，抗拉強度為380Mpa，洛氏硬度為70HRB，橫向斷裂強度為680Mpa，48小時鹽霧化試驗抗腐蝕等級為8級，制品無磁性。達到同種生產條件304不銹鋼粉末冶金制品除抗腐蝕等級外(304粉末冶金制品為10級)的物理-力學性能指標。

因此此種214不銹鋼粉末冶金制品可以在一些防腐蝕要求不是特別高的領域替代304不銹鋼粉末冶金制品。這樣可以降低成本。這種制品可以廣泛運用于機械、五金、汽摩配、電器等諸多領域。

實施例2：

合金成份％比如下：Cr-18％，Ni-3.5％，Mn-5％，余者為Fe和熔煉過程帶入的雜質，根據合金成份確定其鋼號為201奧氏體不銹鋼。

采用氣霧化法制取上述合金粉末，粉末形狀呈近球形，篩選60-100目粉末和0.6％的活化燒結劑混合，用松裝燒結的成型工藝在1190度下燒結1.5小時，氨分解氣氛保護，制成密度為5.2g/cm3，開口通氣孔率為30％的液體、氣體過濾元件，可廣泛替代銅基粉末冶金過濾元件，具有很高的性價比優勢。