[發(fā)明專利]一種低鎳高錳奧氏體無磁鋼及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810336856.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN108677098A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱權(quán)利;劉艷肖;陳家堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/04
• 分類號(hào): C22C38/04;C22C38/08;C22C33/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，具體涉及一種低鎳高錳奧氏體無磁鋼及其制備方法。所述低鎳高錳奧氏體無磁鋼包括如下成分：Mn 15.23～16.67wt％、C 0.61～0.83wt％、Ni 0.47～1.98wt％，余量為Fe和雜質(zhì)。本發(fā)明采用鎳作為活化劑，燒結(jié)時(shí)促進(jìn)了顆粒間的物質(zhì)擴(kuò)散，增強(qiáng)顆粒間的聯(lián)結(jié)，提高材料的力學(xué)性能；采用不同粒度的混合Fe?Mn?C預(yù)合金粉促進(jìn)了燒結(jié)頸的萌生和長大，可以獲得更高的密度和力學(xué)性能；此外，本發(fā)明由于細(xì)粉所占比例較大，再加上鎳的活化，燒結(jié)時(shí)間比現(xiàn)有的方案更短，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，具體涉及一種低鎳高錳奧氏體無磁鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

高錳奧氏體無磁鋼產(chǎn)品一般是通過鑄造及后處理獲得，鑄造工藝存在能耗高、精度低等不足，而粉末冶金技術(shù)具有節(jié)能減材、適于大批量生產(chǎn)、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好、性能優(yōu)異等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別對(duì)于精度要求高的小零件用粉末冶金的方法生產(chǎn)具有很好的市場前景。

錳因與氧親和力大、熔點(diǎn)高、易揮發(fā)等缺點(diǎn)較難進(jìn)行合金化，生產(chǎn)中，常用的燒結(jié)溫度燒結(jié)高錳奧氏體鋼材料屬于固相燒結(jié)，效率不高，獲得的材料力學(xué)性能不理想，而工業(yè)生產(chǎn)中，一般通過加入大量的銅來獲得較高的材料密度，但對(duì)材料的力學(xué)性能提升有限和加銅使產(chǎn)品的尺寸變化難以控制；此外，高錳奧氏體無磁鋼預(yù)合金粉加工硬化能力強(qiáng)導(dǎo)致粉末壓縮性差，難以獲得較高的生坯密度和強(qiáng)度。

目前也有使用FeB作為活化劑來代替銅的方案，但FeB活化燒結(jié)的材料力學(xué)性能不高，目的是滿足高密度而對(duì)力學(xué)性能要求不高的領(lǐng)域。因此，目前還缺乏一種具有高密度和良好力學(xué)性能的高錳奧氏體鋼材料。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種低鎳高錳奧氏體無磁鋼。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述低鎳高錳奧氏體無磁鋼的制備方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種低鎳高錳奧氏體無磁鋼，包括如下成分：Mn 15.23～16.67wt％、C 0.61～0.83wt％、Ni 0.47～1.98wt％，余量為Fe和雜質(zhì)。

優(yōu)選的，所述低鎳高錳奧氏體無磁鋼中，F(xiàn)e、Mn、C的來源為Fe-Mn-C預(yù)合金粉，所述Fe-Mn-C預(yù)合金包括如下成分：15.00～18.00wt％的Mn和0.50～0.90wt％的C，余量為Fe和雜質(zhì)。

更優(yōu)選的，所述的Fe-Mn-C預(yù)合金粉主要包括兩種粒度，其粒度分別為110～200目和小于325目，這兩種粒度的所述預(yù)合金粉比例為15～20:85～80。

優(yōu)選的，所述低鎳高錳奧氏體無磁鋼密度為7.25～7.5g/cm³，抗拉強(qiáng)度為660～740MPa，斷后伸長率為15～24％。

所述低鎳高錳奧氏體無磁鋼的制備方法，包括以下步驟：

將Fe-Mn-C預(yù)合金粉、鎳粉和潤滑劑混合均勻后得到混合粉末，將混合粉末壓制成型制得生坯，然后進(jìn)行燒結(jié)制得所述的低鎳高錳奧氏體無磁鋼材料；

所述Fe-Mn-C預(yù)合金包括如下成分：15.00～18.00wt％的Mn和0.50～0.90wt％的C，余量為Fe和雜質(zhì)；

所述鎳粉和潤滑劑的重量分別占混合粉末總重量的0.5～2％和0.4～0.6％。

所述Fe-Mn-C預(yù)合金粉可以通過常規(guī)的制備方法，如水霧化法制備得到。

具體的，F(xiàn)e-Mn-C預(yù)合金粉和低鎳高錳奧氏體無磁鋼中的所述雜質(zhì)包括Si0.40～0.70wt％、P≤0.09wt％、S≤0.04wt％、Sn≤0.20wt％和Pb≤0.10wt％。