[發明專利]一種低成本高強度耐熱耐蝕不銹鋼材料及應用其生產的精密零件的制備方法

有效

• 申請號: 202111679910.3
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114438408B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 張懷龍
• 申請（專利權）人: 嘉興精科科技有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/34;C22C38/42;C22C38/44;C23C8/38;B22F1/065;B22F3/10;B22F3/22;B22F3/24
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1.一種低成本高強度耐熱耐蝕不銹鋼精密零件，其特征在于：不銹鋼精密零件是由以下質量百分比的合金元素構成：0-0.03%的C、1.0-2.0%的Si、0.4-0.6%的Mn、13-15%的Cr、6-8%的Ni、0.5-1.5%的Cu、0.5-1.5%的Mo、0-0.30%的 O、余量為Fe；所述不銹鋼精密零件是由球形合金粉制備而成；所述球形合金粉是通過氣霧化方法制備而成；所述球形合金粉D50為7-13微米；所述球形合金粉D90≤23.0微米；所述球形合金粉的振實密度大于4.50g/cm³；所述低成本高強度耐熱耐蝕不銹鋼精密零件的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，采用氣霧化方法制備球形合金粉；

步驟二，注射成形，步驟一中的球形合金粉與粘合劑按質量比（80-90）：（10-20），均勻混合制得喂料；將所得喂料通過注塑機注入模具，冷卻成形，獲得毛坯；

步驟三，脫脂，步驟二中的毛坯置于酸性氣氛中，于120℃-140℃的溫度下，進行2-8小時脫脂處理，后升溫至580-620℃并保溫150-180min進行熱脫脂；

步驟四，燒結固溶，燒結溫度1200-1300℃，保溫120-240min，進行燒結致密化，燒結完成后在降溫段工藝為1000-1100℃開始強制冷卻，冷卻氣氛采用氮氣，爐內氣體壓力60-120kPa，經60-240min冷卻至100℃以下，得半成品；

步驟五，后處理，對燒結后半成品進行整形精校或機加工，滿足尺寸要求；

步驟六，對步驟五中完成后處理的半成品同時進行時效熱處理和離子滲氮處理，得到低成本高強度耐熱耐蝕不銹鋼精密零件；

所述步驟六的具體操作為，對步驟五中的半成品進行離子滲氮結合時效處理，時效溫度400-550℃，保溫時間6-12h，采用氮氫混合氣體進行時效熱處理結合離子滲氮處理，氮氫混合氣體中氫氣和氮氣的體積比為（1-6）:50，可得到基體硬度37-45HRC，屈服強度1300-1700MPa，延伸率3-8%，表面硬度1000-1350HV，硬化層深度30-80微米的成品。

2.一種如權利要求1中所述的低成本高強度耐熱耐蝕不銹鋼精密零件的制備方法，其特征在于：步驟二中所述的粘合劑是由以下重量份的原料制備而成：80-90份的聚甲醛、5-10的骨架劑、3-5份的相容劑EVA、1-3份的潤滑劑、1-3份的分散劑硬脂酸；所述骨架劑為聚烯烴、PP、HDPE、 PS中的一種；所述潤滑劑為PETS、EBS中的一種。

3.根據權利要求2所述的一種低成本高強度耐熱耐蝕不銹鋼精密零件的制備方法，其特征在于：所述步驟六的具體操作為，對步驟五中的半成品進行離子滲氮結合時效處理，時效溫度430℃，保溫時間8-12h，采用氮氫混合氣體進行時效熱處理結合離子滲氮處理，氮氫混合氣體中氫氣和氮氣的體積比為（4-5）:（45-46），可得到基體硬度43-45HRC，屈服強度≥1550MPa，延伸率≥3%，表面硬度1000-1300HV，硬化層深度30-80微米的成品不銹鋼精密零件。

4.根據權利要求2所述的一種低成本高強度耐熱耐蝕不銹鋼精密零件的制備方法，其特征在于：所述步驟六的具體操作為，對步驟五中的半成品進行離子滲氮結合時效處理，時效溫度480℃，保溫時間8-12h，采用氮氫混合氣體進行時效熱處理結合離子滲氮處理，氮氫混合氣體中氫氣和氮氣的體積比為（4-5）:（45-46），可得到基體硬度40-43HRC，屈服強度≥1450MPa，延伸率≥5%，表面硬度1100-1200HV，硬化層深度30-80微米的成品不銹鋼精密零件。

5.根據權利要求2述的一種低成本高強度耐熱耐蝕不銹鋼精密零件的制備方法，其特征在于：所述步驟六的具體操作為，對步驟五中的半成品進行離子滲氮結合時效處理，時效溫度520℃，保溫時間8-12h，采用氮氫混合氣體進行時效熱處理結合離子滲氮處理，氮氫混合氣體中氫氣和氮氣的體積比為（4-5）:（45-46），可得到基體硬度37-40HRC，屈服強度≥1300MPa，延伸率≥7%，表面硬度1000-1100HV，硬化層深度30-80微米的成品不銹鋼精密零件。