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一種無磁174PH不銹鋼零件的MIM制造工藝.pdf

摘要
申請專利號:

CN201511004636.4

申請日:

2015.12.28

公開號:

CN105537595A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):B22F 3/22申請公布日:20160504|||實質審查的生效IPC(主分類):B22F 3/22申請日:20151228|||公開
IPC分類號: B22F3/22; B22F3/10; B22F3/24 主分類號: B22F3/22
申請人: 上海富馳高科技有限公司
發明人: 段滿堂
地址: 200940 上海市寶山區逸仙路4318號A區2樓
優先權:
專利代理機構: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227 代理人: 吳澤群
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201511004636.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.12.07|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種無磁17-4PH不銹鋼零件的MIM制造工藝,其通過將17-4PH不銹鋼粉末與粘結劑置于捏合機中混合;冷卻到室溫后用破碎機破碎,破碎的料在注射機中于擠出制粒;再講制備的喂料在注射成形機內加工成坯件;然后放在催化脫脂爐中催化脫脂脫除注射坯中的聚甲醛;催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結;燒結好的零件在保護氣保護的連續爐中固溶處理或真空爐中固溶處理。本發明采用MIM工藝用17-4PH粉末通過氮氣燒結,然后固溶處理獲得致密性、耐蝕性好、拉伸強度和屈服高,無磁性的MIM金屬零件。

權利要求書

1.一種無磁17-4PH不銹鋼零件的MIM制造工藝,其特征在于:
其步驟如下:
(1)、將直徑為7-10微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為
8-11%的粘結劑置于捏合機中,在175-195℃的溫度范圍混合30-120
分鐘;
(2)、將步驟(1)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機破碎,
破碎的料在注射機中于160-190℃擠出制粒,便于注射成形使用;
(3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機內,
以160-210℃,注射壓力60-140Mpa,模溫70-150℃條件下,加工成
坯件;
(4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中110-140℃催
化脫脂1-4小時,脫除注射坯中的聚甲醛;
(5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結,
燒結工藝為:從室溫以1-5℃/min的升溫速度加熱到600-800℃,保
溫30-120分鐘;從600-800℃以3-8℃/min的升溫速度加熱到
1260-1360℃,保溫60-180分鐘,過程中控制爐內壓力45-100KPa,
燒結結束后的冷卻仍然保持壓力;
(6)將步驟(5)中燒結好的零件在保護氣體中保護的連續爐中
1130-1160℃固溶處理或真空爐中1130-1160℃固溶處理。
2.根據權利要求1所述的一種無磁17-4PH不銹鋼零件的MIM
制造工藝,其特征在于:步驟(5)中的燒結工藝中用氨分解氣、氮
氣和氬氣中的一種進行負壓保護脫脂、預燒。
3.一種無磁17-4PH不銹鋼零件的MIM制造工藝,其特征在于:
所述的粘結劑為聚甲醛塑基粘結劑,是由以下按照重量百分比計的原
料組成:聚甲醛80-89.5%、高密度聚苯乙烯4-10%、相容劑EVA
1-2.5%、石蠟5-11%、抗氧劑0.5-1%。

說明書

一種無磁17-4PH不銹鋼零件的MIM制造工藝

技術領域

本發明公開了一種MIM制造工藝,具體為一種無磁17-4PH不銹
鋼零件的MIM制造工藝。屬于金屬注射成型技術領域。

背景技術

金屬注射成形(MetalinjectionMolding,MIM)是一種將金屬粉
末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選
粉末與粘結劑進行混合,然后將混合料進行制粒再注射成形所需要的
形狀。聚合物將其粘性流動的特征賦予混合料,而有助于成形、模腔
填充和粉末裝填的均勻性。成形以后排除粘結劑,再對脫脂坯進行燒
結。有的燒結產品還可能要進行進一步致密化處理、熱處理或機加工。
燒結產品不僅具有與塑料注射成形法所得制品一樣的復雜形狀和高
精度,而且具有與鍛件接近的物理、化學與機械性能。

17-4PH沉淀硬化不銹鋼、316L不銹鋼及304L不銹鋼是金屬粉末
注射成型(簡稱MIM)常用的幾類不銹鋼材料,17-4PH沉淀硬化不
銹鋼強度硬度高,耐蝕性好,有磁性,一般用作對磁性沒要求的結構
件;316L和304L不銹鋼的耐蝕性好,沒有磁性,但強度和硬度比
17-4PH低,尤其是屈服強度很低;滿足拉伸強度、屈服強度高,耐
蝕性好,沒磁性的材料一般為高氮不銹鋼,也有用17-4PH和316L固
溶氮的方法改善材料性能,但密度低、耐蝕及強度等性能差。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種無磁17-4PH不銹鋼零件的MIM制
造工藝,以解決現有技術的上述問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。

一種無磁17-4PH不銹鋼零件的MIM制造工藝,其步驟如下:

(1)、將直徑為7-10微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為
8-11%的粘結劑置于捏合機中,在175-195℃的溫度范圍混合30-120
分鐘;

(2)、將步驟(1)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機破碎,
破碎的料在注射機中于160-190℃擠出制粒,便于注射成形使用;

(3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機內,
以160-210℃,注射壓力60-140Mpa,模溫70-150℃條件下,加工成
坯件;

(4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中110-140℃催
化脫脂1-4小時,脫除注射坯中的聚甲醛;

(5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結,
燒結工藝為:從室溫以1-5℃/min的升溫速度加熱到600-800℃,保
溫30-120分鐘;從600-800℃以3-8℃/min的升溫速度加熱到
1260-1360℃,保溫60-180分鐘,過程中控制爐內保護氣壓力
45-100KPa,燒結結束后的冷卻仍然保持保護氣的壓力。

(6)將步驟(5)中燒結好的零件在保護氣保護的連續爐中
1130-1160℃固溶處理或真空爐中1130-1160℃固溶處理。

步驟(5)中的燒結工藝中所用的保護氣用氨分解氣、氮氣和氬
氣中的一種進行負壓保護脫脂、預燒。

所述的粘結劑為聚甲醛塑基粘結劑,是由以下按照重量百分比計
的原料組成:聚甲醛80-89.5%、高密度聚苯乙烯4-10%、相容劑EVA
1-2.5%、石蠟5-11%、抗氧劑0.5-1%。

本發明采用MIM工藝用17-4PH粉末通過氮氣燒結,然后固溶處
理獲得致密性、耐蝕性好、拉伸強度和屈服高,無磁性的MIM金屬
零件。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步闡述本發明的技術特點。

實施例1:制造無磁17-4PH不銹鋼注射粉末:

(1)、將直徑為7微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為8%
的粘結劑置于捏合機中,在175℃的溫度范圍混合40分鐘;

(2)、將步驟(1)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機破碎,
破碎的料在注射機中于160℃擠出制粒,便于注射成形使用;

(3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機內,
以160℃,注射壓力60Mpa,模溫70℃條件下,加工成坯件;

(4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中110℃催化脫
脂2小時,脫除注射坯中的聚甲醛;

(5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結,
燒結工藝為:從室溫以2℃/min的升溫速度加熱到600℃,保溫120
分鐘;從600℃以5℃/min的升溫速度加熱到1360℃,保溫60分鐘,
過程中控制爐內氮氣壓力50KPa,燒結結束后的冷卻仍然保持氮氣的
壓力;燒結工藝中用氮氣進行負壓保護脫脂、預燒。

(6)將步驟(5)中燒結好的零件在氮氣保護的連續爐中1130℃
固溶處理或真空爐中1160℃固溶處理。

實施例2

(1)、將直徑為9微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為11%
的粘結劑置于捏合機中,在195℃的溫度范圍混合120分鐘;

(2)、將步驟(1)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機破碎,
破碎的料在注射機中于180℃擠出制粒,便于注射成形使用;

(3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機內,
以180℃,注射壓力100Mpa,模溫100℃條件下,加工成坯件;

(4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中110℃催化脫
脂4小時,脫除注射坯中的聚甲醛;

(5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結,
燒結工藝為:從室溫以2℃/min的升溫速度加熱到700℃,保溫80
分鐘;從800℃以3-8℃/min的升溫速度加熱到1360℃,保溫60分
鐘,過程中控制爐內氮氣壓力100KPa,燒結結束后的冷卻仍然保持
氮氣的壓力;燒結工藝中用氨分解氣進行負壓保護脫脂、預燒。

(6)將步驟(5)中燒結好的零件在氨分解氣保護的連續爐中
1160℃固溶處理或真空爐中1160℃固溶處理。

實施例3

(1)、將直徑為10微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為
11%的粘結劑置于捏合機中,在195℃的溫度范圍混合120分鐘;

(2)、將步驟(1)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機破碎,
破碎的料在注射機中于190℃擠出制粒,便于注射成形使用;

(3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機內,
以210℃,注射壓力140Mpa,模溫150℃條件下,加工成坯件;

(4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中140℃催化脫
脂4小時,脫除注射坯中的聚甲醛;

(5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結,
燒結工藝為:從室溫以5℃/min的升溫速度加熱到800℃,保溫50
分鐘;從800℃以3℃/min的升溫速度加熱到1360℃,保溫80分鐘,
過程中控制爐內氨分解氣氣壓力100KPa,燒結結束后的冷卻仍然保
持氨分解氣的壓力。

(6)將步驟(5)中燒結好的零件在氨分解氣保護的連續爐中
1150℃固溶處理或真空爐中1150℃固溶處理。

實施例4

采用本發明生產的旋轉攝像頭殼,密度7.6g/cm3以上,燒結尺
寸精度高,產品強度高、耐蝕性好、磁導率低,完全滿足客戶的要求。
本發明材料的性能為密度大于7.6g/cm3,拉伸強度大于700MPa,屈
服強度大于390MPa,延伸率大于30%,磁導率小于1.03,35℃中性
鹽霧試驗大于48小時,克服了17-4PH材料常規工藝有磁性的缺點,
同時與316L材料相比拉伸強度增加50%以上,屈服強度增加1倍以
上;與HK30的性能相當,但材料價格便宜,燒結的穩定性和尺寸精
度高。

實施例5

采用本發明生產的手機無磁卡托,密度7.6g/cm3以上,燒結尺
寸精度高,產品強度高、耐蝕性好、產品無磁性,完全滿足客戶的要
求。本發明材料的性能為密度大于7.6g/cm3,拉伸強度大于700MPa,
屈服強度大于390MPa,延伸率大于30%,磁導率小于1.03,35℃中
性鹽霧試驗大于48小時,克服了316L材料加工的卡托強度低而
17-4PH材料常規工藝有磁性的缺點,滿足了客戶要求卡托無磁、耐
蝕和強度高的要求,同時材料價格便宜,燒結的穩定性和尺寸精度高。

實施例6

采用本發明生產的旋轉攝像頭后蓋,密度7.6g/cm3以上,延伸
率高、強度好,拋光無孔洞、砂眼,克服了316L強度低易變形和17-4PH
延伸率低不便整形的缺點,很好的滿足了客戶的使用要求。

關 鍵 詞:
一種 174 PH 不銹鋼 零件 MIM 制造 工藝
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