[发明专利]一种高性能粉末冶金不锈钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种高性能粉末冶金不锈钢及其制备方法。 

背景技术

不锈钢是一种耐腐蚀介质腐蚀的钢，能够抗氧化，具有较高的强度、韧性、抗冲击性等力学性能和无磁性、淬硬性等特点，因而在汽车、水利、环保和建筑等工业部门及日常生活中得到了广泛应用，为近代工业的发展和科技进步奠定了重要物质技术基础。不锈钢一般采用熔炼法生产，但由其制造的零件切削加工困难、尺寸精度差、表面粗糙，且形状上受一定限制，易产生元素偏析，有缩孔、砂眼等缺点。在20世纪70年代，人们开始采用雾化法制取不锈钢预合金粉末，进而利用粉末冶金技术制备出高性能的不锈钢。粉末冶金不锈钢具有良好的力学、物理和化学性能，与传统熔炼技术生产的不锈钢相比，因具有烧结温度低、接近净成型、尺寸精度高、材料利用率高、组织结构均匀等优点，使其在生产应用中具有较大优势，已广泛应用于机械、化工、船舶、汽车、仪器仪表等行业。 

但同时由于粉末冶金不锈钢内部存在孔隙，其力学性能和耐腐蚀性都不及致密不锈钢，从而较大地限制了其应用。下表列出了典型粉末冶金不锈钢的化学成分，其中化学成分为重量百分比： 

下表列出了典型粉末冶金不锈钢的物理和力学性能，其中L代表较低，M代表中等，H代表较高：

下表列出了典型粉末冶金不锈钢的耐腐蚀性能，其中耐蚀性是粉末冶金不锈钢在水中浸泡24h的生锈情况表示的：

。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高性能粉末冶金不锈钢及其制备方法，能得到具有极佳的耐腐蚀性、抗氧化性、较佳的综合力学性能的高性能粉末冶金不锈钢。 

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高性能粉末冶金不锈钢，以重量百分比计的组成成分为：316L奥氏体不锈钢 92.5-97.0%、FeB 0.5-1.5%、FeMo60 1-3%、TiC 1-3%。 

在本发明一个较佳实施例中，所述的高性能粉末冶金不锈钢以重量百分比计的组成成分为：316L奥氏体不锈钢 95.5%、FeB 1%、FeMo60 2%、TiC 1.5%。 

在本发明一个较佳实施例中，所述FeMo60中Mo的重量百分比为59-61%。 

在本发明一个较佳实施例中，所述高性能粉末冶金不锈钢的制备方法包括步骤为：将原料316L奥氏体不锈钢、FeB、FeMo60和TiC进行混料、球磨、压制成型、脱脂、真空烧结，得到高性能粉末冶金不锈钢。 

在本发明一个较佳实施例中，所述混料和球磨在球磨机中进行，所述球磨机的转速为160-200 rpm，所述球磨时间为3-6小时。 

在本发明一个较佳实施例中，所述原料还包括硬脂酸锌，所述硬脂酸锌和所述316L奥氏体不锈钢、FeB、FeMo60、TiC总质量的质量比为0.6:100。 

在本发明一个较佳实施例中，所述压制的压力为600-750MPa。 

在本发明一个较佳实施例中，所述脱脂的过程是在真空度高于10Pa的真空炉中进行的，升温过程为在室温到400℃之间的升温速度为0.7-1.0℃/min，在400℃-550℃之间的升温速度为1.5-2.0℃/min，在550℃下保温60-80min。 

在本发明一个较佳实施例中，所述真空烧结的过程是在真空度高于0.1Pa的真空烧结炉中进行的，升温过程为在室温到1120℃之间的升温速度为10℃/min，在1120℃下保温60min，在1120℃到终烧温度的升温速率为5℃/min，在所述终烧温度下保温50-80min，所述终烧温度为1230-1270℃，所述真空烧结后的降温过程中的降温速度大于5℃/min。 

在本发明一个较佳实施例中，所述终烧温度为1250℃，在1250℃下保温时间为60min。 

本发明的有益效果是：本发明的高性能粉末冶金不锈钢及其制备方法，加入烧结助剂和强化相，使致密度得到极大的提高，在保持其优良的耐腐蚀性的同时，力学性能得到明显的改善，可以用于制造承受一定负荷及对耐腐蚀性和抗氧化性有较高要求的设备或部件，在机械、化工、石油、海洋、轻工等多种领域都具有广泛的应用前景。 

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。