[发明专利]一种适用于MIM注射成型不锈钢粉末、制备方法及高抛光件

说明书

本发明公开的是一种适用于MIM注射成型不锈钢粉末、制备方法及高抛光件，所述不锈钢粉末尤指高抛光316L不锈钢粉末。本发明的适用于MIM注射成型高抛光316L不锈钢粉末采用水气联合雾化方式制备，该方法包括合金元素中频感应熔炼、水气联合雾化、真空干燥、粉体分级及筛分、合批处理等工艺过程。所制备合金粉末具有合金成分、组织结构均匀，粉末粒度细且分布合理，球形度好，杂质含量低等优点，可作为MIM注射成型高抛光件的原材料得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及金属粉末材料制备技术领域，具体是指一种适用于MIM注射成型不锈钢粉末、制备方法及高抛光件，所述不锈钢粉末尤指高抛光316L不锈钢粉末。

背景技术

金属注射成形(MIM)是传统粉末冶金工艺与现有塑料注射成型技术相结合而产生的一种新型技术。其不仅具有粉末冶金制品的材料利用率高的特点，同时还具有注射成型的生产效率高、制品组织结构均匀、接近净成形、尺寸精度高的优势。这种工艺满足了当今技术小型化、集成化、功能化、薄形化等发展趋势，因而近年来得到了广泛的研究和飞速的发展。现已广泛应用于高比重、硬质合金、不锈钢、低合金钢、磁性材料等多种材料体系，其产品也已在计算机、机械自动化、汽车船舶、医疗器械等多个行业领域得到广泛应用。

不锈钢作为一种高合金含量的特殊钢种，具有良好的抗腐蚀性能、抗氧化性能以及强度高、韧性好等诸多优异性能，应用领域极其广泛。随着粉末冶金相关工艺的发展，对不锈钢制品也提出了越来越高的要求，其中以对MIM注射成型316L抛光特性尤为关注。

MIM注射成型工艺主要由粉末及粘结剂密炼、造粒、注射成型、脱脂及烧结等工序所组成，每一道工序都将影响MIM产品最终性能。其中，以粉末的特性尤为重要，粉末选用不当不仅影响最终产品的性能，而且还影响整个工艺的顺利进行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于MIM注射成型高抛光316L不锈钢粉末，满足市场对316L制品提出优良的抛光性能要求。

为了解决上述问题，本发明通过优化合金成分、并结合水气联合雾化制粉的方式制备了一种适用于MIM注射成型高抛光316L不锈钢粉末。

就MIM注射成型工艺而言，其所使用粉末的化学成分、粒径、粉末形貌及氧、碳含量等参数至关重要。粉末化学组成决定了MIM制件力学性能。硼在铬镍奥氏体不锈钢中有着特殊的用途，不锈钢中添加微量的硼可以提高高铬不锈钢耐腐蚀性能，并显著改善奥氏体不锈钢的热态塑型。少量的硼由于形成了低熔点的Fe-B共晶体(Fe-B共晶点温度为1149℃，316L烧结温度为1350℃)，形成奥氏体-硼化物的两相组织，合金烧结过程中熔点降低，微熔池的形成可以进一步提高合金烧结致密度。

对于不锈钢，敞口冶炼过程中钢水与大气接触，氧在钢水中溶解度增大致使Cr、Mo、Si等活泼元素烧损增大，钢水中适量补充碳可降低冶炼和出钢期间氧在钢水中的溶解量，减少活泼元素的烧损，提高钢水品质。而在雾化过程中，金属熔体与雾化水介质在高温下反应导致金属氧化，粉末中的氧会在粉末颗粒表面形成稳定的Cr₂O₃、SiO₂薄膜层阻碍颗粒间原子扩散，从而影响烧结致密化和制品力学性能。粉末中少量碳的存在可在烧结过程中脱除物料中的氧，同时还原粉末表面Cr₂O₃、SiO₂等阻碍颗粒间原子扩散的氧化物，粉末活性增加，颗粒间接触点或面通过形核、结晶等过程形成烧结颈并长大，制品烧结更为致密，抛光性能大幅改善。

本发明为制备此金属粉末，提供了一种适用于MIM注射成型高抛光316L不锈钢粉末的制备方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：