[发明专利]一种金属注射成形不锈钢高抛光材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于新材料技术领域，具体公开了一种金属注射成形不锈钢高抛光材料及其制备方法与应用。所述方法具体步骤如下：将金属粉末与硼(B)粉与粘接剂混炼均匀；然后通过金属注射形成生胚；经过催化脱脂后依次在氮气、真空、及氩气环境中进行烧结，然后冷却得到高抛光材料。本发明通过调整烧结工艺和控制烧结气氛，来实现注射成形零件表层烧结致密，抛光过程中把表面粗糙的地方抛去露出烧结致密层，因此抛光出来的平面呈镜面。同时添加少量B元素，使得颗粒间局部形成低熔点液相，促进了颗粒重排，消除了颗粒之间的孔隙，实现颗粒间的润湿性达到表层烧结的致密化。促进碳氧还原在烧结件表面形成致密层来提高金属注射成形产品的抛光性能。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，特别涉及一种金属注射成形不锈钢高抛光材料及其制备方法与应用。

背景技术

金属注射成形(Metal Injection Molding，简称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术，首先是选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料，经制粒后在注射成形，获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。这种制造技术适合于大批量生产结构复杂的精细金属零部件，被誉为国际“最热门的金属零部件成形技术之一”。如图所示由于是通过粉末颗粒烧结而成，在烧结过程中随着温度的升高，粉末颗粒的接触面之间通过扩散形成冶金结合，形成烧结颈，随着温度的升高，烧结颈不断长大，最后球化形成孔隙。所以金属注射成形材料烧结完成之后，内部的一般残留1-2％的孔隙。金属注射成形产品在烧结炉内烧结时表面不可避免的会沉积烧结过程中的金属氧化物，造成表面粗糙，对于外观要求比较高的产品，一般需要抛光，当使用金属注射成形材料进行抛光时，一般抛光需要去掉表面50-60微米，会露出内部孔隙会造成漫反射，导致抛光面发蒙，抛光效果不佳。因此同种材料由于注射成形件内部存在孔隙，因此只抛光性能相比板材要差，因此在许多要求镜面抛光的场合，金属注射成形零件由于抛光性能效果不佳而应用受到限制。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种金属注射成形不锈钢高抛光材料的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述方法制备得到的金属注射成形不锈钢高抛光材料。

本发明再一目的在于提供所得金属注射成形不锈钢高抛光材料在复杂高光零件中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种金属注射成形不锈钢高抛光材料的制备方法，具体步骤如下：

将金属粉末、硼(B)粉与粘接剂混炼均匀；然后通过金属注射形成生胚；经过催化脱脂后依次在氮气、真空、及氩气环境中进行烧结，然后冷却得到高抛光材料。

所述金属粉末为316L不锈钢金属粉末、304L不锈钢、17-4PH不锈钢中的至少一种；

所述粘接剂为聚甲醛、聚丙烯、硬脂酸和聚乙烯中的至少一种；

所述金属粉末与粘接剂的质量比为9:1～4:1。

所述混炼均的温度为160～210℃，更优选为190℃。

所述B粉的用量满足所得高抛光材料中B的质量百分数为0.1％～2％；优选为0.5％～1％。

所述生胚经催化脱脂后依次在氮气、真空、及氩气环境中进行烧结，然后冷却的工艺分为十四个阶段：其中第一到第六段为氮气热脱脂阶段；第七段到第九段为真空内烧阶段；第十到第十二段为氩气分压烧结阶段；第十三到第十四阶段为冷却阶段。