[发明专利]一种高氮无镍不锈钢烧结工艺

说明书

本发明公开了一种高氮无镍不锈钢烧结工艺，包括有以下步骤：步骤一，制备高氮无镍不锈钢喂料：将高氮无镍不锈钢粉末与粘结剂按8:1的比例混合，混炼均匀，再将所得混合物放入喂料破碎机，制得大小均匀的颗粒状喂料；步骤二，注射成型；步骤三，脱脂；步骤四，烧结渗氮；步骤五，氩气烧结；步骤六，二次烧结渗氮；步骤七，对产品固溶处理，去除产品中氮化铬析出物。本发明通过对烧结不良品进行Ar还原后，再二次烧结渗氮，将其烧结合格，这大大降低了报废率，从而降低成本，且可大规模生产。

技术领域

本发明涉及不锈钢技术领域，尤其涉及一种高氮无镍不锈钢烧结工艺。

背景技术

奥氏体不锈钢由于具有较强的耐腐蚀性、高延展性、无磁性等优势，是最重要是工程材料之一，如316L，AISI等，广泛应用于工业中。镍元素是能稳定奥氏体组织的元素之一，因此，传统不锈钢中含有大量镍。由于镍元素存在生物兼容性差、成本高等问题，其在消费电子和生物医疗领域的应用受到限制。近年来，氮被引入到奥氏体不锈钢中来替代镍，高氮无镍不锈钢由此诞生。氮在奥氏体中的固溶度要远高于在液态铁中的溶解度，因此，粉末冶金生产高氮无镍不锈钢具有不可替代的优势。

粉末注射成型-烧结渗氮工艺是生产高氮无镍不锈钢新兴工艺，已经开始应用于工业中。虽然高氮无镍不锈钢较传统奥氏体不锈钢存在诸多优势，如生物兼容性良好、耐腐蚀性好、可获得更高的强度和硬度、能更好的稳定奥氏体组织等。但现有高氮不锈钢烧结工艺存在行业难点，其主要原因是烧结不稳定，且烧结尺寸波动大，不具量产性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种高氮无镍不锈钢烧结工艺，该高氮无镍不锈钢烧结工艺通过对烧结不良品进行Ar还原后，再二次烧结渗氮，将其烧结合格，这大大降低了报废率，从而降低成本，且可大规模生产。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种高氮无镍不锈钢烧结工艺，包括有以下步骤：

步骤一，制备高氮无镍不锈钢喂料：将高氮无镍不锈钢粉末与粘结剂按8:1的比例混合，混炼均匀，再将所得混合物放入喂料破碎机，制得大小均匀的颗粒状喂料；

步骤二，注射成型：将步骤一所得喂料在注射成型机中成型，制得预期结构的注射坯；

步骤三，脱脂：将步骤二所得注射坯放于专用陶瓷治具上，用专用脱脂炉脱脂，得到脱脂件；

步骤四，烧结渗氮：将步骤三所制脱脂件放入烧结炉中进行渗氮烧结，制得高氮无镍不锈钢烧结件，具体步骤如下：

a.负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到850℃；

b.真空内烧：将烧结炉抽真空，炉温保持850℃，保温60min；

c.分压烧结一：通入氮气，增加分压烧结压力，将炉温上升到1050℃，保温60min；

d.分压烧结二：通入氮气，将炉温上升到1240℃，保温210min；再将炉温下降到900℃；

e.强制冷却：通入氮气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃；

步骤五，氩气烧结：将步骤四中烧结件尺寸不良品放入步骤四所述烧结炉中进行氩气烧结，制得致密烧结件，具体步骤如下：

f.真空内烧：将烧结炉抽真空，炉温保持1050℃，保温210min；

g.分压烧结：通入氩气，增加分压烧结压力，将炉温上升到1240℃，保温210min；再将炉温下降到1050℃；

h.强制冷却：通入氮气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃；

步骤六，二次烧结渗氮：将步骤五中所制致密烧结件放入步骤四所述烧结炉进行二次渗氮烧结，制得尺寸稳定的高氮无镍不锈钢产品，具体步骤如下：