[发明专利]无磁注射成型材料G19、制备方法及其在适合穿戴设备制造方面的应用

说明书

本发明涉及一种粉末金属材料，特别涉及一种无磁注射成型材料G19、制备方法及其在适合穿戴设备制造方面的应用，属于粉末冶金及智能制造技术领域。一种无磁注射成型材料G19，其特征在于该材料各化学元素的质量百分比含量是：16.1 wt%Cr，5.5wt%Ni，0.8wt%Mn，5.0 wt%Cu，0.8 wt%Nb，0.02 wt%C，0.3 wt%Si，余量为Fe，以及不可避免的杂质元素。该材料烧结密度为7.82g/cm³，烧结氮含量6300~6500ppm，烧结态材料磁导率为1.01；固溶处理后材料磁导率1.00，为无磁状态；得到的G19材料硬度Hv190~230，中性盐雾试验耐腐蚀时间超过100小时。

本申请是分案申请，原申请的申请日2020-08-04、申请号2020107746704、发明创造名称为“一种注射成型材料G19、制备方法及其在适合穿戴设备制造方面的应用”。

技术领域

本发明涉及一种粉末金属材料，特别涉及一种无磁注射成型材料G19、制备方法及其在适合穿戴设备制造方面的应用，属于粉末冶金及智能制造技术领域。

背景技术

传统的金属穿戴设备一般用机械加工方法制造，价格昂贵。在当今信息社会，简洁而又形形色色的信息交互设备充斥人们的日常生活，目前需要便于加工且性能优良的穿戴设备适用材料。

穿戴设备采用注射成型方法生产，可以满足其大规模生产的需求。注射成型方法能实现的生产成本大约是传统机械加工方法的1/10～1/100。并且，针对复杂结构的3C零件，传统机械加工方法、CNC技术无法实现短时间的大规模生产，其中绝大部分复杂结构零件也无法用这些传统方法加工。

但是，当一些传统材料如904L、316L及氮化烧结传统17-4PH钢、氮化烧结材料PANACEA等，用注射成型粉末烧结来制成零件时，往往由于多种困难使得原有材料难以直接应用。

904L是一种超级奥氏体钢，典型的应用是劳力士手表壳。作为锻造材料，其致密性好，材料密度为8.0g/cm³，耐腐蚀性能好，烧结材料硬度在Hv180水平。但是，作为用烧结方法制作的全奥氏体钢材料，因为烧结零件表面及体积内空隙多而无法抛光。

316L是一个应用十分广泛的耐腐蚀不锈钢材料。316L粉末材料，可以烧结成致密性很高的烧结件。但高密度的烧结件，如烧结密度大于7.94g/cm³(316L理论密度为7.98g/cm³)，但总会带有一定磁性，如磁导率1.02～1.05，无磁材料无法用粉末液相烧结的办法将材料烧致密化。这种烧结弱磁性能用弱磁体(铁氧体)吸引能将零件吸起来，同时这种弱磁性对于当今的高频无线通信设备运行产生不可预估的信号干扰，特别是在5G、6G通信中，设备对材料对通信或运算信号的干扰将限制材料的应用。316L材料的另一个显著缺点是烧结低磁导率材料的硬度太低，一般在Hv：120～140范围，表面太软，不容易抛光，抛光制作及在用户使用过程中也容易划伤，影响穿戴设备的使用性能。所以，316L这种材料在穿戴设备零件的大规模生产及应用中受到极大的限制。

17-4PH，可以进行氮化烧结，但完全氮化、奥氏体化倾向或能力低一点，所以氮化烧结工艺控制相对复杂，烧结条件不到位往往使烧结材料体现出一定的磁性。氮化17-4ph材料的耐中性盐雾腐蚀能力也较低，一般不超过40小时。较低的耐腐蚀性能使得17-4PH氮化材料在穿戴设备上使用也很难突破。17-4PH氮化烧结时材料体积内还表现出多孔特性，抛光效果一般。

PANACEA也是一种氮化烧结钢，氮化烧结后体现无磁、无镍特性。其材料的最终硬度Hv在280～320，屈服600～750MPa，耐盐雾腐蚀性能优于氮化烧结17-4PH钢。但这种钢硬度过高，注射烧结零件有一些少量的CNC加工，十分困难。这种材料的烧结件体积内比氮化烧结17-4PH钢分布更多的气孔，表面抛光价值不大。所以这种钢也难以在现代穿戴设备上大规模应用。