[发明专利]高硬度和高防锈的不锈钢316L及其烧结工艺

说明书

本发明公开了高硬度和高防锈的不锈钢316L及其烧结工艺，不锈钢316L的化学元素成分包括C、Mn、P、S、Si、Cr、Ni、Mo、N、Fe；不锈钢316L的烧结工艺包括以下步骤：(1)将不锈钢316L粉末经MIM工艺制成MIM生坯；(2)将MIM生坯放置在含有气体的真空炉内经负压脱脂后得MIM脱脂坯；(3)将MIM脱脂坯放置在所述真空炉内进行真空烧结；(4)导入与第(2)步相同的气体提高真空炉内的压力，MIM脱脂坯致密化形成奥氏体结晶相；(5)对奥氏体结晶相进行奥氏体安定化烧结，得不锈钢316L烧结体；(6)将不锈钢316L烧结体冷却至室温，得不锈钢316L成品。本发明可保留全部不锈钢316L的高温奥氏体结构，冷却后获得不锈钢316L具有高硬度、高防锈的金属粉末注射成形制品。

技术领域

本发明涉及不锈钢的技术领域，尤其涉及高硬度和高防锈的不锈钢316L及其烧结工艺。

背景技术

不锈钢316L(SUS 316L)是日本牌号惯称的3系列不锈钢，在我国称其为GB022Cr17Ni12Mo2，其中022代表探含量低于0.03wt％以下，是一种工业上重要的耐腐蚀性材料，也是商业用途上用来装饰外观的高级金属，它的抗晶间腐蚀性效果很好，具有耐高温、易加工、高强度等优点，但它不能经过热处理的硬化，因此在硬度不高的状态下非常容易被刮伤导致其表面磨损。不锈钢316L成分中的镍和铬是造成此系列不锈钢的抗锈防蚀两大元素，尤其是镍的含量往往左右316L的耐锈蚀能力。

不锈钢316L具有超强的耐腐蚀性来源另外添加的钼(Mo)元素，钼使得不锈钢316L可以在更为苛酷的腐蚀条件下使用，而且具有加工硬化性优以及无磁性，2～3％的钼赋予了不锈钢316L耐点蚀能力更是出名的特点，钼容易分散在晶粒的边界阻挡氧化侵入晶体中。不锈钢316L在各种有机酸、无机酸、碱、盐类、海水中均有适宜的耐蚀性，在酸性介质中其耐蚀性远优于304和304L。

对于使用金属粉末注射成形的方式来制作不锈钢316L制品，有硬度过低和不好抛光的缺点，这是因为粉末冶金的烧结制程后不能够增加锻打或是二次机械强化，因此需使用另外的手段来改善粉末注射成形不锈钢316L的硬度和高防锈的特性。

发明内容

本发明的第一个目的是提供高硬度和高防锈的不锈钢316L。

本发明的第二个目的是提供高硬度和高防锈的不锈钢316L的烧结工艺。

为实现本发明的第一个目的，采用如下技术方案：

高硬度和高防锈的不锈钢316L，按质量分数百分比计，所述不锈钢316L包括以下化学元素成分：

碳C＜0.03％；锰Mn＜1％；磷P＜0.045％；硫S＜0.03％；硅Si＜1.5％；铬Cr：16～18％；镍Ni：14～15％；钼Mo：3～4％；氮N：0.1％；余量为铁Fe。

优选的，按质量分数百分比计，所述不锈钢316L包括以下化学元素成分：

碳C＜0.03％；锰Mn＜1％；磷P＜0.045％；硫S＜0.03％；硅Si＜1.5％；铬Cr：17％；镍Ni：14.5％；钼Mo：3.5％；氮N：0.1％；余量为铁Fe。

在本发明中，镍和氮作为奥氏体安定元素有助于得到更多的奥氏体结构的不锈钢316L，可以提高不锈钢316L的硬度和高抛旋旋光性，此外，提高镍的含量减少在烧结工艺中镍在高温烧结过程中的汽化损失，同时，提高镍的含量可以增强不锈钢316L的耐腐蚀能力即防锈能力。

在本发明中，化学元素“N”成分在不锈钢316L中以氮化铬和氮化铁的形式存在，氮N与铬Cr反应生成氮化铬CrN，氮N与铁Fe反应生成氮化铁Fe₆N₂。

为实现本发明的第二个目的，采用如下技术方案：

高硬度和高防锈的不锈钢316L的烧结工艺，所述烧结工艺包括以下步骤：