一種無(wú)磁17-4ph不銹鋼零件的mim制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明公開(kāi)了一種MM制造工藝，具體為一種無(wú)磁17-4PH不銹鋼零件的M頂制造工藝。屬于金屬注射成型技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬注射成形(Metal inject1n Molding，MIM)是一種將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結(jié)劑進(jìn)行混合，然后將混合料進(jìn)行制粒再注射成形所需要的形狀。聚合物將其粘性流動(dòng)的特征賦予混合料，而有助于成形、模腔填充和粉末裝填的均勻性。成形以后排除粘結(jié)劑，再對(duì)脫脂坯進(jìn)行燒結(jié)。有的燒結(jié)產(chǎn)品還可能要進(jìn)行進(jìn)一步致密化處理、熱處理或機(jī)加工。燒結(jié)產(chǎn)品不僅具有與塑料注射成形法所得制品一樣的復(fù)雜形狀和高精度，而且具有與鍛件接近的物理、化學(xué)與機(jī)械性能。
[0003]17-4PH沉淀硬化不銹鋼、316L不銹鋼及304L不銹鋼是金屬粉末注射成型(簡(jiǎn)稱(chēng)M頂)常用的幾類(lèi)不銹鋼材料，17-4PH沉淀硬化不銹鋼強(qiáng)度硬度高，耐蝕性好，有磁性，一般用作對(duì)磁性沒(méi)要求的結(jié)構(gòu)件；316L和304L不銹鋼的耐蝕性好，沒(méi)有磁性，但強(qiáng)度和硬度比17-4PH低，尤其是屈服強(qiáng)度很低;滿足拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度高，耐蝕性好，沒(méi)磁性的材料一般為高氮不銹鋼，也有用17-4PH和316L固溶氮的方法改善材料性能，但密度低、耐蝕及強(qiáng)度等性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了提供一種無(wú)磁17-4PH不銹鋼零件的MM制造工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0006]—種無(wú)磁17-4PH不銹鋼零件的MBl制造工藝，其步驟如下:
[0007](I)、將直徑為7-10微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為8_11 %的粘結(jié)劑置于捏合機(jī)中，在175-195°C的溫度范圍混合30-120分鐘；
[0008](2)、將步驟(I)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機(jī)破碎，破碎的料在注射機(jī)中于160-190°C擠出制粒，便于注射成形使用；
[0009](3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機(jī)內(nèi)，以160-210°C，注射壓力60-140Mpa，模溫70-150°C條件下，加工成坯件；
[0010](4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中110-140°C催化脫脂1-4小時(shí)，脫除注射坯中的聚甲醛；
[0011](5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結(jié)，燒結(jié)工藝為:從室溫以l-5°C/min的升溫速度加熱到600-800°C，保溫30-120分鐘；從600-800°C以3-8°C/min的升溫速度加熱到1260-1360°C，保溫60-180分鐘，過(guò)程中控制爐內(nèi)保護(hù)氣壓力45-100KPa，燒結(jié)結(jié)束后的冷卻仍然保持保護(hù)氣的壓力。
[0012](6)將步驟(5)中燒結(jié)好的零件在保護(hù)氣保護(hù)的連續(xù)爐中1130-1160°C固溶處理或真空爐中1130-1160°C固溶處理。
[0013]步驟(5)中的燒結(jié)工藝中所用的保護(hù)氣用氨分解氣、氮?dú)夂蜌鍤庵械囊环N進(jìn)行負(fù)壓保護(hù)脫脂、預(yù)燒。
[0014]所述的粘結(jié)劑為聚甲醛塑基粘結(jié)劑，是由以下按照重量百分比計(jì)的原料組成:聚甲醛80-89.5%、高密度聚苯乙烯4-10%、相容劑EVA1-2.5%、石蠟5-11 %、抗氧劑0.5_1 %。
[0015]本發(fā)明采用MM工藝用17-4PH粉末通過(guò)氮?dú)鉄Y(jié)，然后固溶處理獲得致密性、耐蝕性好、拉伸強(qiáng)度和屈服高，無(wú)磁性的MIM金屬零件。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。
[0017]實(shí)施例1:制造無(wú)磁17-4PH不銹鋼注射粉末:
[0018](I )、將直徑為7微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為8%的粘結(jié)劑置于捏合機(jī)中，在175°C的溫度范圍混合40分鐘；
[0019](2)、將步驟(I)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機(jī)破碎，破碎的料在注射機(jī)中于160°C擠出制粒，便于注射成形使用；
[0020](3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機(jī)內(nèi)，以160°C，注射壓力60Mpa，模溫70°C條件下，加工成坯件；
[0021](4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中110°C催化脫脂2小時(shí)，脫除注射坯中的聚甲醛；
[0022](5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結(jié)，燒結(jié)工藝為:從室溫以2°C/min的升溫速度加熱到600°C，保溫120分鐘；從600°C以5°C/min的升溫速度加熱到1360°C，保溫60分鐘，過(guò)程中控制爐內(nèi)氮?dú)鈮毫?0KPa，燒結(jié)結(jié)束后的冷卻仍然保持氮?dú)獾膲毫?燒結(jié)工藝中用氮?dú)膺M(jìn)行負(fù)壓保護(hù)脫脂、預(yù)燒。
[0023](6)將步驟(5)中燒結(jié)好的零件在氮?dú)獗Ｗo(hù)的連續(xù)爐中1130°C固溶處理或真空爐中1160°C固溶處理。
[0024]實(shí)施例2
[0025](I)、將直徑為9微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為11 %的粘結(jié)劑置于捏合機(jī)中，在195°C的溫度范圍混合120分鐘；
[0026](2)、將步驟(I)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機(jī)破碎，破碎的料在注射機(jī)中于180°C擠出制粒，便于注射成形使用；
[0027](3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機(jī)內(nèi)，以180°C，注射壓力10Mpa，模溫100°C條件下，加工成坯件；
[0028](4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中110°C催化脫脂4小時(shí)，脫除注射坯中的聚甲醛；
[0029](5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結(jié)，燒結(jié)工藝為:從室溫以2°C/min的升溫速度加熱到700°C，保溫80分鐘；從800°C以3-8°C/min的升溫速度加熱到1360°C，保溫60分鐘，過(guò)程中控制爐內(nèi)氮?dú)鈮毫?0KPa，燒結(jié)結(jié)束后的冷卻仍然保持氮?dú)獾膲毫?燒結(jié)工藝中用氨分解氣進(jìn)行負(fù)壓保護(hù)脫脂、預(yù)燒。
[0030](6)將步驟(5)中燒結(jié)好的零件在氨分解氣保護(hù)的連續(xù)爐中1160°C固溶處理或真空爐中1160°C固溶處理。
[0031]實(shí)施例3
[0032](I)、將直徑為10微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為11%的粘結(jié)劑置于捏合機(jī)中，在195°C的溫度范圍混合120分鐘；
[0033](2)、將步驟(I)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機(jī)破碎，破碎的料在注射機(jī)中于190°C擠出制粒，便于注射成形使用；
[0034](3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機(jī)內(nèi)，以210°C，注射壓力140Mpa，模溫150°C條件下，加工成坯件；
[0035](4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中140°C催化脫脂4小時(shí)，脫除注射坯中的聚甲醛；
[0036](5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結(jié)，燒結(jié)工藝為:從室溫以5°C/min的升溫速度加熱到800°C，保溫50分鐘；從800°C以3°C/min的升溫速度加熱到1360°C，保溫80分鐘，過(guò)程中控制爐內(nèi)氨分解氣氣壓力10KPa，燒結(jié)結(jié)束后的冷卻仍然保持氨分解氣的壓力。
[0037](6)將步驟(5)中燒結(jié)好的零件在氨分解氣保護(hù)的連續(xù)爐中1150°C固溶處理或真空爐中1150°C固溶處理。
[0038]實(shí)施例4
[0039]采用本發(fā)明生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)攝像頭殼，密度7.6g/cm3以上，燒結(jié)尺寸精度高，產(chǎn)品強(qiáng)度高、耐蝕性好、磁導(dǎo)率低，完全滿足客戶的要求。本發(fā)明材料的性能為密度大于7.6g/cm3，拉伸強(qiáng)度大于700MPa，屈服強(qiáng)度大于390MPa，延伸率大于30 %，磁導(dǎo)率小于1.03，35°C中性鹽霧試驗(yàn)大于48小時(shí)，克服了 17-4PH材料常規(guī)工藝有磁性的缺點(diǎn)，同時(shí)與316L材料相比拉伸強(qiáng)度增加50%以上，屈服強(qiáng)度增加I倍以上;與HK30的性能相當(dāng)，但材料價(jià)格便宜，燒結(jié)的穩(wěn)定性和尺寸精度高。
[0040]實(shí)施例5
[0041]采用本發(fā)明生產(chǎn)的手機(jī)無(wú)磁卡托，密度7.6g/cm3以上，燒結(jié)尺寸精度高，產(chǎn)品強(qiáng)度高、耐蝕性好、產(chǎn)品無(wú)磁性，完全滿足客戶的要求。本發(fā)明材料的性能為密度大于7.6g/cm3，拉伸強(qiáng)度大于700MPa，屈服強(qiáng)度大于390MPa，延伸率大于30 %，磁導(dǎo)率小于1.03，35°C中性鹽霧試驗(yàn)大于48小時(shí)，克服了316L材料加工的卡托強(qiáng)度低而17-4PH材料常規(guī)工藝有磁性的缺點(diǎn)，滿足了客戶要求卡托無(wú)磁、耐蝕和強(qiáng)度高的要求，同時(shí)材料價(jià)格便宜，燒結(jié)的穩(wěn)定性和尺寸精度高。
[0042]實(shí)施例6
[0043]采用本發(fā)明生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)攝像頭后蓋，密度7.6g/cm3以上，延伸率高、強(qiáng)度好，拋光無(wú)孔洞、砂眼，克服了 316L強(qiáng)度低易變形和17-4PH延伸率低不便整形的缺點(diǎn)，很好的滿足了客戶的使用要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)磁17-4PH不銹鋼零件的M頂制造工藝，其特征在于:其步驟如下: (1)、將直徑為7-10微米的17-4PH不銹鋼粉末與占總重量為為8-11%的粘結(jié)劑置于捏合機(jī)中，在175-195°C的溫度范圍混合30-120分鐘； (2)、將步驟(I)中制備的混合料冷卻到室溫后用破碎機(jī)破碎，破碎的料在注射機(jī)中于160-190°C擠出制粒，便于注射成形使用； (3)、注射成形:將步驟(2)中制備的喂料在注射成形機(jī)內(nèi)，以160-210°C，注射壓力60-140Mpa，模溫70-150°C條件下，加工成坯件； (4)將步驟(3)中加工的坯件放在催化脫脂爐中110-140°C催化脫脂1-4小時(shí)，脫除注射坯中的聚甲醛； (5)將步驟(4)中催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結(jié)，燒結(jié)工藝為:從室溫以1-5°C/min的升溫速度加熱到600-800°C，保溫30-120分鐘；從600_800°C以3_8°C/min的升溫速度加熱到1260-1360°C，保溫60-180分鐘，過(guò)程中控制爐內(nèi)壓力45-100KPa，燒結(jié)結(jié)束后的冷卻仍然保持壓力； (6)將步驟(5)中燒結(jié)好的零件在保護(hù)氣體中保護(hù)的連續(xù)爐中1130-1160°C固溶處理或真空爐中1130-1160°C固溶處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)磁17-4PH不銹鋼零件的MM制造工藝，其特征在于:步驟(5)中的燒結(jié)工藝中用氨分解氣、氮?dú)夂蜌鍤庵械囊环N進(jìn)行負(fù)壓保護(hù)脫脂、預(yù)燒。3.—種無(wú)磁17-4PH不銹鋼零件的MM制造工藝，其特征在于:所述的粘結(jié)劑為聚甲醛塑基粘結(jié)劑，是由以下按照重量百分比計(jì)的原料組成:聚甲醛80-89.5%、高密度聚苯乙烯4-10%,相容劑EVAl-2.5%,石蠟 5-11 %、抗氧劑0.5_1 %。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)磁17-4PH不銹鋼零件的MIM制造工藝，其通過(guò)將17-4PH不銹鋼粉末與粘結(jié)劑置于捏合機(jī)中混合；冷卻到室溫后用破碎機(jī)破碎，破碎的料在注射機(jī)中于擠出制粒；再講制備的喂料在注射成形機(jī)內(nèi)加工成坯件；然后放在催化脫脂爐中催化脫脂脫除注射坯中的聚甲醛；催化脫脂好的坯件放到真空爐中脫脂、燒結(jié)；燒結(jié)好的零件在保護(hù)氣保護(hù)的連續(xù)爐中固溶處理或真空爐中固溶處理。本發(fā)明采用MIM工藝用17-4PH粉末通過(guò)氮?dú)鉄Y(jié)，然后固溶處理獲得致密性、耐蝕性好、拉伸強(qiáng)度和屈服高，無(wú)磁性的MIM金屬零件。
【IPC分類(lèi)】B22F3/10, B22F3/24, B22F3/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105537595
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511004636
【發(fā)明人】段滿堂
【申請(qǐng)人】上海富馳高科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日