CN109420759B - 使用真空烧结炉提升17-4ph材料机械性能的工艺 - Google Patents

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Abstract

使用真空烧结炉提升17‑4PH材料机械性能的工艺，它涉及MIM真空炉烧结工艺领域；它根据17‑4PH材质产品的结构(厚度、形状等)，工艺设定时间200‑300min从室温加热到600℃，进行热脱脂，根据炉子的实际温度，决定炉子真空烧结温度950‑1100℃，真空烧结，重点改变MIM烧结最高温段分压烧结工艺参数(使用最高温1265℃烧结，分压15KPA，最高温保温3H)，使用真空炉烧结17‑4PH材质产品，有效地提升了17‑4PH材质产品的硬度，对于使用17‑4PH材质并需要提升硬度要求的，可以直接通过真空炉提升硬度，无需外发热处理，减少时间和成本。

Description

使用真空烧结炉提升17-4PH材料机械性能的工艺
技术领域
本发明涉及MIM真空炉烧结工艺领域，具体涉及使用真空烧结炉提升 17-4PH材料机械性能的工艺。
背景技术
17-4PH材料在MIM的真空炉烧结后，硬度稳定在HV290-310，通过运用此技术改变烧结工艺，能够让硬度达到HV380-410，由于这个技术对于真空炉真空度要求高，所以不同真空度的烧结炉，用此工艺处理后的产品硬度稳定性有明显差异。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种使用真空烧结炉提升17-4PH材料机械性能的工艺，提升17-4PH材料的相关性能，去除MIM 后处理工艺时间。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它的工艺步骤为：
一、烧制200-300min，将烧结温度由室温烧升至600℃后保温30min，烧制及保温过程中充氮气(N2)50-55L/min进行负压脱脂；
二、继续保温30-60min，进行脱脂清扫，此阶段炉内压力为25kPa；
三、烧制60-90min，将烧结温度由600℃烧升至950-1100℃后保温 30-60min，进行真空内烧结；
四、烧制60-90min，将烧结温度由950-1100℃烧升至1265℃后保温 180min，烧制及保温过程中充氩气(Ar)20-30L/min，进行分压烧结，此阶段炉内压力为15kPa；
五、烧制100min，将烧结温度由1265℃烧降至1000℃，并充氩气(Ar) 20-30L/min，进行分压烧结，此阶段炉内压力为20±5kPa；
六、当温度降到1000℃后，打开风扇进行强制冷却，整个冷却过程充氩气(Ar)，此阶段炉内压力为50-86kPa；
七、温度冷却到60-70℃以下出炉。
优选地，步骤一中，烧制200-300min，将烧结温度由室温烧升至600℃的具体过程为：先烧制60min，将烧结温度由室温烧升至250-350℃后保温 60min，再烧制180min，将烧结温度由250-350℃烧升至600℃；
优选地，步骤七中，烧结段炉内温度首次降温到60-70℃后，产品不出炉，以4-5℃/min的加热速度再次加热到470℃进行烧结后保温240min,保温段之前全部真空，然后炉子开风扇强制冷却至60-70℃以下，产品出炉。
采用上述工艺方案后，本发明有益效果为：本发明所述的使用真空烧结炉提升17-4PH材料机械性能的工艺，提升了17-4PH材质产品的硬度，对于使用17-4PH材质并需要提升硬度要求的，可以直接通过真空炉提升硬度，无需外发热处理，减少时间、减少成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本烧结工艺的温度曲线图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
本具体实施方式采用的技术方案是：它的工艺步骤(参看图1)为：
一、烧制200-300min，将烧结温度由室温烧升至600℃后保温30min，烧制及保温过程中充氮气(N2)50-55L/min进行负压脱脂；
二、继续保温30-60min，进行脱脂清扫，此阶段炉内压力为25kPa；
三、烧制60-90min，将烧结温度由600℃烧升至950-1100℃后保温 30-60min，进行真空内烧结；
四、烧制60-90min，将烧结温度由950-1100℃烧升至1265℃后保温 180min，烧制及保温过程中充氩气(Ar)20-30L/min，进行分压烧结，此阶段炉内压力为15kPa；
五、烧制100min，将烧结温度由1265℃烧降至1000℃，并充氩气(Ar) 20-30L/min，进行分压烧结，此阶段炉内压力为20±5kPa；
六、当温度降到1000℃后，打开风扇进行强制冷却，整个冷却过程充氩气(Ar)，此阶段炉内压力为50-86kPa；
七、温度冷却到60-70℃以下出炉。
优选地，步骤一中，烧制200-300min，将烧结温度由室温烧升至600℃的具体过程为：先烧制60min，将烧结温度由室温烧升至250-350℃后保温60min，再烧制180min，将烧结温度由250-350℃烧升至600℃；
优选地，步骤七中，烧结段炉内温度首次降温到60-70℃后，产品不出炉，以4-5℃/min的加热速度再次加热到470℃进行烧结后保温240min，保温段之前全部真空，然后炉子开风扇强制冷却至60-70℃以下，产品出炉。
本工艺根据17-4PH材质产品的结构(厚度、形状等)，工艺设定时间 200-300min从室温加热到600℃，进行热脱脂，保证产品内部粘接剂全部脱脂完成；根据炉子的实际温度，决定炉子真空烧结温度950-1100℃，真空烧结；重点改变MIM烧结最高温段分压烧结工艺参数(使用最高温1265℃烧结，分压15KPA，最高温保温3H)，使用真空炉烧结17-4PH材质产品。
普通烧结工艺中，17-4PH材料正常烧结温区在1280℃-1320℃，本工艺更改烧结最高温为1265℃，并且分压烧结，采用外发热处理方式，使用固溶和时效工艺处理，仅使用烧结真空炉，对产品进行烧结处理，以达到要求的硬度；
与普通烧结工艺相比，本工艺与普通烧结工艺17-4PH材料的性能对比见表1：
Figure BDA0001390342200000041
表1本工艺与普通烧结工艺17-4PH材料的性能对比表
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.使用真空烧结炉提升17-4PH材料机械性能的工艺，其特征在于它的工艺步骤为：
(一)、烧制200-300min，将烧结温度由室温烧升至600℃后保温30min，具体过程为：先烧制60min，将烧结温度由室温烧升至250-350℃后保温60min，再烧制180min，将烧结温度由250-350℃烧升至600℃，烧制及保温过程中充氮气50-55L/min进行负压脱脂；
(二)、继续保温30-60min，进行脱脂清扫，此阶段炉内压力为25kPa；
(三)、烧制60-90min，将烧结温度由600℃烧升至950-1100℃后保温30-60min，进行真空内烧结；
(四)、烧制60-90min，将烧结温度由950-1100℃烧升至1265℃后保温180min，烧制及保温过程中充氩气20-30L/min，进行分压烧结，此阶段炉内压力为15kPa；
(五)、烧制100min，将烧结温度由1265℃烧降至1000℃，并充氩气20-30L/min，进行分压烧结，此阶段炉内压力为20±5kPa；
(六)、当温度降到1000℃后，打开风扇进行强制冷却，整个冷却过程充氩气，此阶段炉内压力为50-86kPa；
(七)、温度冷却到60-70℃以下出炉，即：烧结段炉内温度首次降温到60-70℃后，产品不出炉，以4-5℃/min的加热速度再次加热到470℃进行烧结后保温240min，保温段之前全部真空，然后炉子开风扇强制冷却至60-70℃以下，产品出炉。
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