CN110791696B - 一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110791696B
CN110791696B CN201911021209.5A CN201911021209A CN110791696B CN 110791696 B CN110791696 B CN 110791696B CN 201911021209 A CN201911021209 A CN 201911021209A CN 110791696 B CN110791696 B CN 110791696B
Authority
CN
China
Prior art keywords
niobium
powder
stainless steel
steel material
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911021209.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110791696A (zh
Inventor
何浩
李益民
陈永志
王俊峰
余勇
胡幼华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Injection High Technology Co ltd
Original Assignee
Hunan Injection High Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Injection High Technology Co ltd filed Critical Hunan Injection High Technology Co ltd
Priority to CN201911021209.5A priority Critical patent/CN110791696B/zh
Publication of CN110791696A publication Critical patent/CN110791696A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110791696B publication Critical patent/CN110791696B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/28—Surgical forceps
    • A61B17/29—Forceps for use in minimally invasive surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/02—Inorganic materials
    • A61L31/022—Metals or alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/108—Mixtures obtained by warm mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用，将不同粒径的含铌母合金粉末与铁粉按一定的比例混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与粘结剂混炼，获得喂料，将喂料注塑成形获得坯体，坯体经脱脂处理生坯，将生坯先进行超声处理，然后进行烧结，即获得含铌420不锈钢材料；本发明采用粉末注射成形技术制备微创手术器械零部件，通过粗细粉末搭配的方式，可以有效拓宽材料的烧结窗口，增加致密度，并将将产品的表面光洁度控制在Ra0.1范围内，免去后续的加工整形，提高了叶片气流的转化效率。

Description

一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用，属于不锈钢材料制备领域。
背景技术
随着医学界对疾病的治疗水平不断提高，传统的开放式外科治疗模式局限逐渐显露，微创外科具有切口小、恢复快的特点，已成为21世纪发展的重要趋势。微创手术是用带有微型摄像头的相关器械进行的手术，手术时使用冷光源提供照明，将直径10mm左右的镜头插入腔内，运用数字摄像技术，使镜头拍摄到的图像显示在专用监视器上。医生通过监视器屏幕上所显示的图像，对病人的病情进行分析判断，并运用特殊的器械进行手术。
新的治疗方式对手术器械提出了全新的要求。其中微创手术钳在医疗上多用于在手术中夹持人体组织。注射成形420不锈钢钳头可以改善微创手术钳的强度、经济性以及致敏性，降低微创手术钳的价格同时提高其使用性能。新型微创手术钳钳头使用注射成形420不锈钢(标准成分如表1所示)，与当前市场常用的17-4PH不锈钢相比，具有如下优点：1、420不锈钢元素成分中不含镍元素，降低了手术钳导致过敏的风险；2、在不降低耐腐蚀性的情况下，使手术钳具有更高的强度，减少了在手术过程中损坏更换钳头的风险；3、使用母合金粉末作原料，降低微创手术钳的价格，减轻患者的经济压力。4、带电使用时，耐高温和不易粘结的优势明显，有效改善了产品的使用性能，延长了产品的使用寿命。
微创手术钳主要使用环境为人体胸腔和腹腔，有带电和不带电两类，器械的头端按临床需要有钳、剪、棒、刀等不同形式。其中带电微创器械在手术中除了具备抓持人体组织功能外，还兼备了切割和电凝止血功能。带电微创器械的使用条件与高频电刀相类似。这类器械的使用条件比较特殊：医生可以根据临床需要选定采用是否通电操作。而无论在是否电情况下，器械都有硬度、耐磨性方面的要求，以保证器械的操作性能；实际使用过程中，微创器械头端将承受300℃以上的高温(温度高低受通电时间长短影响)，用420不锈钢制造后，其基体硬度在650℃下一般不会发生变化，能有效改善产品的使用性能，延长产品的使用寿命。
有关腹腔镜手术器械的结构和材料选用，已有相应的指导原则和行业标准。腹腔镜手术器械技术审查指导原则(2017年第30号)做出了对腹腔镜手术器械产品的一般要求，根据YY/T0294.1-2005外科器械和YY0672.2-2011内镜器械相应的材料要求，420不锈钢均能满足。但在本专利之前，注射成形420不锈钢制备微创医疗器械技术尚不完善，市场上材料主要是17-4PH钢。17-4PH钢强度和高温强度不够，在室温下抗拉强度约为600Mpa，随着手术需求的不断提高，对其力学性能进一步提高。因此，行业更倾向于采用成分更加简单，而性能更加优异的材料。其中，420不锈钢以其优良的力学性能和同等的耐腐蚀性能收到大家的青睐。注射成形420不锈钢性能优异，室温强度可达980Mpa。
但是现有技术中，注射成形420不锈钢在制备过程中，仍然存在如下问题：1、成形过程中的烧结窗口很窄(烧结窗口只有10℃左右)，对工艺控制要求高，不良率高。2、采用粉末注射成形工艺时，由于需要采用生坯脱脂处理，易造成表面与内部空隙较多，生坯强度较低。烧结完成后，表面粗糙度较大，同样极大的影响了产品合格率，并且增大了加工的成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种制备方法简单、可控、成品率高的含铌420不锈钢材料的制备方法。
本发明的第二个目的在于提供上述制备方法所得的含铌420不锈钢，所述含铌420不锈钢致密度高、表面光滑、抗拉强度高。
本发明的第三个目的在于提供上述含铌420不锈钢材料的应用，应用于微创手术器械零部件。
为了实现上述目的，本发明技术如下技术方案：
本发明一种含铌420不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
将含铌母合金(420+Nb)粉末与铁粉混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与粘结剂混炼，获得喂料，将喂料注射成形获得坯体，坯体经脱脂处理生坯，将生坯先进行超声处理，然后进行烧结，即获得含铌420不锈钢材料；
所述含铌母合金粉末的粒径为10-15μm；所述铁粉的粒径为1-5μm。
优选的方案，所述含铌母合金粉末与铁粉的质量比为2.5-3:1。
本发明首创的采用微量元素比例高的母合金粉体，与铁粉混合，形成混合原料粉末，两者粉体采用不同的粒径，通过粒径搭配，同时在母合金粉体中添加铌元素，可以有效的降低生坯在烧结过程中的液相量，扩大烧结有效区间(烧结窗口)，同时在本发明的制备方法中，还生坯烧结前，加入超声预处理，超声预处理可以有效的提高粉末表面活性，进一步的拓宽了该材料的烧结窗口。在本发明中，烧结窗口，是指经烧结后，材料的致密度可以达到95％以上的有效烧结温度。
优选的方案，所述含铌母合金粉末按质量百分比计，其组成为：Cr 49.65％，Nb3.5％，Si 4.48％，Mn 3.39％，C 0.149％，O 0.188％，N 0.34％，铁为余量。
优选的方案，所述混合原料粉末与粘结剂的质量比为80-95：20-5。
可以看出，本发明中原料粉末的装载量为55-60％，本发明采用粒径搭配所得的粒径，其装载量可高于现有技术中的粉末装载量，可有效的提高了脱脂坯的强度。
优选的方案，所述粘结剂为蜡基粘结剂。
优选的方案，所述混炼的温度为140-160℃，转速为50-80r/min，混炼时间1-2h。
在本发明中，混炼采用现有技术中的密炼机。
优选的方案，所述注射成形的温度120-165℃，注射成形的压力60-120Mpa，模温为30-60℃。
所述模温是指注射成形过程中使用的模具的温度。
优选的方案，所述坯体的脱脂处理过程为：先将坯件浸泡于有机溶剂中，干燥，然后在惰性气体保护下进行热处理，所述热处理的升温程序为：先以3-5℃/min加热至180-200℃，保温2-3h，然后再以3-5℃/min加热至350-380℃，保温2-2.5h。
通过本发明的热处理，可使细粉经由孔隙通道到达脱脂生坯表面。
作为进一步的优选，所述有机溶剂为二氯甲烷。浸泡于有机溶剂的目的主要是溶解其中的石蜡和植物油组分。
作为进一步的优选，所述惰性气氛为氩气气氛。
优选的方案，所述超声的声波强度为0.4-0.6W/cm2，超声时间为1-2h。进一步的优选，所述超声于密闭的超声箱中进行。
优选的方案，所述烧结的温度为1360-1390℃，时间为2-4℃，升温速度为5-8℃/min。
在上述的烧结温度区间，均可获得95％以上致密度含铌420不锈钢材料，可以看出，烧结窗口为40℃，大于目前含铌420不锈钢材料的烧结窗口范围。
本发明一种含铌420不锈钢材料，采且上述方法制备获得。
优选的方案，所述含铌420不锈钢材料按质量百分比计的成份组成为Cr：13.06％-13.1％、Si：0.29％-0.31％、Mn：0.31％-0.33％、Nb：1.3％-1.50％、Mo：0.27％-0.31％、Ni：0.28％-0.3％、P：0.02％-0.03％、C：0.3％-0.40％、O：0.025％-0.03％、N：0.14％-0.16％、S：0.01％-0.02％。
本发明一种含铌420不锈钢材料的应用，将所制备的含铌420不锈钢材料应用于微创手术器械零部件。作为进一步的优选，将所制备的含铌420不锈钢材料应用于微创手术钳钳头。
本发明的原理与优势：
本发明的技术方案，采用含铌的母合金粉体，与铁粉混合，形成混合原料粉末，其中含铌的母合金粉体与铁粉，采用不同的粒径，通过粒径搭配，增大了喂料的粉末装载量，有效的提高了脱脂坯的强度，另外原料粉末中添加的Nb元素，可以有效抑制了液相量产生，扩宽了该材料的烧结窗口，而在烧结前对脱脂生坯进行超声预处理，可以提高粉末表面活性，进一步拓宽了该材料的烧结窗口，较原同类产品烧结窗口提高了4倍，极大的提高了产品的合格率。在烧结过程中，细粉通过毛细管力的作用有效填充了粗粉缝隙，有效改善了产品的表面粗糙度，提高了产品的合格率。
另外，本发明通过采用母合金粉末与铁粉搭配的方法，还能降低产品的生产成本。
本发明采用粉末注射成形技术制备微创手术器械零部件，通过粗细粉末搭配的方式，可以将产品的表面光洁度控制在Ra0.1范围内，免去后续的加工整形，提高了叶片气流的转化效率。
附图说明
图1实施例1所制备的含铌420不锈钢微创手术钳钳头
具体实施方式
以下实施例中，采用的含铌母合金粉为由湖南恒基粉末科技有限责任公司提供的420+Nb的雾化粉，其成份如表1所示：
表1 420原料粉末元素含量
Figure GDA0003483210510000051
实施例1
将中位粒径为12.5微米的含铌母合金(420+Nb)粉末与2.5微米的铁粉，按含铌母合金粉末与铁粉的质量比为2.6:1，进行混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与蜡基粘结剂混炼，混合原料粉末与粘结剂的质量比为57.86:42.14，采用密炼机进行混炼，混炼的温度为150℃，密炼机转速为60r/min，混炼时间1.5h，冷却破碎后制成喂料。
将制好的喂料加入BOY50T注射成形机内，注射温度155℃，注射压力60Mpa，模温控制为室温-50℃，注射成形出坯件。
然后将坯件置于二氯甲烷溶剂中，溶解其中的石蜡和植物油组分；然后将干燥后的坯件放入真空脱脂炉中，在氩气保护下，以4℃/min加热至180℃，保温180分钟，再以4℃/min加热至350℃，保温180分钟，使细粉可经由孔隙通道到达脱脂坯表面。
将脱脂生坯放入密闭的超声箱中，超声强度为0.5W/cm2，超声时间为1h。随后进行试样烧结其烧结程序为以7℃/min的升温速度升到1380℃高温保温2h后随炉冷却。经检测材料的密度为7.57g/cm3；抗拉强度为1100MPa。
实施例2
将中位粒径为12.5微米的含铌母合金(420+Nb)粉末与2.5微米的铁粉，按含铌母合金粉末与铁粉的质量比为2.6:1，进行混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与蜡基粘结剂混炼，混合原料粉末与粘结剂的质量比为57.86:42.14，采用密炼机进行混炼，混炼的温度为150℃，密炼机转速为60r/min，混炼时间1.5h，冷却破碎后制成喂料。
将制好的喂料加入BOY50T注射成形机内，注射温度155℃，注射压力60Mpa，模温控制为室温-50℃，注射成形出坯件。
然后将坯件置于二氯甲烷溶剂中，溶解其中的石蜡和植物油组分；然后将干燥后的坯件放入真空脱脂炉中，在氩气保护下，以4℃/min加热至180℃，保温180分钟，再以4℃/min加热至350℃，保温180分钟，使细粉可经由孔隙通道到达脱脂坯表面。
将脱脂生坯放入密闭的超声箱中，超声强度为0.5W/cm2，超声时间为1h。随后进行试样烧结其烧结程序为以7℃/min的升温速度升到1360℃高温保温2h后随炉冷却。经检测材料的密度为7.46g/cm3；抗拉强度为1000MPa。
实施例3
将中位粒径为12.5微米的含铌母合金(420+Nb)粉末与2.5微米的铁粉，按含铌母合金粉末与铁粉的质量比为2.6:1，进行混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与蜡基粘结剂混炼，混合原料粉末与粘结剂的质量比为57.86:42.14，采用密炼机进行混炼，混炼的温度为150℃，密炼机转速为60r/min，混炼时间1.5h，冷却破碎后制成喂料。
将制好的喂料加入BOY50T注射成形机内，注射温度155℃，注射压力60Mpa，模温控制为室温-50℃，注射成形出坯件。
然后将坯件置于二氯甲烷溶剂中，溶解其中的石蜡和植物油组分；然后将干燥后的坯件放入真空脱脂炉中，在氩气保护下，以4℃/min加热至180℃，保温180分钟，再以4℃/min加热至350℃，保温180分钟，使细粉可经由孔隙通道到达脱脂坯表面。
将脱脂生坯放入密闭的超声箱中，超声强度为0.5W/cm2，超声时间为1h。随后进行试样烧结其烧结程序为以7℃/min的升温速度升到1390℃高温保温2h后随炉冷却。经检测材料的密度为7.53g/cm3；抗拉强度为1050MPa。
实施例4
其他条件均与实施例1相同，仅是高温烧结的温度为别为1340℃、1350℃、1390℃、1400℃，烧结情况下致密度如表2所示：
表2烧结温度与产品致密度的关系
Figure GDA0003483210510000061
可以看出，从1360℃-1390℃均能达到所需致密度，烧结窗口拓宽了4倍。
对比例1
将中位粒径为12.5微米的母合金(420)粉末与2.5微米的铁粉，按母合金(420)粉末与铁粉的质量比为2.6:1，进行混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与蜡基粘结剂混炼，混合原料粉末与粘结剂的质量比为57.86:42.14，采用密炼机进行混炼，混炼的温度为150℃，密炼机转速为60r/min，混炼时间1.5h，冷却破碎后制成喂料。
将制好的喂料加入BOY50T注射成形机内，注射温度155℃，注射压力60Mpa，模温控制为室温-50℃，注射成形出坯件。
然后将坯件置于二氯甲烷溶剂中，溶解其中的石蜡和植物油组分；然后将干燥后的坯件放入真空脱脂炉中，在氩气保护下，以4℃/min加热至180℃，保温180分钟，再以4℃/min加热至350℃，保温180分钟，使细粉可经由孔隙通道到达脱脂坯表面。
将脱脂生坯放入密闭的超声箱中，超声强度为0.5W/cm2，超声时间为1h。随后进行试样烧结其烧结程序为以7℃/min的升温速度升到1380℃高温保温2h后随炉冷却。经检测材料的密度为7.5g/cm3；抗拉强度为975MPa。
对比例2
将中位粒径为20微米的母合金(420)粉末与20微米的铁粉，按母合金(420)粉末与铁粉的质量比为2.6:1，进行混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与蜡基粘结剂混炼，混合原料粉末与粘结剂的质量比为57.86:42.14，采用密炼机进行混炼，混炼的温度为150℃，密炼机转速为60r/min，混炼时间1.5h，冷却破碎后制成喂料。
将制好的喂料加入BOY50T注射成形机内，注射温度155℃，注射压力60Mpa，模温控制为室温-50℃，注射成形出坯件。
然后将坯件置于二氯甲烷溶剂中，溶解其中的石蜡和植物油组分；然后将干燥后的坯件放入真空脱脂炉中，在氩气保护下，以4℃/min加热至180℃，保温180分钟，再以4℃/min加热至350℃，保温180分钟，使细粉可经由孔隙通道到达脱脂坯表面。
将脱脂生坯放入密闭的超声箱中，超声强度为0.5W/cm2，超声时间为1h。随后进行试样烧结其烧结程序为以7℃/min的升温速度升到1380℃高温保温2h后随炉冷却。经检测材料的密度为7.42g/cm3；抗拉强度为857MPa。
对比例3
将中位粒径为12.5微米的母合金(420)粉末与2.5微米的铁粉，按母合金(420)粉末与铁粉的质量比为2.6:1，进行混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与蜡基粘结剂混炼，混合原料粉末与粘结剂的质量比为57.86:42.14，采用密炼机进行混炼，混炼的温度为150℃，密炼机转速为60r/min，混炼时间1.5h，冷却破碎后制成喂料。
将制好的喂料加入BOY50T注射成形机内，注射温度155℃，注射压力60Mpa，模温控制为室温-50℃，注射成形出坯件。
然后将坯件置于二氯甲烷溶剂中，溶解其中的石蜡和植物油组分；然后将干燥后的坯件放入真空脱脂炉中，在氩气保护下，以4℃/min加热至180℃，保温180分钟，再以4℃/min加热至350℃，保温180分钟，使细粉可经由孔隙通道到达脱脂坯表面。将脱脂生坯进行试样烧结其烧结程序为以7℃/min的升温速度升到1380℃高温保温2h后随炉冷却。经检测材料的密度为7.36g/cm3；抗拉强度为978MPa。
以上所述设计参数仅为本发明部分实例，故不能以此限定本发明的实施范围，依本发明申请专利范围及说明书内容所做的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种含铌420不锈钢材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将含铌母合金粉末与铁粉混合，获得混合原料粉末，然后将混合原料粉末与粘结剂混炼，获得喂料，将喂料注射成形获得坯体，坯体经脱脂处理生坯，将生坯先进行超声处理，然后进行烧结，即获得含铌420不锈钢材料；
所述含铌母合金粉末的粒径为10-15μm；所述铁粉的粒径为1-5μm；
所述含铌母合金粉末与铁粉的质量比为2.5-3:1；
所述坯体的脱脂处理过程为：先将坯件浸泡于有机溶剂中，干燥，然后在惰性气体保护下进行热处理，所述热处理的升温程序为：先以3-5℃/min加热至180-200℃，保温2-3h，然后再以3-5℃/min加热至350-380℃，保温2-2.5h；
所述超声于密闭的超声箱中进行，所述超声的声波强度为0.4-0.6W/cm2，超声时间为1-2h；
所述烧结的温度为1360-1390℃，时间为2-4h，升温速度为5-8℃/min。
2.根据权利要求1所述一种含铌420不锈钢材料的制备方法，其特征在于：含铌母合金粉末按质量百分比计，其组成为：Cr 49.65％，Nb 3.5％，Si 4.48％，Mn 3.39％，C0.149％，O 0.188％，N 0.34％，铁为余量。
3.根据权利要求1所述一种含铌420不锈钢材料的制备方法，其特征在于：所述混合原料粉末与粘结剂的质量比为80-95：20-5。
4.根据权利要求1所述一种含铌420不锈钢材料的制备方法，其特征在于：所述混炼的温度为140-160℃，转速为50-80r/min，混炼时间1-2h。
5.根据权利要求1所述一种含铌420不锈钢材料的制备方法，其特征在于：所述注射成形的温度120-165℃，注射成形的压力60-120Mpa，模温为30-60℃。
6.权利要求1～5任意一项所述的制备方法所制备的一种含铌420不锈钢材料。
7.权利要求6所述的一种含铌420不锈钢材料的应用，其特征在于：将所制备的含铌420不锈钢材料应用于微创手术器械零部件。
CN201911021209.5A 2019-10-25 2019-10-25 一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用 Active CN110791696B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911021209.5A CN110791696B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911021209.5A CN110791696B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110791696A CN110791696A (zh) 2020-02-14
CN110791696B true CN110791696B (zh) 2022-03-15

Family

ID=69441376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911021209.5A Active CN110791696B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110791696B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115475944A (zh) * 2021-05-27 2022-12-16 苏州卓米智能制造科技有限公司 一种用于精密零件mim成型的材料
CN114012085B (zh) * 2021-11-10 2023-04-25 华南理工大学 3d打印用混合粉末及3d打印方法
CN114042917A (zh) * 2021-11-17 2022-02-15 湖南英捷高科技有限责任公司 一种微米级钛合金制品的制备方法
CN114453579B (zh) * 2022-01-06 2023-09-12 安徽昊方机电股份有限公司 耐腐蚀sus420材料的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59159974A (ja) * 1983-03-02 1984-09-10 Sumitomo Metal Ind Ltd フエライト系クロムステンレス鋼
JPH10102105A (ja) * 1996-09-25 1998-04-21 Taiheiyo Kinzoku Kk 金属微粉末の製造方法
CN108311701A (zh) * 2018-02-24 2018-07-24 湖南英捷高科技有限责任公司 一种汽油机用涡轮增压器喷嘴环叶片制备工艺
CN108374132A (zh) * 2018-03-15 2018-08-07 沈阳工业大学 一种激光增材制造新型含Nb耐腐蚀不锈钢所用粉料
CN109702204A (zh) * 2019-03-07 2019-05-03 湖南英捷高科技有限责任公司 一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳及其MIM制备工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59159974A (ja) * 1983-03-02 1984-09-10 Sumitomo Metal Ind Ltd フエライト系クロムステンレス鋼
JPH10102105A (ja) * 1996-09-25 1998-04-21 Taiheiyo Kinzoku Kk 金属微粉末の製造方法
CN108311701A (zh) * 2018-02-24 2018-07-24 湖南英捷高科技有限责任公司 一种汽油机用涡轮增压器喷嘴环叶片制备工艺
CN108374132A (zh) * 2018-03-15 2018-08-07 沈阳工业大学 一种激光增材制造新型含Nb耐腐蚀不锈钢所用粉料
CN109702204A (zh) * 2019-03-07 2019-05-03 湖南英捷高科技有限责任公司 一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳及其MIM制备工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"C和Nb添加对金属注射成形420不锈钢";安传锋等;《广西科技大学学报》;20180630;第29卷(第2期);第64页第3段，表1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110791696A (zh) 2020-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110791696B (zh) 一种含铌420不锈钢材料及其制备方法和应用
US12084746B2 (en) 4D printing method and application of titanium-nickel shape memory alloy
CN106756647B (zh) 一种无铍无镍的高塑性锆基块体非晶合金及其制备方法
CN105452507B (zh) 烧结合金制阀导承及其制造方法
CN101003868A (zh) 一种具有梯度孔隙率镍钛形状记忆合金的制备方法
CN108034846B (zh) 一种高强度低弹性模量锆铌钛牙科种植体材料及其制备方法
CN110625119B (zh) 一种高结合强度电刀刀头及其制备方法
CN111893348B (zh) 一种镍钛合金材料的制备方法
CN109702204A (zh) 一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳及其MIM制备工艺
CN1172012C (zh) 一种合成NiTi形状记忆合金多孔体材料的方法
CN107904448A (zh) 一种新型高热强性镍基粉末高温合金及其制备方法
WO2012124661A1 (ja) 高強度・低弾性に優れるチタン－マグネシウム材料
KR101239112B1 (ko) 표면 다공성 티타늄-수산화인회석 복합체의 제조방법
JP2015165038A (ja) 手術用機器、粉末冶金用金属粉末、および手術用機器の製造方法
CN113183562B (zh) 一种梯度异构钛钽层状复合材料、制备方法及其应用
JP2022517022A (ja) 超微細炭素粉末及びその製造方法と応用
CN106834857B (zh) 一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材及其制备方法
CN108660399A (zh) 一种预变形Ti-22Al-25Nb合金获得B2+O/α2多形貌稳定组织的方法
CN107803506A (zh) 一种活体取样钳钳头及其制备方法
CN108179358A (zh) Fe-Cu-Ni-P合金及其制备方法
CN113526959B (zh) 一种无粘接剂的碳化钨粉末快速烧结的方法及装置
CN107099697B (zh) 一种无镍超弹性钛基形状记忆合金及其制备方法和应用
CN106834870B (zh) Ni-Al2O3复合材料近净成形方法
RU2631548C1 (ru) Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама
CN108751989A (zh) 一种氧化锆陶瓷及其多次烧结制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant