CN111485161A - 一种粉末冶金提高sus316不锈钢强度工艺方法 - Google Patents

一种粉末冶金提高sus316不锈钢强度工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法，所述该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法所需要的设备有振动筛分机、粉末冶金压制成型机、催化脱脂炉和粉末冶金烧结炉，所述该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法所需要的材料有含钼奥氏体不锈钢预合金粉。该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法，采用新的工艺流程设计，对传统压制成型、催化脱脂和高温烧结的工艺流程进行优化，特别是对高温烧结步骤中不同阶段的温度、持续时间、通入气体种类、通入气体流速和压力数值进行控制，令得到的SUS316不锈钢硬度较传统SUS316不锈钢硬度增加了29％以上，大大提高了SUS316不锈钢的结构强度，使SUS316不锈钢制成的零部件结构强度也大大提高，在使用过程中不易变形。

Description

一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法
技术领域
本发明涉及不锈钢生产技术领域，具体为一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法。
背景技术
SUS316不锈钢材料是继304不锈钢材料之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构，而粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末，也可是金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术，粉末冶金SUS316不锈钢材料就是使用粉末冶金技术，由奥氏体不锈钢预合金粉制造的高密度材料，由于是用预合金粉未作为原料粉末，故在通常的工业条件下可获得完全均一的显微组织，而实际制造工艺对不锈钢的力学性能影响很大，比如1148℃以上较高的温度趋向于提高冲击能量、延性及耐蚀性，在氮基气氛中者由于氮合金化的影响，比在真空或氢气中的强度高而延性小。
但是在粉末冶金SUS316不锈钢材料的不断生产和使用过程中发现了下述问题：
1.目前市面上所有粉末冶金SUS316不锈钢材料，都是经过压制、成型、脱脂和烧结的工艺流程生产出来的，这种工艺流程生产出的SUS316不锈钢材料，维氏硬度普遍都≤180HV；
2.且由于市面上对产品质量需求越来越高，普通SUS316不锈钢材料强度较差，容易产生变形，导致普通SUS316不锈钢材料制成的零部件的结构强度不足。
因此，需要针对上述问题设计一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法，以解决上述背景技术中提出维氏硬度普遍较低，强度较差，容易产生变形，无法满足市场日益增长的需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法，所述该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法所需要的设备有振动筛分机、粉末冶金压制成型机、催化脱脂炉和粉末冶金烧结炉，所述该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法所需要的材料有含钼奥氏体不锈钢预合金粉。
优选的，所述该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法如下：
步骤一：含钼奥氏体不锈钢预合金粉预处理
将含钼奥氏体不锈钢预合金粉原料倒至振动筛分机中，振动筛分机筛分出颗粒直径基本一致的不锈钢粉，剔除掺杂的杂质和预合金粉末制备过程中产生的大直径颗粒，反复筛分3-5次，获得的粉末原料备用；
步骤二：压制成型
将步骤一中获得的含钼奥氏体不锈钢预合金粉倒入粉末冶金压制成型机的模具中进行压制，成形的压力控制在600-850MPa，从而保证压制成型产品的胚体密度为5.56±0.01g/cm3，得到压制成型的胚体备用；
步骤三：催化脱脂
将步骤二中得到的压制成型的胚体置于催化脱脂炉中，使用催化剂进行催化脱脂，达到脱脂率≥7.6％，得到脱脂后的胚体备用；
步骤四：高温烧结
(1)、将步骤三中得到的催化脱脂后的胚体放入粉末冶金烧结炉中，先向粉末冶金烧结炉内通入氮气(N2)，氮气(N2)流量保持40L/min，将粉末冶金烧结炉的初始温度温度设置为300℃，然后持续升温至800℃进行负压脱脂，持续时间总共为395min；
上述300℃-800℃升温过程中，共设置4个数值不同的温度阶段，温度分别为300℃、450℃、600℃和800℃，持续时间不同，详见说明书附图图1高温烧结工艺流程参数表；
(2)、在负压脱脂395min后，对粉末冶金烧结炉内进行抽真空，并将温度上升至1050℃保持，进行真空内烧，持续时间为150min；
(3)、在真空内烧后，向粉末冶金烧结炉内充入氩气(Ar)，并将粉末冶金烧结炉内温度上升至1375℃保持，进行分压烧结，分压烧结持续时间为300min，接着将粉末冶金烧结炉内温度降至750℃，并通入氮气(N2)进行再次分压烧结，持续时间为50min，分压烧结过程中粉末冶金烧结炉内气压保持在20Kpa；
(五)后续处理
再次分压烧结后，依次进行分压清扫、强制冷却、可控冷却、封入冷却和真空冷却，将烧结得到的产品取出再进行真空外冷，得到最终产品，完成整个粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺流程；
(六)产品硬度检测
取样2PCS产品作为样品，并使用金属硬度检测仪对样品进行硬度检测
①233.2HV，详见说明书附图图2
②255.82HV，详见说明书附图图3
2PCS样品实测硬度﹥210HV。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该潜水用手机密封防水袋，采用新的工艺流程设计，对传统压制成型、催化脱脂和高温烧结的工艺流程进行优化，特别是对高温烧结步骤中不同阶段的温度、持续时间、通入气体种类、通入气体流速和压力数值进行控制，令得到的SUS316不锈钢硬度较传统SUS316不锈钢硬度增加了29％以上，大大提高了SUS316不锈钢的结构强度，使SUS316不锈钢制成的零部件结构强度也大大提高，在使用过程中不易变形。
附图说明
图1为本发明高温烧结工艺流程参数表；
图2为本发明样品实测数据1图；
图3为本发明样品实测数据2图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法，该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法所需要的设备有振动筛分机、粉末冶金压制成型机、催化脱脂炉和粉末冶金烧结炉，该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法所需要的材料有含钼奥氏体不锈钢预合金粉。
一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法如下：
步骤一：含钼奥氏体不锈钢预合金粉预处理
将含钼奥氏体不锈钢预合金粉原料倒至振动筛分机中，振动筛分机筛分出颗粒直径基本一致的不锈钢粉，剔除掺杂的杂质和预合金粉末制备过程中产生的大直径颗粒，反复筛分3-5次，获得的粉末原料备用；
步骤二：压制成型
将步骤一中获得的含钼奥氏体不锈钢预合金粉倒入粉末冶金压制成型机的模具中进行压制，成形的压力控制在600-850MPa，从而保证压制成型产品的胚体密度为5.56±0.01g/cm3，得到压制成型的胚体备用；
步骤三：催化脱脂
将步骤二中得到的压制成型的胚体置于催化脱脂炉中，使用催化剂进行催化脱脂，达到脱脂率≥7.6％，得到脱脂后的胚体备用；
步骤四：高温烧结
(1)、将步骤三中得到的催化脱脂后的胚体放入粉末冶金烧结炉中，先向粉末冶金烧结炉内通入氮气(N2)，氮气(N2)流量保持40L/min，将粉末冶金烧结炉的初始温度温度设置为300℃，然后持续升温至800℃进行负压脱脂，持续时间总共为395min；
上述300℃-800℃升温过程中，共设置4个数值不同的温度阶段，温度分别为300℃、450℃、600℃和800℃，持续时间不同，详见说明书附图图1高温烧结工艺流程参数表；
(2)、在负压脱脂395min后，对粉末冶金烧结炉内进行抽真空，并将温度上升至1050℃保持，进行真空内烧，持续时间为150min；
(3)、在真空内烧后，向粉末冶金烧结炉内充入氩气(Ar)，并将粉末冶金烧结炉内温度上升至1375℃保持，进行分压烧结，分压烧结持续时间为300min，接着将粉末冶金烧结炉内温度降至750℃用氮气(N2)进行再次分压烧结，持续时间为50min，分压烧结过程中粉末冶金烧结炉内气压保持在20Kpa；
(五)后续处理
再次分压烧结后，依次进行分压清扫、强制冷却、可控冷却、封入冷却和真空冷却，将烧结得到的产品取出再进行真空外冷，得到最终产品，完成整个粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺流程；
(六)产品硬度检测
取样2PCS产品作为样品，并使用金属硬度检测仪对样品进行硬度检测
①233.2HV，详见说明书附图图2
②255.82HV，详见说明书附图图3
2PCS样品实测硬度﹥210HV。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法，其特征在于：所述该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法所需要的设备有振动筛分机、粉末冶金压制成型机、催化脱脂炉和粉末冶金烧结炉，所述该粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法所需要的材料有含钼奥氏体不锈钢预合金粉。
2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法，其特征在于：所述粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺方法如下：
步骤一：含钼奥氏体不锈钢预合金粉预处理
将含钼奥氏体不锈钢预合金粉原料倒至振动筛分机中，振动筛分机筛分出颗粒直径基本一致的不锈钢粉，剔除掺杂的杂质和预合金粉末制备过程中产生的大直径颗粒，反复筛分3-5次，获得的粉末原料备用；
步骤二：压制成型
将步骤一中获得的含钼奥氏体不锈钢预合金粉倒入粉末冶金压制成型机的模具中进行压制，成形的压力控制在600-850MPa，从而保证压制成型产品的胚体密度为5.56±0.01g/cm3，得到压制成型的胚体备用；
步骤三：催化脱脂
将步骤二中得到的压制成型的胚体置于催化脱脂炉中，使用催化剂进行催化脱脂，达到脱脂率≥7.6％，得到脱脂后的胚体备用；
步骤四：高温烧结
(1)、将步骤三中得到的催化脱脂后的胚体放入粉末冶金烧结炉中，先向粉末冶金烧结炉内通入氮气(N2)，氮气(N2)流量保持40L/min，将粉末冶金烧结炉的初始温度温度设置为300℃，然后持续升温至800℃进行负压脱脂，持续时间总共为395min；
上述300℃-800℃升温过程中，共设置4个数值不同的温度阶段，温度分别为300℃、450℃、600℃和800℃，持续时间不同，详见说明书附图图1高温烧结工艺流程参数表；
(2)、在负压脱脂395min后，对粉末冶金烧结炉内进行抽真空，并将温度上升至1050℃保持，进行真空内烧，持续时间为150min；
(3)、在真空内烧后，向粉末冶金烧结炉内充入氩气(Ar)，并将粉末冶金烧结炉内温度上升至1375℃保持，进行分压烧结，分压烧结持续时间为300min，接着将粉末冶金烧结炉内温度降至750℃，并通入氮气(N2)进行再次分压烧结，持续时间为50min，分压烧结过程中粉末冶金烧结炉内气压保持在20Kpa；
(五)后续处理
再次分压烧结后，依次进行分压清扫、强制冷却、可控冷却、封入冷却和真空冷却，将烧结得到的产品取出再进行真空外冷，得到最终产品，完成整个粉末冶金提高SUS316不锈钢强度工艺流程；
(六)产品硬度检测
取样2PCS产品作为样品，并使用金属硬度检测仪对样品进行硬度检测
①233.2HV，详见说明书附图图2
②255.82HV，详见说明书附图图3
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