CN111570808A - 无磁17-4ph不锈钢材料及其制备方法、电子设备的壳体 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了无磁17‑4PH不锈钢材料及其制备方法、电子设备的壳体。该制备无磁17‑4PH不锈钢材料的方法包括：对原料粉末进行等离子体辅助高能球磨；将等离子体辅助高能球磨后的原料粉末进行成型，以获得生胚；对生胚进行脱脂处理；对脱脂处理后的生胚进行烧结，以获得无磁17‑4PH不锈钢材料。本申请所提出的制备方法，通过烧结前的等离子体辅助高能球磨，可使原料粉末更细化且不易团聚，从而无需烧结后的高温固溶处理，也能制备出高致密度、高强度和优异的耐腐蚀性能的无磁17‑4PH不锈钢材料，并且，该制备方法的能耗更低且节能环保。
Description
技术领域
本申请涉及金属注射成型技术领域，具体的，本申请涉及无磁17-4PH不锈钢材料及其制备方法、电子设备的壳体。
背景技术
17-4PH不锈钢是一种沉淀硬化型马氏体不锈钢，由于其出色的力学性能和相对较低的成本，被广泛应用于医疗器械、军工领域、3C和家电等行业。通常，17-4PH不锈钢中的组织为以马氏体为主而具有高的强度，非常适合用于内置结构件。但是，由于其具有磁性，也会影响3C行业中的信号传输。
在无磁17-4PH材料的制备过程中，采用粉末冶金技术在含氮气氛中进行烧结，再辅以含氮气氛的热处理达到去磁的效果。只是这种制备方法需要经过两次高温加热，能量消耗高，并且含氮热处理去磁效果不稳定，在实际生产过程中往往还需要返工处理。
发明内容
本申请实施例的一个目的在于提出一种无磁17-4PH不锈钢材料的制备方法、应用该方法制备出的无磁17-4PH不锈钢材料以及应用该材料的电子设备壳体，如此，该制备方法无需经过后期高温的热处理，只需在前期进行等离子体辅助高能球磨处理，再经烧结便可制备出无磁性的17-4PH不锈钢，且具有高的致密度、强度和优异的耐腐蚀性能。
在本申请实施例的第一方面，提出了一种制备无磁17-4PH不锈钢材料的方法。
根据本申请的实施例，所述方法包括：对原料粉末进行等离子体辅助高能球磨；将所述等离子体辅助高能球磨后的所述原料粉末进行成型，以获得生胚；对所述生胚进行脱脂处理；对所述脱脂处理后的所述生胚进行烧结，以获得所述无磁17-4PH不锈钢材料。
采用本申请实施例的制备方法，通过烧结前的等离子体辅助高能球磨，可使原料粉末更细化且不易团聚，从而无需烧结后的高温固溶处理，也能制备出高致密度、高强度和优异的耐腐蚀性能的无磁17-4PH不锈钢材料，并且，该制备方法的能耗更低且节能环保。
在本申请的第二方面，提出了一种无磁17-4PH不锈钢材料。
根据本申请的实施例，所述无磁17-4PH不锈钢材料通过上述的方法获得的。
本申请实施例的无磁17-4PH不锈钢材料，通过等离子体辅助高能球磨的前期处理，其致密度高、强度高且耐腐蚀性能优异，并且，经济成本更低且良品率更高。本领域技术人员能够理解的是，前面针对制备无磁17-4PH不锈钢材料的方法所描述的特征和优点，仍适用于该无磁17-4PH不锈钢材料，在此不再赘述。
在本申请的第三方面，提出了一种电子设备的壳体。
根据本申请的实施例，形成所述壳体的材料包括上述的无磁17-4PH不锈钢材料。
本申请实施例的电子设备的壳体，其由无磁17-4PH不锈钢材料形成的部分表面强度和耐磨性都更好，从而使壳体的使用寿命更长。本领域技术人员能够理解的是，前面针对无磁17-4PH不锈钢材料所描述的特征和优点，仍适用于该电子设备的壳体，在此不再赘述。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请一个实施例的制备无磁17-4PH不锈钢材料的方法流程示意图；
图2是本申请一个实施例的电子设备壳体的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本申请，而不应视为对本申请的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。
在本申请实施例的一个方面，提出了一种制备无磁17-4PH不锈钢材料的方法。根据本申请的实施例，参考图1，该制备方法包括：
S100：对原料粉末进行等离子体辅助高能球磨。
在该步骤中，对原料粉末进行等离子体辅助高能球磨。如此，等离子体辅助高能球磨为可以获得粒径尺寸细小(纳米级别)且分布均匀的17-4PH不锈钢粉末，同时，等离子体辅助高能球磨处理还能够有效地抑制粉末的团聚，从而避免因原料粉末的成分和颗粒尺寸不均匀导致产品产生偏析的不利影响，进而可提升后续成型及烧结的良品率。
在本申请的一些实施例中，等离子体辅助高能球磨的球粉比，即球磨罐中球与原料粉末的体积比可以为1:1～200:1，而球磨时间可以为0.5～192小时，如此，可充分地将17-4PH不锈钢的原料粉末磨成粒径尺寸在纳米级别的颗粒。在一些具体示例中，等离子体辅助高能球磨的球粉比可以为1:1～100:1，具体例如1:1、30:1、50:1、60:1、80:1或100:1等，球磨时间可以为48～192小时，具体例如6小时、48小时、96小时、144小时或192小时等。如此，等离子体辅助高能球磨的原料粉末的颗粒尺寸可以为1～100nm，具体例如50nm等。
S200：将等离子体辅助高能球磨后的原料粉末进行成型，以获得生胚。
在该步骤中，将步骤S100等离子体辅助高能球磨后的原料粉末，进行成型以获得生胚。如此，等离子体辅助高能球磨还可使原料粉末的表面活性更高，从而使粉末成型后的生胚尺寸和形状都更好。
根据本申请的实施例，成型的方式包括粉末注射成型、模压成型、挤压成型、等静压成型、轧制成型和爆炸成型。在本申请的一些实施例中，成型的方式可以选择注射成型，且注射成型的温度可以为100～250摄氏度、注射压力可以为10～400MPa，如此，等离子体辅助高能球磨后的原料粉末通过注射成型形成的生胚，经过后续烧结之后的产品致密度更高。
S300：对生胚进行脱脂处理。
在该步骤中，对步骤S300成型的生胚，继续进行脱脂处理。根据本申请的实施例，脱脂处理的方式包括溶剂脱脂和催化脱脂。在本申请的一些实施例中，脱脂处理可以选择催化脱脂，且催化脱脂的温度可以为60～200摄氏度、时间可以为0.5～16小时，如此，可使后续烧结之后的产品强度更高。
S400：对脱脂处理后的生胚进行烧结，以获得无磁17-4PH不锈钢材料。
在该步骤中，最后对步骤S400脱脂处理后的生胚进行烧结，以获得无磁17-4PH不锈钢材料。其中，等离子体辅助高能球磨处理后的17-4PH不锈钢粉末，其表面形貌呈现独特的片层状结构，且具有粉末比面积大等优势，所以烧结过程中由于尺寸效应和表面活性效应，能够快速高效地注N并有利于坯件的收缩；同时，减少了高温固溶处理的能耗，符合节能减排的政策导向，并避免了高温处理后晶粒异常长大导致性能降低的风险以及消磁不够导致返工的风险，且有效降低经济成本同时提升产品的良率。
在本申请的一些实施例中，烧结的温度可以为1200～1550摄氏度且烧结升温速率不大于每分钟10摄氏度，气氛可以为氮气和氨气中的至少一种且气氛的压力可以为0.01～10bar，保温时间可以为0.5～24小时。如此，可以制备出致密度不小于98％且拉伸强度不小于900MPa的无磁17-4PH不锈钢材料。
综上所述，根据本申请的实施例，提出了一种制备方法，通过烧结前的等离子体辅助高能球磨，可使原料粉末更细化且不易团聚，从而无需烧结后的高温固溶处理，也能制备出高致密度、高强度和优异的耐腐蚀性能的无磁17-4PH不锈钢材料，并且，该制备方法的能耗更低且节能环保。
在本申请实施例的另一个方面，提出了一种无磁17-4PH不锈钢材料。根据本申请的实施例，无磁17-4PH不锈钢材料通过上述的方法获得的。
在本申请的一些实施例中，无磁17-4PH不锈钢材料的致密度可以不小于98％且拉伸强度可以不小于900MPa，如此，通过烧结前等离子体辅助高能球磨步骤制备出的无磁17-4PH不锈钢材料，可以比烧结后高温固溶处理的致密度更高且强度更强。
综上所述，根据本申请的实施例，提出了一种无磁17-4PH不锈钢材料，通过等离子体辅助高能球磨的前期处理，其致密度高、强度高且耐腐蚀性能优异，并且，经济成本更低且良品率更高。本领域技术人员能够理解的是，前面针对制备无磁17-4PH不锈钢材料的方法所描述的特征和优点，仍适用于该无磁17-4PH不锈钢材料，在此不再赘述。
在本申请实施例的另一个方面，提出了一种电子设备的壳体。
根据本申请的实施例，参考图2，形成壳体1的材料包括上述的无磁17-4PH不锈钢材料。如此，采用致密度高、强度高且耐腐蚀性能优异的无磁17-4PH不锈钢材料作为壳体的一部分，可使电子设备壳体的部分表面强度和耐磨性都更好。
根据本申请的实施例，电子设备的壳体的具体组成不受特别的限制，除了例如无磁17-4PH不锈钢材料形成的壳体本体以外，还可以包括层叠设置的底漆层、纹理层、光学膜层、渐变色层、面漆层或防指纹层等功能结构，本领域技术人员可根据该壳体的外观效果进行相应地设计。
综上所述，根据本申请的实施例，提出了一种电子设备的壳体，其由无磁17-4PH不锈钢材料形成的部分表面强度和耐磨性都更好，从而使壳体的使用寿命更长。本领域技术人员能够理解的是，前面针对无磁17-4PH不锈钢材料所描述的特征和优点，仍适用于该电子设备的壳体，在此不再赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
在该实施例中，制备出无磁17-4PH不锈钢材料。具体的制备方法如下：
(1)将17-4PH不锈钢粉末置于等离子球磨设备中，在流通的N2下进行等离子体辅助高能球磨处理，其中，球粉比为1:1，球磨时间为192h；
(2)将等离子体辅助高能球磨处理后的17-4PH不锈钢粉末，进行注射成型获得生坯，其中，注射成型的温度为100～250℃、注射压力10～400MPa；
(3)对生坯进行催化脱脂处理，其中，脱脂温度为60～200℃，脱脂时间为0.5～16h；
(4)将坯件放置于烧结炉中并于流通N2下进行烧结处理，可获得无磁17-4PH不锈钢材料，其中，烧结升温速率≤10℃/min，烧结温度为1200～1550℃，N2压力为0.01～10bar，保温时间为0.5～10h。
实施例2
在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出无磁17-4PH不锈钢材料。区别在于，在该实施例中：(1)球粉比为30:1，球磨时间为6h；(2)注射成型的温度为100～200℃；(4)将坯件放置于烧结炉中并于流通NH3下进行烧结处理。
实施例3
在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出无磁17-4PH不锈钢材料。区别在于，在该实施例中：(1)球粉比为50:1，球磨时间为48h；(2)注射成型的温度为100～200℃。
实施例4
在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出无磁17-4PH不锈钢材料。区别在于，在该实施例中：(1)球粉比为80:1，球磨时间为96h；(2)注射成型的温度为100～200℃；(4)将坯件放置于烧结炉中并于流通NH3下进行烧结处理。
实施例5
在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出无磁17-4PH不锈钢材料。区别在于，在该实施例中：(1)球粉比为100:1，球磨时间为48h；(2)注射成型的温度为100～200℃。
实施例6
在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出无磁17-4PH不锈钢材料。区别在于，在该实施例中：(1)球粉比为60:1，球磨时间为144h；(2)注射成型的温度为100～200℃。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种制备无磁17-4PH不锈钢材料的方法，其特征在于，包括：
对原料粉末进行等离子体辅助高能球磨；
将所述等离子体辅助高能球磨后的所述原料粉末进行成型，以获得生胚；
对所述生胚进行脱脂处理；
对所述脱脂处理后的所述生胚进行烧结，以获得所述无磁17-4PH不锈钢材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体辅助高能球磨的球粉比为1:1～200:1，球磨时间为0.5～192小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体辅助高能球磨的球粉比为1:1～100:1，球磨时间为48～192小时。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述等离子体辅助高能球磨的所述原料粉末的颗粒尺寸为1～100nm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成型为注射成型，所述脱脂处理为催化脱脂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烧结的温度为1200～1550摄氏度，气氛为氮气和氨气中的至少一种且所述气氛的压力为0.01～10bar，保温时间为0.5～24小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无磁17-4PH不锈钢材料的致密度不小于98％且拉伸强度不小于900MPa。
8.一种无磁17-4PH不锈钢材料，其特征在于，通过权利要求1～7中任一项所述的方法获得的。
9.根据权利要求8所述的无磁17-4PH不锈钢材料，其特征在于，所述无磁17-4PH不锈钢材料的致密度不小于98％且拉伸强度不小于900MPa。
10.一种电子设备的壳体，其特征在于，形成所述壳体的材料包括权利要求8或9所述的无磁17-4PH不锈钢材料。
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2020
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