CN112427639A - 一种316l不锈钢的mim烧结工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，包括有以下步骤：步骤一，制备316L不锈钢喂料：将不锈钢粉末与粘结剂按9:1比例混合，混炼均匀，再将所得混合物放入喂料破碎机，制得大小均匀的颗粒状喂料；步骤二，注射成型；步骤三，摆件；步骤四，脱脂；步骤五，烧结；步骤六，转板摆件；步骤七，二次烧结：将步骤六中所制半烧结件与陶瓷治具二放入步骤五所述烧结炉进行二次烧结，制得不变形、不断裂的316L不锈钢产品。本发明根据烧结原理，优化烧结工艺和陶瓷支撑方式，从本质上改善了烧结变形问题；解决了一些特殊结构产品的烧结难题；并在一定程度上，降低了生产成本。

Description

一种316L不锈钢的MIM烧结工艺
技术领域
本发明涉及不锈钢技术领域，尤其涉及一种316L不锈钢的MIM烧结工艺。
背景技术
金属注射成形(Metal Injection Molding，简称MIM）是将金属粉末与粘结剂混合，制得具有一定的塑性和流动性的粉末冶金喂料，用注射机注射成形，然后通过催化脱脂，去除粘结剂，再采用高温烧结得到致密的MIM制品，所得MIM制品具有组织均匀、高强度、高精度、耐蚀性良好、表面光洁度良好、可批量生产等优点。近年来，MIM技术逐渐成熟，316L、17-4PH等不锈钢已经广泛应用于工业中。
烧结变形问题一直是MIM行业的技术难题。针对这一难题，目前MIM工艺的改善措施有：1.通过设计烧结后陶瓷支撑治具，辅助烧结，得到不变形的产品；2.新增一道整形工艺，通过设计仿形镶件，用外力使产品发生塑性变形，来改善变形。这对于烧结结构简单的产品的确是有效的，但未从根本上改善烧结变形问题，无法解决一些特殊结构产品烧结问题，如颈位较细或较长的结构、Z字形结构等；并且后续增加整形工艺会引发新的制程问题，导致成本增加。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，该MIM烧结工艺根据烧结原理，优化烧结工艺和陶瓷支撑方式，从本质上改善了烧结变形问题；解决了一些特殊结构产品的烧结难题；并在一定程度上，降低了生产成本。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，包括有以下步骤：
步骤一，制备316L不锈钢喂料：将不锈钢粉末与粘结剂按9:1比例混合，混炼均匀，再将所得混合物放入喂料破碎机，制得大小均匀的颗粒状喂料；
步骤二，注射成型：将步骤一所得喂料在注射成型机中成型，制得预期结构的注射坯；
步骤三，摆件：将步骤二所得注射坯按要求摆放到专用陶瓷治具一上；
步骤四，脱脂：将步骤三所述产品与陶瓷治具一并放入用专用脱脂炉中脱脂，得到脱脂件；
步骤五，烧结：将步骤四所制脱脂件放入烧结炉中进行烧结，制得316L不锈钢半烧结件，具体步骤如下：
a. 负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到800℃，保温70min；
b. 分压烧结：通入氩气，增加分压烧结压力，将炉温上升到950℃，保温120min，再将炉温下降到700℃，保温10min；
c. 强制冷却：通入氩气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃；
步骤六，转板摆件：将步骤五所得半烧结件放入按要求摆放到专用陶瓷治具二上；
步骤七，二次烧结：将步骤六中所制半烧结件与陶瓷治具二放入步骤五所述烧结炉进行二次烧结，制得不变形、不断裂的316L不锈钢产品，具体步骤如下：
d. 负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到800℃，保温130min；
e. 真空内烧：将烧结炉抽真空，炉温保持1050℃，保温60min；
f.分压烧结：通入氩气，将炉温上升到1360℃，保温240min；再将炉温下降到800℃；
g. 强制冷却：通入氩气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃。
其中，所述步骤一的316L不锈钢粉是通过气雾化法制得。
其中，所述步骤三的专用陶瓷治具一是根据注射件的形状与结构设计的。
其中，所述步骤四的脱脂件形状、尺寸与所述步骤二的注射坯一致，但结构非常脆弱，用所述步骤三的专用陶瓷治具一支撑。
其中，所述步骤五的半烧结件形状、尺寸与所述步骤二所述注射坯基本一致，产品未收缩，但结构较坚实，可以完成步骤六的转板摆件。
其中，所述步骤五的分压烧结温度选择的950℃为固相烧结阶段，在固相烧结阶段，产品开始缓慢收缩，尺寸变化非常轻微。
其中，所述步骤六的专用陶瓷治具二是根据烧结后产品的预期形状与结构设计的。
本发明的有益效果为：本发明所述的一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，包括有以下步骤：步骤一，制备316L不锈钢喂料：将不锈钢粉末与粘结剂按9:1比例混合，混炼均匀，再将所得混合物放入喂料破碎机，制得大小均匀的颗粒状喂料；步骤二，注射成型：将步骤一所得喂料在注射成型机中成型，制得预期结构的注射坯；步骤三，摆件：将步骤二所得注射坯按要求摆放到专用陶瓷治具一上；步骤四，脱脂：将步骤三所述产品与陶瓷治具一并放入用专用脱脂炉中脱脂，得到脱脂件；步骤五，烧结：将步骤四所制脱脂件放入烧结炉中进行烧结，制得316L不锈钢半烧结件，具体步骤如下：a.负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到800℃，保温70min；b.分压烧结：通入氩气，增加分压烧结压力，将炉温上升到950℃，保温120min，再将炉温下降到700℃，保温10min；c.强制冷却：通入氩气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃；步骤六，转板摆件：将步骤五所得半烧结件放入按要求摆放到专用陶瓷治具二上；步骤七，二次烧结：将步骤六中所制半烧结件与陶瓷治具二放入步骤五所述烧结炉进行二次烧结，制得不变形、不断裂的316L不锈钢产品，具体步骤如下：d. 负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到800℃，保温130min；e.真空内烧：将烧结炉抽真空，炉温保持1050℃，保温60min；f.分压烧结：通入氩气，将炉温上升到1360℃，保温240min；再将炉温下降到800℃；g.强制冷却：通入氩气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃。本发明根据烧结原理，优化烧结工艺和陶瓷支撑方式，从本质上改善了烧结变形问题；解决了一些特殊结构产品的烧结难题；并在一定程度上，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。
一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，包括有以下步骤：
步骤一，制备316L不锈钢喂料：将不锈钢粉末与粘结剂按9:1比例混合，混炼均匀，再将所得混合物放入喂料破碎机，制得大小均匀的颗粒状喂料；
步骤二，注射成型：将步骤一所得喂料在注射成型机中成型，制得预期结构的注射坯；
步骤三，摆件：将步骤二所得注射坯按要求摆放到专用陶瓷治具一上；
步骤四，脱脂：将步骤三所述产品与陶瓷治具一并放入用专用脱脂炉中脱脂，得到脱脂件；
步骤五，烧结：将步骤四所制脱脂件放入烧结炉中进行烧结，制得316L不锈钢半烧结件，具体步骤如下：
a. 负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到800℃，保温70min；
b. 分压烧结：通入氩气，增加分压烧结压力，将炉温上升到950℃，保温120min，再将炉温下降到700℃，保温10min；
c. 强制冷却：通入氩气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃；
步骤六，转板摆件：将步骤五所得半烧结件放入按要求摆放到专用陶瓷治具二上；
步骤七，二次烧结：将步骤六中所制半烧结件与陶瓷治具二放入步骤五所述烧结炉进行二次烧结，制得不变形、不断裂的316L不锈钢产品，具体步骤如下：
d. 负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到800℃，保温130min；
e. 真空内烧：将烧结炉抽真空，炉温保持1050℃，保温60min；
f.分压烧结：通入氩气，将炉温上升到1360℃，保温240min；再将炉温下降到800℃，该步骤将产品烧结致密；
g. 强制冷却：通入氩气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃。
作为本实施例优选的，所述步骤一的316L不锈钢粉是通过气雾化法制得。
作为本实施例优选的，所述步骤三的专用陶瓷治具一是根据注射件的形状与结构设计的。
作为本实施例优选的，所述步骤四的脱脂件形状、尺寸与所述步骤二的注射坯一致，但结构非常脆弱，用所述步骤三的专用陶瓷治具一支撑。
作为本实施例优选的，所述步骤五的半烧结件形状、尺寸与所述步骤二所述注射坯基本一致，产品未收缩，但结构较坚实，可以完成步骤六的转板摆件。
作为本实施例优选的，所述步骤五的分压烧结温度选择的950℃为固相烧结阶段，在固相烧结阶段，产品开始缓慢收缩，尺寸变化非常轻微。
作为本实施例优选的，所述步骤六的专用陶瓷治具二是根据烧结后产品的预期形状与结构设计的。
需作进一步的解释，本发明的工艺根据烧结原理，优化烧结工艺和陶瓷支撑方式，从本质上改善了烧结变形问题；解决了一些特殊结构产品的烧结难题；并在一定程度上，降低了生产成本。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，其特征在于，包括有以下步骤：
步骤一，（1）制备316L不锈钢喂料：将不锈钢粉末与粘结剂按9:1比例混合，混炼均匀，再将所得混合物放入喂料破碎机，制得大小均匀的颗粒状喂料；
步骤二，注射成型：将步骤一所得喂料在注射成型机中成型，制得预期结构的注射坯；
步骤三，摆件：将步骤二所得注射坯按要求摆放到专用陶瓷治具一上；
步骤四，脱脂：将步骤三所述产品与陶瓷治具一并放入用专用脱脂炉中脱脂，得到脱脂件；
步骤五，烧结：将步骤四所制脱脂件放入烧结炉中进行烧结，制得316L不锈钢半烧结件，具体步骤如下：
a.负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到800℃，保温70min；
b.分压烧结：通入氩气，增加分压烧结压力，将炉温上升到950℃，保温120min，再将炉温下降到700℃，保温10min；
c.强制冷却：通入氩气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃；
步骤六，转板摆件：将步骤五所得半烧结件放入按要求摆放到专用陶瓷治具二上；
步骤七，二次烧结：将步骤六中所制半烧结件与陶瓷治具二放入步骤五所述烧结炉进行二次烧结，制得不变形、不断裂的316L不锈钢产品，具体步骤如下：
d.负压脱脂：通入氮气，将炉温加热到800℃，保温130min；
e.真空内烧：将烧结炉抽真空，炉温保持1050℃，保温60min；
f.分压烧结：通入氩气，将炉温上升到1360℃，保温240min；再将炉温下降到800℃；
g.强制冷却：通入氩气，增加压力，将炉温迅速冷却到60℃。
2.根据权利要求1所述的一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，其特征在于：所述步骤一的316L不锈钢粉是通过气雾化法制得。
3.根据权利要求1所述的一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，其特征在于：所述步骤三的专用陶瓷治具一是根据注射件的形状与结构设计的。
4.根据权利要求1所述的一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，其特征在于：所述步骤四的脱脂件形状、尺寸与所述步骤二的注射坯一致，但结构非常脆弱，用所述步骤三的专用陶瓷治具一支撑。
5.根据权利要求1所述的一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，其特征在于：所述步骤五的半烧结件形状、尺寸与所述步骤二所述注射坯基本一致，产品未收缩，但结构较坚实，可以完成步骤六的转板摆件。
6.根据权利要求1所述的一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，其特征在于：所述步骤五的分压烧结温度选择的950℃为固相烧结阶段，在固相烧结阶段，产品开始缓慢收缩，尺寸变化非常轻微。
7.根据权利要求1所述的一种316L不锈钢的MIM烧结工艺，其特征在于：所述步骤六的专用陶瓷治具二是根据烧结后产品的预期形状与结构设计的。
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