用金属注射成型技术制造高氮不锈钢的优势

网站编辑:嘉兴精科科技有限公司 │ 发布时间:2021-11-16 

高氮奥氏体不锈钢的早期发展多以铸造技术为基础,即在金属的熔融状态下加入氮。由于氮在铁水中的溶解度较低,因此需要使用较高的氮分压,才能在钢水中溶解足够的氮。但这种方法需要使用昂贵的高温高压设备,具有一定的危险性,阻碍了产业化推广。

金属注射成型

与此相比,氮在奥氏体中的固溶度远高于在铁水中的固溶度,因此不锈钢粉末在低压下为固态时可以渗入更多的氮。这使得粉末冶金工艺成为一种更经济有效的高氮奥氏体不锈钢制造方法。此外,采用粉末冶金技术还可以实现产品的近净形,减少后续加工,获得比铸造更均匀的组织和性能。

金属注射成型技术是粉末冶金领域由注射成型工艺引入的一种新型近净成型技术。在金属注射成型过程中,首先选择符合要求的金属粉末和聚合物结合剂,然后在适当的工艺条件下混合挤出,生产出均匀的粒状饲料。其次,通过注射成型,将原料以熔融状态注入模具型腔,形成坯体。最后,通过脱脂工艺去除生坯中的粘结剂,然后烧结得到致密的金属制品。烧结后成品密度可达理论密度的96%~98%,力学性能接近锻件材料。

金属注射成型技术的优势在于可以以极低的成本大批量生产形状复杂的精密金属零件。现在可以使用MIM技术制造高氮无镍不锈钢产品。目前业界应用最广泛的采用MIM技术制造的高氮无镍不锈钢是PANACEA。其化学成分(质量分数)为:碳≤0.2%、氮≥0.65%、铬16.5%~17.5%、镍≤0.1%、钼3.0%~3.5%、锰10%~12%、硅≤0.1%,余量为铁。产品原粉含氮量不超过0.3%,通过烧结工艺可将含氮量提高到0.65%以上,最终可制成性能良好的高氮无镍奥氏体不锈钢获得。这种不锈钢虽然性能优异,但仍存在量产的技术壁垒。例如,这种材料中的氮是在烧结过程中渗入的,其含氮量的控制涉及对渗氮过程热力学和动力学的理解;不锈钢中氮的状态与材料的热处理工艺有关;因为不同厂家使用的烧结炉不同,所以需要在生产初期充分验证最佳的烧结条件。这些因素都增加了这种材料稳定生产的难度。

采用金属注射成型技术制造的高氮无镍不锈钢比传统的奥氏体不锈钢具有更高的强度和硬度,优异的耐腐蚀性能,无磁性。是制造电子产品结构件的优良材料。