一种无磁17-4ph不锈钢零件的mim制造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明公开了一种MM制造工艺，具体为一种无磁17-4PH不锈钢零件的M頂制造工艺。属于金属注射成型技术领域。
【背景技术】
[0002]金属注射成形(Metal inject1n Molding，MIM)是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先将所选粉末与粘结剂进行混合，然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。聚合物将其粘性流动的特征赋予混合料，而有助于成形、模腔填充和粉末装填的均匀性。成形以后排除粘结剂，再对脱脂坯进行烧结。有的烧结产品还可能要进行进一步致密化处理、热处理或机加工。烧结产品不仅具有与塑料注射成形法所得制品一样的复杂形状和高精度，而且具有与锻件接近的物理、化学与机械性能。
[0003]17-4PH沉淀硬化不锈钢、316L不锈钢及304L不锈钢是金属粉末注射成型(简称M頂)常用的几类不锈钢材料，17-4PH沉淀硬化不锈钢强度硬度高，耐蚀性好，有磁性，一般用作对磁性没要求的结构件；316L和304L不锈钢的耐蚀性好，没有磁性，但强度和硬度比17-4PH低，尤其是屈服强度很低;满足拉伸强度、屈服强度高，耐蚀性好，没磁性的材料一般为高氮不锈钢，也有用17-4PH和316L固溶氮的方法改善材料性能，但密度低、耐蚀及强度等性能差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了提供一种无磁17-4PH不锈钢零件的MM制造工艺，以解决现有技术的上述问题。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
[0006]—种无磁17-4PH不锈钢零件的MBl制造工艺，其步骤如下:
[0007](I)、将直径为7-10微米的17-4PH不锈钢粉末与占总重量为为8_11 %的粘结剂置于捏合机中，在175-195°C的温度范围混合30-120分钟；
[0008](2)、将步骤(I)中制备的混合料冷却到室温后用破碎机破碎，破碎的料在注射机中于160-190°C挤出制粒，便于注射成形使用；
[0009](3)、注射成形:将步骤(2)中制备的喂料在注射成形机内，以160-210°C，注射压力60-140Mpa，模温70-150°C条件下，加工成坯件；
[0010](4)将步骤(3)中加工的坯件放在催化脱脂炉中110-140°C催化脱脂1-4小时，脱除注射坯中的聚甲醛；
[0011](5)将步骤(4)中催化脱脂好的坯件放到真空炉中脱脂、烧结，烧结工艺为:从室温以l-5°C/min的升温速度加热到600-800°C，保温30-120分钟；从600-800°C以3-8°C/min的升温速度加热到1260-1360°C，保温60-180分钟，过程中控制炉内保护气压力45-100KPa，烧结结束后的冷却仍然保持保护气的压力。
[0012](6)将步骤(5)中烧结好的零件在保护气保护的连续炉中1130-1160°C固溶处理或真空炉中1130-1160°C固溶处理。
[0013]步骤(5)中的烧结工艺中所用的保护气用氨分解气、氮气和氩气中的一种进行负压保护脱脂、预烧。
[0014]所述的粘结剂为聚甲醛塑基粘结剂，是由以下按照重量百分比计的原料组成:聚甲醛80-89.5%、高密度聚苯乙烯4-10%、相容剂EVA1-2.5%、石蜡5-11 %、抗氧剂0.5_1 %。
[0015]本发明采用MM工艺用17-4PH粉末通过氮气烧结，然后固溶处理获得致密性、耐蚀性好、拉伸强度和屈服高，无磁性的MIM金属零件。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
[0017]实施例1:制造无磁17-4PH不锈钢注射粉末:
[0018](I )、将直径为7微米的17-4PH不锈钢粉末与占总重量为为8%的粘结剂置于捏合机中，在175°C的温度范围混合40分钟；
[0019](2)、将步骤(I)中制备的混合料冷却到室温后用破碎机破碎，破碎的料在注射机中于160°C挤出制粒，便于注射成形使用；
[0020](3)、注射成形:将步骤(2)中制备的喂料在注射成形机内，以160°C，注射压力60Mpa，模温70°C条件下，加工成坯件；
[0021](4)将步骤(3)中加工的坯件放在催化脱脂炉中110°C催化脱脂2小时，脱除注射坯中的聚甲醛；
[0022](5)将步骤(4)中催化脱脂好的坯件放到真空炉中脱脂、烧结，烧结工艺为:从室温以2°C/min的升温速度加热到600°C，保温120分钟；从600°C以5°C/min的升温速度加热到1360°C，保温60分钟，过程中控制炉内氮气压力50KPa，烧结结束后的冷却仍然保持氮气的压力;烧结工艺中用氮气进行负压保护脱脂、预烧。
[0023](6)将步骤(5)中烧结好的零件在氮气保护的连续炉中1130°C固溶处理或真空炉中1160°C固溶处理。
[0024]实施例2
[0025](I)、将直径为9微米的17-4PH不锈钢粉末与占总重量为为11 %的粘结剂置于捏合机中，在195°C的温度范围混合120分钟；
[0026](2)、将步骤(I)中制备的混合料冷却到室温后用破碎机破碎，破碎的料在注射机中于180°C挤出制粒，便于注射成形使用；
[0027](3)、注射成形:将步骤(2)中制备的喂料在注射成形机内，以180°C，注射压力10Mpa，模温100°C条件下，加工成坯件；
[0028](4)将步骤(3)中加工的坯件放在催化脱脂炉中110°C催化脱脂4小时，脱除注射坯中的聚甲醛；
[0029](5)将步骤(4)中催化脱脂好的坯件放到真空炉中脱脂、烧结，烧结工艺为:从室温以2°C/min的升温速度加热到700°C，保温80分钟；从800°C以3-8°C/min的升温速度加热到1360°C，保温60分钟，过程中控制炉内氮气压力10KPa，烧结结束后的冷却仍然保持氮气的压力;烧结工艺中用氨分解气进行负压保护脱脂、预烧。
[0030](6)将步骤(5)中烧结好的零件在氨分解气保护的连续炉中1160°C固溶处理或真空炉中1160°C固溶处理。
[0031]实施例3
[0032](I)、将直径为10微米的17-4PH不锈钢粉末与占总重量为为11%的粘结剂置于捏合机中，在195°C的温度范围混合120分钟；
[0033](2)、将步骤(I)中制备的混合料冷却到室温后用破碎机破碎，破碎的料在注射机中于190°C挤出制粒，便于注射成形使用；
[0034](3)、注射成形:将步骤(2)中制备的喂料在注射成形机内，以210°C，注射压力140Mpa，模温150°C条件下，加工成坯件；
[0035](4)将步骤(3)中加工的坯件放在催化脱脂炉中140°C催化脱脂4小时，脱除注射坯中的聚甲醛；
[0036](5)将步骤(4)中催化脱脂好的坯件放到真空炉中脱脂、烧结，烧结工艺为:从室温以5°C/min的升温速度加热到800°C，保温50分钟；从800°C以3°C/min的升温速度加热到1360°C，保温80分钟，过程中控制炉内氨分解气气压力10KPa，烧结结束后的冷却仍然保持氨分解气的压力。
[0037](6)将步骤(5)中烧结好的零件在氨分解气保护的连续炉中1150°C固溶处理或真空炉中1150°C固溶处理。
[0038]实施例4
[0039]采用本发明生产的旋转摄像头壳，密度7.6g/cm3以上，烧结尺寸精度高，产品强度高、耐蚀性好、磁导率低，完全满足客户的要求。本发明材料的性能为密度大于7.6g/cm3，拉伸强度大于700MPa，屈服强度大于390MPa，延伸率大于30 %，磁导率小于1.03，35°C中性盐雾试验大于48小时，克服了 17-4PH材料常规工艺有磁性的缺点，同时与316L材料相比拉伸强度增加50%以上，屈服强度增加I倍以上;与HK30的性能相当，但材料价格便宜，烧结的稳定性和尺寸精度高。
[0040]实施例5
[0041]采用本发明生产的手机无磁卡托，密度7.6g/cm3以上，烧结尺寸精度高，产品强度高、耐蚀性好、产品无磁性，完全满足客户的要求。本发明材料的性能为密度大于7.6g/cm3，拉伸强度大于700MPa，屈服强度大于390MPa，延伸率大于30 %，磁导率小于1.03，35°C中性盐雾试验大于48小时，克服了316L材料加工的卡托强度低而17-4PH材料常规工艺有磁性的缺点，满足了客户要求卡托无磁、耐蚀和强度高的要求，同时材料价格便宜，烧结的稳定性和尺寸精度高。
[0042]实施例6
[0043]采用本发明生产的旋转摄像头后盖，密度7.6g/cm3以上，延伸率高、强度好，抛光无孔洞、砂眼，克服了 316L强度低易变形和17-4PH延伸率低不便整形的缺点，很好的满足了客户的使用要求。
【主权项】
1.一种无磁17-4PH不锈钢零件的M頂制造工艺，其特征在于:其步骤如下: (1)、将直径为7-10微米的17-4PH不锈钢粉末与占总重量为为8-11%的粘结剂置于捏合机中，在175-195°C的温度范围混合30-120分钟； (2)、将步骤(I)中制备的混合料冷却到室温后用破碎机破碎，破碎的料在注射机中于160-190°C挤出制粒，便于注射成形使用； (3)、注射成形:将步骤(2)中制备的喂料在注射成形机内，以160-210°C，注射压力60-140Mpa，模温70-150°C条件下，加工成坯件； (4)将步骤(3)中加工的坯件放在催化脱脂炉中110-140°C催化脱脂1-4小时，脱除注射坯中的聚甲醛； (5)将步骤(4)中催化脱脂好的坯件放到真空炉中脱脂、烧结，烧结工艺为:从室温以1-5°C/min的升温速度加热到600-800°C，保温30-120分钟；从600_800°C以3_8°C/min的升温速度加热到1260-1360°C，保温60-180分钟，过程中控制炉内压力45-100KPa，烧结结束后的冷却仍然保持压力； (6)将步骤(5)中烧结好的零件在保护气体中保护的连续炉中1130-1160°C固溶处理或真空炉中1130-1160°C固溶处理。2.根据权利要求1所述的一种无磁17-4PH不锈钢零件的MM制造工艺，其特征在于:步骤(5)中的烧结工艺中用氨分解气、氮气和氩气中的一种进行负压保护脱脂、预烧。3.—种无磁17-4PH不锈钢零件的MM制造工艺，其特征在于:所述的粘结剂为聚甲醛塑基粘结剂，是由以下按照重量百分比计的原料组成:聚甲醛80-89.5%、高密度聚苯乙烯4-10%,相容剂EVAl-2.5%,石蜡 5-11 %、抗氧剂0.5_1 %。
【专利摘要】本发明公开了一种无磁17-4PH不锈钢零件的MIM制造工艺，其通过将17-4PH不锈钢粉末与粘结剂置于捏合机中混合；冷却到室温后用破碎机破碎，破碎的料在注射机中于挤出制粒；再讲制备的喂料在注射成形机内加工成坯件；然后放在催化脱脂炉中催化脱脂脱除注射坯中的聚甲醛；催化脱脂好的坯件放到真空炉中脱脂、烧结；烧结好的零件在保护气保护的连续炉中固溶处理或真空炉中固溶处理。本发明采用MIM工艺用17-4PH粉末通过氮气烧结，然后固溶处理获得致密性、耐蚀性好、拉伸强度和屈服高，无磁性的MIM金属零件。
【IPC分类】B22F3/10, B22F3/24, B22F3/22
【公开号】CN105537595
【申请号】CN201511004636
【发明人】段满堂
【申请人】上海富驰高科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月28日