阅读说明：本技术 一种汽车用粉末冶金不锈钢零件的制备 (Preparation of powder metallurgy stainless steel part for automobile ) 是由 陈风华 于 2018-07-04 设计创作，主要内容包括：为了改善粉末冶金零件的硬度、耐磨性,设计了一种汽车用粉末冶金不锈钢零件。采用316L气雾化不锈钢粉末为原料,经过配料、球磨、干燥、制粒、成形、球磨工艺成功制备了具有优异力学性能的汽车用粉末冶金不锈钢零件。其中,所研制的粉末冶金视镜底座各项性能指标均已达到进口件的相应的要求,可投入批量生产,实现了该零件国产化大批量生产。所研制产品具有一般不锈钢材料的金属颜色,具有表面光泽、致密无毛刺,其粗糙度均匀且美观,表明均已达到进口件的外观质量水平。所制得的汽车用粉末冶金不锈钢零件,其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的汽车用粉末冶金不锈钢零件提供一种新的生产工艺。(In order to improve the hardness and the wear resistance of the powder metallurgy part, the powder metallurgy stainless steel part for the automobile is designed. 316L gas atomization stainless steel powder is used as a raw material, and the automobile powder metallurgy stainless steel part with excellent mechanical property is successfully prepared through the processes of material mixing, ball milling, drying, granulating, forming and ball milling. Wherein, various performance indexes of the developed powder metallurgy sight glass base reach the corresponding requirements of an inlet piece, and the developed powder metallurgy sight glass base can be put into mass production, thereby realizing the domestic mass production of the part. The developed product has the metal color of common stainless steel materials, has glossy surface, is compact and burr-free, has uniform roughness and attractive appearance, and shows that the product reaches the appearance quality level of an inlet piece. The hardness, densification degree and bending strength of the prepared powder metallurgy stainless steel part for the automobile are greatly improved. The invention can provide a new production process for preparing high-performance powder metallurgy stainless steel parts for automobiles.)

一种汽车用粉末冶金不锈钢零件的制备

所属技术领域

本发明涉及一种粉末冶金材料，尤其涉及一种汽车用粉末冶金不锈钢零件的制备。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或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。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，均属于粉末烧结技术，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

不锈钢是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢。不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。不锈钢一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。

发明内容

本发明的目的是为了改善粉末冶金零件的硬度、耐磨性，设计了一种汽车用粉末冶金不锈钢零件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

汽车用粉末冶金不锈钢零件的制备原料包括：316L气雾化不锈钢粉末。

汽车用粉末冶金不锈钢零件的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入球磨机中进行湿磨。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至单柱液压机中进行压制成形，压制压力为950MPa。随后放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1350℃，保温时间为60min。

汽车用粉末冶金不锈钢零件的检测步骤为：物理-力学性能，密度与表观硬度按粉末冶金材料通用标推检测。对强度、韧性与塑性的性能的测定，由于后视镜底座是通过有机粘结剂固结于挡风玻璃上使用的，其受力小，其强度应大于粘结剂的固结力，实用中不存在零件本身因强度不足而失效的问题。只要烧结件达到进口件的硬度、密度及外观的相应指标就可以。粒度分析采用MASTER2000粒度分析仪，表面粗糙度采用TAL1000表面轮廓仪测量，显微组织采用Leica金相显微镜观察，硬度采用DH100型显微维氏硬度计测试，拉伸性能采用CM510型万能试验机上测试，断口形貌采用扫描电镜观察，物相分析采用D8型X射线衍射仪分析。

所述的汽车用粉末冶金不锈钢零件，通过全面检测，所研制的粉末冶金视镜底座各项性能指标均已达到进口件的相应的要求，可投入批量生产。

所述的汽车用粉末冶金不锈钢零件，被研制底座零件的密度为7.2±0.1g/cm3，硬度:≥60HRB，均达到进口件的相应指标。实现了该零件国产化大批量生产。

所述的汽车用粉末冶金不锈钢零件，所研制产品具有一般不锈钢材料的金属颜色，具有表面光泽、致密无毛刺，其粗糙度均匀且美观，表明均已达到进口件的外观质量水平。

本发明的有益效果是：

采用316L气雾化不锈钢粉末为原料，经过配料、球磨、干燥、制粒、成形、球磨工艺成功制备了具有优异力学性能的汽车用粉末冶金不锈钢零件。其中，所研制的粉末冶金视镜底座各项性能指标均已达到进口件的相应的要求，可投入批量生产。所制得的汽车用粉末冶金不锈钢零件，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的汽车用粉末冶金不锈钢零件提供一种新的生产工艺。

具体实施方式

实施案例1：

汽车用粉末冶金不锈钢零件的制备原料包括：316L气雾化不锈钢粉末。汽车用粉末冶金不锈钢零件的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入球磨机中进行湿磨。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至单柱液压机中进行压制成形，压制压力为950MPa。随后放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1350℃，保温时间为60min。汽车用粉末冶金不锈钢零件的检测步骤为：物理-力学性能，密度与表观硬度按粉末冶金材料通用标推检测。对强度、韧性与塑性的性能的测定，由于后视镜底座是通过有机粘结剂固结于挡风玻璃上使用的，其受力小，其强度应大于粘结剂的固结力，实用中不存在零件本身因强度不足而失效的问题。只要烧结件达到进口件的硬度、密度及外观的相应指标就可以。粒度分析采用MASTER2000粒度分析仪，表面粗糙度采用TAL1000表面轮廓仪测量，显微组织采用Leica金相显微镜观察，硬度采用DH100型显微维氏硬度计测试，拉伸性能采用CM510型万能试验机上测试，断口形貌采用扫描电镜观察，物相分析采用D8型X射线衍射仪分析。

实施案例2：

粉末准备，供应商出厂前已添加了改善压制性能的润滑剂，压制成形采用1000kN粉末冶金液压机，单位压力为600-800MPa，压坯密度≥9g/cm3;烧结在连续炉与氨分解气氛中进行，烧结温度为1050℃，保温时间为40min。由于烧结件变形量高达5%以上，经多次调整压模成形尺寸、压坯密度以及烧结体收缩率，才达到零件尺寸精度要求。

实施案例3：

粉末冶金不锈钢制品厂，基本上都采用真空烧结工艺。采用连续烧结炉，炉膛尺寸为89mmx66mmx84mm，保护气氛气体露点可达-100℃，产能为8m³/h的氨分解装置。

实施案例4：

粉末不锈钢烧结的最主要难点在于不锈钢中Cr元素的含量高达≥18%，430L合金中Cr的含量为17%。由于Cr非常容易与周围介质中的氧反应生成一层极薄的致密氧化膜，在一定条件下其连续性良好，即使损坏又会再钝化。正是由于不锈钢粉末表层存在这种钝化层，才极大地阻碍了其烧结的进行。

实施案例5：

Fe-Cr不锈钢在不同烧结温度下所要求的气氛露点的“临界值”。为充分保证不锈钢粉末压坯的成功烧结，还要考虑在烧结与冷却过程中不发生污染，当合金含有其他成分时，一般要采用更低的气氛露点，要求引入的分解氨气氛的露点很低，且更重要的是，如何将氧化还原产生的水汽及时排出，使之始终保持炉内气氛露点处于相应的要求之内，以确保烧结件不再被氧化。

实施案例6：

LM成形试样的组织主要由FCC的马氏体和HCP的马氏体组成。成形过程中，钴铬合金粉末在激光的作用下快速熔化形成熔池，激光移开后熔池急速冷却，形成马氏体。激光选区熔化是一个逐层成形的过程，在每一层的成形过程中，激光以较高能量同时作用在粉末和实体上，使粉末熔化的同时也使已成形的实体发生重熔，这个过程等同于对已成形区域进行热处理，为马氏体的形成提供了条件。拉伸试验测得SLM成形件的抗拉强度达到1293MPa，屈服强度为853MPa，伸长率为9%，表面显微硬度HV达到388.8。抗拉强度和屈服强度明显高于铸造钴铬烤瓷合金。断面具有明显的解理小平面和撕裂棱，无明显韧窝，但在高倍电镜下可观察到凹凸不平的层错台阶，合金有一定的韧性。该材料的断裂特性属于准解理断裂。