发明背景

烧结不锈钢粉末目前非常普遍。它尤其可以在通过注射(金属注射成型)、挤出、压制或其他增材制造获得的坯料上进行。以最传统的方式，烧结奥氏体不锈钢包括在高温炉(1200-1400℃)、在真空或气体保护气氛下将这种钢的粉末压固和致密化。对于给定的粉末组成，烧结后零件的性能(密度、机械和磁性能、耐腐蚀性等)很大程度上取决于所使用的烧结循环。以下参数尤为重要：加热速率、烧结温度和时间、烧结气氛(气体、气流、压力)和冷却速率。

对于钟表等美学特别重要的领域，烧结后微观结构的两个特征尤为重要，即密度和夹杂物的存在。孔隙或非金属夹杂物(尤其是氧化物)的存在，实际上对抛光后的再现非常有害。因此，要获得具有与焊接不锈钢相似的亮度和颜色的抛光零件，就必须以接近100％的密度和最少的非金属夹杂物为目标。

关于密度，已知的解决方案是消除由粉末冶金形成的无镍奥氏体不锈钢制成的零件中至少在表面上的任何孔隙。这些解决方案包括在孔隙封闭的烧结零件上实施热等静压(HIP)。

关于氧化物，主要是无镍奥氏体不锈钢中锰的高浓度，其对于粉末冶金成型是有问题的。这是因为这种元素与氧的亲和力很大，再加上粉末的高比表面积，需要对高温下进行的工艺有很好的掌握：

-首先需要使用颗粒表面尽可能少氧化的粉末；

-还需要在将零件加热到烧结温度期间通过使用高度还原性气氛使粉末的氧化最小化。然而，对于奥氏体不锈钢，其组成中引入了氮以省去镍的使用，烧结气氛必须包括氮，结果是不可能在仅包含还原剂的气氛下工作；

-最后，需要还原在高温下最稳定的氧化物，并在孔隙关闭之前消除还原产物。这是最关键的一点，因为在烧结操作过程中，在通常高于1200℃的温度下，锰氧化物在孔隙关闭的同时被还原。因此，获得的零件通常具有表面脱氧良好的层和芯处的大量夹杂物(氧化物)。这是因为，在零件表面，炉的气氛更容易更新，还原产物可以在烧结开始时孔隙仍然开放的时候在整个炉腔内传输。另一方面，在芯处，气氛不更新，条件不允许在孔隙关闭之前氧化物全部还原。对于无镍奥氏体不锈钢，因此很难有厚度大于200μm的脱氧层。由于烧结后零件的精加工(机加工、抛光)需要去除可能大于200μm的材料，因此成品零件的表面可能存在氧化物，这从美学和从抛光表面的耐腐蚀性角度来看是有害的。

因此，对于通过烧结无镍奥氏体不锈钢粉末而形成的零件，需要增加该脱氧层的厚度。