[发明专利]一种高强度不锈钢粉末冶金材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及汽车粉末冶金材料制备领域，更具体的说是涉及一种高强度不锈钢粉末冶金材料及其制备方法。

背景技术：

不锈钢在石油化工、国防工业、海洋器械等方面应用广泛。目前应用最广泛的高耐腐蚀不锈钢为316L不锈钢，其基体为奥氏体不锈钢，高温时不容易发生相变，也很难通过热处理方式强化，但通过添加物，进行固溶处理加工硬化可提高其强度。目前普遍使用的316L不锈钢的耐腐蚀性主要依赖表面Cr₂O₃钝化膜的形成，但Cr₂O₃钝化膜在600℃的潮湿环境下会形成挥发性的铬的氢氧化合物，恶化了稳定性，从而制约了不锈钢在一些高温苛刻环境下的长期使用。而高强度不锈钢常用牌号为Cr12和440C，Cr12系列碳含量较低，工艺性能好，易于成型，但烧结成型硬度不大于45HRC，440C系列烧结成型后硬度能达到，但烧结过程易变形，尺寸精度难控制。

发明内容：

本发明是针对现有技术的不足之处，目的之一是提供一种高强度不锈钢粉末冶金材料，目的之二是提供一种高强度不锈钢粉末冶金材料的制备方法，本发明耐腐蚀的能力增强，同时对氯化物侵蚀，高温抗硫化性能提高，提高不锈钢的强度。

本发明的技术解决措施如下：

一种高强度不锈钢粉末冶金材料，不锈钢粉末冶金材料由按质量百分比计的以下物质组成：

Cr：14％-18％；

Ni：10％-14％；

Mo：1％-4％；

Si₃N₄：0％-10％；

Al：0％-3％；

余量为Fe。

作为优选，所述铬、镍、铁、钼、铝和氮化硅分别为粉末状材料，铬粉粒径为1-10um；镍粉为羰基镍粉，粒径小于10um；铁粉为羰基铁粉，粒径小于10um；钼粉粒径为1-10um；铝粉粒径为1-3um；氮化硅粒径小于50um。

作为优选，所述铬粉、镍粉、铁粉、钼粉、铝粉和氮化硅的纯度分别大于99％。

一种高强度不锈钢粉末冶金材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按配比准确称量原材料放入不锈钢真空球磨罐中，加入20％无水乙醇作为球磨介质，并加入1％PV作为粘合剂，用真空泵抽真空15-20分钟；

第二步：在行星球磨机上球磨15h，所用磨球为不锈钢球，球料比为10:1,球磨转速为300r/min；

第三步：原料经充分混合后用筛子将原料粉筛出，然后用模具在压力机上压制成坯体；

第四步：将坯体放在坩埚垫片上，并用小坩埚盖上，水平放在坩埚皿里，用锆粉掩埋，水平放入真空管式炉中烧结；

第五步：烧结升温前用真空泵将管内空气抽出，然后通入氩气，再抽真空，反复三次，最后在通入氩气作为保护气体，烧结温度为1050-1150℃，保温时间为2h-4h。

本发明的有益效果在于：

本发明含钼的不锈钢是不锈钢的耐点腐蚀、耐缝隙腐蚀的能力增强，同时对氯化物侵蚀，高温抗硫化性能提高，并具有良好的抗辐射性能。氮化硅为一种超硬物质，而且本身具有润滑性，在烧结过程中对形变的控制具有良好的辅助作用，并大大提高不锈钢的强度。不锈钢中铝元素的加入，不仅以固溶的方式强化基体，而且铝作为铁素体形成元素，使得基体中有铁素体相析出，形成两相基体来提高合金的强度，并且铝元素的加入使合金体表面形成较Cr₂O₃更稳定，生长速度更慢的AL₂O₃保护膜，进一步提高不锈钢的耐腐蚀性能。

具体实施方式：

实施例1，