[发明专利]一种低镍高锰奥氏体无磁钢及其制备方法

说明书

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种低镍高锰奥氏体无磁钢及其制备方法。所述低镍高锰奥氏体无磁钢包括如下成分：Mn 15.23～16.67wt％、C 0.61～0.83wt％、Ni 0.47～1.98wt％，余量为Fe和杂质。本发明采用镍作为活化剂，烧结时促进了颗粒间的物质扩散，增强颗粒间的联结，提高材料的力学性能；采用不同粒度的混合Fe‑Mn‑C预合金粉促进了烧结颈的萌生和长大，可以获得更高的密度和力学性能；此外，本发明由于细粉所占比例较大，再加上镍的活化，烧结时间比现有的方案更短，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种低镍高锰奥氏体无磁钢及其制备方法。

背景技术

高锰奥氏体无磁钢产品一般是通过铸造及后处理获得，铸造工艺存在能耗高、精度低等不足，而粉末冶金技术具有节能减材、适于大批量生产、产品精度高且稳定性好、性能优异等一系列优点，特别对于精度要求高的小零件用粉末冶金的方法生产具有很好的市场前景。

锰因与氧亲和力大、熔点高、易挥发等缺点较难进行合金化，生产中，常用的烧结温度烧结高锰奥氏体钢材料属于固相烧结，效率不高，获得的材料力学性能不理想，而工业生产中，一般通过加入大量的铜来获得较高的材料密度，但对材料的力学性能提升有限和加铜使产品的尺寸变化难以控制；此外，高锰奥氏体无磁钢预合金粉加工硬化能力强导致粉末压缩性差，难以获得较高的生坯密度和强度。

目前也有使用FeB作为活化剂来代替铜的方案，但FeB活化烧结的材料力学性能不高，目的是满足高密度而对力学性能要求不高的领域。因此，目前还缺乏一种具有高密度和良好力学性能的高锰奥氏体钢材料。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种低镍高锰奥氏体无磁钢。

本发明的另一目的在于提供所述低镍高锰奥氏体无磁钢的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种低镍高锰奥氏体无磁钢，包括如下成分：Mn 15.23～16.67wt％、C 0.61～0.83wt％、Ni 0.47～1.98wt％，余量为Fe和杂质。

优选的，所述低镍高锰奥氏体无磁钢中，Fe、Mn、C的来源为Fe-Mn-C预合金粉，所述Fe-Mn-C预合金包括如下成分：15.00～18.00wt％的Mn和0.50～0.90wt％的C，余量为Fe和杂质。

更优选的，所述的Fe-Mn-C预合金粉主要包括两种粒度，其粒度分别为110～200目和小于325目，这两种粒度的所述预合金粉比例为15～20:85～80。

优选的，所述低镍高锰奥氏体无磁钢密度为7.25～7.5g/cm³，抗拉强度为660～740MPa，断后伸长率为15～24％。

所述低镍高锰奥氏体无磁钢的制备方法，包括以下步骤：

将Fe-Mn-C预合金粉、镍粉和润滑剂混合均匀后得到混合粉末，将混合粉末压制成型制得生坯，然后进行烧结制得所述的低镍高锰奥氏体无磁钢材料；

所述Fe-Mn-C预合金包括如下成分：15.00～18.00wt％的Mn和0.50～0.90wt％的C，余量为Fe和杂质；

所述镍粉和润滑剂的重量分别占混合粉末总重量的0.5～2％和0.4～0.6％。

所述Fe-Mn-C预合金粉可以通过常规的制备方法，如水雾化法制备得到。

具体的，Fe-Mn-C预合金粉和低镍高锰奥氏体无磁钢中的所述杂质包括Si0.40～0.70wt％、P≤0.09wt％、S≤0.04wt％、Sn≤0.20wt％和Pb≤0.10wt％。