[发明专利]一种基于注射成型制备马氏体时效钢的方法

说明书

本发明公开了一种基于注射成型制备马氏体时效钢的方法，所述马氏体时效钢的成分包括Fe及以下质量百分比的组分：17.5‑18.5％的Ni，8.5‑9.5％的Co，4.5‑5.5％的Mo，包括以下步骤：(1)制备Ni、Co、Mo、Fe雾化合金粉末；(2)将马氏体时效钢中的其他组分以羰基粉的形式加入，并将步骤(1)中的雾化合金粉末与羰基粉按质量比为(0.5‑2)：1混合得到预混料；(3)将预混料与粘结剂混合进行密炼，再经注射成型机注射成型；(4)采用硝酸催化脱脂；(5)烧结；(6)热处理。本发明催化脱脂时，可以避免硝酸腐蚀Co，马氏体时效钢的综合性能优异，屈服强度、抗拉强度高与硬度较高。

技术领域

本发明属于钢材料领域，尤其涉及一种马氏体时效钢的制备方法。

背景技术

马氏体时效钢是超高强度钢中的一种。马氏体时效钢突出的优点是热处理工艺简单方便，固溶后先进行机械加工再进行时效，热处理变形小，加工性能及焊接性能都很好。

金属注射成型(Metal Injection Molding，简称MIM)是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金技术。一般可以制成粉的金属或合金均可利用金属注射成型技术加工，其广泛适用于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求的制品。金属注射成型的基本工艺一般包括以下步骤：(1)将金属或合金粉末与粘合剂混合；(2)喂料；(3)注射成型；(4)脱粘；(5)烧结。

专利CN103981436A中公开了一种金属粉末注射成型高强度马氏体时效钢的制造方法，该专利中首先将羰基镍粉、精细钴粉、超细钼粉及余下的羰基铁粉按比例混合后与粘结剂混合，再依次进行喂料、注射成型、脱脂、烧结、固溶处理、时效处理，该专利生产效率高。但是上述专利采用物理脱脂，如热脱脂或超声脱脂，热脱脂存在温度太高，设备要求高等缺点，超声脱脂存在设备要求高，工艺复杂，成本较高等缺点。若将上述专利的脱脂方式换成催化脱脂，可以解决温度、工艺、成本等方面的问题，但是催化脱脂过程中会利用硝酸作脱脂剂，硝酸在脱脂过程中会腐蚀合金成分中的钴，影响最终制品的综合性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种基于注射成型制备马氏体时效钢的方法，该方法在脱脂过程中，利用硝酸作为脱脂剂，可利用较低的脱脂温度，且最终马氏体时效钢的综合性能不会受到影响。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于注射成型制备马氏体时效钢的方法，所述马氏体时效钢的成分包括Fe及以下质量百分比的组分：17.5-18.5％的Ni，8.5-9.5％的Co，4.5-5.5％的Mo，包括以下步骤：

(1)通过雾化法制备Ni、Co、Mo、Fe雾化合金粉末，其中，控制所述马氏体时效钢中的Co、Mo全部位于所述雾化合金粉末中；

(2)将马氏体时效钢中的其他组分以羰基粉的形式加入，并将步骤(1)中的雾化合金粉末与羰基粉按质量比为(0.5-2)：1混合得到预混料；

(3)将步骤(2)中的预混料与粘结剂混合进行密炼，密炼均匀后进行破碎得到粒状喂料，再经注射成型机注射成型；

(4)采用硝酸催化脱脂；

(5)烧结；

(6)热处理。

上述方法中，优选的，所述步骤(2)中，所述雾化合金粉末与羰基粉按质量比为1：1混合得到预混料。更优选的，控制所述雾化合金粉末中Ni、Co、Mo、Fe的质量百分比分别为：17.5-18.5％、17.5-18.5％、8.5-9.5％，余量为Fe，控制羰基粉中羰基镍的质量百分比为17.5-18.5％，余量为羰基铁。采用上述质量配比的雾化合金粉末与羰基粉可以保证本发明制备得到的马氏体时效钢的综合性能最佳。

上述方法中，优选的，控制所述雾化合金粉末的D50为12-14μm，控制所述预混料的D50为5-6μm。