440C不銹鋼金屬注射成形工藝研究.pdf

1、金屬注射成形是一種新型的粉末冶金近凈成形技術(shù)，采用注射成形技術(shù)制備不銹鋼與傳統(tǒng)的精密鑄造和粉末壓制方法相比具有多方面的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊。但不銹鋼尤其是高碳不銹鋼注射成形都存在兩個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)：變形及尺寸精度問(wèn)題、燒結(jié)致密化及性能問(wèn)題。本文研究了440C不銹鋼注射成形工藝，重點(diǎn)研究了溶劑脫脂和熱脫脂的脫脂工藝，詳細(xì)分析了燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間和燒結(jié)氣氛對(duì)440C不銹鋼燒結(jié)坯密度、力學(xué)性能和耐蝕性能的影響；并討論了注射成形440C不銹鋼的燒結(jié)

2、變形的影響因素，提出了控制其燒結(jié)變形的措施。研究結(jié)果表明： 溶劑脫脂過(guò)程中，隨著脫脂溫度的提高和脫脂時(shí)間的延長(zhǎng)，注射坯的脫脂率不斷上升，而脫脂效率隨樣品裝載量的增加而降低；合適的溶劑脫脂工藝為：以二氯甲烷作為溶劑，脫脂溫度37℃，脫脂4h。 根據(jù)喂料的熱失重曲線(TGA)，確定了注射成形440C不銹鋼合適的熱脫脂工藝：2℃/min升溫至200℃保溫60min，2℃/min升溫至385℃保溫60min，2℃/min升溫至4

3、25℃保溫90min，2℃/min升溫至600℃保溫30min，3℃/min升溫至950℃保溫60min。在此工藝下完全地脫除了粘結(jié)劑。注射坯脫脂經(jīng)950℃預(yù)燒后，粉末顆粒之間已形成了明顯的燒結(jié)頸，使脫脂坯具有一定的強(qiáng)度，并且在Ar和H2氣氛的脫脂坯的碳含量分別為1.08％和1.05％。 在真空氣氛下，較合適的燒結(jié)溫度區(qū)間為1230℃-1240℃，并且在真空1230℃保溫90min，燒結(jié)密度為7.34g/cm3，真空1240℃燒

4、結(jié)30min試樣的燒結(jié)密度為7.56g/cm3，在1260℃燒結(jié)時(shí)，真空燒結(jié)的樣品密度高于Ar氣氛燒結(jié)，Ar氣氛燒結(jié)樣品的各項(xiàng)力學(xué)性能都優(yōu)于真空燒結(jié)的樣品。 440C不銹鋼合適的熱處理工藝條件為：在1050℃進(jìn)行淬火，然后在150℃進(jìn)行回火2小時(shí)。熱處理后樣品的基體組織為隱晶馬氏體、殘余奧氏體、顆粒狀二次碳化物及塊狀共晶碳化物；材料熱處理后的力學(xué)性能隨燒結(jié)溫度的升高而增加，但是過(guò)高的燒結(jié)溫度則會(huì)降低材料的力學(xué)性能，在真空1230

5、℃燒結(jié)保溫90min的試樣，熱處理后的拉伸強(qiáng)度和硬度分別為795.4MPa和53.8HRC，在真空1240℃燒結(jié)30min的試樣，熱處理后的拉伸強(qiáng)度和硬度分別為876.3MPa和57.7HRC。 注射成形440C不銹鋼在NaCl溶液中主要是發(fā)生點(diǎn)蝕。隨著燒結(jié)溫度的升高，其耐蝕性也提高，其主要是因?yàn)槊芏鹊脑黾?。?260℃燒結(jié)時(shí)，真空燒結(jié)的樣品的耐蝕性要好于Ar氣氛燒結(jié)的樣品?；鼗鸷筇蓟锏某恋砦龀鍪?40C不銹鋼耐蝕性降低的一個(gè)

6、原因。 分析了MIM注射成形440C不銹鋼燒結(jié)變形產(chǎn)生變形的原因，制定合理的混料、注射、燒結(jié)等工藝是獲得不變形試樣的關(guān)鍵，并且440C不銹鋼的碳含量波動(dòng)影響其產(chǎn)品的尺寸波動(dòng)，甚至?xí)a(chǎn)生燒結(jié)變形，因此在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)選擇合理的燒結(jié)溫度，盡量避免脫脂坯較長(zhǎng)時(shí)間的放置于空氣中。 系統(tǒng)測(cè)定并計(jì)算了不同粉末裝載量、燒結(jié)溫度下不銹鋼的長(zhǎng)寬高各向收縮率。發(fā)現(xiàn)試樣的燒結(jié)收縮率隨著燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間的增加而增加，長(zhǎng)度方向的收縮率最大、寬度