一种粉末冶金奥氏体不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种粉末冶金奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：将奥氏体不锈钢粉、氧化钇粉和润滑剂混合，得到混合粉体，然后依次经压制和烧结，得到粉末冶金奥氏体不锈钢；所述氧化钇粉的质量为混合粉体质量的0.2～0.4％。本发明专利技术以奥氏体不锈钢粉和氧化钇粉为原料，通过添加一定量的氧化钇粉作为稳定剂，可以在高温条件下减少析出相，同时可以弥散分布在基体内，实现基体晶粒细化，进而降低孔隙率，改善了夹杂物的形状尺寸，减少了钢中夹杂物的数量，有效的减少了点蚀诱发源的数量；同时，钢中稀土氧化物能有效地脱硫、降低钢中夹杂物数量并使夹杂物改性，从而增强了钢基体的耐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
一种粉末冶金奥氏体不锈钢及其制备方法
本专利技术涉及粉末冶金材料
，特别涉及一种粉末冶金奥氏体不锈钢及其制备方法。
技术介绍
不锈钢使用至今已衍生出无数种类，人们根据不同场合的需求而有目的地制造和使用不同性能的不锈钢材，其中316不锈钢钢就是最常用的钢种之一。316不锈钢钢(Cr17Ni12Mo2)，其中含C≤0.08％，Si≤1.0％，Mn≤2.0％，P≤0.035％，S≤0.03％；而316L不锈钢(Cr17Ni14Mo2)，除了碳含量降至0.03％以下，其它元素含量与316不锈钢相同。316L不锈钢属于AISI300奥氏体不锈钢系列产品，出现于20世纪70年代。它是为改善耐腐蚀性能而发展的一种Cr-Ni-Mo型超低碳不锈钢，其综合性能优秀，经济适用，被广泛应用于冶金、医疗、石油等行业。简单地说，316L不锈钢就是低碳版本的316不锈钢，316不锈钢因其含碳量高一些而有更好一点的力学性能，316L不锈钢更抗盐腐蚀故适用于沿海地区或是油气的运输。粉末冶金工艺是一种较为先进的冶金工艺，其与传统的熔炼冶金工艺相比，具有成本低、精度高等优势，其生产的零件尺寸误差更小且接近直接成形，经过进一步的压铸加工过后，零件形状改变不大，节省加工工序。早在20世纪70年代，粉末冶金技术就被人们发现并被应用于制备不锈钢预合金粉，人们利用预合金粉制备出具有优越性能的不锈钢材料。粉末冶金不锈钢具有良好的力学、物理和化学性能，其相比于传统熔炼工艺生产的不锈钢，所生产零件接近净成型、尺寸精度高、材料利用率高、组织结构均匀，在实际生产、成本控制中具有较大优势，已被广泛应用于机械、化工、船舶、汽车、仪器仪表等行业。但是，由于粉末冶金不锈钢内部存在大量微小的孔隙，导致其力学性能、耐磨性和耐腐蚀性都不如传统工艺的致密不锈钢，从而限制了其在某些特殊要求环境下的应用。有研究表明，粉末冶金不锈钢几乎所有的性能都随着密度的增大而提高。因此，需要提高粉末冶金不锈钢的密度，降低孔隙率，从而提高粉末冶金不锈钢的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种粉末冶金奥氏体不锈钢及其制备方法。本专利技术提供的粉末冶金奥氏体不锈钢孔隙率低。本专利技术提供了一种粉末冶金奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(1)将奥氏体不锈钢粉、氧化钇粉和润滑剂混合，得到混合粉体；所述氧化钇粉的质量为混合粉体质量的0.2～0.4％；(2)将所述步骤(1)得到的混合粉体进行压制，得到生坯；(3)将所述步骤(2)得到的生坯进行烧结，得到粉末冶金奥氏体不锈钢。优选的，所述步骤(1)中奥氏体不锈钢粉为316L不锈钢粉或304不锈钢粉。优选的，所述步骤(1)中润滑剂的质量为混合粉体质量的0.4～0.6％。优选的，所述步骤(1)中的混合为球磨混合。优选的，所述球磨的球料比为4～5:1，球磨的转速为160～180r/min，球磨的时间为1～1.5h。优选的，所述步骤(3)中的烧结为真空烧结。优选的，所述步骤(3)中的烧结依次包括第一烧结、第二烧结和第三烧结；所述第一烧结的温度为340～360℃，所述第一烧结的时间为25～35min；所述第二烧结的温度为740～760℃，所述第二烧结的时间为25～35min；所述第三烧结的温度为1300～1400℃，所述第三烧结的时间为55～65min。本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备的粉末冶金奥氏体不锈钢，所述粉末冶金奥氏体不锈钢的孔隙率低于0.05个/cm2。本专利技术提供了一种粉末冶金奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：将奥氏体不锈钢粉、氧化钇粉和润滑剂混合，得到混合粉体，然后依次经压制和烧结，得到粉末冶金奥氏体不锈钢；所述氧化钇粉的质量为混合粉体质量的0.2～0.4％。本专利技术以奥氏体不锈钢粉和氧化钇粉为原料，通过添加一定量的氧化钇粉作为稳定剂，可以在高温条件下减少析出相，同时可以弥散分布在基体内，实现基体晶粒细化，进而降低孔隙率，改善了夹杂物的形状尺寸，减少了钢中夹杂物的数量，有效的减少了点蚀诱发源的数量；同时，钢中稀土氧化物能有效地脱硫、降低钢中夹杂物数量并使夹杂物改性，从而增强了钢基体的耐蚀性。实验结果表明，本专利技术提供的粉末冶金奥氏体不锈钢的孔隙率低于0.05个/cm2，经中性盐雾实验后，试样表面完好无异常。附图说明图1为本专利技术实施例1～6和对比例1～3中烧结温度曲线；图2为本专利技术实施例1～6和对比例1～3中压制的拉伸试样的尺寸示意图；图3为本专利技术实施例1～6和对比例2、3、5、6中粉末冶金奥氏体不锈钢的孔隙率图；图4为本专利技术实施例1～3和对比例2、3中粉末冶金奥氏体不锈钢的硬度曲线；图5为本专利技术实施例1～3和对比例2、3中粉末冶金奥氏体不锈钢的强度曲线。具体实施方式本专利技术提供了一种粉末冶金奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(1)将奥氏体不锈钢粉、氧化钇粉和润滑剂混合，得到混合粉体；所述氧化钇粉的质量为奥氏体不锈钢粉和氧化钇粉总质量的0.2～0.4％；(2)将所述步骤(1)得到的混合粉体进行压制，得到生坯；(3)将所述步骤(2)得到的生坯进行烧结，得到粉末冶金奥氏体不锈钢。本专利技术将奥氏体不锈钢粉、氧化钇粉和润滑剂混合，得到混合粉体。在本专利技术中，所述氧化钇粉的质量为混合粉体质量的0.2～0.4％，优选为0.3％。在本专利技术中，所述氧化钇粉作为稳定剂，可以在高温条件下减少析出相，同时可以弥散分布在基体内，实现基体晶粒细化，进而降低孔隙率，改善了夹杂物的形状尺寸，减少了钢中夹杂物的数量，有效的减少了点蚀诱发源的数量；同时，钢中稀土氧化物能有效地脱硫、降低钢中夹杂物数量并使夹杂物改性，从而增强了钢基体的耐蚀性。在本专利技术中，所述奥氏体不锈钢粉优选为316L不锈钢粉或304不锈钢粉。在本专利技术中，所述奥氏体不锈钢粉的粒度优选为不低于400目，更优选为500～600目。本专利技术对所述奥氏体不锈钢粉的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述氧化钇粉的粒度优选为不低于400目，更优选为500～600目。本专利技术对所述氧化钇粉的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述润滑剂的质量优选为混合粉体质量的0.4～0.6％，更优选为0.5％。在本专利技术中，所述润滑剂优选为硬脂酸锌、硬脂酸锂和石蜡中的一种或多种，更优选为硬脂酸锌。在本专利技术中，所述润滑剂可以提高粉末的流动性，降低孔隙率。在本专利技术中，所述混合优选为球磨混合。在本专利技术中，所述球磨的球料比优选为4～5:1，更优选为4.5:1；所述球磨的转速优选为160～180r/min，更优选为170r/min；所述球磨的时间优选为1～1.5h，更优选为1.2h。在本专利技术中，所述球磨优选为干磨。本专利技术对所述球磨的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的球磨机即可。在本专利技术中，所述球磨优选在卧式球磨机中进行。在本专利技术中，所述球磨机的罐体和磨球的材质优选为不锈钢。在本专利技术中，所述球磨可以使粉末具有较高的表面积和表面结合能，增加粉末的活性，有利于不锈钢材料的烧结，提高致密化程度；同时使粉末混合均匀，得到成分组织均匀的粉末冶金不锈钢。得到混合粉体后，本专利技术将所述混合粉体进行压制，得到生坯。本专利技术对所述压制的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的粉末冶金不锈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉末冶金奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(1)将奥氏体不锈钢粉、氧化钇粉和润滑剂混合，得到混合粉体；所述氧化钇粉的质量为混合粉体质量的0.2～0.4％；(2)将所述步骤(1)得到的混合粉体进行压制，得到生坯；(3)将所述步骤(2)得到的生坯进行烧结，得到粉末冶金奥氏体不锈钢。

【技术特征摘要】
1.一种粉末冶金奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(1)将奥氏体不锈钢粉、氧化钇粉和润滑剂混合，得到混合粉体；所述氧化钇粉的质量为混合粉体质量的0.2～0.4％；(2)将所述步骤(1)得到的混合粉体进行压制，得到生坯；(3)将所述步骤(2)得到的生坯进行烧结，得到粉末冶金奥氏体不锈钢。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中奥氏体不锈钢粉为316L不锈钢粉或304不锈钢粉。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中润滑剂的质量为混合粉体质量的0.4～0.6％。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的混合为球磨混合。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫建红，李延君，李会祥，冯胜男，刘学男，王一喆，
申请(专利权)人：山东大学，威海双鑫金属制品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东,37