【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粉末成型领域，特别涉及超高强钢粉末、喂料及超高强钢复杂零件制备工艺。
技术介绍
1、超高强钢作为一款性能优异的高强度、高韧性、且易加工成型的特种金属材料，主要用于能源开发、航空、军工、船舶、桥梁建筑方面的关键承力构件，传统的超高强钢零部件的制备方法是采用熔铸的方法制备，制备的效率和产品尺寸精度及复杂性均较低。
2、随着消费电子行业对金属材料力学性能的要求日益严苛，特别是目前折叠手机铰链的高精密度、复杂性，所以对铰链要求高强度、高韧性、耐磨、耐蚀等特性，因此，超高强钢成为该零件的首选材料。目前已经将一些超高强钢应用到这些零部件的制备上，但消费者对折叠屏手机轻量化等使用要求越来越高，手机结构上的优化已经到了极限，仅靠结构优化已经无法满足需求，因此对材料的性能要求更加苛刻，需要不断开发新的材料与工艺，来提高超强钢的力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的是提供一种能够用于粉末成型工艺，且通过粉末成型工艺能够获得高性能产品的超高强钢粉末。
2、实现本专利技术第一个目的的技术方案是：本专利技术中超高强钢粉末，质量百分比包含如下成分：c＜0.1％，cr：7-10％，ni：5-9％，mo：5-9％，co：12-16％；si＜0.5％，mn＜0.5％，nb＜1.0％，其余为fe。
3、由于超高强钢粉末的成分(元素)含量控制，会直接影响后期产品，因此对于成分含量控制尤为重要。本专利技术在研发超高强钢粉末时，进行了大量的技术研究，其各元素之
4、本专利技术的第二个目的是提供一种可用于粉末成型复杂零件的喂料，该喂料通过严格的元素含量控制，能够为后期获得高性能的超高强钢复杂零件(尤其是微型零件)提供有利条件。
5、实现本专利技术第二个目的的技术方案是：本专利技术中喂料，包括均匀混合的上述超高强钢粉末和粘结剂；超高强钢粉末的最佳装载量φ2以如下公式获得：
6、式1：
7、式2：φ2＝0.96φ1
8、式1中，ρz表示超高强钢粉末的振实密度，ρl表示超高强钢粉末的理论密度，φ1表示装载量；式2中φ2表示最佳装载量。装载量是指超高强钢粉末占总喂料的体积百分比。而最佳装载量即最佳的体积百分比。
9、上述粘结剂包括pom、骨架剂、分散剂、润滑剂、稳定剂。
10、作为另一种方案，上述粘结剂包括分散剂和润滑剂。
11、本专利技术的第三个目的是提供一种超高强钢复杂零件的制备工艺；由于金属粉末注射成型(metal powder injection molding)技术作为粉末冶金成型技术的一种。本专利技术正是通过粉末成型技术，有效解决了通过超高强钢制备复杂零件，尤其是复杂微型零件的困境。并通过改良的热处理工艺(固溶气体冷却压力增大)，进一步提高了其力学性能(屈服强度＞2000mpa，延伸率＞6％)。
12、实现本专利技术第三个目的的技术方案是：本专利技术中超高强钢复杂零件的制备工艺，包括如下步骤：
13、s1、制备上述的超高强钢喂料：将上述超高强钢粉末和粘结剂按照最佳装载量放入喂料制备机内均匀混合制备形成喂料；
14、s2、注射成型：通过注射成型获得注射坯。将步骤s2制备的超高强钢喂料置于粉末注射成型机中，注射到模具型腔内，形成注射坯；
15、s3、脱脂：对于注射坯进行脱脂，形成脱脂坯；
16、s4、烧结：将脱脂坯置于单体烧结炉中，进行烧结获得烧结坯。
17、s5、热处理：对烧结坯进行热处理获得最终件。
18、上述步骤s2，当采用注射成型时，将步骤s1制备的超高强钢喂料置于粉末注射成型机中，在100～200mpa注射压力和150～200℃的注射温度条件下注射到模具型腔内，形成成型坯。
19、上述步骤s3中，对通过注射成型的成型坯进行硝酸催化脱脂，形成脱脂坯，硝酸的流量为2～5ml/min，催化温度为80～120℃，脱脂时间t≥(240+60*h)min，其中h为复杂零件的最大壁厚，单位为mm。
20、上述步骤s4中，将脱脂坯置于单体烧结炉中，在ar气氛下进行烧结，得到烧结坯；烧结温度t控制在1360～1390℃，保温时间为5小时。
21、上述步骤s5中，固溶热处理的温度为1060～1090℃，保温2h；固溶采用n2冷却，冷却压力为9～10bar，最高温冷却至600℃的速度不小于450℃/min，600℃冷却至300℃的速度不小于250℃/min。。
22、本专利技术中热处理主要是在固溶后提高了冷却气体的压力，进而提高冷却的速度，影响热处理过程马氏体的转变，使其转变更完全。
23、首先：固溶冷却过程中，马氏体转变总是不完全的，连续冷却过程中任何停顿和冷速的减慢，都将增大奥氏体的稳定性和残余奥氏体的量，从而降低固溶冷却的意义。
24、本专利技术中通过更高的气体冷却压力和冷却速率的主要优势：①使得奥氏体向马氏体转变程度增大，板条马氏体组织贡献的强度增量提高，可以极大限度的完成奥氏体向马氏体的转变，使得99％的奥氏体转变成马氏体，固溶后残余奥氏体的含量低于1％。残余奥氏体作为软相，其含量的减少可以明显提高材料的强度、硬度。②同时，固溶冷却压力和冷却速率的提高，使得过饱和状态的沉淀硬化相析出量减少，过饱和的固溶体在热力学上处于不稳定的状态，适当的温度与应力即可发生脱溶转变，从而降低了后续时效工艺的难度，也增大时效后析出相的数量，增大沉淀硬化的效果。③更多的时效析出相产生的第二相强化作用不但阻碍体系晶粒长大，且析出相的稳定化效应能够抵消基体因溶质浓度降低所导致的稳定化效应缺失，从而阻挡晶界迁移，从而进一步细化晶粒与提升韧性。
25、本专利技术实际上还提供了一种不增加超高强本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高强钢粉末，其特征在于以质量百分比包含如下成分：C＜0.1％，Cr：7-10％，Ni：5-9％，Mo：5-9％，Co：12-16％；Si＜0.5％，Mn＜0.5％，Nb＜1.0％，其余为Fe。
2.一种喂料，其特征在于：包括均匀混合的权利要求1所述的超高强钢粉末和粘结剂；超高强钢粉末的最佳装载量φ2以如下公式获得：
3.根据权利要求2所述的喂料，其特征在于：所述粘结剂包括POM、骨架剂、分散剂、润滑剂、稳定剂。
4.根据权利要求2所述的喂料，其特征在于：所述粘结剂包括分散剂和润滑剂。
5.超高强钢复杂零件的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的超高强钢复杂零件的制备工艺，其特征在于：所述步骤S2的注射成型过程为，将步骤S1制备的超高强钢喂料置于粉末注射成型机中，在100～200MPa注射压力和150～200℃的注射温度条件下注射到模具型腔内，形成注射坯。
7.根据权利要求5所述的超高强钢复杂零件的制备工艺，其特征在于：所述步骤S3的催化脱脂过程为，对注射坯进行硝酸催化脱脂，形成
8.根据权利要求5所述的超高强钢复杂零件的制备工艺，其特征在于：所述步骤S4的烧结过程为，将脱脂坯置于单体烧结炉中，在Ar气氛下进行烧结，得到烧结坯；烧结温度T控制在1360～1390℃，保温时间为5小时。
9.根据权利要求2所述的超高强钢复杂零件的制备工艺，其特征在于：所述步骤S6的热处理过程为，固溶热处理最高温为1060～1090℃，保温2h；固溶采用N2冷却，冷却压力为9～10bar，最高温冷却至600℃的速度不小于450℃/min，600℃冷却至300℃的速度不小于250℃/min。
10.根据权利要求5所述的超高强钢复杂零件的制备工艺，其特征在于：当采用注射成型时，所述粘结剂包括POM、骨架剂、分散剂、润滑剂、增韧剂和稳定剂。
...【技术特征摘要】
1.一种超高强钢粉末，其特征在于以质量百分比包含如下成分：c＜0.1％，cr：7-10％，ni：5-9％，mo：5-9％，co：12-16％；si＜0.5％，mn＜0.5％，nb＜1.0％，其余为fe。
2.一种喂料，其特征在于：包括均匀混合的权利要求1所述的超高强钢粉末和粘结剂；超高强钢粉末的最佳装载量φ2以如下公式获得：
3.根据权利要求2所述的喂料，其特征在于：所述粘结剂包括pom、骨架剂、分散剂、润滑剂、稳定剂。
4.根据权利要求2所述的喂料，其特征在于：所述粘结剂包括分散剂和润滑剂。
5.超高强钢复杂零件的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的超高强钢复杂零件的制备工艺，其特征在于：所述步骤s2的注射成型过程为，将步骤s1制备的超高强钢喂料置于粉末注射成型机中，在100～200mpa注射压力和150～200℃的注射温度条件下注射到模具型腔内，形成注射坯。
7.根据权利要求5所述的超高强钢复杂零件的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晶晶，马超，苏绍华，邬均文，王明喜，
申请(专利权)人：江苏精研科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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