[发明专利]一种注射成形可量产型超高强度不锈钢及其制备工艺

说明书

本申请涉及粉末冶金技术领域，具体公开了一种注射成形可量产型超高强度不锈钢及其制备工艺，所述注射成形可量产型超高强度不锈钢，包括以下原料：C、Cr、Co、Mo、Ni、Nb、Al、W、Fe和不可避免的杂质；上述方案原料选用科学，较低碳含量可保证烧结过程稳定，钴能够赋予产品优良的耐腐蚀性，各成分用量的调整，可实现力学性能的可调整性，满足不同场合的使用要求。本申请还提出了一种注射成形可量产型超高强度不锈钢的制备工艺，包括喂料制备，注射成形，催化脱脂，烧结处理，热处理等工序，制备获得超高强度不锈钢；上述工艺可实现高强度不锈钢的稳定制备，保证不锈钢产品在获得高强度的同时，具有优良的韧性和耐腐蚀性。

技术领域

本申请涉及粉末冶金技术领域，更具体地说，它涉及一种注射成形可量产型超高强度不锈钢及其制备工艺。

背景技术

随着5G信息时代的到来，手机、智能穿戴等通讯类电子消费产品越来越趋于复杂化、小型化的发展，因而对产品材料的比强度要求也越来越高。材料比强度越高，在相同体积或重量下，材料能承受的载荷就越大，从而更容易实现电子元件的复杂化和小型化，使电子结构设计更加灵活。除要求高比强度外，该类材料还需要具备足够的抗腐蚀性。相关技术中，满足上述性能要求的材料，比较常用的有马氏体不锈钢和马氏体沉淀硬化不锈钢。其中，马氏体不锈钢的添加元素包括10%以上的Cr元素及0.5%以上的C元素，其经过淬火回火的处理后，屈服强度可达到1200MPa以上；然而，此类合金碳含量较高，导致其存在塑性较差、安全边际不足等缺陷，使用过程中，易受冲击、碰撞等外力影响，导致元件开裂。另一种马氏体沉淀硬化不锈钢，是在低碳马氏体不锈钢的基础上加入4-6%的镍，以及少量的Cu、Nb等元素，通过固溶时效处理析出Cu、Nb形成沉淀硬化相，进而获得相对较高的强度，例如17-4PH不锈钢经过热处理后屈服强度能达到1200MPa，延伸率可达到6%左右。

然而，随着近年来电子设备设计的复杂化，普通的马氏体沉淀硬化不锈钢已经不能满足部分结构件的强度要求，需要寻求一种强度更高的新型不锈钢材料。

发明内容

为了获得高强度、耐腐蚀、塑性好的新型不锈钢材料，本申请提供了一种注射成形可量产型超高强度不锈钢及其制备工艺，通过原料组分选用及用量调整，以及后续的热处理工艺参数控制，可实现所得不锈钢强度在一定范围内的可调节性，满足不同场合的使用要求。

第一方面，本申请提供了一种注射成形可量产型超高强度不锈钢，采用如下的技术方案：

一种注射成形可量产型超高强度不锈钢，包括以下重量百分比的原料：C ≤0.05％、Cr 11-15％、Co 12-18％、Mo 4-8％、Ni 2.5-4.5％、Nb 0.1-0.8％、Al 0-1.5%、W0.5-2％、余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述注射成形可量产型超高强度不锈钢，包括以下重量百分比的原料：C≤0.03％、Cr 12-14％、Co 14-16％、Mo 5-7％、Ni 3-4％、Nb 0.3-0.6％、Al 0.5-1%、W 1-1.5％、余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述注射成形可量产型超高强度不锈钢，包括以下重量百分比的原料：C0.02％、Cr 13％、Co 15％、Mo 6％、Ni 3.5％、Nb 0.5％、Al 0.8%、W 1.2％、余量为Fe和不可避免的杂质。

通过采用上述技术方案，控制较低碳含量，在保证提高产品强度的同时，保证产品制备烧结过程稳定，提高所得产品的塑性；铬能够提高产品抗氧化能力和耐蚀性；钴能够赋予产品优良的耐腐蚀性；钼能够阻止奥氏体化的晶粒粗大，增强碳化物形成能力；镍具有良好的可塑性和耐腐蚀性；铌能够增强产品的拉伸强度、塑性、持久寿命和疲劳极限；铝作为终脱氧剂，能够调整产品晶粒度，促进形成细晶粒产品；钨可明显提高产品的热强性；上述原料选用科学，配比严谨，原料成分用量的调整，可实现力学性能的可调整性，满足不同场合的使用要求。

第二方面，本申请提供了一种注射成形可量产型超高强度不锈钢的制备工艺，采用如下的技术方案：