不锈钢粉末冶金就是用粉末冶金方法制造的不锈钢,它是一种粉末冶金材料,可制成钢材或零件。其优点是减少合金元素偏析,细化显微组织,改善性能,节约原材料,节约能耗,降低成本。
不锈钢粉末冶金的加工工艺:
1、不锈钢粉末冶金可制成钢材:
将不锈钢水用高压氮气雾化成粉末,粉末颗粒呈球状,松装密度约4.8g/cm,粉末氧含量小于100×10。也可用旋转电极制粉法生产球状不锈钢粉末,氧含量为(40~70)×10。将这些不锈钢粉末装入包套内,抽真空密封后,在5kPa压力下冷等静压制,继而在1050℃、2kPa压力下热等静压致密化成材。也可将冷等静压坯在1200℃温度下热挤压成致密棒、管材。
2、不锈钢粉末冶金可制成零件
将在感应炉内熔炼成的不锈钢水由喷嘴漏孔流出,用高压水进行雾化,冷凝后得到不锈钢粉末。粉末经脱水、干燥、分级、退火等工序处理,水雾化不锈钢粉末的松装密度为2.5~3.2g/cm。在550~830MPa压力下压制成形。压坯在露点为-45~-50℃的氢气或分解氨气氛中烧结。也可采用真空烧结,烧结温度为1120~1150℃。当需要较好的力学性能和耐腐蚀性能时,要采用高达1315C的烧结温度。
不锈钢粉末冶金的工艺流程是制备粉末—>成形—>烧结
1、制备粉末:是用粉末冶金法生产不锈钢的第一步,可以是水雾化,将熔融的不锈钢由喷嘴漏孔流出,用高压水吹散、凝固,得到不锈钢粉末。水雾化不锈钢粉末的松装密度为2.5~3.2 g/cm3。也可以是气雾化,高压氮气雾化粉末的松装密度为4.8 g/cm3,粉末氧含量小于10-4。还可以采用旋转电极制粉法生产球状不锈钢粉末。
2、成形:成形的压力为550~830 MPa。
3、烧结:由于不锈钢中的合金元素容易氧化,所以必须在含氧量极低的保护气氛中烧结,如果采用氢气或分解氨作为保护气氛,露点应为-45~-50℃。也可采用真空烧结,烧结温度为1120~1150℃。还可以将这些不锈钢粉末装入包套内,抽真空密封后,冷等静压制,接着热等静压致密化成材,工艺参数为1050℃,压力2 kPa。
与普通的铸锻不锈钢材相比,不锈钢粉末冶金的合金元素的偏析小,晶粒度细小,不纯的夹杂物细小并均匀分布,力学性能和耐腐蚀性能较高。特别是用粉末冶金方法生产的高氮不锈钢,比高压熔炼法成本要降低很多,同时粉末冶金高氮不锈钢具有一系列优异的性能,应用前景非常广阔。