本發明涉及奧氏體不銹鋼熱處理技術領域，更具體的是涉及一種奧氏體不銹鋼金屬粉末注射成型零部件熱處理工藝。

　　背景技術：

　　鎳元素因為具有優異的耐腐蝕、防銹、抗氧化的能力，在高溫和惡劣的工作環境中得到了非常廣泛的應用，隨著更多深入的研究，它的一些負面影響也就逐漸復現出來。比如由于接觸金屬鎳引起的過敏已經在工業化國家越來越多的關注，如果和鎳元素有重復或連續性的接觸，約10-15％的女性和2-5％男性有經歷過鎳過敏之苦，含有的鎳元素部件由于腐蝕溶出除了對人體產生過敏反應外，還存在致畸、致癌的危害性，醫用無鎳不銹鋼的研究和開發將會避免鎳的危害，大大提高生物植入材料的長期使用安全性。鎳是從鎳的涂層(電鍍、真空蒸鍍、濺鍍)轉移，常見的產品有眼鏡框架或是鎳合金高的硬幣、手鐲或是來自奧氏體鉻鎳不銹鋼。防止鎳過敏的話題一起了極大的關注，因此這樣的限制鎳含量的鎳指令，手術刀(限0.05％)作為身體刺穿部位，來限制產品的鎳釋放量。在當前被廣泛應用的醫用奧氏體不銹鋼中，鎳是一種重要的合金化元素，它的主要作用是使不銹鋼形成穩定的奧氏體結構，從而改善不銹鋼的耐腐蝕性、可塑性、可焊接性和韌性等性能，穩定的奧氏體結構還可以使不銹鋼具備無磁性，醫用316l和317l奧氏體不銹鋼中的鎳含量要求在10％-14％，醫用304l不銹鋼中的鎳含量也在8％-10％。但是，鎳又是一種潛在的致敏因子，大量的臨床表現已經證明，鎳及其化合物會對人類產生危害，其中最常見的損害是鎳接觸性皮炎，發病率較高，過敏性強者會發生濕疹。因此，巴斯夫商業開發出catamold產品panacea(x150rmnmon17-11-3)的金屬注射成型專用喂料，它是一種低鎳高氮的預合金鐵素體鋼粉末，在燒結或在燒結后的固溶退火工藝中與以氮化處理而獲得，從而確保它仍然保持不銹鋼其優異的抗腐蝕性、抗侵蝕性和耐磨性，即使已經大幅度地降低了鎳元素的含量。更應引起人們警惕的是：鎳離子在生物體內富集還可能誘發毒性效應，發生細胞破壞和發炎反應，對生物體有致畸、致癌的危害性，而含鎳醫用金屬材料植入人體后，由于不可避免的腐蝕、磨損，鎳離子等金屬離子會釋放到臨近組織，易誘發過敏、感染等組織反應，特別是對鎳過敏的患者尤為嚴重。著名醫學雜志《柳葉刀》(thelancet)曾經有報道指出，不銹鋼心血管支架中鎳、鉻和鉬等金屬離子釋放引起的過敏反應可能是心血管支架再狹窄的間接原因之一。

　　用傳統的冷壁真空批次爐，能夠燒結出完全奧氏體微觀結構和燒結密度為理論值的95％以上的金屬注射成型零部件，在給定燒結溫度下，因為面心立方相(奧氏體)的擴散系數要比高體心立方相(鐵素體)低約兩個冪數量級，全奧氏體相的零部件的進一步致密化相對更加困難，需要更長的燒結周期和更高的燒結溫度，為了獲得更高的燒結密度，卻需要以損失燒結體中的氮含量為代價，為了提高其燒結密度，需要將保溫溫度升高到1270℃，增加了燒結工程中熔化的機率，由于真空批次爐燒結的冷卻過程中，冷卻速率不夠快，導致大量氮化物的析出，降低了工件的機械性能和零部件的抗腐蝕能力，特別是氮化物偏析在晶界周圍，使得延伸率明顯降低，在燒結后的正常真空爐內冷卻，一但出現氮化鉻(cr2n)此沉淀物，鉻的防銹能力就消失，不銹鋼的鉻因和氮結合失去防銹能力。低鎳高氮奧氏體不銹鋼的金屬粉末注射零部件在真空批次爐燒結后，其燒結密度只有95％，氮含量偏低只有0.55％-0.65％，而且分布不均勻，很多以氮化物的顆粒析出，并且聚集在晶界附近，另外冷卻速度緩慢而帶有磁性，不能滿足客戶無磁性的應用要求。

　　故如何解決上述技術問題，對于本領域技術人員來說很有現實意義。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的在于：為了解決現有通過真空批次爐燒結的奧氏體不銹鋼金屬粉末注射成型零部件的燒結密度和氮含量低都偏低，且帶有一定磁性，不滿足使用要求的技術問題，本發明提供一種奧氏體不銹鋼金屬粉末注射成型零部件熱處理工藝。

　　本發明為了實現上述目的具體采用以下技術方案：

　　一種奧氏體不銹鋼金屬粉末注射成型零部件熱處理工藝，包括以下步驟：

　　s1：將燒結后的不銹鋼成型零部件進行加熱升溫，升溫到1050℃-1200℃；

　　s2：將升溫后的不銹鋼成型零部件進行固溶處理，在80kpa氮氣分壓下固溶，熱處理溫度為1050℃-1200℃，處理總時間為2-8h，其中保溫時間為2h；

　　s3：然后進行淬火處理，通過氮氣快速冷卻，冷卻速率為6000℃/h，降溫到180℃-380℃；

　　s4：然后進行回火處理，熱處理溫度為180℃-380℃，處理總時間為6-24h，其中保溫時間為3h，最后通過氮氣快速冷卻處理，冷卻速率為6000℃/h。

　　進一步地，包括以下步驟：

　　s1：將燒結后的不銹鋼成型零部件進行加熱升溫，升溫到1170℃；

　　s2：將升溫后的不銹鋼成型零部件進行固溶處理，在80kpa氮氣分壓下固溶，熱處理溫度為1170℃，處理總時間為4-6h，其中保溫時間為2h；

　　s3：然后進行淬火處理，通過氮氣快速冷卻，冷卻速率為6000℃/h，降溫到280℃；

　　s4：然后進行回火處理，熱處理溫度為280℃，處理總時間為8-12h，其中保溫時間為3h，最后通過氮氣快速冷卻處理，冷卻速率為6000℃/h。

　　進一步地，在步驟s1中，加熱升溫分為三個階段，分別為第一升溫階段、第二升溫階段和第三升溫階段，第一升溫階段升溫速率為200-300℃/h，升溫到800±10℃，保溫時間為2h，第二升溫階段升溫速率為80-100℃/h，升溫到1050±10℃，保溫時間為2h，第三升溫階段升溫速率為40-60℃/h，升溫到固溶處理所需溫度。

　　本發明的有益效果如下：

　　1、經過高溫氮氣固溶處理后的金屬注射成型零部件，對比巴斯夫商業專用喂料燒結機械性能，它的氮含量可以達到0.80-0.90％的高位，燒結的密度可以達到98％的理論密度，硬度可達洛氏硬度hrc35以上，屈服強度提高5％，且拉伸強度提高8-10％，零部件保持無磁性，燒結零件中鉻、錳和鉬元素的含量還是保持，具有優異的抗腐蝕性能。采用本零部件材料的拋光效果也優于奧氏體不銹鋼sus316，后續進行噴砂處理后，能夠完全滿足客戶的應用要求。

　　具體實施方式

　　為了本技術領域的人員更好的理解本發明，下面以下實施例對本發明作進一步詳細描述。

　　實施例1

　　本實施例提供一種奧氏體不銹鋼金屬粉末注射成型零部件熱處理工藝，包括以下步驟：

　　s1：將燒結后的不銹鋼成型零部件進行加熱升溫，升溫到1050℃；

　　s2：將升溫后的不銹鋼成型零部件進行固溶處理，在80kpa氮氣分壓下固溶，熱處理溫度為1050℃，處理總時間為2-8h，其中保溫時間為2h；

　　s3：然后進行淬火處理，通過氮氣快速冷卻，冷卻速率為6000℃/h，降溫到180℃；

　　s4：然后進行回火處理，熱處理溫度為180℃，處理總時間為6-24h，其中保溫時間為3h，最后通過氮氣快速冷卻處理，冷卻速率為6000℃/h。

　　進一步地，在步驟s1中，加熱升溫分為三個階段，分別為第一升溫階段、第二升溫階段和第三升溫階段，第一升溫階段升溫速率為200-300℃/h，升溫到800±10℃，保溫時間為2h，第二升溫階段升溫速率為80-100℃/h，升溫到1050±10℃，保溫時間為2h，第三升溫階段升溫速率為40-60℃/h，升溫到固溶處理所需溫度。

　　實施例2

　　本實施例提供一種奧氏體不銹鋼金屬粉末注射成型零部件熱處理工藝，包括以下步驟：

　　s1：將燒結后的不銹鋼成型零部件進行加熱升溫，升溫到1170℃；

　　s2：將升溫后的不銹鋼成型零部件進行固溶處理，在80kpa氮氣分壓下固溶，熱處理溫度為1170℃，處理總時間為4-6h，其中保溫時間為2h；

　　s3：然后進行淬火處理，通過氮氣快速冷卻，冷卻速率為6000℃/h，降溫到280℃；

　　s4：然后進行回火處理，熱處理溫度為280℃，處理總時間為8-12h，其中保溫時間為3h，最后通過氮氣快速冷卻處理，冷卻速率為6000℃/h。

　　進一步地，在步驟s1中，加熱升溫分為三個階段，分別為第一升溫階段、第二升溫階段和第三升溫階段，第一升溫階段升溫速率為200-300℃/h，升溫到800±10℃，保溫時間為2h，第二升溫階段升溫速率為80-100℃/h，升溫到1050±10℃，保溫時間為2h，第三升溫階段升溫速率為40-60℃/h，升溫到固溶處理所需溫度。

　　實施例3

　　本實施例提供一種奧氏體不銹鋼金屬粉末注射成型零部件熱處理工藝，包括以下步驟：

　　s1：將燒結后的不銹鋼成型零部件進行加熱升溫，升溫到1200℃；

　　s2：將升溫后的不銹鋼成型零部件進行固溶處理，在80kpa氮氣分壓下固溶，熱處理溫度為1200℃，處理總時間為2-8h，其中保溫時間為2h；

　　s3：然后進行淬火處理，通過氮氣快速冷卻，冷卻速率為6000℃/h，降溫到380℃；

　　s4：然后進行回火處理，熱處理溫度為380℃，處理總時間為6-24h，其中保溫時間為3h，最后通過氮氣快速冷卻處理，冷卻速率為6000℃/h。

　　進一步地，在步驟s1中，加熱升溫分為三個階段，分別為第一升溫階段、第二升溫階段和第三升溫階段，第一升溫階段升溫速率為200-300℃/h，升溫到800±10℃，保溫時間為2h，第二升溫階段升溫速率為80-100℃/h，升溫到1050±10℃，保溫時間為2h，第三升溫階段升溫速率為40-60℃/h，升溫到固溶處理所需溫度。

　　上述實施例中，經過高溫氮氣固溶處理后的金屬注射成型零部件，對比巴斯夫商業專用喂料燒結機械性能，它的氮含量可以達到0.80-0.90％的高位，燒結的密度可以達到98％的理論密度，硬度可達洛氏硬度hrc35以上，屈服強度提高5％，且拉伸強度提高8-10％，零部件保持無磁性，燒結零件中鉻、錳和鉬元素的含量還是保持，具有優異的抗腐蝕性能。采用本零部件材料的拋光效果也優于奧氏體不銹鋼sus316，后續進行噴砂處理后，能夠完全滿足客戶的應用要求。

　　上述三個實施例與巴斯夫商業專用喂料燒結機械性能對比表如下表1：

　　表1機械性能對比表

　　以上所述，僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，本發明的專利保護范圍以權利要求書為準，凡是運用本發明的說明書所作的等同變化，同理均應包含在本發明的保護范圍內。

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明公開了一種奧氏體不銹鋼金屬粉末注射成型零部件熱處理工藝，涉及奧氏體不銹鋼熱處理技術領域，本發明包括以下步驟：將燒結后的不銹鋼成型零部件進行加熱升溫，升溫到1050℃?1200℃，然后將升溫后的不銹鋼成型零部件進行固溶處理，在80kpa氮氣分壓下固溶，熱處理溫度為1050℃?1200℃，處理總時間為2?8h，其中保溫時間為2h，然后進行淬火處理，通過氮氣快速冷卻，冷卻速率為6000℃/h，降溫到180℃?380℃，然后進行回火處理，熱處理溫度為180℃?380℃，處理總時間為6?24h，其中保溫時間為3h，最后通過氮氣快速冷卻處理，冷卻速率為6000℃/h，本發明具有工藝合理、熱處理后的零部件理論密度可達98％、制得的零部件保持無磁性的優點。

　　技術研發人員：吳小偉;宋彬

　　受保護的技術使用者：成都雙創時代科技有限公司

　　技術研發日：2019.03.08

　　技術公布日：2019.05.03