烧结316L透气模具钢的研究_谭志强.pdf

设计与研究 33 烧结316L透气模具钢的研究 谭志强 叶 健 徐玉秀 （山东省机械设计研究院，济南 ） 250031 摘 要：研究了用粉末冶金的方法生产 316L 透气模具钢的实验工艺，实验分析了原料粉末粒度、生坯密 度、烧坯密度、透气性能、加工性能之间的关系。 关键词：粉末冶金 透气性能 加工性能 模具材料 粉末冶金用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混 心、电火花、线切割。 合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材 （4）样件空隙形态使用电镜照片测试。如图1~3： 料以及各种类型制品的工艺技术。运用粉末冶金技术可 以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，粉末冶金 多孔材料是其中的一类，又称烧结多孔材料。 粉末冶金烧结不锈钢因其良好的耐腐蚀性能有广泛 的应用，主要用于过滤材料和结构零件。烧结316L透气 模具钢的研究，是用粉末冶金的方法，选择合适的不锈钢 成份，控制粉末材质、粒度、孔隙率及孔隙形态、颗粒间联 结强度，研究具有透气性、足够的加工使用强度、耐热、抗 腐等的特点，可满足注塑、铸造成型的模具材料，实现高 精注塑件、铸造件的生产和提高常规零件的质量和成品 率。其原理为利用其透气性和表面微观上比表面积大的 图 1 特点，提高注液在模腔中的流动性、填充性，从而最大限 度的解决冷隔和流痕现象，完成薄壁零件的生产和对零 件尺寸重量的精确控制。 1 原材料准备 原料粉末选用国产的316L不锈钢粉末，为了改善粉 末的压制性能与降低含氧量，进行了真空退火。 3 松装密度2.26 g/cm，成分含量如下：Cr:17.51%； C:0.03%；Si:0.87%；Ni:11.68%；Mn:0.37%；Mo:2.19%；Fe 余量。 原材料粉末粒度：-30~50目；-80~120目；-140~180目。 图2 2 实验方法 2.1 将不同粒度的粉末混加成型剂，成型剂选用硬质酸 锌，添加重量比0.6%~1%，设备为5KG干混机。混料时间 2小时。 2 2.2 压制试样。使用25吨液压机，压力4~6吨/cm，浮动 2 成型模具压制，样件生坯密度5.5~6.0g/cm。 2.3 烧结。采用真空烧结炉，真空度控制在5Pa以内，温度 1300~1360℃ ，保温时间20~60min。 2.4 性能测试方法： （1）密度测量采用标准天平，石腊封孔，水浸法。 （2）透气性采用水透过模拟法。以单位时间过水量模 图3 拟透气性能。 3 实验分析 （3）加工性能测试采用加工观察法，以加工屑形态、 （1）原料粉末粒度与生坯密度、烧坯密度、透气性能、 加工面亮度等对比测试加工性能。实验选用车床、加工中 加工性能的关系如表1。 现代制造技术与装备 2010 第3 期 总第196 期 34 表 1 表4 序号粉末粒度（目）生坯密度 3 烧坯密度 3 透气性能加工性能 序号 烧坯密度 3 透气性能