RU2345866C2

RU2345866C2 - Powder of stainless steel

Info

Publication number: RU2345866C2
Application number: RU2007104054/02A
Authority: RU
Inventors: Ове МОРС (SE); Ове МОРС; ЛЕЙТОН Рикардо КАНТО (SE); Лейтон Рикардо Канто; Ола БЕРГМАН (SE); Ола БЕРГМАН
Original assignee: Хеганес Аб
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2009-02-10
Also published as: DE602005023998D1; RU2007104054A; MXPA06015244A; EP1768803B1; AU2005260139B2; DK1768803T3; CA2572130C; JP4580984B2; CN101124058A; ATE483541T1; JP2008505248A; CA2572130A1; ZA200700040B; CN101124058B; WO2006004529A1; UA83145C2; EP1768803A1; SE0401707D0; TW200605972A; BRPI0512943A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: stainless steel powder contains at least 10 wt % of chrome. Stainless steel powder contains, wt %: 10-30 chrome, 0.1-1.0 vanadium, 0.5-1.5 silicon, less than 0.1 carbon and less than 0.07 nitrogen. Vanadium presents in amount at least 4 times exceeding summary content of carbon and nitrogen. From composition, containing steel powder and at least one admixture, chosen from group, including lubrication, admixtures for fluidity increasing, improving admixture processibility and alloying elements, by means of pressing and following sintering at 1150-1350°C it is received sintered detail.

EFFECT: reduction of sintering temperature, high density of material.

22 cl, 8 tbl, 3 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к новому порошку нержавеющей стали и составам порошка нержавеющей стали, включающим и этот новый порошок. Более конкретно, изобретение относится к порошкам нержавеющей стали для изготовления металлургических деталей, имеющих высокие плотности, спеканием порошка.The present invention relates to a new stainless steel powder and stainless steel powder compositions, including this new powder. More specifically, the invention relates to stainless steel powders for the manufacture of metallurgical parts having high densities by sintering the powder.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Первостепенной целью в порошковой металлургии является достижение высокой плотности прессованных и спеченных изделий. Имеется несколько способов улучшения плотности, одним из которых является горячее прессование, которое улучшает сжимаемость порошка, придавая неспеченному изделию более высокую плотность. Плотность неспеченного материала можно также повысить путем применения смазки стенок, что дает возможность свести к минимуму количество используемых внутренних смазок. Использование высоких давлений прессования в комбинации с низкими количествами смазок также приводит к повышенным плотностям неспеченного материала. Мягкий отжиг порошков нержавеющей стали, когда напряжение в материале ослабляется, и материал рекристаллизуется, также улучшает сжимаемость. После прессования неспеченное изделие подвергают операции спекания для получения спеченного изделия. Высокие температуры при спекании, то есть выше примерно 1180-1200°C, приводят к повышенной усадке при спекании и повышенной плотности изделия. Однако высокая температура спекания требует оборудованных особым образом печей для спекания. Кроме того, увеличивается потребление энергии.The primary goal in powder metallurgy is to achieve a high density of pressed and sintered products. There are several ways to improve density, one of which is hot pressing, which improves the compressibility of the powder, giving the green product a higher density. The density of the green material can also be increased by applying a wall lubricant, which makes it possible to minimize the amount of internal lubricant used. The use of high pressing pressures in combination with low amounts of lubricants also leads to increased densities of green material. Soft annealing of stainless steel powders, when the tension in the material is weakened and the material is recrystallized, also improves compressibility. After pressing, the unsintered article is subjected to sintering operations to obtain a sintered article. High temperatures during sintering, i.e. above about 1180-1200 ° C, lead to increased shrinkage during sintering and increased density of the product. However, a high sintering temperature requires specially equipped sintering furnaces. In addition, increased energy consumption.

Особые проблемы возникают при получении высокоплотных металлургических деталей из порошка нержавеющей стали, содержащей хром, который обеспечивает устойчивость стали к коррозии.Particular problems arise when producing high-density metallurgical parts from stainless steel powder containing chromium, which provides corrosion resistance of steel.

Нержавеющие стали содержат более 10% хрома. Чаще всего в сталях присутствует углерод, который образует с хромом карбиды. Образование карбидов хрома снижает содержание хрома в матрице, что, в свою очередь, вызывает уменьшение коррозионной стойкости. Чтобы избежать снижения содержания хрома в матрице, часто применяются карбидообразующие стабилизаторы, такие как ниобий. Таким путем можно избежать образования карбидов хрома, и вместо них образуются карбиды ниобия, в результате чего можно сохранить коррозионную стойкость. Однако проблемой при использовании ниобия является то, что для получения высоких плотностей спеченного материала необходимы высокие температуры спекания, и энергопотребление является значительным.Stainless steels contain more than 10% chromium. Most often, carbon is present in steels, which forms carbides with chromium. The formation of chromium carbides reduces the chromium content in the matrix, which, in turn, causes a decrease in corrosion resistance. To avoid a decrease in the chromium content in the matrix, carbide-forming stabilizers, such as niobium, are often used. In this way, the formation of chromium carbides can be avoided, and niobium carbides are formed instead of them, as a result of which corrosion resistance can be maintained. However, a problem with the use of niobium is that high sintering temperatures are required to obtain high densities of the sintered material, and energy consumption is significant.

Было обнаружено, что, применяя новый порошок согласно настоящему изобретению, можно снизить затраты на энергоносители при производстве спеченных металлургических деталей из порошков нержавеющей стали. Другое существенное преимущество применения нового порошка состоит в том, что может быть получена сравнительно более высокая плотность спеченного материала.It was found that by using the new powder according to the present invention, it is possible to reduce energy costs in the production of sintered metallurgical parts from stainless steel powders. Another significant advantage of using the new powder is that a relatively higher density of sintered material can be obtained.

Спеченные детали, изготовленные с использованием нового порошка, представляют особый интерес для автомобильной промышленности, где особенно высоки требования как к стоимости, так и к характеристикам деталей. Новый порошок может применяться также для спеченных деталей в выхлопных системах, особенно для фланцев в выхлопных системах.Sintered parts made using the new powder are of particular interest to the automotive industry, where the requirements for both cost and performance of the parts are especially high. The new powder can also be used for sintered parts in exhaust systems, especially for flanges in exhaust systems.

Настоящее изобретение относится к порошкам нержавеющей стали, составам порошков нержавеющей стали, а также к полученным из них прессованным и спеченным деталям, имеющим высокие плотности. В частности, изобретение относится к составам порошков нержавеющей стали для изготовления порошковых металлургических деталей.The present invention relates to stainless steel powders, stainless steel powder compositions, as well as to pressed and sintered components obtained from them having high densities. In particular, the invention relates to stainless steel powder compositions for the manufacture of powder metallurgical parts.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Неожиданно было найдено, что благодаря добавлению ванадия как стабилизатора в порошок нержавеющей стали можно снизить температуру спекания и, соответственно, расход энергии, причем плотность спеченного материала является близкой или даже более высокой по сравнению с получаемой при использовании в настоящее время ниобиевого стабилизатора. Кроме того, было найдено, что ванадий должен присутствовать в количестве, по меньшей мере в 4 раза превышающем суммарное количество углерода и азота, при этом количество азота должно составлять менее 0,07 вес.%, а количество углерода должно составлять менее 0,1 вес.%. Количество ванадия должно находиться в диапазоне 0,1-1 вес.%.It was unexpectedly found that by adding vanadium as a stabilizer to stainless steel powder, it is possible to lower the sintering temperature and, accordingly, the energy consumption, and the density of the sintered material is close to or even higher compared to that obtained using currently niobium stabilizer. In addition, it was found that vanadium should be present in an amount of at least 4 times the total amount of carbon and nitrogen, while the amount of nitrogen should be less than 0.07 wt.%, And the amount of carbon should be less than 0.1 weight .%. The amount of vanadium should be in the range of 0.1-1 wt.%.

Составы нержавеющей стали, содержащей ванадий, описаны в публикации WO 03/106077 и в патенте US 5856625. В документе WO 03/106077 не описано никакого эффекта или каких-либо реальных примеров порошков, содержащих ванадий. Согласно патенту US 5856625 порошок нержавеющей стали предпочтительно содержит 1,5-2,5% ванадия. Этот известный порошок нержавеющей стали предназначен для материалов с высокой износостойкостью, и требуется высокое содержание углерода, чтобы получить в основном материале должное количество тяжелых карбидов, образованных главным образом из сильных карбидообразующих элементов, таких как Mo, V и W. Также в патентной публикации JP 59-47358 раскрыт стальной порошок, содержащий хром, кремний, углерод и азот. Это порошок может, кроме того, содержать никель и/или медь и ванадий. Целью стального порошка согласно патенту JP 59-47358 является, например, получение поверхности скольжения.The compositions of stainless steel containing vanadium are described in WO 03/106077 and in US Pat. No. 5,856,625. WO 03/106077 does not describe any effect or any real examples of powders containing vanadium. According to US Pat. No. 5,856,625, stainless steel powder preferably contains 1.5-2.5% vanadium. This well-known stainless steel powder is designed for materials with high wear resistance, and a high carbon content is required to obtain the proper amount of heavy carbides in the base material, formed mainly from strong carbide forming elements such as Mo, V and W. Also in JP 59 -47358 discloses a steel powder containing chromium, silicon, carbon and nitrogen. This powder may also contain nickel and / or copper and vanadium. The purpose of the steel powder according to JP 59-47358 is, for example, to obtain a sliding surface.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В частности, порошок нержавеющей стали согласно изобретению содержит 10-30% хрома, 0,1-1% ванадия, 0,5-1,5% кремния, менее 0,1% углерода и менее 0,07% азота. Предпочтительно порошок нержавеющей стали содержит 10-20% хрома, 0,15-0,8% ванадия, 0,7-1,2% кремния, менее 0,05% углерода и менее 0,05% азота.In particular, the stainless steel powder according to the invention contains 10-30% chromium, 0.1-1% vanadium, 0.5-1.5% silicon, less than 0.1% carbon and less than 0.07% nitrogen. Preferably, the stainless steel powder contains 10-20% chromium, 0.15-0.8% vanadium, 0.7-1.2% silicon, less than 0.05% carbon and less than 0.05% nitrogen.

Поскольку коррозионная стойкость нержавеющих сталей является проблемой большой важности, содержание ванадия должно выбираться так, чтобы вместо карбидов и нитридов хрома образовывались карбиды и нитриды ванадия. Предпочтительно содержание ванадия по отношению к фактическому содержанию углерода и азота в спеченном компоненте нужно выбирать так, чтобы могли образовываться карбиды и нитриды ванадия. Полагают, что образованные карбиды и нитриды ванадия имеют вид VC и NC и согласно современным представлениям содержание ванадия должно быть минимум в четыре раза выше, чем содержание углерода и азота в порошке. Фактическое содержание углерода и азота в спеченном компоненте может быть выше, чем содержание элементов в порошке из-за захвата при удалении смазки.Since the corrosion resistance of stainless steels is a problem of great importance, the vanadium content should be chosen so that instead of carbides and chromium nitrides, vanadium carbides and nitrides are formed. Preferably, the vanadium content relative to the actual carbon and nitrogen content of the sintered component must be selected so that vanadium carbides and nitrides can form. It is believed that the formed vanadium carbides and nitrides have the form of VC and NC, and according to modern concepts, the content of vanadium should be at least four times higher than the content of carbon and nitrogen in the powder. The actual carbon and nitrogen content of the sintered component may be higher than the content of elements in the powder due to trapping when removing grease.

Количество кремния должно составлять от 0,5% до 1,5%. Кремний является важным элементом, так как он создает тонкий плотный оксидный слой при распылении расплава нержавеющей стали, таким образом содержание кремния должно быть 0,5 вес.% или выше. Оксидный слой предотвращает дальнейшее окисление. Слишком высокий уровень кремния приведет к уменьшению сжимаемости, поэтому содержание кремния должно быть 1,5 вес.% или ниже.The amount of silicon should be between 0.5% and 1.5%. Silicon is an important element, since it creates a thin dense oxide layer when spraying a stainless steel melt, so the silicon content should be 0.5 wt.% Or higher. The oxide layer prevents further oxidation. Too high a level of silicon will lead to a decrease in compressibility, therefore, the silicon content should be 1.5 wt.% Or lower.

Количество азота должно быть как можно меньшим, так как азот может иметь такое же влияние, что и углерод, то есть повышение чувствительности материала к образованию нитридов хрома или карбонитридов хрома. Азот обеспечивает также эффект упрочнения дисперсными частицами, что будет снижать сжимаемость. Поэтому содержание азота не должно превышать 0,07%, предпочтительно должно быть не более чем 0,05 вес.%. На практике трудно получить содержание азота менее 0,001%.The amount of nitrogen should be as small as possible, since nitrogen can have the same effect as carbon, that is, increasing the sensitivity of the material to the formation of chromium nitrides or chromium carbonitrides. Nitrogen also provides a hardening effect by dispersed particles, which will reduce compressibility. Therefore, the nitrogen content should not exceed 0.07%, preferably should be no more than 0.05 wt.%. In practice, it is difficult to obtain a nitrogen content of less than 0.001%.

Другие легирующие элементы добавляются для усиления определенных свойств, таких как прочность, твердость и так далее. Легирующие элементы выбраны из группы, состоящей из молибдена, меди, марганца и никеля.Other alloying elements are added to enhance certain properties, such as strength, hardness and so on. Alloying elements are selected from the group consisting of molybdenum, copper, manganese and nickel.

Согласно настоящему изобретению предпочтительными являются ферритные нержавеющие стали. Ферритные нержавеющие стали менее дороги, чем аустенитные нержавеющие стали, которые легированы никелем. По сравнению с аустенитной матрицей, ферритная матрица имеет более низкий коэффициент теплового расширения, что выгодно, например, для фланцев в выхлопной системе из нержавеющей стали. Таким образом, предпочтительная реализация нержавеющей стали согласно изобретению по существу не содержит никеля. В частности, ферритная нержавеющая сталь может содержать 10-20 вес.% хрома, 0-5 вес.% молибдена, менее 1 вес.% никеля, менее 0,2 вес.% марганца.Ferritic stainless steels are preferred according to the present invention. Ferritic stainless steels are less expensive than austenitic stainless steels that are alloyed with nickel. Compared to the austenitic matrix, the ferritic matrix has a lower coefficient of thermal expansion, which is advantageous, for example, for flanges in a stainless steel exhaust system. Thus, a preferred embodiment of the stainless steel according to the invention is substantially nickel free. In particular, ferritic stainless steel may contain 10-20 wt.% Chromium, 0-5 wt.% Molybdenum, less than 1 wt.% Nickel, less than 0.2 wt.% Manganese.

Другими возможными добавками являются добавки, повышающие текучесть, добавки, улучшающие обрабатываемость, такие как фторид кальция, сульфид марганца, нитрид бора, или их комбинации.Other possible additives are fluidity additives, processability additives, such as calcium fluoride, manganese sulfide, boron nitride, or combinations thereof.

Порошок нержавеющей стали может быть получен пневматическим или водяным распылением с образованием предварительно легированного порошка со средним размером частиц выше примерно 20 мкм, в зависимости от способа застывания порошка. Обычно средний размер частиц составляет более примерно 50 мкм.Stainless steel powder can be obtained by pneumatic or water spraying with the formation of pre-alloyed powder with an average particle size above about 20 microns, depending on the method of solidification of the powder. Typically, the average particle size is greater than about 50 microns.

Чаще всего до прессования добавляется смазка, чтобы улучшить сжимаемость порошка и облегчить выпрессовывание неспеченной детали. Количество смазки типично составляет от 0,1% до 2%, предпочтительно от 0,3% до 1,5%. Смазки могут выбираться из группы, состоящей из стеаратов металла, таких как стеарат цинка или лития, Kenolube^®, амидных полимеров или амидных олигомеров, бис-стеарамида этилена, производных жирных кислот или других подходящих веществ со смазочным эффектом. Может применяться только смазывание стенок или в комбинации также с внутренними смазками.Most often, lubricant is added prior to pressing to improve the compressibility of the powder and to facilitate the extrusion of the green component. The amount of lubricant typically ranges from 0.1% to 2%, preferably from 0.3% to 1.5%. Lubricants may be selected from the group consisting of metal stearates such as zinc stearate or lithium, Kenolube ^®, amide polymers or amide oligomers, ethylene bisstearamide, fatty acid derivatives or other suitable substances with a lubricating effect. Only wall lubrication can be used or in combination with internal lubricants.

После осуществляемого при необходимости отжига порошок нержавеющей стали смешивают со смазкой и другими необязательными добавками. Порошковую смесь прессуют при 400-1200 МПа и спекают при 1150-1350°C в течение времени от 5 минут до 1 часа, чтобы получить плотность по меньшей мере 7,20 г/см³. Однако порошок согласно изобретению может применяться для получения деталей, имеющих меньшую плотность спеченного материала, чтобы снизить производственные затраты. Стадия прессования может проводиться как холодное прессование или горячее прессование.After annealing, if necessary, the stainless steel powder is mixed with lubricant and other optional additives. The powder mixture is pressed at 400-1200 MPa and sintered at 1150-1350 ° C for a time of 5 minutes to 1 hour to obtain a density of at least 7.20 g / cm ³ . However, the powder according to the invention can be used to obtain parts having a lower density of sintered material in order to reduce production costs. The pressing step may be carried out as cold pressing or hot pressing.

Высокая плотность спеченного материала получается путем повышения усадки при спекании, и, не привязываясь к какой-то конкретной теории, считают, что эта усадка является следствием промотированной объемной диффузии. Карбиды ванадия, которые образуются в присутствии углерода, будут растворяться при повышенных температурах, особенно при температурах спекания, но также и при более низких температурах, таких как при отжиге металлического порошка. Обычно температура спекания порошков нержавеющих сталей составляет примерно 1150-1300°C.The high density of the sintered material is obtained by increasing the shrinkage during sintering, and, without being tied to any particular theory, it is believed that this shrinkage is a result of promoted bulk diffusion. Vanadium carbides, which are formed in the presence of carbon, will dissolve at elevated temperatures, especially at sintering temperatures, but also at lower temperatures, such as during annealing of a metal powder. Typically, the sintering temperature of stainless steel powders is about 1150-1300 ° C.

Пример 1Example 1

Было получено три разных расплава, имеющих химический состав согласно таблице 1 и содержащих ниобий и ванадий в качестве карбидообразующих элементов. Несколько смесей было подвергнуто холодному или горячему прессованию в соответствии с таблицами 2 и 3. Для целей холодного прессования и горячего прессования применялись смазки. В качестве добавки, повышающей текучесть, для горячего прессования использовался Aerosil A-200 производства Degussa^®.Three different melt were obtained having a chemical composition according to table 1 and containing niobium and vanadium as carbide-forming elements. Several mixtures were cold or hot pressed in accordance with Tables 2 and 3. For the purpose of cold pressing and hot pressing, lubricants were used. As an additive for increasing fluidity, Aerosil A-200 manufactured by Degussa ^{® was} used for hot pressing.

Таблица 1Table 1 Химический анализ неотожженных порошковChemical analysis of unannealed powders ПартияThe consignment Cr%Cr% Nb%Nb% V%V% Si%Si% Mn%Mn% Ni%Ni% P%P% C%C% N%N% O%O% S%S% AA 11,8511.85 -- 0,290.29 0,680.68 0,230.23 0,0530,053 0,0080.008 0,0240,024 0,0140.014 0,1440.144 0,00330.0033 BB 11,9411.94 0,390.39 -- 0,680.68 0,230.23 0,0510.051 0,0100.010 0,0250,025 0,0110.011 0,1520.152 0,00270.0027 CC 11,7911.79 0,580.58 -- 0,730.73 0,230.23 0,0560.056 0,0090.009 0,0260,026 0,0110.011 0,1430.143 0,00300.0030

Таблица 2table 2 Смеси для холодного прессованияCold Pressing Mixtures Смесь №Mix No. СоставStructure 4*four* A+1% смазкиA + 1% lubricant 55 B+1% смазкиB + 1% lubricant 66 C+1% смазкиC + 1% grease * = состав согласно изобретению* = composition according to the invention

Таблица 3Table 3 Смеси для теплого прессованияMixtures for warm pressing Смесь №Mix No. СоставStructure 10*10* A+1% смазки+0,1% A-200A + 1% grease + 0.1% A-200 11eleven B+1% смазки+0,1% A-200B + 1% grease + 0.1% A-200 1212 C+1% смазки+0,1% A-200C + 1% grease + 0.1% A-200 * = состав согласно изобретению* = composition according to the invention

Порошковые смеси согласно таблицам 2 и 3 были подвергнуты прессованию, и для разных давлений прессования определяли свойства неспеченного материала. Результаты представлены в таблице 4. Прессованные изделия спекали при 1250°C в атмосфере водорода в течение 45 минут и определяли плотности спеченного материала и механические свойства. Результаты показаны в таблице 5.The powder mixtures according to Tables 2 and 3 were pressed, and the properties of the green material were determined for different pressing pressures. The results are presented in table 4. The pressed articles were sintered at 1250 ° C in a hydrogen atmosphere for 45 minutes and the density of the sintered material and mechanical properties were determined. The results are shown in table 5.

Таблица 4Table 4 Смесь №Mix No. Давление прессованияPressing pressure Прочность неспеченного материала (МПа)Strength of green material (MPa) Плотность неспеченного материала (г/см³)The density of green material (g / cm ³ ) 4*four* 600600 15,315.3 6,576.57 700700 18,018.0 6,696.69 800800 19,319.3 6,796.79 55 600600 15,415.4 6,556.55 700700 18,118.1 6,686.68 800800 19,519.5 6,806.80 66 600600 15,315.3 6,556.55 700700 18,118.1 6,686.68 800800 19,419,4 6,786.78 10*10* 600600 31,331.3 6,736.73 700700 37,537.5 6,876.87 800800 39,939.9 6,966.96 11eleven 600600 30,130.1 6,716.71 700700 36,736.7 6,866.86 800800 40,440,4 6,966.96 1212 600600 29,429.4 6,716.71 700700 34,934.9 6,866.86 800800 39,439,4 6,966.96 * = состав согласно изобретению* = composition according to the invention

Таблица 5Table 5 Смесь №Mix No. Давление прессования (МПа)Compression Pressure (MPa) Плотность спеченного материала (г/см³)The density of the sintered material (g / cm ³ ) Изменение размеров (%)Resize (%) Предел текучести (МПа)Yield Strength (MPa) Предел прочности на разрыв (МПа)Tensile Strength (MPa) 4*four* 600600 7,367.36 -3,87-3.87 222222 390390 700700 7,427.42 -3,29-3.29 216216 409409 800800 7,457.45 -2,71-2.71 215215 405405 55 600600 7,247.24 -3,48-3.48 204204 366366 700700 7,317.31 -3,09-3.09 208208 375375 800800 7,387.38 -2,82-2.82 228228 384384 66 600600 7,107.10 -2,85-2.85 202202 356356 700700 7,207.20 -2,55-2.55 208208 366366 800800 7,267.26 -2,30-2.30 213213 376376 10*10* 600600 7,427.42 -3,38-3.38 221221 420420 700700 7,477.47 -2,67-2.67 230230 434434 800800 7,497.49 -2,20-2.20 234234 431431 11eleven 600600 7,287.28 -2,93-2.93 206206 371371 700700 7,367.36 -2,52-2.52 210210 386386 800800 7,437.43 -2,20-2.20 216216 400400 1212 600600 7,167.16 -2,36-2.36 203203 361361 700700 7,277.27 -2,05-2.05 212212 377377 800800 7,337.33 -1,79-1.79 214214 389389 * = состав согласно изобретению* = composition according to the invention

Из таблицы 4 и таблицы 5 видно, что плотности спеченного материала образцов, полученных из материала согласно изобретению, повышены, хотя плотности неспеченного материала согласно изобретению схожи с плотностями сравнительных материалов. Механические свойства спеченных компонентов также улучшены для материала согласно изобретению по сравнению с известными материалами.From table 4 and table 5 it is seen that the densities of the sintered material of the samples obtained from the material according to the invention are increased, although the densities of the green material according to the invention are similar to the densities of comparative materials. The mechanical properties of the sintered components are also improved for the material according to the invention in comparison with known materials.

Пример 2Example 2

Чтобы оценить влияние температур спекания и времени спекания, порошковые смеси 4, 5 и 6 были спрессованы с получением образцов для испытания на растяжение согласно стандарту ISO 2740 в линейном направлении сжатия при температуре окружающей среды и 600 МПа. Полученные неспеченные образцы спекали при 1200°C, 1250°C и 1300°C в атмосфере водорода в течение 20 минут и 45 минут, соответственно.To evaluate the effects of sintering temperatures and sintering times, powder mixtures 4, 5, and 6 were compressed to obtain tensile test specimens according to ISO 2740 in the linear direction of compression at ambient temperature and 600 MPa. The resulting green samples were sintered at 1200 ° C, 1250 ° C and 1300 ° C in a hydrogen atmosphere for 20 minutes and 45 minutes, respectively.

После спекания по стандарту ISO 3369 измерялась плотность спеченного материала для спеченных образцов. Результаты показаны в таблице 6. Из таблицы 6 можно сделать вывод, что плотности спеченного материала выше 7,2 г/см³ могут быть получены для ферритного порошка нержавеющей стали при условии добавления ванадия, даже при таких низких температурах спекания, как 1200°C. Время спекания 20 минут при температуре спекания 1250°C дает плотность спеченного материала 7,35 г/см³, тогда как соответствующая плотность для стабилизированной ниобием ферритного порошка нержавеющей стали составляет 7,15 г/см³ и 7,03 г/см³ соответственно, в зависимости от количества добавленного ниобия.After sintering, the density of sintered material for sintered samples was measured according to ISO 3369. The results are shown in table 6. From table 6 it can be concluded that densities of sintered material above 7.2 g / cm ³ can be obtained for stainless steel ferritic powder provided vanadium is added, even at such low sintering temperatures as 1200 ° C. A sintering time of 20 minutes at a sintering temperature of 1250 ° C gives a sintered material density of 7.35 g / cm ³ , while the corresponding density for niobium-stabilized ferritic stainless steel powder is 7.15 g / cm ³ and 7.03 g / cm ^3, respectively , depending on the amount of niobium added.

Этот пример выявляет неожиданно большое влияние на усадку при спекании неспеченного изделия, полученного из ферритного порошка нержавеющей стали согласно изобретению.This example reveals an unexpectedly large effect on the shrinkage during sintering of the green product obtained from the ferritic stainless steel powder according to the invention.

Таблица 6Table 6 Смесь №Mix No. Время спекания (мин)Sintering time (min) Плотности спеченного материала (г/см³) при разных температурах спеканияThe density of the sintered material (g / cm ³ ) at different sintering temperatures 1200°C1200 ° C 1250°C1250 ° C 1300°C1300 ° C 4*four* 4545 7,297.29 7,367.36 7,467.46 55 4545 7,037.03 7,247.24 7,477.47 66 4545 6,926.92 7,17.1 7,387.38 4*four* 20twenty -- 7,357.35 -- 55 20twenty -- 7,167.16 -- 66 20twenty -- 7,037.03 -- * = состав согласно изобретению* = composition according to the invention

Пример 3Example 3

Чтобы оценить влияние содержания азота в порошке нержавеющей стали, был распылен один расплав, и из распыленного порошка путем отжига в азотсодержащей атмосфере были приготовлены образцы порошка с разным содержанием азота. В качестве контрольного материала использовался порошок, отожженный в атмосфере 100%-ного водорода. Образцы порошка смешивали с 1% смазки и полученные составы подвергали холодному прессованию при разных давлениях в образцах. Образцы спекали при 1250°C в атмосфере водорода в течение 45 минут. Химический анализ разных образцов порошка представлен в таблице 7, за исключением содержания азота, которое было определено после отжига, как показано в таблице 8. В таблице 8 показана плотность спеченного материала для разных образцов.In order to evaluate the effect of the nitrogen content in the stainless steel powder, a single melt was sprayed, and powder samples with different nitrogen contents were prepared from the sprayed powder by annealing in a nitrogen-containing atmosphere. As a control material, a powder annealed in an atmosphere of 100% hydrogen was used. The powder samples were mixed with 1% lubricant and the resulting compositions were cold pressed at different pressures in the samples. Samples were sintered at 1250 ° C in a hydrogen atmosphere for 45 minutes. Chemical analysis of different powder samples is presented in table 7, with the exception of the nitrogen content, which was determined after annealing, as shown in table 8. Table 8 shows the density of the sintered material for different samples.

Таблица 7Table 7 ПартияThe consignment Cr%Cr% Nb%Nb% V%V% Si%Si% Mn%Mn% Ni%Ni% P%P% C%C% S%S% DD 12,1412.14 0,010.01 0,290.29 0,830.83 0,130.13 0,050.05 0,0010.001 0,0170.017 0,0120.012

Таблица 8Table 8 ПартияThe consignment Давление прессования (МПа)Compression Pressure (MPa) %N% N Плотность спеченного материала (г/см³)The density of the sintered material (g / cm ³ ) D1D1 600600 0,0560.056 7,187.18 D1D1 700700 7,287.28 D1D1 800800 7,367.36 D2D2 600600 0,0720,072 7,137.13 D2D2 700700 7,247.24 D2D2 800800 7,317.31 D (сравн.)D (comp.) 600600 0,0190.019 7,237.23 D (сравн.)D (comp.) 700700 7,347.34 D (сравн.)D (comp.) 800800 7,397.39

Из примера 3 можно видеть, что содержание азота выше 0,07% приведет к нежелательной плотности спеченного материала.From Example 3, it can be seen that a nitrogen content above 0.07% will result in an undesired density of the sintered material.

Claims

1. A stainless steel powder containing at least 10 wt.% Chromium, less than 0.1 wt.% Carbon, less than 0.07 wt.% Nitrogen and 0.1-1 wt.% Vanadium, with a vanadium content of at least at least 4 times the total carbon and nitrogen content.

2. The powder according to claim 1, containing 10-30 wt.% Chromium and 0.5-1.5 wt.% Silicon.

3. The powder according to claim 1, containing 10-20 wt.% Chromium, 0.15-0.8 wt.% Vanadium, 0.7-1.2 wt.% Silicon, less than 0.05 wt.% Carbon and less than 0.05 wt.% nitrogen.

4. The powder according to claim 2, wherein the steel powder contains 10-20 wt.% Chromium, 0.15-0.8 wt.% Vanadium, 0.7-1.2 wt.% Silicon, less than 0.05 wt. % carbon and less than 0.05 wt.% nitrogen.

5. The powder according to claim 1, essentially not containing Nickel.

6. The powder according to claim 2, essentially not containing Nickel.

7. The powder according to claim 3, essentially not containing Nickel.

8. The powder according to claim 4, essentially not containing Nickel.

9. A powder composition containing stainless steel powder according to claim 1 and at least one additive selected from the group consisting of lubricants, flow improvers, processability additives, and alloying components.

10. A powder composition containing stainless steel powder according to claim 2 and at least one additive selected from the group consisting of lubricants, flow improvers, processability additives, and alloying components.

11. A powder composition comprising stainless steel powder according to claim 3 and at least one additive selected from the group consisting of lubricants, flow improvers, processability additives, and alloying components.

12. A powder composition containing stainless steel powder according to claim 5 and at least one additive selected from the group consisting of lubricants, flow improvers, processability additives, and alloying components.

13. A method of producing sintered parts from stainless steel powder, comprising pressing the powder composition and sintering at a temperature of 1150-1350 ° C, characterized in that the powder composition is pressed according to claim 9.

14. The method of claim 13, wherein said stainless steel powder is mixed with a lubricant.

15. The method according to item 13, in which the sintering is carried out to a density of at least 7.20 g / cm ³ .

16. A method of obtaining sintered parts from stainless steel powder, comprising pressing the powder composition and sintering at a temperature of 1150-1350 ° C, characterized in that the powder composition is pressed according to claim 10.

17. A method of producing sintered parts from stainless steel powder, comprising pressing the powder composition and sintering at a temperature of 1150-1350 ° C, characterized in that the powder composition is pressed according to claim 11.

18. A method of obtaining sintered parts from stainless steel powder, comprising pressing the powder composition and sintering at a temperature of 1150-1350 ° C, characterized in that the powder composition is pressed according to item 12.

19. Sintered part made of stainless steel powder, characterized in that it is obtained by the method according to item 13 and has a density of at least 7.20 g / cm ³ .

20. Sintered part made of stainless steel powder, characterized in that it is obtained by the method according to clause 16 and has a density of at least 7.20 g / cm ³ .

21. Sintered part made of stainless steel powder, characterized in that it is obtained by the method according to 17 and has a density of at least 7.20 g / cm ³ .

22. Sintered part of stainless steel powder, characterized in that it is obtained by the method according to p. 18 and has a density of at least 7.20 g / cm ³ .