粉末316L不锈钢热挤压工艺

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1991.s2.009 第13艳第5(1)期 北京科技大学学接 tal.13No.5(1) 1991年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sept.1991 粉末316L不锈钢热挤压工艺 曾舟山·夏元洛·葛昌纯· 4■ 摘要：研究了氯气雾化316L粉的真空误热还原烧结规律和挤压坯密度对热挤压工艺和 挤压材性能的影响。获得了1种粉末3I6L钢无包套热挤压新工艺，即氯气雾化制粉→粉末 振实真空烧结→热挤压。由于在其空烧结中噪对氧化物的还原作用，使316L雾化钢水的候含 量可以适当提高，简化了培炼工艺。 关健词：粉术冶金，不锈铜，热挤压，粉末不锈钢 On Hot Extrusion Process of P/M 316L Stainless Steel Zeng Zhoushan'Xia Yuanluo'Ge Changchun' ABSTRACT:Vacuum carbothermal reduction of N2-atomized 316L powders and effects of green compact density on hot extrusion and properties of extruded products were investigated.A new capsuleless hot extrusion process of P/M 316L stainless steel was developed and is suitable for present industrial condi tions in China.The basic route of the process is:N2 atomization-vacuum sinte- ring→hot extrusion,, KEY WORDS:powder metallurgy,stainless steel,hot extrusion,P/M stainless. steel 目前较为成熟且最有代表意义的是己用于商品化生产的NyBy工艺1)：氢气雾化制粉 一→装金属包套→冷等静压→热挤压。1980年瑞典NyBy公司投资600万英磅，按此工 艺兴建了年产7000t的粉治不锈钢管生产线2)。苏联、日本也相继建成万吨级厂。据称， 1991-06-13收稿 特种陶空粉未治金研究室(Laboratory of Special Ceramics and Powder Metallurgy) 6

给1 5鑫飨5 ( l ) 期 1 , g x年 宫 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i t y o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o gy B e i j i n g V o l . r 3 材 。二; ( I ) S e 护t . 1马9 - 几 粉末3 1 6 L不锈钢热挤压工艺 曾舟山 ` 夏 元 洛 . 葛 昌纯 ’ 声月创 摘 要 : 研究了氮气雾化 3 16 L 扮的真空硬热还原烧结规律 和拚压 坯密度 对热挤压 工艺和 挤 压材性 能的影响 。 获得 了 1 种 粉末缸 6 L钢无包套 热挤压 新工 艺 , 即氮气雾化制粉、 粉 末 振 实真空 烧结` 热挤压 。 由于在真空烧结中碳对 氧化物 的还原作用 , 使 3 16 L 雾化银水的磷含 量可以适 当提高 , 简化 了熔炼工艺 。 关健词 : 粉末冶金 , 不铸钢 , 热拚压 , 粉 末不 锈钥 o n H o t E x t r u s i o n P r o e e s s o f P / M 3 1 6 L S t a i n l e s s S t e e l Z e n 夕 Z h o u s h a n ` X i a Y u a 推 I “ 0 . G e C h o n 夕 c h u n . A B S T R A C T : V a e u u m e a r b o t h e r m a l r e d u e t i o n o f N Z 一 a t o m i z e d 3 1 6 L p o w d e r s a n d e f f e e t s o f g r e e n e o m P a e t d e n s i t y o n h o t e x t r u s i o n a n d p r o p e r t i e s o f e x t r u d e d p r o d “ e t s w e r e i n v e s t i g a t e d 。 A n e , c a p s u l e l e s s 五o t e x t r u s i o n p r o e e s s o f p l M 3 16 L s t a i n l e s s s t e e l w a s d e v e l o p e d a n d 1 5 s u i t a b l e f o r P r e s e n t i n d u s t r i a l e o n d i t i o n s i n C五i n a . T h e b a s i e r o u t e o f t h e p r o e e s s 1 5: N : a t o m i z a t i o ~ v a e o u m s i n t e - r 主1 9~ h o t e x t r “ s i o n - K E Y W O R D S : P o w d e r m e t a ll u r g y , s t a i n l e s s s t e e l , 五o t e x t r u s i o n , P / M s t a i o l e 斗 s t e e l 、 目前较为成熟且最有代表意 义的是己用于商品化生产的 N y B y 工艺 〔 ` ’ : 氢气雾化 制 粉 一装金属包套一) 冷等静压一热挤压 。 1 9 8。年瑞典 N邓y 公司投资 60 0 万英磅 , 按此工 艺兴建 了年产 7。。 0t 的粉 冶不 锈钢管生产线 〔 2 ’ 。 苏联 、 日本 也相 继建成万 吨级厂 。 据称 , 七 19 9 1 一 0 6 一 13 收稿 特种 阳瓷粉末冶金研究室 ( L a b o r a t o r y o f s P e e i a l C e r a m i e s a n d p o w d e r M e t a l l u r g y ) 46 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1991. s2. 009

按NyBy工艺生产的无缝不锈钢管，不仅材料性能优于普通工艺生产的管材，而且节材20%、 节能50%、生产周期缩短一半。此工艺要求昂贵的雾化设备和大尺寸、大吨位的冷等静压机， 以及金属包套的采用都降低了它与传统工艺的竞争力，也难用于我国目前的工业生产条件。 本文立足于我国现行工业生产条件，从咸少设备投资出发，探索不锈钢粉治生产新工艺。 1实验方法和结果 1,1雾化制粉 采用大气高频感应熔炼，氮气喷雾和水冷却制得实验用316L粉末。其化学成分(%)： Cr一18.64，Ni-13.50,Mo-2.9,Si-0.80,Mm-0.44,S-0.015,C-0.076, 0一0.38，其余为Fe。工艺性能见表1。 疑1316L粉的工艺性能 Table 1 Technological characleristics of 316L powder 松装比重 振实比重 流功性 压制性 皓。分 分 析，为 g/cm3 8/cm3 s/cm3 8/cm3 -40+8r-80+150-150+200-200+325-325 4.73 5.28 24.1 6.59 21.3 32.2 17.8 15.8 12,9 1,2粉末的还原和振实烧结 在粉未治金不锈钢中，氧化物不仅降低材料的冲击韧性和疲劳强度(3’)，而且还成为 铁锈发源地和点蚀徽惑区，恶化抗腐蚀性能〔4,5)。在NyBy工艺中采用了氩气雾化来保证 制得氧含量小于100PPm的汾未。因此，实验粉必须进行预还原。以石墨作还原剂，采用真 空碳热还原，结果见图1。可见温度提高不仅还原作用显著，而且有相当程度的烧结。经 1370℃、45min真空还原烧结，氧含量己降至340ppm,相对密度达98%，坯料抗拉强度为 452MPa。增加还原剂碳含量同样能促进还原和烧结，见表2。从上述还原烧结规律，按照 表3条件制取中83mm挤压还料。 表2粉宗碳含量对还原烧结的影扇(1350℃，45min,133.32×10-2Pa) Table 2 Effect of C conlent of powders on reduction sintering (treated und'er 1350C,45min,133,32x 10-2Pa) 处理前粉末，C/O 0.20 0.65 0.75 处理后碳含量，PPm 70 160 340 处理后氧含量，PPm 2900 450 210 烧结密度，g/cm3 6,97 7,37 7.78 1.3热挤压 用氢气保护在中频感应炉中加热至1100℃，按Val1 ource-Sejournet技术在600t挤压机 4

按 N y B y工艺生产的无 缝不 锈钢 管 , 不仅材料性能优于普通工艺生产的管材 , 而且节材 2 0 % 、 节能 50 写 、 生 产周期 缩短一 半 。 此 工艺要求 昂贵的雾 化设备和大尺寸 、 大吨位的 冷等静压机 , 以及金属 包套的采用 都降 低了它与传统 工艺的竞争力 , 也难用千我 国 目前的工业生产 条件 。 本文立足于 我 国现 行工业生产条件 , 从减 少 设备投资 出发 , 探索不锈钢粉冶 生产 新工艺 。 个 1 实验方法和结果 1 , 1 界 化制粉 采 用大气高频感应熔炼 , 氮气喷雾和水 冷却 制 得 实验 用 3 16 L 粉 末 。 其化学 成 分 ( 写 ) : C r一 1 8 . 6 4 , N i一 1 3 。 5 0 , M o 一2 。 9 , 5 1一 0 . 8 0 , M n 一 0 。 4 4 , S一 0 。 0 1 5 , C一 0 。 0了6 , L O 一 。 。 3 8 , 其余为 F e 。 工艺性能见 表 1 。 表 1 5 16 L粉 的 工 艺 性 能 T a b l e 1 T e e h n o l o g i e a l e h a r a e t e r i s t i e s o f 3 1 6 L p o w d e r _ 松装 比重 g / c m 3 振 实比 重 g / c tn 3 流动性 S / C m 3 压制性 g / c m 3 筛 分 分 析 · , 阶 一 4 0 + 8〔 , 一 80 + 1 50 一 1 5 0 + 2 0 0 一 2 0 0 + 3 2 5 一 3 2 5 。 2 8 2 4 . . 5 9 2 1 。 3 3 2 。 2 1 7 1 . 2 粉末的还 原和 振实烧结 在粉 末冶 金不锈 钢中 , 氧 化物不仅降 低材料的 冲击韧性和疲劳强度 〔 “ ’ 盛 ’ , 而且还成 为 铁 锈发 源地和点蚀敏感区 , 恶化抗腐蚀性能 〔 ` ’ “ ’ 。 在 N y B y 工艺中采用 了氢气雾化来保证 制得氧 含量小于 10 0P P 爪 的扮末 。 因此 , 实验 粉 必须进行预还原 。 以石墨 作还原剂 , 采 用真 空碳热还原 , 、 结果见图 1 。 可见温度提高不 仅还原 作用显著 , 而且有相 当程 度 的 烧 结 。 经 此 南℃ 、 45 m in 真空还 原烧 结 , 氧含量己降至 3 4 o p p m , 相对密度达 98 % , 坯料抗拉强度为 45 2 M aP 。 增加还 原剂碳 含量 同样 能促进 还 原和烧结 , 见表 2 。 从上述 还原烧结规 律 , 按 照 表 3 条件制取 小83 o m 挤压坯料 。 表 2 粉 泉碳 含量对 还原 烧 结 的影响 ( 2 3 5 0 ℃ , 4 5 nt i n , 1 3 3 . 3 2 x z o 一 Z P a ) T a b l e 2 E f f e e t o f C e o n t e a t o f p o w d e r s o n r e d u e t i o n s i n t e r i n g ( t r e a t e d u n d ’ 。 r 1 3 5 0 ℃ , 4 5 m i n , 1 3 3 。 3 2 x 1 0 一 “ P a ) 处理 前 粉末 , C / O 处理 后碳 含量 , P P nI 处 理后 氧合量 , P P m 烧结密度 , g / c m 3 。 2 0 7 0 2 9 0 0 6 。 9 7 0 。 6 5 0 。 7 5 1 6 0 3 4 0 4 5 0 2 10 7 。 3 7 7 。 7 8 .1s 热挤压 、 〕 甩氢气保护在中频感应护中加热至1 1 0。 ℃ , 按 v al l 。 盯 c e 一 eS j o ur ne t技术在 叨 0t 拚压机

表了真空烧结挤压还料 Table 3 Extruded billets after vacuum sintering 粉末原料 烧结条件 密度 氧含壁 碳含量 编号 c/o 压力(Pa) 温度（℃） 时间(min) g/cm3 ppm Ppm B1 0.70 133.32×10~2 1370 45 7.86 880 260 B2 0.70 133.32×10-2 1350 75 7.16 480 140 B3 0.70 133.32×102 1330 105 6.64 240 70 上挤压。B3坯料由于密度较低，表面粗糙，较大的摩擦力使挤压后的棒材表面出现浅横向 裂纹。B1、B2坯料均获得较好表观质量的棒材。 1.4挤压材组织性能 挤压材的密度和晶粒度见表4。用金相观察并没有发现孔隙，如图2。个别试样密度稍 低是夹杂物所致，与文献〔3)报导一致。挤压材晶粒接近等轴状，有许多李晶，是奥氏体不 锈钢中的常见组织，其晶粒度(5~7级)与普通挤压材相当，比NyBy粉冶挤压材稍粗(7~8 级))。 148,2×10-PaC0=0.6 u,00 0 2000 1050 15f00 7.00 B00 i记 500 b.00 50 5.r 1200124U128013201360 T℃ 图1温度对还原烧结的彩响 图2挤压材BB2挤压态显微组织 Fig.1 Effect of temperatures on Fig.2 Micrograph of extruded billet BB2 reduction-sintering 表4挤压材密度和晶粒度 Table 4 Density and grain size of extruded billets 编号 BBi BB2 BB3 还料编号 B1 B2 B3 密度，g/cm3 7,90 7.87 7.92 晶粒度，μm 52.63 35.50 43,27 实验挤压材强度延性与NyBy粉冶相当，而冲击韧性较高，见表5。经1100℃，30min 固溶处理后挤压材强度降低，延性、韧性增高。 实验挤压材经1100℃，30min,固溶处理后抗均匀腐蚀和抗点蚀能力见表6。点蚀实验 48

表 真空烧结挤压迩料 3 T a l b e 3 E x t r u d e d l l i b e t a s f t a r i r i g t u u e e e n n s v m 编号 粉末 原料 / C 0 烧 结 条 件 压力 ( P a 温度 ℃ 时间 i ( ( ) ) ) n m 密 度 / g C m 3 氧含量 P P m 碳含量 p P m 八”ù 0 一压 b J U `二, 尸ù才 q O 从é曰ù9 八U.U 口 盛J OA叮山小 13 3 。 32 1 3 3 。 3 2 13 3 。 3 2 10 一 2 1 0 一 2 1 0 一 2 1 3 7 0 1 3 5 0 1 33 0 4 5 7 5 。 8 6 。 1 6 。 6 4 上挤 压 J B 3 坯 料 由于密 度 较低 , 表 面粗 糙 , 较大 的 摩擦 力使挤 压 后的棒 材表 面 出现 浅横 向 裂 纹 。 B l 、 B Z 坯 料 均获 得较 好表 观 质量 的棒材 。 1 。 4 挤压材 组 织 性能 挤 压材的密度和 晶粒 度见表 4 。 用金相 观察并没 有发现 孔隙 , 如图 2 。 个别 试样密度稍 低 是夹 杂物 所致 , 与文献 〔3〕报导 一致 。 挤 压材晶粒 接近等轴 状 , 有许多孪 晶 , 是奥 氏 体 不 锈钢 中的常 见 组织 , 其晶粒度 (5 一 7 级 ) 与普通挤 压 材相 当 , 比 N y B y 粉 冶挤 压材稍 粗 (7 一 8 级 ) ` “ 〕 。 训日 !阳明助0 0 ē自r , 、 ō f勺 \三已 . 0闪 气一干 卜 泛二二 2 口日D 飞5「旧 1 (1口!〕 汤0 0 日 户 ·任丫, t 20 0 1 2 4〔J } 2 8 0 」子2 T / 。 C 1多6 0 图 1 温度对还 原烧 结的 影啊 F 1 9 . 1 E f f e e t o f t e m P e r a t u r e s o n r e d u e t i o n 一 s i n t e r i n g 图 2 挤压材 B B Z挤 压 态 显微组织 F 2 9 . 2 M i c r o g r a P h o f e x t r u d e d b i l l e t B B Z 表 4 挤压材 密度和晶粒 度 T a b l e 4 D e n s i t y a n d g r a i n s i z e o f e x t r u d e d b i l l e t s 编号 B B I B B Z B B 3 一 一 一— 一一 — — — — — — — 一 J 一 省 \ 坯 密 料 度 编 , 号 g / c 爪 3 丫狱 晶粒度 , p m 7 。 9 0 7 。 a了 7 。 92 5 2 . 6 3 3 5 。 5 0 43 。 2 7 一 二. 口二. . , . t , r 二, 泣, . . 一 ~ ` , 〕 口` , 口. 国二匕 1 , 二兄二 , 二 一二 , 吧 , 一 溉尸 , 用巴, , . 竺 , , r 加 急 , 二 卫 ` 习 一 ~ - ~ r 一 一 , ~ 一 ~ - 一 实验 挤压 材强 度延 性与 N y B y 粉冶 相 当 , 而 冲击 韧性 较高 , 见 表 5 。 经 1 1 0 0 ℃ , 3 0 m in 固溶处理 后挤压材 强度 降低 , 延 性 、 韧 性增高 。 实验挤压材经 1 1 0 0 ℃ , 3 o m i n , 固溶处理 后抗 均 匀 腐蚀和 抗点蚀能 力见 表 6 。 点 蚀 实 验

表5挤压材室温下的机械性能 Table 5 Mechanical properties of extruded billets (at room temperature) :,试样 条件 4 a 碧 HB jema 挤压态 560.99 230.99 58.56 47.23 124 218 BBI 热处理态 539.65 223.57 62.79 53.80 121 226 挤压态 609.78 277.13 56,14 46,80 141 185 BB2 热处理态 595.15 255.33 58.75 52.40 133 198 挤压态 570,13 262.18 60.31 48.42 131, 240 BB3 热处理态 546.35 253.42 66.36 55.20 122 246 NyBy 1)·挤压态 579 257 工艺 郎 140 表6挤压材抗腐蚀能力 Table 6 Corrosion resistance of extruded billets 均匀高蚀速革(g/m2:b) 点 试样 0.3%H2S04 40%HCOOH 破裂电位 mV 沸 90℃ BB1 1.47 1.16 309 BB2 2.51 1.77 379 BB3 1.13 0,88 201 逻a) 1.20 1.40 365±25 在25℃，0.1mol/1NaC1溶液中进行，动电位为20mV/min。 可见实验挤压材抗均匀腐蚀能 力和抗点蚀能力与NyBy粉冶材相当。个别试样耐腐蚀能力稍差。试样经740℃，30min,敏 化处理后作Strauss晶界腐蚀试验，均末发现有品界腐蚀。 2分析和讨论 2.1真空振实烧结制取挤压还料 合格的挤压坯料要求合格的碳氧含量和一定的密度。实验通过粉末振实烧结成功地获得 了一定的致密化，并且在实验雾化制粉条件下粉末的氧含量（一般为2×103~4×103ppm) 可以降至数百个PPm。挤压材性能表明，这个氧含量是可以接受的。这说明制取316L粉时， 并不需要直接得到超低碳水平（小于0.03%），而通过控制还原烧结条件和粉末的碳氧含 量比值，可以把碳含量降至合格水平。实验中碳从0.23%降至300PPm以下，其结果是对制 粉工艺的要求大为降低，可以用普通碱性电弧炉熔炼代替氩一氧脱碳熔炼(AOD)或真空脱 碳(VOD)来制取雾化钢水，多余的碳在随后的振实烧结中作为还原剂消耗而降低，并且能 49

表 5 矫压材室温 下的机械性健 T a b l e 5 M e 。 il a n i 。 a l p r o p e r t i e s o f e x t r u d e d b i z一e t s ( a t r 0 O n l t e tn P e r a t 住 r e ) 试 样 条 件 尉 : a 0 2 M P a 占 % a k , J/ c m Z 夕 拚 压 态 热处理态 5 6 0 。 9 9 2 3 0 。 9 9 5 8 。 5 6 4 7 。 2 3 53 9 。 6 5 2 2 3 。 5 7 6 2 。 7 9 5 3 . 8 0 1 2 4 2 1 8 12 1 2 2 6 1859一240246 挤 压 态 热 处理态 6 0 9 。 7 8 2 7 7 。 理3 5 6 。 4 4 4 6 。 8 0 5 9 5 。 1 5 2 5 5 。 3 3 5 8 。 7 5 5 2 一 4 0 14 1 1 3 3 挤 压 态 热处 理态 5 7 0 。 1 3 2 6 2 。 功8 6 0 。 3 1 4 8 。 4 2 5 4 6 。 3 5 2 5 3 . 4 2 6 6 。 36 5 5 . 2 0 1 3 1 1 2 2 N y B y 〔i 〕 挤 压 态 工 艺 5 7 9 2 5 7 表 6 挤压 材 抗腐蚀能力 T a b l e 6 C o r r o s i o n r e s i s t a n e e o f e x t r u d e d b i l l e t s 均 匀腐蚀速率 (g / m Z · h ) 试 样 O 。 3% 沸 H 2 5 0 ; 腾 4 0 % H C O O H 9 0℃ 点 蚀 破 裂电位 m V 1 。 4 7 1 。 7 7 0 . 8 8 3 0 9 3 7 9 2 0 1 ` BB BB2 品j1 至犷 ’ 〔` , 在 25 ℃ , 0 . l m o l/ l N a C I溶液 中进行 , 动电位为20 m v / m in 。 可见 实验挤压材抗均匀 腐蚀能 力和 坑点 蚀能 力与N y B y 粉冶 材相 当 。 个别试样耐腐蚀能 力稍差 。 试样 经 7 40 ℃ , 30 m in , 敏 化处理 后作st r o su s 晶界腐蚀试验 , 均 末发现有晶界腐蚀 。 2 分析和讨论 2 。 1 宾空振实烧结制取挤压 坯 料 合格的挤压坯料要求合格的 碳氧含量和一定的密度 。 实验通 过粉末振实烧结成功地获得 了一定的致 密化 , 并且在实验雾化 制粉 条件下粉 末的氧含量 ( 一般为 2 x l 。 ’ ~ 4 x 10 “ P 二) 可以 降至数百 个p p m 。 挤压材性能 表明 , 这个 氧含量是可 以接 受的 。 这说 明制取 3 16 L 粉时 , 并不需要直接得到超 低碳 水平 ( 小于 0 . 03 % ) , 而 通过控制还原烧结条件和粉末的 碳 氧 含 量比值 , 可 以把碳 含量降至合 格水平 。 实验中碳 从0 . 23 % 降至 3 。。 p p m 以下 , 其结果是对制 粉工艺的要求大 为降低 , 可以 用普通碱性电弧炉熔炼代替氢一氧脱碳熔炼 ( A O D ) 或真 空 脱 碳 y( O )D 来制取雾化钢水 , 多余的碳在随后的振 实烧结中作为还 原剂消耗而降 低 , 并 且 能

把氧降至合格的水平。 2,2烧结坯密度的影响 实验结果反映出：挤压坯密度对挤压材性能没有明显的影响，但对挤压工艺性能却表现 出很重要的作用。 (1)影响挤压坯加热密度过低的坯料孔隙较多，加热时容易造成连通孔氧化。对快速 加热手段，如感应加热，由于粉末坯料传热性差，以及孔隙中气体受热膨胀来不及逸出，产 生较大的热应力和内应力，加之多孔坯料强度不高，往往造成坯料开裂。 (2)影响挤压润滑低密度坯料表面粗糙，而粗糙多孔表面会破坏玻璃润滑膜的形成， 使润滑不良而产生挤压缺陷。 要解决上述问题，NyBy工艺中采用了金属包套和二段加热。在无包套挤压中唯一可行 的方法是提高坯料密度。坯料相对密度大于90%基本消除了连通孔，且有相当强度，完全能 够避免加热氧化、坯料开裂和润滑不良的问题〔？)。实验通过烧结参数控制振实烧结坯料密 度和强度。B1、B2良好的挤压工艺性能说明了这一工艺的可行性。 2.3本文工艺与NyBy工艺的比较 NyBy工艺尽管是目前与传统熔锻工艺有竞争能力的唯一商品化生产工艺，但它要求高 水平昂贵的氢气雾化设备和大吨位(~500MPa)大直径的冷等静压机，不易用于我国目前工业 本文工艺 NyBy工艺 普通工艺 熔炼 熔炼 熔炼 AOD(或VOD)精炼 AOD(或VOD)精炼 Ar雾化 铸，锭 N2雾化 扒皮 水冷却 装金属包套 开坯 真空封套 切头切尾 轧，制 振 实 冷等静压 真空烧结 精，整 热挤压 校直 酸洗 质量检验 成·品 图38种工艺花程比较示意图 Fig.3 Comparison of experimental process with NyBy process and Commercial process 50

把氧降至合格 的水乎 。 2 . 2 烧 结坯 密度的 影晌 实验结果反映 出 : 挤压坯 密度对挤 压材性能没 有明显的影响 , 但对挤压工艺性能却表现 出 很 重要 的作 用 。 _ _ ( D 影响挤压坯加热 密 度过低的 坯料孔隙 较多 , 加 热时容易造成连通孔氧化 。 对快速 加热 手段 , 如感应加热 , 由于 粉末坯料 传热性差 , 以及孔隙 中气体受热膨胀来不及逸 出 , 产 生较大 的热应力和内应力 , 加之 多孔坯 料强度不 高 , 往往造成 坯料开裂 。 ( 2) 影响挤压润滑 低 密度 坯料表 面粗糙 , 而粗糙多孔表 面会 破坏玻 璃润滑膜的形成 , 使润 滑不 良而产生挤压缺陷 。 要解决上述问 题 , N y B y 工艺中采用 了金属 包套和 二段加 热 。 在 无包套挤压中唯一可 行 的方 法是提高坯料密度 。 坯料相 对密度 大于 90 % 基本消 除 了连通孔 , 且有 相 当强度 , 完全能 够避免加热氧化 、 坯料 开裂和润 滑不 良的问题 〔 ” 。 实验通过烧结参数控制振 实烧结坯 料 密 度和强度 。 B I 、 B Z 良好的 挤压工艺性能说 明了这一 工艺的可 行性 。 2 . 3 本文工 艺 与N y B y 工艺 的 比较 N y B y 工艺尽管是 目前与传统熔锻 工 艺有竞争能 力的唯一商品化生产工艺 , 但它 要 求 高 水平 昂贵的 氢气雾化设备和大 吨 位( 一 50 OM P a) 大直径的冷等静压机 , 不易用 于我国 目前工业 、 N y B y l 艺 熔炼 杏 A O D (或V O D ) 精炼 杏 A r 雾 化 艺一 . ; 工一栋 | 本一文一熔"l N : 雾化 水冷却 工 … . 杏 振 实 真空烧结 杏 装 金属包套 上 真空封套 上 冷等 静压 普通工艺 熔炼 杏 A O D ( 或V O D ) 精炼 今 铸 锭 杏 乡、 皮 杏 开 坯 杏 切头切 尾 备 轧 制 杏 } 猜 小 杏 整 压 挤l" 执ō 校 直 杏 酸 洗 今 质量检验 ` 杏 成 品 图 3 3 种工艺流程比 较示意图 尹 19 . 3 C o m P a r i s o n o f e x p e t i m e n t o l P t o c e s s w i t h N 了B 了 P r o c 兮5 5 a n d c o 口 m e r c i a l P r o c e s s 60

生产条件。本文工艺与NyBy工艺相比（见图3)，对熔炼雾化制粉的要求大为降低，同时 减少了制取包套、真空封套、冷等静压、酸洗包套等工序，不仅节约材料能源、简化工艺、 减少设备投资，而且成形性能好，容易制取挤压管坯和其它异型坯。实验挤压材良好的组织 性能，充分显示本文工艺的可行性和广阔的前景。 3结 语 (1)本文的研究工作发展了一条适合我国工业生产条件的粉末316L钢无包套热挤压工 艺： ①大气熔炼、氮气喷雾、水冷却制粉。制粉工艺简单经济、生产效率高。在现行条件 下粉末的氧含量一般为2×103~4×103Ppm,据此粉未的碳含量控制在0.14%~0.30%。 ②振实真空烧结，烧结温度为1350℃，时间由坯料尺寸决定，相对密度大于90%。 ③氢气保护感应加热至1100℃，按Vallource-Sejournet技术挤压。 ④ 挤压后校直、酸洗和检验，与普通工艺相同。 (2)此工艺工序少、简单经济、设备投资少。挤压材性能达到了NyBy粉治工艺和传统 工艺水平制得的产品性能，良好的成形性适于制造形状复杂的异型挤压坯，在现行钢厂基础 上稍加改造即可以实现此工艺投产。 致谢：得到了核工业部857厂的部分资助以及西北有色金属研究院、宝鸡有色金属加工厂的支持，特在此表示 衷心盛谢。 参考文献 1 Aslund C,et al,5th European Powder Metallurgy Syposium,1978,1:278 2 Bernard Willians,MPR,1984,(2):34 3 Zhiqiang Zou and Olle Grinder.Scand Journal of Metallurgy,1982,11:39 4李代钟。钢中非金属夹杂物，北京：科学出版社 5 Lars Arnberg,et al.The International Journal of Powder Metallurgy, 1988,24(3):215 6杨春明。国外金属材料，1981，(9)：46 7 Woulds M J,et al,1972 National Powder Metallurgy Conference Procee- 叶 dings,1972,28:262 时

生产条件 。 本文工艺与N y B y 工艺 相 比 ( 见图 3 ) , 对熔炼雾化制粉 的要求大为降低 , 同 时 减少了 制取 包套 、 真空封套 、 冷等静压 、 酸涉包套等工序 , 不仅节约材料能 原 、 简化工艺 、 减少设备投资 , 而且 成形性能 好 , 容易制取挤压管坯 和其它 异型坯 。 实验挤 压材 良好的组织 性能 , 充分 显示本文工艺的可 行性和广 阔的前景 。 3 结 语 ( l) 本文的研究 工作发展 了一条适 合我国 工业生产 条件的粉末 3 16 L 钢 无包套热 拚压工 艺 : ① 大气熔炼 、 氮气喷雾 、 水冷却制粉 。 制粉 工艺简单经济 、 生 产效率高 。 在现行条件 下粉末的氧含量一 般为 2 X l 。 “ ~ 4 x I O 3 p p m , 据此 粉 末的碳 含量控制在。 。 14 % ~ O 。 30 % 。 ② 振实真空 烧结 , 烧结温 度为 1 3 5 。℃ , 时间由坯料 尺寸 决定 , 相 对 密度大于 90 % 。 ③ 氢气保护 感应加热至 1 1 0 0 ℃ , 按 V a ll o o r e e 一 S e j o u r n e t 技术挤 压 。 ④ 挤压后校直 、 酸 洗和检验 , 与普通工艺相 同 。 ( 2) 此工艺 工序少 、 简 单经济 、 设备投 资少 。 挤 压材性能达 到了 N y B y 粉冶 工艺和传统 工艺水 平制得的产 品性能 , 良好的成形性适于伟叹造形 状复杂的 异型挤 压坯 , 在现行钢厂基础 上稍加 改造 即可 以 实现此 工艺 投产 。 致 谢 : 得到 了核工 业 部 8 57 厂 的部分 资助 以及西北有色金 属研究院 、 宝鸡 有色金 属加 工厂的支持 , 特在此表示 衷心 感谢 。 今 考 文 A s l u n d C , e t a l 。 s t h E u r o P e a n B o r n a r d W i l li a n s 。 M P R , 1 9 8 4 , P o w d e r 狱 M e t a ll u r g y S y P o s i u m , 1 9 7 8 , 1 : 2 7 8 ( 2 ) : 3 4 Z h i q i a n g 2 0 0 a n d 0 l l e G r i n d e r . S e a n d J o u r n a l o f M e t a ll u r g了, 1 9 8 2 , 1 1 : 3 9 李代钟 。 钢 中非金属夹杂物 , 北京 : 科学 出版社 L a r s A r n b e r g , e t a l . T h e I n t e r n a t i o n a l J o it r n a l o f P o w d e r M e t a l l u r g y , 1 9 8 8 , 2 4 ( 3 ) : 2 1 5 杨春明 。 国外金属材料 , 19 81 , ( 9) : 46 W o u ld s M J , e t a l . 1 9 7 2 N a t i o n a l P o w d e r M e t a l l u r g y C o n f e r e n e e P r o e e e - d i n g s , 1 9 7 2 , 2 8 : 2 6 2 乒l