近日歌爾股份有限公司申請(qǐng)一項(xiàng)名為“Panacea不銹鋼及其燒結(jié)方法“，公開號(hào)CN202410631495.1，申請(qǐng)日期為2024年5月。

專利摘要顯示，本發(fā)明提供了一種Panacea不銹鋼及其燒結(jié)方法，Panacea不銹鋼的燒結(jié)方法包括如下步驟：樣坯為Panacea不銹鋼異形結(jié)構(gòu)件，所述Panacea不銹鋼的燒結(jié)方法包括如下步驟：對(duì)所述樣坯進(jìn)行脫脂，按質(zhì)量百分比計(jì)，脫脂后的所述樣坯中碳含量≤0.2％，氧含量≤0.1％；對(duì)經(jīng)過脫脂后的所述樣坯在800℃～1300℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，在燒結(jié)時(shí)，通入壓力為10Pa～30Pa，流量為30L/min～60L/min的氬氣的氣體氛圍。本發(fā)明的Panacea不銹鋼的燒結(jié)方法得到的產(chǎn)品具有尺寸穩(wěn)定以及變形量小等優(yōu)點(diǎn)。

Panacea不銹鋼是指抗鎳過敏、抗銹蝕、抗腐蝕和抗磨損(Protection Against Nickel Allergy,Corrosion,Erosion and Abrasion)的奧斯體無鎳不銹鋼產(chǎn)品，用這名稱是BASF收購(gòu)發(fā)明者瑞典皇家學(xué)院所使用的名詞而來。此材料的專利期限已經(jīng)在2016年之后可完全公開使用無虞。

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不銹鋼是人類材料發(fā)展史上最偉大的發(fā)明之一，如今已經(jīng)滲透到人類生產(chǎn)與生活的方方面面。由于具有優(yōu)秀的耐腐蝕性，不銹鋼在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境中；在生活領(lǐng)域被用來制成各種消費(fèi)品的零部件或最終產(chǎn)品(如手表、戒指等各種可穿戴產(chǎn)品)，并能長(zhǎng)期保持銀亮的金屬光澤，受到消費(fèi)者的喜愛。

在不銹鋼發(fā)展早期，含氮不銹鋼的研究并沒有引起重視。一是受生產(chǎn)工藝限制，將氣態(tài)氮加入鋼液較為困難；二是氮是否會(huì)導(dǎo)致不銹鋼變脆在當(dāng)時(shí)具有爭(zhēng)議。二戰(zhàn)期間，由于鎳資源的短缺，促使以氮代鎳穩(wěn)定奧氏體的可能性研究成為熱點(diǎn)。當(dāng)時(shí)，除了已知的氮對(duì)不銹鋼結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的影響外，還首次發(fā)現(xiàn)了氮對(duì)不銹鋼耐腐蝕性的有利影響。

特別是在奧氏體不銹鋼中，通過調(diào)整氮和錳的含量來替代鎳，可以生產(chǎn)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的高氮不銹鋼，甚至能將鎳含量降至低于0.1%的水平，從而誕生了高氮無鎳型的奧氏體不銹鋼。

特別是在醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域，普通不銹鋼鎳的存在，造成不銹鋼生物兼容性差，容易引起人體過敏反應(yīng)，限制了其在消費(fèi)電子和生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。

為了解決這些問題，氮被引入到奧氏體不銹鋼中來替代鎳，高氮不銹鋼由此誕生。與傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼相比較，高氮不銹鋼具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。氮在不銹鋼中對(duì)鎳的替代，不但降低了奧氏體不銹鋼的成本，氮取代鎳后可以降低材料的鎳釋放，改善材料的生物兼容性，并能有效提高奧氏體不銹鋼抗點(diǎn)蝕和裂紋腐蝕的能力。

氮對(duì)奧氏體的穩(wěn)定性也遠(yuǎn)高于鎳，少量的氮即可有效地穩(wěn)定不銹鋼中的奧氏體組織，減少材料在加工過程中形成鐵素體和馬氏體，從而保存奧氏體不銹鋼所具有的高抗腐蝕性和無磁性。氮作為間隙式固溶體元素，可以有效地提高奧氏體的硬度和強(qiáng)度，同時(shí)保持材料良好的延展性。

不過早期開發(fā)高氮奧氏體不銹鋼大多基于鑄造技術(shù)，在金屬熔融狀態(tài)下加入氮元素。由于氮在液態(tài)鐵中的溶解度低，所以需要使用較高的氮分壓才能使鋼液中溶解足夠的氮。但這種方法需使用昂貴的高溫高壓設(shè)備，且具有一定的危險(xiǎn)性，因此在工業(yè)推廣中受阻。

但通過不斷的試驗(yàn)后，產(chǎn)業(yè)界發(fā)現(xiàn)氮在奧氏體中的固溶度要遠(yuǎn)高于在液態(tài)鐵中的溶解度，所以不銹鋼粉末在固態(tài)時(shí)就可以在低壓下滲入較多的氮。

因此很快這種固相低壓滲氮技術(shù)很快被壓力鑄造行業(yè)采用，并成為粉末冶金壓力鑄造工藝中MIM(metalInjectionMolding)技術(shù)的重要組成部分，MIM成為一種更經(jīng)濟(jì)、有效的高氮奧氏體不銹鋼制造方法。MIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的近凈成形，減少后續(xù)加工，同時(shí)獲得比普通鑄造更加均勻的組織和性能。

MIM技術(shù)是鑄造行業(yè)一種將現(xiàn)代塑料注射成型技術(shù)，引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的新型粉末冶金近凈形成型技術(shù)，它將兩種完全不同的加工工藝(粉末冶金和塑料注塑成型)融為了一體。

MIM技術(shù)在生產(chǎn)過程中，主要是將金屬粉末與粘結(jié)劑混合，通過注射成型、脫脂和燒結(jié)等工藝，生產(chǎn)出具有復(fù)雜形狀的金屬零件?，F(xiàn)在MIM技術(shù)幾乎可以使用絕大部分金屬材料，涵蓋了鐵基、鎳基、低合金、銅基等多種材料。‌

MIM技術(shù)在生產(chǎn)小型、三維復(fù)雜形狀，以及具有特殊性能要求的零部件上有著顯著的優(yōu)勢(shì)，除了汽車、軍工、航天領(lǐng)域外，特別是在消費(fèi)電子和醫(yī)療器械領(lǐng)域，由于有很多小型、異型、復(fù)雜腔型的零組件設(shè)計(jì)，MIM技術(shù)具有更高的生產(chǎn)效率和更低的成本。通過MIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、連續(xù)的生產(chǎn)，減少了零件的制造時(shí)間和人工成本，滿足消費(fèi)電子產(chǎn)品需求；又能夠在較短的周期內(nèi)批量生產(chǎn)出具有復(fù)雜形狀的醫(yī)療產(chǎn)品，滿足醫(yī)療產(chǎn)品的制造要求。‌

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目前采用霧化Panace高氮無鎳不銹鋼粉末制備的金屬粉末注射成型專用喂料，適用于注射成型和催化脫脂工藝制造各類復(fù)雜形狀高氮無鎳不銹鋼結(jié)構(gòu)件。PANACEA高氮無鎳不銹鋼粉末在燒結(jié)后可以獲得無磁性能。

由于Panace高氮無鎳不銹鋼成本低，加工便利，又可以在加工后獲得與蘋果采用的Astm鈷鉻鉬合金一樣的無磁性能，因此在消費(fèi)電子行業(yè)最早被用來取代蘋果攝像頭鏡頭圈的Astm鈷鉻鉬合金不銹鋼，應(yīng)用在其它品牌手機(jī)的攝像頭鏡頭防護(hù)圈上。

而且隨著近些年來智能穿戴產(chǎn)品，一次性醫(yī)療器械產(chǎn)品和復(fù)用型醫(yī)療器械產(chǎn)品，也開始大量引入MIM技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，Panace高氮無鎳不銹鋼材料也成為了行業(yè)研究的熱門材料，并不斷引入到各類產(chǎn)品的量產(chǎn)產(chǎn)品中。

甚至由于行業(yè)需求火熱，除MIM技術(shù)外，目前還有大量的增材制造技術(shù)也開始采用Panace高氮無鎳不銹鋼粉未進(jìn)行激光燒蝕3D打印生產(chǎn)，并且已經(jīng)獲得了較好的量產(chǎn)性能。

歌爾這次的發(fā)明，仍然屬于Panace高氮無鎳不銹鋼粉未MIM技術(shù)范疇，主要是為了解決燒結(jié)過程中因不同氣體氛圍和溫控技術(shù)，導(dǎo)致Panace高氮無鎳不銹鋼成型過程中的固溶處理失效產(chǎn)生磁性，以及氮化鉻聚集防銹性能下降等行業(yè)難題。

而且歌爾表示此次發(fā)明的Panace不銹鋼樣坯為異形結(jié)構(gòu)件，肯定不僅僅是用在手機(jī)攝像頭保護(hù)圈上那么簡(jiǎn)單了，智能手表、智能戒指、智能耳環(huán)/耳機(jī)、VR/AR可穿戴、醫(yī)療器械等等，都是歌爾近年來重點(diǎn)發(fā)展的方向。