一种用于金属-固定材料-穿引件的抗裂元件及其制造方法与流程

本技术涉及不锈钢粉末冶金的，更具体地说，它涉及一种用于金属-固定材料-穿引件的抗裂元件及其制造方法。

背景技术：

1、对于金属-固定材料-穿引件而言，理解为是固定材料在金属中真空密封的熔铸件，固定材料特别是指玻璃、玻璃陶瓷或者塑料。在此，金属作为电导体起作用。典型的金属-固定材料-穿引件以如下方式构造，即，将金属的内置导体融合到预改型的烧结玻璃部分中，其中，烧结玻璃部分或者说玻璃管融合到具有由环形元件或板形元件构成的所谓基体的外置金属外壳中。

2、目前，金属-固定材料-穿引件的成型过程中金属外壳较易发生开裂，且置于金属外壳内的固定材料也较易发生形状变化，因此急需对金属外壳进行改进。

技术实现思路

1、为了改善金属外壳易开裂且易导致固定材料开裂的缺陷，本技术提供一种用于金属-固定材料-穿引件的抗裂元件及其制造方法，采用如下的技术方案：

2、第一方面，本技术提供一种用于金属-固定材料-穿引件的抗裂元件，包括：主体部，所述主体部设有沿其轴向贯通的通道；凸起部，所述凸起部设于所述主体部的一侧，所述通道贯穿所述凸起部。

3、通过采用上述技术方案，通过凸起部的设置，凸起部能够限制金属外壳中固定材料玻璃在烧结过程中的形状、尺寸以及结构；能够保护玻璃在烧结过程中不易产生裂纹；同时，能够减少外壳在烧结后的磨削量，并且将减少磨平面对金属外壳内的玻璃材料的影响。相较于现有外壳设备，凸起部的整体尺寸较小，并且能够使通道适当地延伸，有利于金属外壳内玻璃材料的成形，并且便于后期磨削。

4、可选的，所述主体部包括以下质量百分比材料：

5、c≤0.02%；

6、si：4.6%-4.9%；

7、mn：0.8%-1.5%；

8、cr：12.0%-14.0%；

9、ni：5.0%-8.0%；

10、cu：0.50%-1.5%；

11、mo：2.0%-6.0%；

12、p≤0.005%；

13、s≤0.003%；

14、t.o≤0.006%；

15、其余为铁和不可避免的杂质。

16、通过采用上述技术方案，在主体部中添加了mo元素并且优化了mo元素的添加量，mo颗粒的添加，能够使主体部中奥氏体晶粒发生明显细化，沿热流方向生长的柱状晶向等轴化转变，晶粒内的胞状和条状微结构向细长“痘点”状亚结构转变，从而有效提高了主体部的硬度、抗拉强度以及抗裂效果。并且随着mo颗粒的添加量增多，部分mo元素发生固溶并快凝影响奥氏体旁路效应下，单一奥氏体相基转变为以高温δ-铁素体微珠和部分奥氏体残余的主体部，能够进一步提高主体部的硬度、抗拉强度以及抗裂效果。即通过mo元素的添加，稳定改善了金属外壳的强度以及抗裂效果，在固定材料烧结时保持稳定。

17、可选的，所述mo元素的来源为mo粉末，所述mo颗粒的尺寸为36-37μm。

18、通过采用上述技术方案，利用mo纯金属粉末添加至主体部中，纯mo颗粒不仅作为增强体，还具有良好的耐蚀性，以及mo颗粒周边基体中mo含量的小幅度扩散能够增厚主体部的钝化膜，能够进一步提高主体部的耐磨性以及强度，进而在磨削凸起部以及烧结时，主体部不易开裂也不易被磨削。

19、可选的，所述主体部包括以下质量百分比材料：

20、c≤0.02%；

21、si：4.6%-4.9%；

22、mn：0.8%-1.5%；

23、cr：12.0%-14.0%；

24、ni：5.0%-8.0%；

25、cu：0.50%-1.5%；

26、mo：2.0%-6.0%；

27、n：0.10%-0.15%；

28、p≤0.005%；

29、s≤0.003%；

30、t.o≤0.006%；

31、其余为铁和不可避免的杂质。

32、通过采用上述技术方案，通过在主体部中添加了n元素，在主体部中引入氮化铬合金，代替部分镍合金，减少铁素体的产生，提高主体部中奥氏体的含量，进而进一步降低了主体部的裂纹缺陷，提高了主体部的强度以及耐磨性。

33、可选的，所述主体部外设有硬铬镀层、ni-p化学镀层或ni-cbn/hbn 复合镀层中的任意一种。

34、通过采用上述技术方案，在主体部外设置硬铬镀层、ni-p化学镀层或ni-cbn/hbn复合镀层，能够在主体部外形成致密的耐磨镀层，从而有效提高主体部的耐磨性，进而在不锈钢产品磨削时主体部不易产生磨损。

35、可选的，所述主体部为经表面活化处理的主体部，所述表面活化选用酸活化、酸/超声波复合活化或酸/闪镀镍中的任意一种。

36、通过采用上述技术方案，对主体部进行表面活化，能够去除主体部表面的氧化物膜，氧化物膜通常由氧化铬、氧化镍和氧化铁镍，利用酸活化、酸/超声波复合活化或酸/闪镀镍等中的任意一种表面活化方法，能够有效去除主体部外的氧化物膜，使主体部与镀层之间紧密结合。

37、可选的，所述凸起部包括以下质量百分比材料：

38、c≤0.02%；

39、si：4.6%-4.9%；

40、mn：0.8%-1.5%；

41、cr：8.0%-10.0%；

42、ni：5.0%-8.0%；

43、cu：0.50%-1.5%；

44、mo：2.0%-6.0%；

45、p≤0.005%；

46、s≤0.003%；

47、t.o≤0.006%；

48、其余为铁和不可避免的杂质。

49、通过采用上述技术方案，相较于主体部，凸起部中cr元素的含量有所降低，cr元素的减少使得凸起部中的碳化铬的含量减少，从而使得凸起部的耐磨性以及强度有所下降，在维持一定的强度的同时，使得凸起部较易进行后加工。

50、可选的，所述凸起部还包括1%-2%氮化铬。

51、通过采用上述技术方案，在凸起部中添加了氮化铬，氮化铬的加入能够增加凸起部的脆性，进一步提高凸起部的易加工性，便于得到最终产品。

52、可选的，所述凸起部外设有自发光镀层，所述自发光镀层中的自发光材料选自稀土离子和磷光粉中的一种或两种。

53、通过采用上述技术方案，在凸起部外涂覆有自发光涂层，在磨削过程中，通过凸起部的自发光作用，能够使操作人员清晰辨认出磨削范围。

54、第二方面，本技术提供一种用于金属-固定材料-穿引件的抗裂元件的制造方法，采用如下的技术方案：

55、一种用于金属-固定材料-穿引件的抗裂元件及其制造方法的制备方法，包括以下步骤：

56、s1、电炉冶炼：分别将主体部与凸起部的高纯工业纯铁原料在真空感应炉内熔炼，在加入纯铁的同时，加入合金进行合金化，所有原料完全熔化后，调整钢水温度，当钢水温度达到1620-1650℃，冶炼结束；

57、s2、真空气雾化：钢水在炉内冶炼结束后直接进行真空气雾化处理，采用氮气或氩气进行处理，雾化喷嘴气体压力：3-5mpa，金属液流率每分钟8kg-12kg，得到主体部粉料以及凸起部粉料；

58、s3、等静压成型和烧结：将步骤s2得到的主体部粉料以及凸起部粉料压制成型成为压坯，冷等静压压力为210-280mpa，保压时间为12-20分钟；采用热压烧结技术对压坯进行真空或惰性气氛下烧结，烧结时加热温度至1100-1140℃，保温时间为45-60分钟，烧结压力为20-40mpa，获得不锈钢坯料；

59、s4、热处理：

60、淬火：不锈钢坯料在氩气保护炉中加热至淬火温度1020-1080℃，保温时间为1.8-2.2小时，油冷至室温；

61、回火：淬火的坯料放置在氩气保护炉内进行一次回火处理，温度为620-680℃，回火处理时间为0.8-1.2小时，得到不锈钢产品。

62、通过采用上述技术方案，利用粉末冶金的方式制备金属外壳，具有制作方式简单，产品批量成型快，产品一致性较佳，能够降低生产的资源和能量消耗，材料利用率较高等优点。

63、综上所述，本技术具有以下有益效果：

64、1、由于本技术中通过凸起部的设置，凸起部能够限制金属外壳中固定材料玻璃在烧结过程中的形状、尺寸以及结构；能够保护玻璃在烧结过程中不易产生裂纹；同时，能够减少外壳在烧结后的磨削量，并且将减少磨平面对金属外壳内的玻璃材料的影响。相较于现有外壳设备，凸起部的整体尺寸较小，并且能够使通道适当地延伸，有利于金属外壳内玻璃材料的成形，并且便于后期磨削。

65、2、本技术中在主体部中添加了mo元素并且优化了mo元素的添加量，mo颗粒的添加，能够使主体部中奥氏体晶粒发生明显细化，沿热流方向生长的柱状晶向等轴化转变，晶粒内的胞状和条状微结构向细长“痘点”状亚结构转变，从而有效提高了主体部的硬度、抗拉强度以及抗裂效果。

66、3、本技术中相较于主体部，凸起部中cr元素的含量有所降低，cr元素的减少使得凸起部中的谈话个的含量减少，从而使得凸起部的耐磨性以及强度有所下降，在维持一定的强度的同时，使得凸起部较易进行后加工。

67、4、本技术中在凸起部中添加了氮化铬，氮化铬的加入能够增加凸起部的脆性，进一步提高凸起部的易加工性，便于得到最终产品。