近日歌爾股份有限公司申請一項名為“Panacea不銹鋼及其燒結方法“，公開號CN202410631495.1，申請日期為2024年5月。

專利摘要顯示，本發(fā)明提供了一種Panacea不銹鋼及其燒結方法，Panacea不銹鋼的燒結方法包括如下步驟：樣坯為Panacea不銹鋼異形結構件，所述Panacea不銹鋼的燒結方法包括如下步驟：對所述樣坯進行脫脂，按質(zhì)量百分比計，脫脂后的所述樣坯中碳含量≤0.2％，氧含量≤0.1％；對經(jīng)過脫脂后的所述樣坯在800℃～1300℃溫度范圍內(nèi)進行燒結，在燒結時，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。

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收購發(fā)明者瑞典皇家學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)領域被廣泛應用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境中；在生活領域被用來制成各種消費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)，并能長期保持銀亮的金屬光澤，受到消費者的喜愛。

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；二是氮是否會導致不銹鋼變脆在當時具有爭議。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。當時，除了已知的氮對不銹鋼結構和強度的影響外，還首次發(fā)現(xiàn)了氮對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)療應用領域，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，限制了其在消費電子和生物醫(yī)療領域的應用。

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優(yōu)勢。氮在不銹鋼中對鎳的替代，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蝕和裂紋腐蝕的能力。

氮對奧氏體的穩(wěn)定性也遠高于鎳，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度，同時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，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備，且具有一定的危險性，因此在工業(yè)推廣中受阻。

但通過不斷的試驗后，產(chǎn)業(yè)界發(fā)現(xiàn)氮在奧氏體中的固溶度要遠高于在液態(tài)鐵中的溶解度，所以不銹鋼粉末在固態(tài)時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)技術的重要組成部分，MIM成為一種更經(jīng)濟、有效的高氮奧氏體不銹鋼制造方法。MIM技術還可以實現(xiàn)產(chǎn)品的近凈成形，減少后續(xù)加工，同時獲得比普通鑄造更加均勻的組織和性能。

MIM技術是鑄造行業(yè)一種將現(xiàn)代塑料注射成型技術，引入粉末冶金領域而形成的新型粉末冶金近凈形成型技術，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技術在生產(chǎn)過程中，主要是將金屬粉末與粘結劑混合，通過注射成型、脫脂和燒結等工藝，生產(chǎn)出具有復雜形狀的金屬零件。現(xiàn)在MIM技術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技術在生產(chǎn)小型、三維復雜形狀，以及具有特殊性能要求的零部件上有著顯著的優(yōu)勢，除了汽車、軍工、航天領域外，特別是在消費電子和醫(yī)療器械領域，由于有很多小型、異型、復雜腔型的零組件設計，MIM技術具有更高的生產(chǎn)效率和更低的成本。通過MIM技術，可以實現(xiàn)大規(guī)模、連續(xù)的生產(chǎn)，減少了零件的制造時間和人工成本，滿足消費電子產(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雜形狀高氮無鎳不銹鋼結構件。PANACEA高氮無鎳不銹鋼粉末在燒結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，應用在其它品牌手機的攝像頭鏡頭防護圈上。

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)品和復用型醫(yī)療器械產(chǎn)品，也開始大量引入MIM技術進行生產(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技術外，目前還有大量的增材制造技術也開始采用Panace高氮無鎳不銹鋼粉未進行激光燒蝕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技術范疇，主要是為了解決燒結過程中因不同氣體氛圍和溫控技術，導致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構件，肯定不僅僅是用在手機攝像頭保護圈上那么簡單了，智能手表、智能戒指、智能耳環(huán)/耳機、VR/AR可穿戴、醫(yī)療器械等等，都是歌爾近年來重點發(fā)展的方向。