粉末冶金用粘结剂及粉末冶金用混合粉末制造技术

本发明专利技术提供一种不发生润滑性下降问题的、可防止物性改善成分粉末和润滑剂粉末的分散不好即偏析、并可抑制处理时的产生粉尘现象的粉末冶金用混合粉末以及可制得这种混合粉末的粉末冶金用粘结剂，它们的构成为由乙烯和丙烯为单体成分的共聚体构成固体粘结剂，根据需要与上述固体粘结剂同时并用特定成分构成的液状粘结剂，将粘结剂与粉末冶金用原料粉末混合。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通过在以铁粉和钢粉等金属粉末为基体并加入了用于改善基体物性的成分合金元素、石墨等粉末以及硬脂酸锌等润滑剂粉末的粉末冶金用原料粉末中配合由特定成分构成的粘结剂，在不损害基体金属粉末物性情况下，抑制了上述物性改善成分粉末和润滑剂粉末的偏析，还抑制了处理时产生粉尘现象，并且还抑制润滑性的下降。在以铁粉和钢粉等金属粉末为主要原料的粉末冶金中，制造烧结体的机械零件时，为了改善烧结体的物性(强度特性和加工性等)，一般先配合铜、镍、铬、钼等合金元素和石墨、磷、硫黄等物性改善成分粉末以及硬脂酸锌等润滑剂粉末，而后再进行成形、烧结。可是这些物性改善成分粉末及润滑剂粉末的粒子尺寸、比重等常常大不相同，例如基体金属粉末是铁粉和铜粉，物性改善成分粉末是石墨和磷等时，比重差很大，所以在混合后成形之前的处理过程中容易产生粉尘和偏析现象，解决此问题已成为长年的技术课题。产生粉末问题主要源自石墨粉等比重小的微粉末，处理这样的粉末不仅造成污染环境问题，同时也引起产率下降。另外，偏析易发生于比重差和粒度差大的粉末成分的混合过程，例如，众所周知，混合粉末从料斗排出时，随排出时间不同，合金用粉末的配合比一直在变化着。作为防止上述产生粉尘和偏析现象的措施，此前已提出了各种方案，但可大致归纳为以下三种方法。第一种方法如在特开昭60-502158号所公开，将妥尔油等添加剂配合在原料粉末中的方法。第二种方法如特开昭63-103001号和特开平2-217403号等所公开，建议固体粘结剂用溶剂溶解、与粉末均匀混合后，再使溶剂蒸发的方法。而第三种方法如特开平1-219101号所公开，在配合操作中将固体粘结剂熔融的所谓热熔法。特别是上述第二种方法，一般认为具有石墨粉的吸附力强，所用的润滑剂选择范围广的特点。尽管上述任何一种方法都可谓是防止产生粉尘和偏析的优良手段，但是它们尚存在以下缺点。首先在上述第一种方法中存在着混合粉末的休止角变大，流动性变坏，从料斗排出时易于发生壅塞(bridging)现象的缺点。另外用某种方法将石墨粉末吸附在铁粉等金属粉末表面上时，虽然提高了混合粉末的流动性，但是损坏了石墨粉所具有的润滑性，这样在成形时增加了金属模和粉末或粉末之间的磨擦，最终使得润滑性比通常的混合粉末还低。在第二种及第三种方法中，当使用固体粘结剂时，往往存在着该粘结剂的分解性差的问题，造成在脱腊工序中的分解不充分，残渣难免残留在烧结体中。用以往的防止石墨偏析的粉末，固然可以防止石墨粉末产生粉尘和偏析，而且流动性也不是很差，但由于破坏了石墨粉末所具有的润滑性，所以具有在成形时不能达到混合粉末的良好润滑性的缺点。本专利技术是着眼于以上存在的问题而成的产物，其目的在于提供一种不出现润滑性降低的问题，可以防止物性改善成分粉末及润滑剂粉末的分散不良即偏析现象、而且还可以抑制处理时粉尘产生的粉末冶金用混合粉末以及提供可以制备上述混合粉末的粉末冶金用粘结剂。能够解决上述问题的本专利技术构成的要点在于配合在粉末冶金用原料粉末中使用的粘结剂，该粘结剂是由乙烯-丙烯单体成分的共聚物组成的。另外通过将上述的粘结剂与粉末冶金用原料粉末混合，可以得到所需的粉末冶金用混合粉末。通过将上述粘结剂和(A)碘值在100以下，且在100°F时的粘度为50cST以下的液状脂肪酸酯及/或(B)碘值在15以下，且在100°F时的粘度为50cST以下的液状脂肪酸同时并用配合在粉末冶金用原料粉末中，可进一步改善防止混合粉末偏析的效果并进一步改善流动性。本专利技术者们为解决上述以往技术中存在的问题，进行了各种研究，结果确认了使用上述的特定共聚物作为粘结剂，可以同时克服上述所存在的问题，不出现基体金属粉末的润滑性降低的问题，可以有效地防止物性改善成分粉末和润滑剂粉末的偏析，同时还可抑制处理混合粉末时产生粉尘的现象。另外本专利技术的粘结剂还具有在脱腊工序中易于分解，难以存留残渣的特点。本专利技术的粘结剂由以乙烯和丙烯为单体成分的共聚物构成，其共聚合比优选乙烯丙烯为20～80重量份80～20重量份。当乙烯的共聚比不足20重量份(即丙烯的共聚比超过80重量份)时，虽可以抑制石墨粉的飞散性，但混合粉末的流动性变坏，压粉成形体性能出现问题。而乙烯的共聚比超过80重量份(即丙烯的共聚比不足20重量份)时，则不能充分抑制石墨粉的飞散性，而且不能充分发挥其作为粘结剂的功能。另外，上述共聚物的重均分子量优选1万～100万，更优选5万～50万。当重均分子量过小时，则作为粘结剂的作用不足，而过大时，会引起混合不均匀现象，则不能充分发挥防止偏析效果。本专利技术的混合粉末通过将上述粘结剂与粉末冶金用原料粉末配合而得到，此时粘结剂的配合量对于混合粉末而言优选0.05～0.5重量%。当粘结剂的配合量不足0.05重量%时，不能发挥其作为粘结剂的功能，石墨在金属表面的吸附不充分，降低了防止石墨偏析效果，而超过0.5重量%时，会引起压缩性下降，混合粉末的压粉密度减小。本专利技术者们从改善混合粉末的偏析防止效果及改善流动性的观点出发，长期以来对可实现这种观点的粉末冶金用粘结剂从不同的角度进行了研究。作为其研究的一部分，本专利技术者们提出了在特开平6-93302号和特开平6-40503号中公开的各种粉末冶金用液状粘结剂。前者的粘结剂是由碘值100以下，且在100°F时粘度为50cST以下的液状脂肪酸酯构成的粉末冶金用液状粘结剂，后者的粘结剂是由碘值15以下，且在100°F时粘度为50cST以下的液状脂肪酸构成的粉末冶金用粘结剂。另外，在这些技术中也提出了将上述各种粉末冶金用液状粘结剂与以苯乙烯和丁二烯为单体成分的苯乙烯系合成橡胶共聚物构成的固体状粘结剂同时包含在粉末冶金用混合粉末中的方案。可是并用上述固体状粘结剂和液状粘结剂时，出现混合粉末的流动性稍有下降的趋势。另外上述成分的固体粘结剂随场合不同分解性变差，在脱腊工序的分解不充分，产生残渣留在烧结体中的不利情况。可是，本专利技术者发现将现在开发出的粘结剂，即以乙烯和丙烯为单体成分的共聚物构成的粉末冶金用固体状粘结剂和前面提出的粉末冶金用液状粘结剂(液状脂肪酸酯及/或液状脂肪酸)并用，配合在粉末冶金用原料粉末中时，可以避免出现上述不利情况，得到偏析防止效果和流动性更佳的混合粉末。此外，并用上述液状粘结剂调制混合粉末时，具体顺序没有特定的限制，当然可以将本专利技术的固体状粘结剂和上述液状粘结剂按顺序配合到粉末冶金用原料粉末中，也可以将固体状粘结剂和液状粘结剂预先混合后，配制成粉末冶金用粘结剂，再将此粘结剂配合到上述原料粉末中。但是无论采取哪一种顺序，液状粘结剂中的液状脂肪酸酯及/或液状脂肪酸都优选相对于混合粉末量为0.01～0.2重量%的配合量与原料粉末配合。当粘结剂中的液状脂肪酸酯及/或液状脂肪酸的配合量不足0.01重量%时，则不能发挥并用粉末冶金用液状粘结剂的效果，但是若超过0.2重量%时，会引起压缩性下降，使得混合粉末的压粉密度变小。用于构成上述根据需要采用的粉末冶金用液状粘结剂的液状脂肪酸酯可列举用油醇、十八烷醇等一元醇类及(或)乙二醇、丙二醇、丙三醇、山梨糖醇酐、季戊四醇、二季戊四醇、三羟甲基丙烷等多元醇与高级脂肪酸，例如十二烷基酸、硬脂酸、油酸、芥子酸、蓖麻油酸、羟基硬脂酸等通过脱水反应后而生成的酯。可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
粉末冶金用粘结剂，它是配合到粉末冶金用原料粉末中使用的粘结剂，其特征在于它由以乙烯和丙烯为单体成分的共聚物构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：香川晶彦，藤泽和久，铃木浩则，村上政博，吉冈邦宏，花冈宏卓，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]