含酰胺型润滑剂的铁粉末组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备铁基粉末的方法，它包括下述步骤：混合并加热铁基粉末、至少一种低聚物酰胺型润滑剂、至少一种脂肪酸和任选的一种或多种添加剂到比润滑剂的熔点高的温度，和随后冷却所得混合物。本发明专利技术也包括铁基粉末、低聚物酰胺型润滑剂和脂肪酸的混合物。（*该技术在2022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】
本专利技术涉及一种金属粉末组合物和制备该组合物的方法。特别地，本专利技术涉及铁基组合物，它在不同温度下具有一致的表观密度和流动性。
技术介绍
在粉末冶金领域对于压实(compaction)金属粉末形成金属组件，通常采用不同的标准温度规范。这些包括冷压(低于环境温度压制)、常温压制(在环境温度下压制)、热压(在环境温度之上的温度下压制，其中在该温度下，金属粉末能保持功致硬化)和中温压制(在常温压制与热压之间的温度下压制)。在高于环境温度的温度下压制具有明显的优点。随着温度升高，大多数金属的拉伸强度和功致硬化速率降低，并且可在较低的压实压力下实现改进的密度和强度。然而，热压的极高温度引入了加工问题和加速了模具的磨耗。因此，目前的努力是针对于开发适于中温压制的金属组合物。美国专利4955789(Musella)概括地公开了中温压实。根据该专利，常用于冷压实的润滑剂，如硬脂酸锌可同样用于中温压实。然而，在实践中，证明在中温压实中不可能使用硬脂酸锌或亚乙基双硬脂酰胺(可以ACRAWAX商购得到)，而它们是目前最常用于冷压实和中温压实的润滑剂。所产生的问题在于难以以满意的方式填充模具。美国专利5744433(Storstrom等)和5154881(Rutz)公开了包括酰胺润滑剂的金属粉末组合物，它们被特别地开发用于中温压实。美国专利5744433公开了用于冶金粉末组合物的润滑剂，它含有重均分子量Mw最多为30000的酰胺型低聚物。在美国专利5154881中，酰胺润滑剂由单羧酸、二羧酸和二胺的反应产物组成。特别优选用作润滑剂的是ADVAWAX..450，它是一种亚乙基双硬脂酰胺产品。尽管在这两个专利中公开的润滑剂被特别地开发用于中温压实并且在许多情况下作用良好，但已发现，当在打算大规模生产烧结组件的金属组合物内使用这些润滑剂时，遇到了不同的问题。专利技术目的本专利技术的目的是降低或消除目前与大规模生产有关的问题。另一目的是提供一类新的润滑剂，它可用于打算在高温下压实的金属组合物内。再一目的是提供具有优异的流动速率和表观密度的铁基粉末组合物。进一步的目的是提供一种粉末组合物，它生成最小量的灰尘和它的制备不要求使用有机溶剂。又一目的是提供一种中温压实这种金属粉末组合物的方法。专利技术概述通过含铁基粉末、至少一种低聚物酰胺型润滑剂、至少一种脂肪酸和任选的一种或多种添加剂如流动剂、加工助剂和硬质相(hardphase)的粉末组合物，可实现这些目的。本专利技术的方法包括下述步骤-混合并加热铁基粉末、润滑剂、脂肪酸和添加剂(如果有的话)到比润滑剂的熔点高的温度；和-冷却所得混合物。专利技术详述在本说明书和所附的权利要求中所使用的措辞“铁基粉末”包括基本上由纯铁组成的粉末；与改进最终产品强度、硬度性能、电磁性能或其它所需性能的其它物质预合金的铁粉末；和与这种合金元素的颗粒混合的铁颗粒(扩散退火的混合物或纯粹的机械混合物)。合金元素的实例是镍、铜、钼、铬、锰、磷、以石墨形式存在的碳和钨，可独立地或结合，例如以化合物形式(Fe3P和FeMo)使用它们。当本专利技术的润滑剂与具有高压缩性的铁基粉末结合使用时，可获得预料不到的良好结果。一般地，这种粉末具有低的碳含量，优选低于0.04wt％。这种粉末包括例如Distaloy AE、Astaloy Mo和ASC100.29，所有这些可商购于瑞典的Hoganas AB。本专利技术所使用的润滑剂是新的润滑剂，可用下式表示D-Cma-B-A-B-Cmb-D其中D是-H，COR，CNHR，其中R是含2-21个碳原子的直链或支链的脂族或芳族基团；C是基团-NH(CH)nCO-；B是氨基或羰基；A是任选地包括最多4个氧原子且具有4-16个碳原子的亚烷基；ma是1-10的整数；mb是1-10的整数；n是5-11的整数。优选润滑剂具有下述化学结构，其中D是COR，其中R是具有16-20个碳原子的脂族基团；C是-NH(CH)nCO-，其中n为5或11；B是氨基；A是任选地包括最多3个氧原子且具有6-14个碳原子的亚烷基；ma与mb是相同或不同的2-5的整数。这种润滑剂的实例可选自CH3(CH2)16CO-2-HN(CH2)12NH-2-OC(CH2)16CH3；CH3(CH2)16CO-2-HN(CH2)12NH-3-OC(CH2)16CH3；CH3(CH2)16CO-3-HN(CH2)12NH-3-OC(CH2)16CH3；CH3(CH2)16CO-3-HN(CH2)12NH-4-OC(CH2)16CH3；CH3(CH2)16CO-4-HN(CH2)12NH-4-OC(CH2)16CH3；CH3(CH2)16CO-4-HN(CH2)12NH-5-OC(CH2)16CH3；CH3(CH2)16CO-5-HN(CH2)12NH-5-OC(CH2)16CH3。其它实例是MW为370.49的CH3CO-HN(CH2)5CO-HN(CH2)2NH-OC(CH2)5NH-OC(CH3)；MW为1240.10的CH3(CH2)20CO-HN(CH2)11CO-HN(CH2)12NH-OC(CH2)11NH-OC(CH2)20CH3；MW为8738.04的CH3(CH2)20CO-10-HN(CH2)12NH-10-OC(CH2)20CH3；MW为1580.53的CH3(CH2)4CO-3-HN(CH2)12NH-3-OC(CH2)4CH3；MW为1980.86的CH3(CH2)4CO-7-HN(CH2)6NH-7-OC(CH2)4CH3；MW为2429.69的CH3(CH2)20CO-7-HN(CH2)6NH-7-OC(CH2)20CH3；和MW为2283.73的CH3(CH2)16NH-4-CO(CH2)10CO-4-HN(CH2)16CH3。添加到铁基粉末中的低聚物酰胺型润滑剂优选呈固体粉末形式，可占到金属粉末组合物总量的0.1-1wt％，优选0.2-0.8wt％。低含量地使用本专利技术的润滑剂的可能性是本专利技术特别有利的特征，因为它能实现高密度。本专利技术所使用的脂肪酸优选具有10-22个碳原子的脂肪酸。这种酸的实例是油酸、硬脂酸和棕榈酸。尽管脂肪酸的用量小，但对流动速率和表观密度的影响是显著的。根据粉末组合物的总重量所计算的脂肪酸的用量通常为0.005-0.15％，优选0.010-0.08％，和最优选0.015-0.07％。低于0.005的脂肪酸含量使之难以实现脂肪酸的均匀分布。若含量高于0.15％，则存在流动性劣化的相当大的危险。脂肪酸的熔点应当低于酰胺低聚物润滑剂的熔点。除了铁基粉末和润滑剂之外，该新的粉末组合物还可含有一种或多种选自加工助剂和硬质相中的添加剂。在金属粉末组合物内使用的加工助剂可由滑石、镁橄榄石、硫化锰、硫、二硫化钼、氮化硼、碲、硒、二氟化钡和二氟化钙组成。所述加工助剂可单独或结合使用。在金属粉末组合物内使用的硬质相可由钨、钒、钛、铌、铬、钼、钽和锆的碳化物；铝、钛、钒、钼和铬的氮化物；Al2O3和各种陶瓷材料组成。在美国专利5782954中公开了本专利技术可使用的一类流动剂(在此引入作为参考)，它优选二氧化硅，其用量为约0.005-约2wt％，优选约0.01-约1wt％，更优选约0.025-约0.5wt％，基于冶金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末组合物，它包括铁基粉末、至少一种低聚物酰胺型润滑剂、脂肪酸和任选的一种或多种添加剂。

【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：B约翰森，
申请(专利权)人：赫加奈斯公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]