包括粘合剂-润滑剂组合的铁基粉末组合物及其制备制造技术

本发明专利技术涉及包括粘合剂－润滑剂组合的铁基粉末组合物及其制备。一种用于制造压制部件的改进的抗分离和抗起尘的冶金组合物，该组合物包括：按重量计算为至少大约８０％的铁或铁基粉末；至少一种合金粉末；以及按重量计算大约０．０５％到大约２％的聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酸酰胺的粘合／润滑组合物，该聚乙烯蜡的加权平均分子量低于大约１０００，其熔点低于乙撑双硬脂酸酰胺的熔点，并且其量按重量计算在粘合／润滑组合物的１０％和９０％之间。

【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用于粉末冶金工业的新的金属粉末组合物。具体地，本专利技术涉及一种包含粘合组合物的铁基粉末组合物，该粘合组合物还在用于形成部件的压制过程期间提供润滑。
技术介绍
在工业内，日益广泛地使用通过压制和烧结铁基粉末组合物制造的金属产品。这些金属产品的质量要求不断升高，从而开发出具有改进的特性的新的粉末组合物。最终的烧结产品的最重要的特性之一是密度和尺寸公差，最重要的是它们必须一致。最终产品内尺寸变化的问题经常源于待压制的粉末混合物内的不均匀性。包括尺寸、密度和形状不同的粉状成分的粉末混合物尤其会产生这些问题，这正是在粉末组合物的运送、存储和处理期间发生分离(segregation)的原因。此分离意味着组合物将被不均匀地组成，这继而意味着由该粉末组合物形成的部件被不同地组成并因此具有不同特性。另一个问题是精细颗粒尤其是那些低密度的颗粒例如石墨会在处理粉末混合物时起尘。小颗粒大小的添加剂还会给粉末的流动特性即粉末表现为自由流动粉末的能力带来问题。变差的流动本身表明用粉末填充模具的时间增加，这意味着较低的生产率和压制件密度发生变化的危险增加，这会导致在烧结之后发生不可接受的变形。已尝试通过向粉末组合物添加不同的粘合剂和润滑剂来解决上述问题。粘合剂的作用是将小尺寸颗粒的添加剂例如合金成分牢固和有效地粘合在基金属颗粒的表面上，并因此减小分离和起尘的问题。润滑剂的用途是在压制粉末组合物期间减小内部和外部摩擦，并还减小排出力即从模具排出最终压制的产品所需的力。例如美国专利4483905(Engstrom)内公开了各种有机粘合剂，该专利公开了使用被广泛说明为具有“粘性或脂肪特性”的粘合剂。美国专利4676831(Engstrom)公开了使用特定的妥尔油作为粘合剂。另外，美国专利4834800(Semel)公开使用特定的不可溶于或基本不可溶于水的薄膜形成聚合树脂作为粘合剂。专利文献内所述的其它类型的粘合剂是美国专利5298055(Semel)内公开的分子量至少为大约7000的聚烷撑氧。美国专利5290336内公开了作为粘合剂的二元有机酸和一种或多种添加成分例如固体聚醚、液体聚醚和丙烯酸树脂的组合。美国专利5368630(Luk)内公开了可与高温压制润滑剂一起使用的粘合剂。此外，美国专利US 5480469(Storstrm)简单回顾了粘合剂在粉末冶金工业内的使用。该专利指出重要的是不仅具有其中合金粉末通过粘合剂粘附在铁基粉末上的粉末组合物，而且具有这样的粘合剂，该粘合剂可使得粉末组合物在模具内获得充分可压性，并且可减小从模具取下部件所需的力。具体地，美国专利5480469公开了一种通过使用二酰胺蜡粘合剂将铁基粉末冶金混合物内的添加剂粘合到铁或铁基粉末颗粒上的方法。为了在铁或铁颗粒和添加剂颗粒之间实现有效粘合，在粘合剂的混合和熔融期间包括粘合剂的粉末冶金混合物混合并被加热到大约90℃到160℃，然后在混合过程中混合物被冷却，直到粘合剂凝固。通过此方法，可大大改进流动性和松装密度并且可减小或消除起尘的问题。美国专利5480469内没有明确说明的粉末混合物的特性是润滑特性。当需要具有高密度和/或复杂形状的构件时此特性非常重要。在这种构件的制造中，使用的粉末冶金混合物具有好的润滑特性是重要的，这继而意味着从模具排出构件所需的能量即排出能量应低，这是使被排出元件具有令人满意的的表面光洁度即无任何擦伤或其它缺陷的表面光洁度的先决条件。目前已开发出一种新的铁或铁基组合物，其特征为具有低分离和低起尘、良好的流动性和高松装密度、以及良好的润滑特性，即对于待压制并烧结成高质量产品的粉末都很重要的特性。
技术实现思路
简单地说，根据本专利技术的铁或铁基组合物包括按重量计算至少为大约80％的铁或铁基粉末；按重量计算最高达20％的至少一种合金粉末；以及按重量计算大约0.5％到大约2％的聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酸酰胺的组合。聚乙烯蜡的加权平均分子量低于大约1000，其熔点低于乙撑双硬脂酸酰胺的熔点。此外，聚乙烯蜡的量按重量计算在聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酸酰胺的粘合/润滑组合的总量的10％和90％之间变化。在用于压制的粉末组合物内，聚乙烯蜡表现为铁或铁基颗粒上的层或涂层，并将合金元素颗粒和乙撑双硬脂酸酰胺粘合在铁或铁基颗粒上。优选地该组合物还包括脂肪酸和流动活性剂。本专利技术还涉及制备待压制的粉末组合物的方法。具体实施例方式当在说明书和所附权利要求内使用时，表述“铁或铁基粉末”包括通过雾化优选地通过水雾化制备的粉末。可选择地，所述粉末可基于海绵铁。粉末可以是优选具有高可压性的纯铁粉末。通常这种粉末具有低碳含量例如按重量计算低于0.4％。粉末的其它示例是已与其它物质形成预合金或部分形成合金的铁粉末，以提高成品的强度、硬化特性、电磁特性或其它希望的特性。粉末的示例为例如Distaloy AE、Astaloy Mo和ASC 100.29，所有这些都可在市场上从Hgans AB，Sweden买到。铁或铁基颗粒的颗粒大小的最大加权平均颗粒大小通常最高为大约500微米；更优选地颗粒的加权平均颗粒大小在大约25-150微米的范围内，并最优选地为40-100微米。合金元素的示例是单独或组合地使用的铜、钼、铬、镍、锰、磷、形式为石墨的碳和钨。这些添加剂通常是其颗粒大小小于铁基粉末的颗粒大小的粉末，并且大多数添加剂的颗粒大小小于大约20μm。聚乙烯蜡的分子量会影响粉末特性，并且已发现通过低分子量的聚乙烯蜡可实现良好的流动性、高松装密度和低排出能量的组合，在本专利技术内低分子量的聚乙烯蜡是指加权平均分子量低于1000尤其低于800而高于300尤其高于400的线型聚乙烯蜡。除了聚乙烯蜡的分子量之外，乙撑双硬脂酸酰胺和聚乙烯蜡之间的比率也影响这些特性。乙撑双硬脂酸酰胺可以是例如Acrawax或Licowax。聚乙烯蜡可从Allied Signal和BakerPetrolite得到。根据本专利技术并如示例示出，聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酸酰胺的相对量非常重要。在聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酸酰胺的粘合/润滑组合内，已发现聚乙烯蜡按重量计算应为10％-90％。根据目前最优选的实施例，聚乙烯蜡按重量计算应为粘合/润滑组合物的20％到70％。如果使用按重量计算多于90％的聚乙烯蜡，则在大多数情况下润滑将不足够，而如果使用按重量计算多于90％的乙撑双硬脂酸酰胺，则粘合将不足够。组合物内的粘合/润滑组合物的总量优选地按重量计算在0.5和1％之间。根据本专利技术的改进的抗分离和抗起尘冶金组合物可被定义为这样的组合物，即该组合物包含按重量计算至少大约80％的铁基粉末；至少一种合金粉末；以及按重量计算为大约0.5％到大约2％的部分熔融并随后凝固的粘合/润滑组合物，该组合物使合金粉末颗粒附着在铁基粉末颗粒上。在例如美国专利6605251(Vidarsson)内已与用于PM工业的铁基金属粉末一起说明了低分子量的聚乙烯蜡，其中公开了聚乙烯蜡可在铁或铁基粉末的热或冷压制内用作润滑剂。当在热压制中使用时，包括聚乙烯蜡的混合物在压制之前被加热到低于聚乙烯蜡的熔点的温度。美国专利6602315(Hendrickson)和相关的美国专利6280683(Hendrickson)公开了在粘合的混合物中使用低分子量聚乙烯蜡。在低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造压制部件的改进的抗分离和抗起尘的冶金组合物，该组合物包括：（ａ）按重量计算为至少大约８０％的铁或铁基粉末；（ｂ）至少一种合金粉末；以及（ｃ）按重量计算大约０．０５％到大约２％的聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酸酰胺的 粘合／润滑组合物，该聚乙烯蜡的加权平均分子量低于大约１０００，其熔点低于乙撑双硬脂酸酰胺的熔点，并且其量按重量计算占粘合／润滑组合物的１０％－９０％。

【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：M拉松，A阿林，M拉姆斯泰特，H维达尔森，
申请(专利权)人：霍加纳斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]