專(zhuān)利名稱(chēng)：潤(rùn)滑劑復(fù)合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于粉末冶金的潤(rùn)滑劑復(fù)合物以及該潤(rùn)滑劑復(fù)合物的制備和用途。更具體地，本發(fā)明涉及一種包括至少兩種潤(rùn)滑劑的組合的潤(rùn)滑劑復(fù)合物。
金屬粉如鐵粉用來(lái)制備小且相當(dāng)復(fù)雜的部件如齒輪。采用粉末冶金技術(shù)制造這類(lèi)金屬部件包括下述步驟金屬粉與潤(rùn)滑劑及其它添加劑混合形成混合物，將獲得的混合物倒入模具中并且采用高壓，通常為200-1000Mpa的量級(jí)，壓制成部件，將該部件從模具中取出并且加熱至高溫以使?jié)櫥瑒┓纸獠⑾?，將該部件加熱至更高溫度以使部件中所有金屬粒子燒結(jié)一起，將該部件冷卻，之后備用。
向金屬粉末中添加潤(rùn)滑劑有幾個(gè)原因，一個(gè)原因是在壓制過(guò)程中潤(rùn)滑劑通過(guò)對(duì)粉末內(nèi)部進(jìn)行潤(rùn)滑有助于用于燒結(jié)的壓坯的制備，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑，能夠獲得通常所要求的較高密度。另外，潤(rùn)滑劑能夠提供將壓實(shí)件從模具中取出時(shí)所必需的潤(rùn)滑作用，潤(rùn)滑不充分會(huì)由于在取出過(guò)程中的過(guò)度摩擦使模具表面發(fā)生磨損和劃傷，從而導(dǎo)致模具的早期失效。潤(rùn)滑不充分的問(wèn)題可以通過(guò)兩種方式解決增大潤(rùn)滑劑的量或選擇更有效的潤(rùn)滑劑。然而，增加潤(rùn)滑劑的量會(huì)產(chǎn)生不希望的副作用，即由更好的“內(nèi)部潤(rùn)滑”帶來(lái)的密度增加會(huì)由于潤(rùn)滑劑體積的增加而受到損害。因此，更好的選擇應(yīng)該是選擇更有效的潤(rùn)滑劑。
然而，已知的高效潤(rùn)滑劑均具有低熔點(diǎn)。這一顯著特點(diǎn)導(dǎo)致在壓制過(guò)程之前就已在粉末流動(dòng)和表觀密度上出現(xiàn)問(wèn)題。相當(dāng)自由的粉末流動(dòng)對(duì)生產(chǎn)壓機(jī)中的平穩(wěn)操作是必需的，而穩(wěn)定的表觀密度則有助于生產(chǎn)中獲得高密度。結(jié)果，所獲部件均具有相等的重量并且表現(xiàn)出嚴(yán)格的尺寸公差，從而減少了對(duì)后處理如校正的需要。
非常有效的潤(rùn)滑劑由于對(duì)粉末性能的有害作用，迄今它們的使用一直受到限制。本發(fā)明的目的是提供一種使這些潤(rùn)滑劑得到工業(yè)應(yīng)用的方法。
簡(jiǎn)言之，根據(jù)本發(fā)明的制備新的潤(rùn)滑劑復(fù)合物的方法包括下述步驟選擇熔點(diǎn)或其主要部分的熔點(diǎn)低于110℃的第一種潤(rùn)滑劑以及熔點(diǎn)或其主要部分的熔點(diǎn)高于120℃的第二種潤(rùn)滑劑；在高溫下將所述潤(rùn)滑劑混合以使?jié)櫥瑒┤刍?，以及，將所獲混合物快速冷卻以獲得亞穩(wěn)態(tài)的潤(rùn)滑劑復(fù)合物。
屬于第一組潤(rùn)滑劑的實(shí)例有飽和和不飽和脂肪酸酰胺和二酰胺，例如硬脂酰胺、油酰胺和亞乙基-二酸酰胺，第一種潤(rùn)滑劑的量取決于具體的潤(rùn)滑劑，可以在5至75％(重量)之間變化。
第二種潤(rùn)滑劑可以選自目前在粉末冶金中使用的潤(rùn)滑劑，并且，優(yōu)選該潤(rùn)滑劑選自于脂肪酸二酰胺，例如亞乙基-二硬脂酰胺(EBS)。
這兩種類(lèi)型的潤(rùn)滑劑的混合物在混合期間加熱至高于第二種潤(rùn)滑劑的熔點(diǎn)的溫度達(dá)一定時(shí)間以充分形成一種均勻的混合物，之后，將其快速冷卻，此為根據(jù)本發(fā)明的方法的關(guān)鍵特征。
快速冷卻速度可以通過(guò)幾種公知方法獲得，例如，將熔體倒入液氮或水中，對(duì)熔體中的材料霧化處理或者將熔體倒在冷卻的金屬表面上。如需的冷卻速度與組成有關(guān)，而且也可以隨著第一種與第二種潤(rùn)滑劑的相對(duì)量改變。例如，高于100℃/S的冷速對(duì)于某些組成和含量而言是必需的，而在其它情況下，1℃/S的冷卻速度可能就已足夠。無(wú)論如何，加速或強(qiáng)制冷卻都是必需的，以便獲得亞穩(wěn)相，此為根據(jù)本發(fā)明的新型潤(rùn)滑劑復(fù)合物的區(qū)別特征，而且，亞穩(wěn)相也能夠使較低熔點(diǎn)的潤(rùn)滑劑的有價(jià)值的潤(rùn)滑性能得到利用，因?yàn)閬喎€(wěn)相形式的低熔點(diǎn)潤(rùn)滑劑仍保持良好的潤(rùn)滑效果但又減輕了對(duì)流動(dòng)的不利影響。
根據(jù)制備模式，然后，固化的潤(rùn)滑劑復(fù)合物可以采用例如研磨破碎成適當(dāng)?shù)牧Ｗ映叽?，?yōu)選的平均粒子尺寸為3-150μm。
球形最為理想，因?yàn)檫@會(huì)獲得最高的流動(dòng)速率和表觀密度。
當(dāng)與金屬粉末混合時(shí)，所述潤(rùn)滑劑復(fù)合物加之任選的傳統(tǒng)固體潤(rùn)滑劑的合適濃度為0.1-5％(重量)，優(yōu)選為0.3-1％(重量)。
下面通過(guò)非限制性實(shí)例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
鐵粉末混合物采用由不同方法制備的潤(rùn)滑劑組合物制備而成。所述潤(rùn)滑劑包括75％的熔點(diǎn)約145℃的亞乙基-二硬脂酰胺(EBS，即市售的德國(guó)Hoechst AG公司的Hoechst蠟)和25％的熔點(diǎn)約70℃的油酰胺(Croda公司出品)的普通配方(Common recipy)。鐵粉末為ASC100.29(可購(gòu)自瑞典的Hoganas AB公司)，如將0.5％(重量)的石墨與鐵粉末混合一起。
第一種潤(rùn)滑劑組合物的制備包括將兩種組分分別微粉化至低于30μm的平均粒子尺寸并且隨后混合至鐵粉末混合物中。
第二種潤(rùn)滑劑組合物的制備包括先將兩種組分物理混合，然后在180℃進(jìn)行熔化至充分時(shí)間以使各組分混合。之后，緩慢冷卻至室溫。然后將所獲材料微粉化至與第一種潤(rùn)滑劑組合物相似的粒子尺寸并且混合至鐵粉末混合物中。
第三種潤(rùn)滑劑組合物的制備方法與第二種相類(lèi)，只是熔化的組合物被強(qiáng)制通過(guò)狹窄的毛細(xì)管送入液氮中。從而實(shí)現(xiàn)快速冷卻，物料是最終微粉化的組合物并且被混合至如前述的鐵基粉末中。
歸納在下表中的結(jié)果證實(shí)只有當(dāng)快冷時(shí)才能獲得有用的粉末混合物。
權(quán)利要求
1.用于粉末冶金的潤(rùn)滑劑復(fù)合物的制備方法，其特征在于選擇熔點(diǎn)或其主要部分的熔點(diǎn)高于120℃的第一潤(rùn)滑劑和熔點(diǎn)或其主要部分的熔點(diǎn)低于110℃的第二種潤(rùn)滑劑；在高溫下將各潤(rùn)滑劑混合以使所述潤(rùn)滑劑熔化；將所述混合物快速冷卻以獲得包括亞穩(wěn)相的潤(rùn)滑劑復(fù)合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于第一種潤(rùn)滑劑選自于飽和和不飽和脂肪酸酰胺和二酰胺，例如硬脂酰胺、油酰胺和亞乙基-二油酰胺，第二種潤(rùn)滑劑選自于脂肪酸二酰胺，例如亞乙基-二硬脂酰胺(EBS)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于第一種潤(rùn)滑劑是EBS，第二種是油酰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于油酰胺在總潤(rùn)滑劑中的比例為5-75％重量，優(yōu)選15-45％重量，最優(yōu)選20-30％重量。
5.用于粉末冶金的潤(rùn)滑劑復(fù)合物，其特征在于其基本上是由至少兩種如權(quán)利要求1中限定的潤(rùn)滑劑構(gòu)成的并且通過(guò)將所述潤(rùn)滑劑的熔融混合物快速冷卻獲得的復(fù)合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的潤(rùn)滑劑復(fù)合物，其特征在于它包括亞乙基-二硬脂酰胺和油酰胺的亞穩(wěn)相。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于粉末冶金的潤(rùn)滑劑復(fù)合物的制備方法,包括下述步驟:選擇熔點(diǎn)高于120℃的第一種潤(rùn)滑劑和熔點(diǎn)低于110℃的第二種潤(rùn)滑劑;在高溫下將所述潤(rùn)滑劑混合以使?jié)櫥瑒┤刍⑶覍⑺@混合物快速冷卻以獲得包括亞穩(wěn)相的潤(rùn)滑劑復(fù)合物。本發(fā)明也涉及所獲得的潤(rùn)滑劑復(fù)合物。
文檔編號(hào)C10M105/68GK1373684SQ0081265
公開(kāi)日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2000年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月10日
發(fā)明者H·維達(dá)森 申請(qǐng)人:赫加奈斯公司