BRPI0620868A2 - metallurgical powder composition - Google Patents

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BRPI0620868A2
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BRPI0620868-1A
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Per Knutsson
Per-Olof Larsson
Hilmar Vidarsson
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Hoeganaes Ab
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Abstract

COMPOSIçãO DE Pó METALúRGICO. A presente invenção refere-se a uma composição metalúrgica para produção de peças compactadas, compreendendo: (a) pelo menos cerca de 80 por cento de um pó de ferro ou à base de ferro; (b) até cerca de 20 por cento em peso de pelo menos um pó de ligação; (c) de cerca de 0,05 a cerca de 2 por cento em peso de um agente de aglutinação compreendendo um álcool graxo C~14~-C~30~; e (d) de cerca de 0,001 a cerca de 0,2 por cento em peso de um agente de fluxo.COMPOSITION OF METALLURGICAL DUST. The present invention relates to a metallurgical composition for producing compacted parts, comprising: (a) at least about 80 percent of an iron or iron-based powder; (b) up to about 20 weight percent of at least one binding powder; (c) from about 0.05 to about 2 weight percent of a binding agent comprising a C ~ 14 ~ C ~ 30 ~ fatty alcohol; and (d) from about 0.001 to about 0.2 weight percent of a flow agent.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSI- ÇÃO DE PÓ METALÚRGICO".Patent Descriptive Report for "METALURGIC POWDER COMPOSITION".

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção refere-se a uma nova composição de pó metálico para a indústria de pó metalúrgico. Particularmente a invenção refe- re-se a uma composição de pó Pa base de ferro que inclui um aglutinante para aglutinar aditivos, tais como elementos de ligação, às partículas à base de ferro.The present invention relates to a novel metal powder composition for the metallurgical powder industry. Particularly the invention relates to an iron-based powder composition comprising a binder for binding additives, such as binding elements, to the iron-based particles.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

Na indústria o uso de produtos metálicos fabricados compactan- do-se e sinterizando-se a composição de pó à base de ferro está tornando- se crescentemente difundido. Os requisitos de qualidade desses produtos metálicos são continuamente aumentados, e como conseqüência são de- senvolvidas novas composições de pó tendo propriedades melhoradas. Al- gumas das mais importantes propriedades do produto sinterizado final são a densidade e a tolerâncias dimensionais, que devem ser consistentes. Pro- blemas com variações de dimensões no produto final freqüentemente se originam da falta de homogeneidade na mistura do pó a ser compactado. Esses problemas são especialmente pronunciados com as misturas de pós que incluem componentes empoeirados, que diferem em tamanho, densida- de e forma, uma razão porque ocorre a segregação durante o transporte, armazenagem e manuseio da composição de pó. Essa segregação implica que a composição não é uniformemente composta, o que por sua vez signi- fica que peças feitas da composição do pó são compostas diferentemente e conseqüentemente têm diferentes propriedades. Um outro problema é que partículas finas, particularmente aquelas de menor densidade tais como gra- fite, provocam a produção de poeira durante o manuseio da mistura de pó.In industry the use of metal products made by compacting and sintering the iron-based powder composition is becoming increasingly widespread. The quality requirements of these metal products are continuously increased and as a consequence new powder compositions having improved properties are developed. Some of the most important properties of the final sintered product are the density and dimensional tolerances, which must be consistent. Problems with size variations in the final product often stem from the lack of homogeneity in the powder mix to be compacted. These problems are especially pronounced with powder mixtures that include dusty components, which differ in size, density and shape, one reason why segregation occurs during transport, storage and handling of the powder composition. This segregation implies that the composition is not uniformly composed, which in turn means that parts made of the powder composition are composed differently and consequently have different properties. Another problem is that fine particles, particularly those of lower density such as graphite, cause dust to be produced during handling of the powder mixture.

O pequeno tamanho de partícula dos aditivos também cria pro- blemas com as propriedades de fluxo do pó, isto é, a capacidade do pó de comportar-se como pó de fluxo livre. Um fluxo enfraquecido se manifesta no tempo aumentado para se encher a cavidade de um molde com o pó, o que significa uma menor produtividade e um risco maior de variações na densi- dade do componente compactado, o que pode levar a deformações inaceitá- veis após a sinterização. Além disso, para se ejetar o componente compac- tado do molde, minimizar o desgaste da superfície do molde e para se obter peças que tenham bom acabamento de superfície sem arranhões, é essen- cial que a força necessária para ejetar o componente do molde seja baixa.The small particle size of the additives also creates problems with the powder flow properties, that is, the ability of the powder to behave as free flowing powder. A weakened flow manifests itself in the increased time to fill a mold cavity with dust, which means lower productivity and a higher risk of variations in compacted component density, which can lead to unacceptable deformations after the sintering. In addition, to eject the compact mold component, minimize wear on the mold surface and to obtain parts that have good scratch-free surface finish, it is essential that the force required to eject the mold component is low.

Foram feitas tentativas para resolver os problemas descritos a- cima pela adição de diferentes agentes de aglutinação e lubrificantes à com- posição do pó. O propósito do aglutinante é ligar firmemente e efetivamente as partículas de tamanho pequeno de aditivos, tais como componentes de ligação, à superfície das partículas do metal base e, conseqüentemente, re- duzir os problemas de segregação e formação de poeira. O propósito do lu- brificante é reduzir a fricção interna e externa durante a compactação da composição de pó e acima de tudo reduzir a força necessária para ejetar o produto compactado final do molde.Attempts have been made to solve the problems described above by adding different binding agents and lubricants to the dust composition. The purpose of the binder is to firmly and effectively bond the small size particles of additives, such as bonding components, to the surface of the base metal particles and, consequently, to reduce the problems of segregation and dust formation. The purpose of the lubricant is to reduce internal and external friction during compaction of the powder composition and above all to reduce the force required to eject the final compacted product from the mold.

Vários agentes de ligação orgânicos foram desenvolvidos, veja, por exemplo, as Patente Norte Americana nos 4.483.905 (Engstrom)1 4.676.831 (Engstrom), 4.834.800 (Semel), 5.298.055 (Semel), 5.290,336 (Luk), 5.368.630 (Luk). A Patente Norte Americana N0 5.480.469 (Storstrom) fornece uma breve revisão do uso de agentes de ligação na indústria da me- talurgia do pó.Various organic binding agents have been developed, see, for example, U.S. Patent 4,483,905 (Engstrom) 1 4,676,831 (Engstrom), 4,834,800 (Semel), 5,298,055 (Semel), 5,290,336 ( Luk), 5,368,630 (Luk). U.S. Patent No. 5,480,469 (Storstrom) provides a brief review of the use of binding agents in the powder metallurgy industry.

Na recentemente publicada patente WO 2005/061157 é descrita uma combinação aglutinante/lubrificante de cera de polietileno e etileno bi- sestearamida. Na composição do pó usado para compactação, a cera de polietileno está presente como uma camada de revestimento no ferro ou nas partículas à base de ferro e aglutina as partículas do elemento de ligação e as partículas de etileno bis-estearamida às partículas de ferro ou à base de ferro. É preferido que a composição também inclua um ácido graxo e um agente de fluxo. Uma boa combinação de propriedades de Densidade Apa- rente, fluxo, aglutinação e lubrificação para a composição metalúrgica do pó, contendo uma combinação aglutinante/lubrificante incluindo a cera de polieti- leno e o etileno bisestearamida é alcançada quando o peso molecular médio da cera de polietileno está entre 500 e 750. Foi agora descoberto que composições à base de ferro tendo densidade aparente notadamente melhorada e também um fluxo melhorado, podem ser obtidas se álcoois graxos forem usados ao invés de cera de po- lietileno. De modo geral foi descoberto que álcoois graxos em combinação com agentes de fluxo dão resultados interessantes em relação à densidade aparente e ao fluxo. A densidade aparente é essencial para o projeto da fer- ramenta. Um pó com baixa densidade aparente precisa uma maior altura de enchimento, o que resulta desnecessariamente em ferramentas de alta pressão, e isso, por sua vez, resultará em uma compactação mais longa e em pancadas para ejeção. Conforme mencionado previamente o fluxo é im- portante para a produtividade. Foi também inesperadamente descoberto que quando as novas composições metálicas de pó, que incluem álcoois graxos como aglutinante e um agente de fluxo, são compactadas, os compactos verde obtidos têm excelente estabilidade de peso, isto é, uma dispersão de baixo peso dentro de um conjunto de compactos verde. Esta propriedade é, naturalmente, de capital importância para a produção de um produto de alta performance.Recently published patent WO 2005/061157 discloses a binder / lubricant combination of polyethylene wax and bistestearamide ethylene. In the composition of the powder used for compaction, polyethylene wax is present as a coating layer on iron or iron-based particles and binds the binder particles and the bis-stearamide ethylene particles to the iron particles or Iron base. It is preferred that the composition also includes a fatty acid and a flow agent. A good combination of Apparent Density, Flow, Agglutination and Lubrication properties for the metallurgical powder composition, containing a binder / lubricant combination including polyethylene wax and ethylene bisstearamide is achieved when the average molecular weight of polyethylene is between 500 and 750. It has now been found that iron-based compositions having noticeably improved apparent density and also improved flow can be obtained if fatty alcohols are used instead of polyethylene wax. It has generally been found that fatty alcohols in combination with flow agents give interesting results with respect to bulk density and flow. Bulk density is essential for tool design. A powder with low bulk density needs a higher filling height, which unnecessarily results in high pressure tools, which in turn will result in longer compaction and ejection strokes. As previously mentioned, flow is important for productivity. It has also been unexpectedly found that when the new metal powder compositions, which include fatty alcohols as a binder and a flow agent, are compacted, the obtained green compacts have excellent weight stability, i.e. a low weight dispersion within a set. of green compact. This property is of course of prime importance for the production of a high performance product.

Álcoois graxos foram mencionados na literatura da patente jun- tamente com lubrificação na Patente Norte Americana N° 3.539.472. Especi- ficamente essa patente ensina que pequenas quantidades de álcoois graxos pode ser incluídas nos lubrificantes consistindo principalmente em amidas ou diamidas. A patente não se preocupa com misturas ligadas.Fatty alcohols have been mentioned in the patent literature along with lubrication in U.S. Patent No. 3,539,472. Specifically, this patent teaches that small amounts of fatty alcohols may be included in lubricants consisting mainly of amides or diamides. The patent is not concerned with bound mixtures.

Também a pedido de patente japonês 04-294 782, número de publicação número 06-145701 menciona que álcoois graxos podem ser usa- dos como lubrificantes. São especificamente mencionados os álcoois C30, os álcoois C50 e os álcoois C60. O texto da aplicação também menciona álcoois graxos mais altos como aglutinantes.Also in Japanese patent application 04-294 782, publication number 06-145701 mentions that fatty alcohols may be used as lubricants. Specifically mentioned are C30 alcohols, C50 alcohols and C60 alcohols. The application text also mentions higher fatty alcohols as binders.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

A presente invenção refere-se então a uma nova composição de pó metalúrgico compreendendo um pó de ferro ou à base de ferro, pelo me- nos um agente de ligação, e um álcool graxo como aglutinante. Para execu- tar satisfatoriamente, o álcool graxo deve ser um álcool graxo saturado ou não saturado, de cadeia reta ou ramificada, preferivelmente saturado e de cadeia reta, C14-C30. A nova composição de pó deve também incluir um a- gente de fluxo. A presente invenção também refere-se a um método de pro- dução da composição acima.The present invention then relates to a novel metallurgical powder composition comprising an iron or iron-based powder, at least a binding agent, and a fatty alcohol as a binder. To perform satisfactorily, the fatty alcohol must be a straight or branched saturated or unsaturated, preferably saturated and straight chain, C14-C30 fatty alcohol. The new powder composition should also include a flow agent. The present invention also relates to a method of producing the above composition.

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

As composições de pó metalúrgico contêm um pó de ferro ou à base de ferro em uma quantidade de pelo menos 80% em peso da composi- ção do pó metalúrgico. O pó à base de ferro pode ser qualquer tipo de pó à base de ferro tal como um pó de ferro atomisado com água, pó de ferro re- duzido, pó à base de ferro pré-ligado ou pó à base de ferro ligado por difu- são. Tais pós são, por exemplo, o pó de ferro ASC100.29, o pó à base de ferro ligado por difusão Distaloy AB contendo Cu, Ni e Mo, o pó à base de ferro Astaloy CrM e Astaloy CrL préligados com Cr e Mo, todos disponibiliza- dos pela Hõganás AB, Suécia.Metallurgical powder compositions contain an iron or iron-based powder in an amount of at least 80% by weight of the metallurgical powder composition. Iron-based powder can be any type of iron-based powder such as water-atomized iron powder, reduced iron powder, pre-alloyed iron powder or diffusive iron-based powder. - are. Such powders are, for example, ASC100.29 iron powder, Distaloy AB diffusion-linked iron-based powder containing Cu, Ni and Mo, Astaloy CrM and Astaloy CrL iron-based powder pre-bonded with Cr and Mo, all available from Hõganás AB, Sweden.

As partículas do pó de ferro ou à base de ferro têm normalmente um tamanho médio de partícula de até 500 mícrons; mais preferivelmente as partículas terão um tamanho médio de partícula na faixa de cerca de 25-150 mícrons, e mais preferivelmente 40-100 mícrons.Iron powder or iron-based particles usually have an average particle size of up to 500 microns; more preferably the particles will have an average particle size in the range of about 25-150 microns, and more preferably 40-100 microns.

Exemplos de elementos de ligação que são aglutinados às par- tículas de ferro ou à base de ferro podem ser selecionados do grupo consis- tindo em grafite, Cu, Ni, Cr, Mn, Si1 V, Mo, P1 W, S e Nb. Esses aditivos são geralmente pós tendo um tamanho de partícula menor que o pó à base de ferro, e a maioria dos elementos de ligação têm um tamanho de partículas menor que cerca de 20 μm . A quantidade de elementos de ligação nas composições metalúrgicas do pó depende do elemento de ligação específico e das propriedades finais desejadas para o componente sinterizado. Geral- mente pode ser de até 20% em peso. Outros aditivos em pó que podem es- tar presentes são materiais de fase dura, materiais formadores de fase líqui- da e agentes de aumento da capacidade de usinagem.Examples of bonding elements that are bonded to the iron or iron-based particles may be selected from the group consisting of graphite, Cu, Ni, Cr, Mn, Si1 V, Mo, P1 W, S and Nb. These additives are generally powders having a particle size smaller than iron-based powder, and most bonding elements have a particle size smaller than about 20 μm. The amount of binder in the powder metallurgical compositions depends on the specific binder and the desired final properties for the sintered component. It can usually be up to 20% by weight. Other powder additives that may be present are hard phase materials, liquid phase forming materials and machining enhancing agents.

Álcoois graxos usados para aglutinar os elementos de ligação e/ou aditivos opcionais são preferivelmente saturados, de cadeia reta e con- têm de 14 a 30 átomos de carbono uma vez que eles têm um ponto de fusão vantajoso para a técnica de aglutinação por fusão usada para ligar os ele- mentos de ligação e/ou outros aditivos opcionais. Os álcoois graxos são pre- ferivelmente selecionados do grupo consistindo em álcool cetílico, álcool es- tearílico, álcool araquidílico, álcool beenilico e álcool lignocerílico, e mais preferivelmente selecionado do grupo consistindo em álcool estearílico, ál- cool araquidílico e álcool beenilico. A quantidade de álcool graxo usado pode estar entre 0,05 e 2, preferivelmente entre 0,1 e 1 e mais preferivelmente entre 0,1 e 0,8 % em peso da composição metalúrgica. Também composi- ções de álcoois graxos podem ser usados como aglutinantes.Fatty alcohols used to bond the optional binding elements and / or additives are preferably saturated, straight chain and contain from 14 to 30 carbon atoms since they have an advantageous melting point for the melt bonding technique used. to connect the connecting elements and / or other optional additives. Fatty alcohols are preferably selected from the group consisting of cetyl alcohol, stearyl alcohol, arachidyl alcohol, behenyl alcohol and lignoceryl alcohol, and more preferably selected from the group consisting of stearyl alcohol, arachidyl alcohol and beenyl alcohol. The amount of fatty alcohol used may be between 0.05 and 2, preferably between 0.1 and 1 and more preferably between 0.1 and 0.8% by weight of the metallurgical composition. Also fatty alcohol compositions may be used as binders.

Pará transmitir um fluxo satisfatório às novas composições de pó são adicionados agentes de fluxo. Tais agentes são conhecidos previa- mente, por exemplo, da Patente Norte Americana N0 3.357.818 e da Patente Norte Americana 5.782.954 que descrevem que metal, óxidos metálicos ou óxido de silício podem ser usados como agente de fluxo.To impart satisfactory flow to the new powder compositions, flow agents are added. Such agents are previously known, for example, from U.S. Patent No. 3,357,818 and U.S. Patent 5,782,954 which describe which metal, metal oxides or silicon oxide may be used as a flow agent.

Resultados especialmente bons foram obtidos quando negro-de- fumo foi usado como agente de fluxo. O uso de negro-de-fumo como está descrito no pedido sueco co- pendente 0401778-6 que está aqui incorporada como referência. Foi descoberto que a quantidade de negro-de-fumo deve estar entre 0,001 e 0,2% em peso, preferivelmente entre 0,01 e 0,1%. Além disso, foi descoberto que o tamanho de partícula primário do negro-de-fumo deve estar preferivelmente abaixo de 200 nm, mais preferivelmente abaixo de 100 nm, e mais preferivelmente ainda abaixo de 50 nm.Especially good results were obtained when carbon black was used as a flow agent. The use of carbon black as described in co-pending Swedish application 0401778-6 which is incorporated herein by reference. It has been found that the amount of carbon black should be between 0.001 and 0.2% by weight, preferably between 0.01 and 0.1%. Furthermore, it has been found that the primary particle size of the carbon black should preferably be below 200 nm, more preferably below 100 nm, and most preferably below 50 nm.

De acordo com uma concretização preferida, a área de superfí- cie específica deve estar entre 150 e 1000 m2/g conforme medido pelo mé- todo BET.According to a preferred embodiment, the specific surface area should be between 150 and 1000 m2 / g as measured by the BET method.

Para aumentar a compressibilidade do pó, e para facilitar a eje- ção do componente verde, um lubrificante orgânico ou uma combinação de diferentes lubrificantes pode ser adicionado à composição de pó metalúrgico. O lubrificante pode estar presente como um pó em partículas livres ou aglu- tinado à superfície do pó à base de ferro.To increase the compressibility of the powder, and to facilitate the ejection of the green component, an organic lubricant or a combination of different lubricants may be added to the metallurgical powder composition. The lubricant may be present as a free particulate powder or agglomerated to the surface of the iron-based powder.

Embora o álcool graxo que é usado como aglutinador tenha propriedades lubrificantes, pode ser conveniente usar-se um lubrificante adi- cional. O tipo de lubrificante orgânico sólido da invenção não é crítico, mas devido às desvantagens dos lubrificantes orgânicos metálicos (que geram resíduos de óxidos metálicos durante a sinterização), o lubrificante orgânico preferivelmente não inclui metal. O estearato de zinco é um lubrificante usa- do comumente dando boas propriedades de fluidez e alta densidade aparen- te. Entretanto, apesar de gerar resíduos de oxido de zinco durante a sinteri- zação, uma outra desvantagem é que o material pode gerar manchas nas superfícies dos componentes sinterizados. Assim, o lubrificante orgânico pode ser selecionado a partir de uma ampla variedade de substâncias orgâ- nicas que tenham propriedades lubrificantes. Exemplos de tais substâncias são ácidos graxos, ceras, polímeros, ou derivados e suas misturas. Lubrifi- cantes preferidos são amidas primárias, tais como amida esteárica, amida araquídica e amida beênica, amidas secundárias, tais como amida estearil- esteárica, e bisamidas, tais como etileno bisestearamida.Although fatty alcohol that is used as a binder has lubricating properties, it may be convenient to use an additional lubricant. The type of solid organic lubricant of the invention is not critical, but due to the disadvantages of metallic organic lubricants (which generate metal oxide residues during sintering), the organic lubricant preferably does not include metal. Zinc stearate is a commonly used lubricant giving good flow properties and high apparent density. However, despite generating zinc oxide residues during sintering, another disadvantage is that the material can generate stains on the surfaces of sintered components. Thus, the organic lubricant can be selected from a wide variety of organic substances that have lubricating properties. Examples of such substances are fatty acids, waxes, polymers, or derivatives and mixtures thereof. Preferred lubricants are primary amides such as stearic amide, arachidic amide and behenic amide, secondary amides such as stearyl stearic amide, and bisamides such as ethylene bisestearamide.

Em relação às quantidades, foi descoberto que a quantidade de álcool graxo deve ser de 10 a 90% em peso dos pesos do aglutinante com- binado, do agente de fluxo e do lubrificante. A quantidade total de aglutinan- te, agente de fluxo e, opcionalmente, lubrificante, pode variar de 0,1 a 2% em peso da composição do pó metalúrgico.Regarding the amounts, it has been found that the amount of fatty alcohol should be from 10 to 90% by weight of the weights of the combined binder, flow agent and lubricant. The total amount of binder, flow agent and optionally lubricant may range from 0.1 to 2% by weight of the metallurgical powder composition.

Breve Descrição do DesenhoBrief Description of Drawing

A figura 1 é um diagrama mostrando a diferença na dispersão de peso em diferentes taxas de produção quando se usa uma composição de pó metalúrgico conforme a invenção em comparação com as composi- ções de pó metalúrgico convencionais.Figure 1 is a diagram showing the difference in weight dispersion at different production rates when using a metallurgical powder composition according to the invention compared to conventional metallurgical powder compositions.

A invenção é também ilustrada pelos exemplos a seguir, não Ii- mitativos.The invention is further illustrated by the following non-limiting examples.

Exemplo 1Example 1

Foram preparadas diferentes misturas metalúrgicas de pós à base de ferro, conforme a tabela 1. Como pó à base de ferro, foi usado o pó de ferro atomisado com água ASC100.29 disponibilizado pela Hóganàs AB, Suécia. Exceto os aglutinantes, lubrificantes e agentes de fluxo conforme a tabela 1, 2% em peso da mistura total à base de ferro, de pó de cobre, ma- lha 100, disponibilizado pela Makin Metal Powder Ltd., e foram adicionados -0,8% em peso do total da mistura à base de ferro, de grafite, UF 4 (disponibi- lizado pela Graphit Kropfmühl AG, Alemanha).Different metallurgical mixtures of iron-based powders were prepared according to table 1. As iron-based powder, water-atomized iron powder ASC100.29 available from Hóganàs AB, Sweden was used. Except for binders, lubricants and flow agents as per Table 1, 2% by weight of the total iron-based copper powder blend, mesh 100, available from Makin Metal Powder Ltd., and -0, 8% by weight of the total graphite iron blend, UF 4 (available from Graphit Kropfmühl AG, Germany).

Etileno bisestearamida (EBS) foi disponibilizado como Licowax® pela Clariant (Alemanha) e dióxido de silício foi disponibilizado como Aerosil pela Degussa AG (Alemanha). Álcool beenílico, álcool estearílico e álcool cetílico foram disponibilizados pela Sasol Germany GmbH e o negro-de- fumo foram disponibilizados pela Degussa AG.Ethylene bisestearamide (EBS) was made available as Licowax® by Clariant (Germany) and silicon dioxide was made available as Aerosil by Degussa AG (Germany). Behenyl alcohol, stearyl alcohol and cetyl alcohol were available from Sasol Germany GmbH and carbon black were available from Degussa AG.

Nas misturas A-C & H-I, foram usados 0,6% em peso da mistura total de pó à base de ferro, de um lubrificante (chamado "amida primária C18-22" abaixo) consistindo essencialmente em amidas primárias saturadas de cadeia reta de grau técnico tendo comprimentos de cadeia de 18, 20 e 22 átomos de carbono, contendo assim amida esteárica (cerca de 40%), amida araquídica (cerca de 40%), e amida beênica (cerca de 20%). Como Iubrifi- cante na mistura D-F, foram usados 0,6% de etileno bisestearamida (EBS) e na mistura G 0,8% de etileno bisestearamida (EBS). Nas misturas A-E & H- J, foram usados 0,2% em peso da mistura total de pó à base de ferro de ál- cool graxo (em H foi usada uma mistura de dois álcoois graxos), e na mistu- ra F, foram usados 0,2% em peso da mistura total de pó à base de ferro de uma cera de polietileno tendo um peso molecular de 655 (um aglutinante conforme o WO 2005/061157).In the AC & HI blends, 0.6% by weight of the total iron-based powder blend of a lubricant (called "C18-22 primary amide" below) consisting essentially of straight-chain saturated primary amides of technical grade was used. having chain lengths of 18, 20 and 22 carbon atoms, thus containing stearic amide (about 40%), arachidic amide (about 40%), and behenic amide (about 20%). As a lubricant in the D-F mixture, 0.6% ethylene bisestearamide (EBS) and 0.8% ethylene bisestearamide (EBS) were used. In mixtures AE & H-J, 0.2 wt% of the total fatty alcohol iron-based powder mixture was used (in H a mixture of two fatty alcohols was used), and in the mixture F, 0.2% by weight of the total iron powder mixture of a polyethylene wax having a molecular weight of 655 (a binder according to WO 2005/061157) was used.

Os componentes nas misturas A-F & H-J foram misturados vigo- rosamente, e durante a mistura a temperatura foi aumentada até acima do ponto de fusão do aglutinante, para as misturas A-E & H-J até 75°C e para a mistura F até 105°C. Durante o resfriamento subseqüente, as partículas mais finas da mistura foram aglutinadas à superfície das partículas maiores do pó à base de ferro pelo aglutinante solidificador. No caso de um agente de fluxo ter sido adicionado, ele foi adicionado após a solidificação do agluti- nante durante o resfriamento da mistura. Os componentes da mistura G fo- ram misturados sem qualquer aquecimento uma vez que esta mistura não foi aglutinada. Tabela 1. Misturas preparadas de pó metalúrgico à base de fer- ro.The components in mixtures A-F & H-J were vigorously mixed, and during mixing the temperature was increased to above the melting point of the binder, for mixtures A-E & H-J to 75 ° C and for mixture F to 105 ° C. During subsequent cooling, the finer particles of the mixture were bonded to the surface of the larger iron-based powder particles by the solidifying binder. In case a fluxing agent was added, it was added after solidification of the binder during the cooling of the mixture. The mixture components G were mixed without any heating as this mixture was not agglutinated. Table 1. Prepared mixtures of ferrous metallurgical powder.

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A taxa de fluxo Hall foi medida conforme a ISO 4490 e a densi- dade aparente foi medida conforme a ISO 3923. Tabela 2. Taxa de fluxo e densidade aparente das misturas de pó metalúrgico à base de ferroHall flow rate was measured according to ISO 4490 and bulk density was measured according to ISO 3923. Table 2. Flow rate and bulk density of iron-based metallurgical powder mixtures

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A Tabela 2 mostra que apesar das boas taxas de fluxo, um au- mento substancial da densidade aparente é obtido quando se usa composi- ções de pós à base de ferro conforme a invenção.Table 2 shows that despite good flow rates, a substantial increase in bulk density is obtained when using iron-based powder compositions according to the invention.

Para as misturas C, D, G, Η, I e J as propriedades lubrificantes foram também medidas, pela gravação da energia total por área desenvolvi- da necessária para ejetar uma amostra compactada do molde bem como o pico da força de ejeção por área envolvida. Os componentes tinham forma de anéis com um diâmetro externo de 55mm, um diâmetro interno de 45 mm e uma altura de 15 mm, e as pressões de compactação aplicadas foram 400, 500, 600 e 800 MPa. Tabela 3. Pico de força de ejeção e energia de ejeçãoFor mixtures C, D, G, Η, I and J the lubricating properties were also measured by recording the total energy per developed area required to eject a compacted sample from the mold as well as the peak ejection force per involved area. . The components were ring shaped with an outside diameter of 55mm, an inside diameter of 45mm and a height of 15mm, and the applied compaction pressures were 400, 500, 600 and 800 MPa. Table 3. Peak ejection force and ejection energy

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A Tabela 3 mostra que quando se usa uma composição conten- do álcool cetílico (16 C) ou álcool beenílico (22 C), ou uma mistura de álcool estearil (18 C) e álcool beenil, e a mistura amida (amidas graxas primárias) como combinação lubrificante/aglutinante para produção de um componente compactado, a energia total necessária para ejetar o componente é reduzida substancialmente.Table 3 shows that when using a composition containing cetyl alcohol (16 C) or beenyl alcohol (22 C), or a mixture of stearyl alcohol (18 C) and beenyl alcohol, and the amide mixture (primary fatty amides) As a lubricant / binder combination for producing a compacted component, the total energy required to eject the component is substantially reduced.

Exemplo 2Example 2

A estabilidade de peso, isto é, a difusão de peso entre os com- ponentes durante uma corrida de produção, foi também gravada quando se produzem componentes para as misturas C, F e G. Componentes em forma de anel tendo um diâmetro externo de 25 mm, um diâmetro interno de 19 mm e uma altura de 15 mm foram compactados em uma corrida de produ- ção contínua a uma pressão de compactação de 600 MPa, e a três diferen- tes taxas de compactação (10, 15 e 20 pancadas por minuto). Foram produ- zidos 250 componentes de cada mistura, e a cada taxa de produção. (Para a mistura G taxas maiores que 10 pancadas/minuto não foram alcançáveis devido ao enchimento incompleto da ferramenta).Weight stability, that is, weight diffusion between components during a production run, was also recorded when producing components for mixtures C, F and G. Ring-shaped components having an outer diameter of 25 mm, an inside diameter of 19 mm, and a height of 15 mm were compacted in a continuous production run at 600 MPa compaction pressure, and at three different compaction rates (10, 15, and 20 strokes per minute). 250 components were produced from each mix and at each production rate. (For mix G rates greater than 10 strokes / minute were not achievable due to incomplete tool filling).

A figura 1 mostra a estabilidade de peso obtida a cada taxa de compactação para as misturas C, F e G expressa como desvio padrão para os pesos dos componentes. Como pode ser visto da figura 1, uma melhoria substancial da estabilidade de peso é alcançada quando se produzem com- ponentes a partir da mistura conforme a invenção (mistura C) comparado aos componentes produzidos a partir de uma mistura conforme o WO 2005/061157 (mistura F) e comparado aos componentes produzidos de uma pré-mistura não aglutinada contendo o lubrificante usado comumente etileno bisestearamida (mistura G). Isto é especialmente pronunciado a taxas de compactação mais altas.Figure 1 shows the weight stability obtained at each compaction rate for mixtures C, F and G expressed as standard deviation for component weights. As can be seen from Figure 1, a substantial improvement in weight stability is achieved when producing components from the mixture according to the invention (mixture C) compared to components produced from a mixture according to WO 2005/061157 ( mixture F) and compared to the components produced from a non-agglutinated premix containing the commonly used ethylene bisestearamide lubricant (mixture G). This is especially pronounced at higher compression ratios.

Claims (12)

1. Composição de pó metalúrgico para produção de peças com- pactadas, compreendendo: (a) pelo menos cerca de 80 por cento em peso de um pó de fer- ro ou à base de ferro; (b) até cerca de 20 por cento em peso de pelo menos um pó de ligação; (c) de cerca de 0,05 até cerca de 2 por cento em peso de um agente aglutinante compreendendo um álcool graxo saturado ou não satura- do, de cadeia reta ou ramificada, C14-C30; e (d) de cerca de 0,001 a cerca de 0,2 por cento em peso de um agente de fluxo.1. A metallurgical powder composition for the production of compacted parts, comprising: (a) at least about 80 weight percent of an iron or iron-based powder; (b) up to about 20 weight percent of at least one binding powder; (c) from about 0.05 to about 2 weight percent of a binder comprising a C14-C30 straight or branched saturated or unsaturated fatty alcohol; and (d) from about 0.001 to about 0.2 weight percent of a fluxing agent. 2. Composição de pó de acordo com a reivindicação 1, em que o álcool graxo é saturado e de cadeia reta.A powder composition according to claim 1, wherein the fatty alcohol is saturated and straight chain. 3. Composição de pó de acordo com a reivindicação 1, em que o álcool graxo é selecionado do grupo consistindo em álcool cetilo, álcool estearil, álcool araquidil, álcool beenil e álcool lignoceril.A powder composition according to claim 1, wherein the fatty alcohol is selected from the group consisting of cetyl alcohol, stearyl alcohol, arachidyl alcohol, beenyl alcohol and lignoceryl alcohol. 4. Composição de pó de acordo com a reivindicação 1, em que o álcool graxo é selecionado do grupo consistindo em álcool estearil, álcool araquidil e álcool beenil.A powder composition according to claim 1, wherein the fatty alcohol is selected from the group consisting of stearyl alcohol, arachidyl alcohol and beenyl alcohol. 5. Composição de pó de acordo com a reivindicação 1, em que o agente de fluxo é escolhido do grupo consistindo em negro-de-fumo e dió- xido de silício.A powder composition according to claim 1, wherein the flow agent is selected from the group consisting of carbon black and silicon dioxide. 6. Composição de pó de acordo com a reivindicação 1, em que o agente de fluxo é negro-de-fumo.A powder composition according to claim 1, wherein the fluxing agent is carbon black. 7. Composição de pó de acordo com a reivindicação 6, em que o tamanho de partículas do negro-de-fumo preferivelmente está abaixo de -200 nm, mais preferivelmente abaixo de 100 nm, e mais preferivelmente ain- da abaixo de 50 nm.A powder composition according to claim 6, wherein the particle size of the carbon black is preferably below -200 nm, more preferably below 100 nm, and most preferably below 50 nm. 8. Composição de pó de acordo com a reivindicação 1, também compreendendo um lubrificante orgânico, em pó e livre de metais.A powder composition according to claim 1, further comprising an organic, powder-free, metal-free lubricant. 9. Composição de pó de acordo com a reivindicação 8, emA powder composition according to claim 8 in which 10. que o lubrificante orgânico, em pó e livre de metais é esco- lhido do grupo consistindo em amida esteárica, amida araquídica, amida be- ênica, amida estearil-esteárica e etileno bisestearamida.10. that the powder-free, metal-free organic lubricant is selected from the group consisting of stearic amide, arachidic amide, benthic amide, stearyl stearic amide and ethylene bisestearamide. 11. Composição de pó de acordo com a reivindicação 8, em que o lubrificante orgânico, em pó e livre de metais é beenamida.A powder composition according to claim 8, wherein the organic, powder-free and metal-free lubricant is beenamide. 12. Um método para a produção de uma composição de pó me- talúrgico para produção de peças compactadas, compreendendo: fornecimento dos seguintes componentes: pelo menos 80% em peso de um pó de ferro ou à base de ferro, até 20% em peso de pelo menos um pó de ligação, de 0,05 a 2% em peso de um agente de aglutinação com- preendendo um álcool graxo Ci4-C3O e de 0,001 a 0,2 em peso de um agente de fluxo; mistúra dos componentes acima a uma temperatura acima do ponto de fusão do aglutinante; e resfriamento da mistura.12. A method of producing a metallurgical powder composition for producing compacted parts, comprising: providing the following components: at least 80% by weight of an iron or iron-based powder, up to 20% by weight from at least one binder powder, from 0.05 to 2% by weight of a bonding agent comprising a C1-4 C10 fatty alcohol and from 0.001 to 0.2% by weight of a flow agent; mixing the above components at a temperature above the melting point of the binder; and cooling the mixture.
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