CN110484342B - 用于粉末冶金的润滑剂和包含该润滑剂的金属粉末组合物 - Google Patents

用于粉末冶金的润滑剂和包含该润滑剂的金属粉末组合物 Download PDF

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Abstract

一种用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂包括：包括至少约90质量％的脂肪伯单酰胺蜡的第一离散颗粒，其是基本不含脂肪双酰胺蜡并且至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒；和包括脂肪双酰胺蜡的不含金属硬脂酸盐的第二离散颗粒。一种用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂可包括：褐煤酸酯蜡和包括至少一种脂肪单酰胺蜡和脂肪双酰胺蜡的至少一种脂肪酰胺蜡。

Description

用于粉末冶金的润滑剂和包含该润滑剂的金属粉末组合物
本申请是基于申请日为2014年09月12日、申请号为201480061777.7、发明名称为“用于粉末冶金的润滑剂和包含该润滑剂的金属粉末组合物”的中国专利申请的分案申请。
本发明的技术领域
本发明的技术领域涉及包括润滑剂的金属粉末组合物。更特别地，其涉及用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂和用于粉末冶金的包括该颗粒复合物润滑剂(particulatecomposite lubricant)的粉末组合物的生产方法。
背景技术
在粉末冶金工业(PM工业)中，金属粉末例如基于铁的粉末用于组件的生产。更特别地，将金属粉末组合物在模具中在高压下压制成生坯(green compacts)，然后将所述生坯从模具中喷射并烧结成烧结体(sintered compacts)。相比于其它常规的方法例如机械加工，该近净成形(near net shape)技术容许以较低的成本生产零件。
金属粉末组合物包括金属粉末的混合物、润滑剂和任选的其它添加剂。粉末冶金润滑剂通常是不同类型的蜡，所述蜡被磨碎(ground)或雾化成细颗粒，并与金属粉末共混，例如铁和钢粉末。润滑剂降低了压制时颗粒间摩擦和与模具壁的摩擦并因此不但提高了致密性(densification)，而且还降低了零件从模具喷射时的与模具壁的摩擦。此外，选择润滑剂来促进金属粉末组合物在模腔内充分地流动并且还选择有足够延展性的润滑剂从而不妨碍压制过程。在零件的机械性能和最终的密度之间存在很强的关系。因此，允许有更高的密度的润滑剂具有额外的价值。用于PM应用的常用润滑剂包括金属硬脂酸盐和酰胺蜡，例如亚乙基双硬脂酸酰胺蜡。虽然其是优异的润滑剂，金属硬脂酸盐可在烧结时污染零件并通过烧结炉排出的废气造成重金属污染。
发明简述
因此，本发明的目的在于解决上述问题。
根据一般方面，提供用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括：包括至少约90质量％的脂肪伯单酰胺蜡(fatty primary monoamide wax)的第一离散颗粒，其是基本不含脂肪双酰胺蜡并且至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒；和包括脂肪双酰胺蜡的不含金属硬脂酸盐的第二离散颗粒。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约10重量％和约60重量％之间的第一离散颗粒。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约40重量％和约90重量％之间的第二离散颗粒。
在一项实施方式中，第一离散颗粒基本上由至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡组成。
在一项实施方式中，第一离散颗粒由至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡组成。
在一项实施方式中，第二离散颗粒还包括至少约50重量％的脂肪双酰胺蜡和小于约10重量％的脂肪伯单酰胺蜡。
在一项实施方式中，第二离散颗粒还包括至少约90重量％的脂肪双酰胺蜡。例如，所述第二离散颗粒基本上由脂肪双酰胺蜡组成。
在一项实施方式中，第二离散颗粒的脂肪双酰胺蜡包括至少两种脂肪双酰胺蜡。
在一项实施方式中，脂肪伯单酰胺蜡是12至24个碳的脂肪酸的单酰胺。该单酰胺可选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、花生酸酰胺(arachidamia)、山嵛酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺及其组合。
在一项实施方式中，金属氧化物纳颗粒包括以下的至少一种：铁氧化物、TiO2、Al2O3、SnO2、SiO2、CeO2、和铟钛氧化物纳米颗粒、及其组合。在另一项实施方式中，金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒(fumed silica nanoparticles)。
在一项实施方式中，第一离散颗粒包括小于约5质量％的金属氧化物纳米颗粒。
在一些实施方式中，第一离散颗粒小于约250μm。
在一项实施方式中，至少部分地经涂覆的第一离散颗粒具有在约15μm至约100μm之间的平均粒径。
在一项实施方式中，至少部分地经涂覆的第一离散颗粒的D99在约80μm至约220μm之间。
在一项实施方式中，脂肪双酰胺蜡是选自以下的脂肪酸双酰胺：亚甲基双油酸酰胺、亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺，亚己基双硬脂酸酰胺和亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)、及其混合物。
在一项实施方式中，第二离散颗粒具有小于约50μm的平均粒径。
在一项实施方式中，第二离散颗粒的D99小于约200μm。
在一项实施方式中，第二离散颗粒基本上不含金属。
在一项特别实施方式中，第一离散颗粒包括芥酸酰胺颗粒和金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒并且第二离散颗粒包括亚乙基双硬脂酸酰胺颗粒。颗粒复合物润滑剂可包括在约10重量％和约60重量％之间的芥酸酰胺颗粒和在约40重量％和约90重量％之间的亚乙基双硬脂酸酰胺颗粒。芥酸酰胺颗粒可具有约60μm的平均粒径且小于约175μm的直径。
根据另一个一般的方面，提供冶金粉末组合物，其包括与如上描述的浓度在约0.1重量％和约5重量％之间的颗粒复合物润滑剂混合的基于金属的粉末。在一项实施方式中，基于金属的粉末为基于铁的粉末。
根据另一个一般的方面，提供用于粉末冶金的粉末组合物的生产方法。该方法包括：将基于所述粉末组合物的总重量的浓度在约0.1重量％和约5重量％之间的如上描述的颗粒复合物润滑剂添加至基于金属的粉末。在一项实施方式中，基于金属的粉末为基于铁的粉末。
还根据另一个一般的方面，提供用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂。所述颗粒复合物润滑剂包括：包括脂肪伯单酰胺蜡的第一离散颗粒，其基本不含脂肪双酰胺蜡，并且至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒，所述至少部分地经涂覆的第一离散颗粒具有在约15μm和约100μm之间的平均粒径；和包括脂肪双酰胺蜡的不含金属硬脂酸盐的第二离散颗粒，所述第二离散颗粒具有小于约50μm的平均粒径。
在一项实施方式中，至少部分地经涂覆的第一离散颗粒具有在约25μm至约75μm之间的平均粒径。
在一项实施方式中，至少部分地经涂覆的第一离散颗粒的D99在约80μm至约220μm之间。
在一项实施方式中，至少部分地经涂覆的第一离散颗粒的D99在约115μm至约180μm之间。
在一项实施方式中，第二离散颗粒具有小于约15μm的平均粒径。
在一项实施方式中，第二离散颗粒的D99小于约200μm。
在一项实施方式中，第二离散颗粒的D99小于约150μm。
在一项实施方式中，第一离散粒径包括至少约90重量％的脂肪伯单酰胺蜡。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约10重量％和约60重量％之间的第一离散颗粒。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约40重量％和约90重量％之间的第二离散颗粒。
在一项实施方式中，第一离散颗粒基本上由至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡组成。
在一项实施方式中，第一离散颗粒由至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡组成。
在一项实施方式中，第二离散颗粒还包括至少约50重量％的脂肪双酰胺蜡和小于约10重量％的脂肪伯单酰胺蜡。
在一项实施方式中，第二离散颗粒还包括至少约90重量％的脂肪双酰胺蜡。
在一项实施方式中，第二离散颗粒基本上由脂肪双酰胺蜡组成。
在一项实施方式中，第二离散颗粒基本上不含金属。
在一项实施方式中，脂肪伯单酰胺蜡是12至24个碳的脂肪酸的单酰胺。该单酰胺可选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、油酰胺、芥酸酰胺及其组合。
在一项实施方式中，金属氧化物纳颗粒包括以下的至少一种：铁氧化物、TiO2、Al2O3、SnO2、SiO2、CeO2、和铟钛氧化物纳米颗粒、及其组合。
在一项实施方式中，金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒。
在一项实施方式中，第一离散颗粒包括小于约5质量％的金属氧化物纳米颗粒。
在一些实施方式中，第一离散颗粒小于约250μm。
在一项实施方式中，脂肪双酰胺蜡是选自以下的脂肪酸双酰胺：亚甲基双油酸酰胺、亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺，亚己基双硬脂酸酰胺和亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)、及其混合物。
在一项实施方式中，第二离散颗粒具有小于约50μm的平均粒径。
在一项特别的项实施方式中，第一离散颗粒包括芥酸酰胺颗粒和包括气相二氧化硅纳米颗粒的金属氧化物纳米颗粒；并且第二离散颗粒包括亚乙基双硬脂酸酰胺颗粒。该特别的复合物润滑剂可包括在约10重量％和约60重量％之间的芥酸酰胺颗粒和在约40重量％和约90重量％之间的亚乙基双硬脂酸酰胺颗粒。所述芥酸酰胺颗粒可具有约60μm的平均粒径和小于约175μm的直径。
还根据一个一般的方面，提供冶金粉末组合物，其包括与如上描述的浓度在约0.1重量％和约5重量％之间的颗粒复合物润滑剂混合的基于金属的粉末。在一项实施方式中，基于金属的粉末为基于铁的粉末。
还根据一个一般的方面，提供用于粉末冶金的粉末组合物的生产方法。该方法包括：将基于所述粉末组合物的总重量的浓度在约0.1重量％和约5重量％之间的的如上描述的颗粒复合物润滑剂添加至基于金属的粉末。在一项实施方式中，基于金属的粉末为基于铁的粉末。
还根据一个一般的方面，提供用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括：褐煤酸酯蜡和包括至少一种脂肪单酰胺蜡和脂肪双酰胺蜡的至少一种脂肪酰胺蜡。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括含褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒。所述第一离散颗粒还可包括脂肪单酰胺蜡而该脂肪单酰胺蜡可包括脂肪伯单酰胺蜡。在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂还可包括第二离散颗粒，其包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状(pulverulent)润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂还可包括含脂肪双酰胺蜡的第二离散颗粒。所述第二离散颗粒还可包括褐煤酸酯蜡。
在一项实施方式中，第一离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
在一项实施方式中，第一离散颗粒还包括脂肪双酰胺蜡。颗粒复合物润滑剂还可包括第二离散颗粒，其包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。颗粒复合物润滑剂还可包括含脂肪单酰胺蜡的第二离散颗粒，该脂肪单酰胺蜡包括脂肪伯单酰胺蜡。在一项实施方式中，第二离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括第一离散颗粒和第二离散颗粒，所述第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和含芥酸酰胺的脂肪单酰胺蜡，并且所述第二离散颗粒包括亚乙基双硬脂酸酰胺。所述第一离散颗粒可至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。所述第二离散颗粒还可包括褐煤酸酯蜡。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括第一离散颗粒，该第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和含亚乙基双硬脂酸酰胺的脂肪双酰胺蜡。颗粒复合物润滑剂还可包括含芥酸酰胺的第二离散颗粒。所述第二离散颗粒可至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。该第二离散颗粒还可包括褐煤酸酯蜡。在一项可选的实施方案中，颗粒复合物润滑剂可以不含第二离散颗粒。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括第一离散颗粒且不含第二离散颗粒，所述第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和含芥酸酰胺的脂肪单酰胺蜡。该第一离散颗粒可至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂可包括含褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒和含至少一种脂肪酰胺蜡的第二离散颗粒。该颗粒复合物润滑剂还可包括第三离散颗粒，其包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂不含硬脂酸盐。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约10重量％和约99.5重量％之间的至少一种脂肪酰胺蜡。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约0.5重量％和约90重量％之间的褐煤酸酯蜡。在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂的剩余部分包括至少一种脂肪酰胺蜡。所述剩余部分可包括金属氧化物纳米颗粒涂层。
在一项实施方式中，至少一种脂肪酰胺蜡选自：伯单酰胺蜡、仲单酰胺蜡、双酰胺蜡、及其混合物。
在一项实施方式中，脂肪酰胺蜡选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺(stearyl stearamide)、硬脂基油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油基棕榈酸酰胺(oleyl palmitamide)、油基硬脂酸酰胺、芥基硬脂酸酰胺(erucyl stearamide)、芥基芥酸酰胺(erucyl erucamide)、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、及其混合物。
在一项实施方式中，通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将所述至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡冷却并研磨成离散颗粒。
在一项实施方式中，通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡雾化成离散颗粒。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括含褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒和含脂肪酰胺蜡的第二离散颗粒。所述第二离散颗粒的脂肪酰胺蜡可至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。所述金属氧化物纳米颗粒可包括气相二氧化硅纳米颗粒。该颗粒复合物润滑剂还可包括第三离散颗粒，其包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。
根据又一其它的一般方面，提供冶金粉末组合物，其包括与如上描述的颗粒复合物润滑剂混合的基于金属的粉末。所述基于金属的粉末可以是基于铁的粉末。
根据又一其它的一般方面，提供用于粉末冶金的粉末组合物的生产方法，其包括：向基于金属的粉末加入基于所述粉末组合物的总重量约0.1重量％至约5重量％的浓度的如上描述的颗粒复合物润滑剂。所述基于金属的粉末可以是基于铁的粉末。
在本发明中，如果物质满足以下条件，则该物质是蜡：在约20℃是可捏合的，，是固态的到脆的，具有粗到微晶的结构，是半透明到不透明的，没有光泽的，在40℃以上熔化但不分解，只在稍高于熔点时是略显液态的(低粘性的)，具有非常依赖于温度的稠度和溶解度，并且在轻压下是可抛光的(polishable)。
在本发明中，术语“复合物”意指至少两个组分的组合。所述组分可被熔化或团聚在一起或被提供为不同的离散颗粒。
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本发明还涉及以下各项：
项1.用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括：包括至少约90质量％的脂肪伯单酰胺蜡的第一离散颗粒，其基本不含脂肪双酰胺蜡并且至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒；和包括脂肪双酰胺蜡的不含金属硬脂酸盐的第二离散颗粒。
项2.如项1所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂包括在约10重量％和约60重量％之间的所述第一离散颗粒。
项3.如项1和2之一所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂包括在约40重量％和约90重量％之间的所述第二离散颗粒。
项4.如项1至3中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒基本上由至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡组成。
项5.如项1至3中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒由至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡组成。
项6.如项1至5中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒还包括至少约50重量％的所述脂肪双酰胺蜡和小于约10重量％的脂肪伯单酰胺蜡。
项7.如项1至5中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒还包括至少约90重量％的所述脂肪双酰胺蜡。
项8.如项1至5中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒基本上由所述脂肪双酰胺蜡组成。
项9.如项1至8中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒的脂肪双酰胺蜡包括至少两种脂肪双酰胺蜡。
项10.如项1至9中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述脂肪伯单酰胺蜡是12至24个碳的脂肪酸的单酰胺。
项11.如项10所述的颗粒复合物润滑剂，其中单酰胺选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、油酰胺、芥酸酰胺及其组合。
项12.如项1至11中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述金属氧化物纳米颗粒包括以下的至少一种：铁氧化物、TiO2、Al2O3、SnO2、SiO2、CeO2、和铟钛氧化物纳米颗粒、及其组合。
项13.如项1至11中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒。
项14.如项1至13中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒包括小于约5质量％的金属氧化物纳米颗粒。
项15.如项1至14中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中第一离散颗粒小于约250μm。
项16.如项1至15中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中至少部分地经涂覆的第一离散颗粒具有在约15μm和约100μm之间的平均粒径。
项17.如项1至16中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中至少部分地经涂覆的第一离散颗粒的D99在约80μm和约220μm之间。
项18.如项1至17中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述脂肪双酰胺蜡是选自以下的脂肪酸双酰胺：亚甲基双油酸酰胺、亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、亚己基双硬脂酸酰胺和亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)、及其混合物。
项19.如项1至18中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒具有小于约50μm的平均粒径。
项20.如项1至19中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒的D99小于约200μm。
项21.如项1至20中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒基本不含金属。
项22.如项1所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒包括芥酸酰胺颗粒且所述金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒，并且所述第二离散颗粒包括亚乙基双硬脂酸酰胺颗粒。
项23.如项22所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂包括在约10重量％和约60重量％之间的芥酸酰胺颗粒和在约40重量％和约90重量％之间的亚乙基双硬脂酸酰胺颗粒。
项24.如项22和23之一所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述芥酸酰胺颗粒具有约60μm的平均粒径和小于约175μm的直径。
项25.冶金粉末组合物，其包括与浓度在约0.1重量％和约5重量％之间的如项1至24中任一项所述的颗粒复合物润滑剂混合的基于金属的粉末。
项26.如项25所述的冶金粉末组合物，其中所述基于金属的粉末为基于铁的粉末。
项27.用于粉末冶金的粉末组合物的生产方法，该方法包括：
将基于所述粉末组合物的总重量的在约0.1重量％和约5重量％之间的浓度的如项1至24中任一项所述的颗粒复合物润滑剂添加至基于金属的粉末。
项28.如项27所述的方法，其中所述基于金属的粉末为基于铁的粉末。
项29.用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括：包括脂肪伯单酰胺蜡的第一离散颗粒，其基本不含脂肪双酰胺蜡，且至少部分地涂覆有金属氧化物颗粒，至少部分地经涂覆的第一离散颗粒具有在约15μm和约100μm之间的平均粒径；和包括脂肪双酰胺蜡且具有小于约50μm的平均粒径的第二不含金属硬脂酸盐的离散颗粒。
项30.如项29所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少部分地经涂覆的第一离散颗粒具有在约25μm至约75μm之间的平均粒径。
项31.如项29和30之一所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少部分地经涂覆的第一离散颗粒的D99在约80μm至约220μm之间。
项32.如项29和30之一所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少部分地经涂覆的第一离散颗粒的D99在约115μm至约180μm之间。
项33.如项29至32中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒具有小于约15μm的平均粒径。
项34.如项29至33中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒的D99小于约200μm。
项35.如项29至33中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒的D99小于约150μm。
项36.如项29至35中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散粒径包括至少约90重量％的脂肪伯单酰胺蜡。
项37.如项29至36中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂包括在约10重量％和约60重量％之间的第一离散颗粒。
项38.如项29至37中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂包括在约40重量％和约90重量％之间的第二离散颗粒。
项39.如项29至38中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒基本上由至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡组成。
项40.如项29至38中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒由至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡组成。
项41.如项29至40中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒还包括至少约50重量％的所述脂肪双酰胺蜡和小于约10重量％的脂肪伯单酰胺蜡。
项42.如项29至40中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒还包括至少约90重量％的所述脂肪双酰胺蜡。
项43.如项29至40中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒基本上由所述脂肪双酰胺蜡组成。
项44.如项29至43中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒基本不含金属。
项45.如项29至44中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述脂肪伯单酰胺蜡是12至24个碳的脂肪酸的单酰胺。
项46.如项45所述的颗粒复合物润滑剂，其中单酰胺选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺及其组合。
项47.如项29至46中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述金属氧化物纳米颗粒包括以下的至少一种：铁氧化物、TiO2、Al2O3、SnO2、SiO2、CeO2、和铟钛氧化物纳米颗粒、及其组合。
项48.如项29至46中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒。
项49.如项29至48中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒包括小于约5重量％的金属氧化物纳米颗粒。
项50.如项29至49中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒小于约250μm。
项51.如项29至50中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述脂肪双酰胺蜡是选自以下的脂肪酸双酰胺：亚甲基双油酸酰胺、亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、亚己基双硬脂酸酰胺和亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)、及其混合物。
项52.如项29至51中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒具有小于约50μm的平均粒径。
项53.如项29所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒包括芥酸酰胺颗粒且所述金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒并且所述第二离散颗粒包括亚乙基双硬脂酸酰胺颗粒。
项54.如项53所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂包括在约10重量％和约60重量％之间的芥酸酰胺颗粒和在约40重量％和约90重量％之间的亚乙基双硬脂酸酰胺颗粒。
项55.如项53和54之一所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述芥酸酰胺颗粒具有约60μm的平均粒径和小于约175μm的直径。
项56.冶金粉末组合物，其包括与浓度在约0.1重量％和约5重量％之间的如项29至44中任一项所述的颗粒复合物润滑剂混合的基于金属的粉末。
项57.如项56所述的冶金粉末组合物，其中所述基于金属的粉末为基于铁的粉末。
项58.用于粉末冶金的粉末组合物的生产方法，该方法包括：
将基于所述粉末组合物的总重量的在约0.1重量％和约5重量％之间的浓度的如项29至44中任一项所述的颗粒复合物润滑剂添加至基于金属的粉末。
项59.如项58所述的方法，其中所述基于金属的粉末为基于铁的粉末。
项60.用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括：褐煤酸酯蜡和至少一种脂肪酰胺蜡，该至少一种脂肪酰胺蜡包括脂肪单酰胺蜡和脂肪双酰胺蜡的至少一种。
项61.如项60所述的颗粒复合物润滑剂，其包括含褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒。
项62.如项61所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒还包括脂肪单酰胺蜡且该脂肪单酰胺蜡包括脂肪伯单酰胺蜡。
项63.如项61和62之一所述的颗粒复合物润滑剂，其还包括第二离散颗粒，该第二离散颗粒包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。
项64.如项61和62之一所述的颗粒复合物润滑剂，其还包括含脂肪双酰胺蜡的第二离散颗粒。
项65.如项64所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒还包括褐煤酸酯蜡。
项66.如项62至65中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
项67.如项61所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒还包括脂肪双酰胺蜡。
项68.如项67所述的颗粒复合物润滑剂，其还包括第二离散颗粒，该第二离散颗粒包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、及其混合物。
项69.如项67所述的颗粒复合物润滑剂，其还包括第二离散颗粒，所述第二离散颗粒包括脂肪单酰胺蜡，且该脂肪单酰胺蜡包括脂肪伯单酰胺蜡。
项70.如项69所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
项71.如项60所述的颗粒复合物润滑剂，其包括第一离散颗粒和第二离散颗粒，所述第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和包括芥酸酰胺的脂肪单酰胺蜡，并且所述第二离散颗粒包括亚乙基双硬脂酸酰胺。
项72.如项71所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
项73.如项71和72之一所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒还包括褐煤酸酯蜡。
项74.如项60所述的颗粒复合物润滑剂，其包括第一离散颗粒，该第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和含亚乙基双硬脂酸酰胺的脂肪双酰胺蜡。
项75.如项74所述的颗粒复合物润滑剂，其还包括第二离散颗粒，所述第二离散颗粒包括芥酸酰胺的第二离散颗粒。
项76.如项74所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
项77.如项75和76中的一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒还包括褐煤酸酯蜡。
项78.如项74所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂不含第二离散颗粒。
项79.如项60所述的颗粒复合物润滑剂，其包括第一离散颗粒且不含第二离散颗粒，所述第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和包括芥酸酰胺的脂肪单酰胺蜡。
项80.如项79所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
项81.如项60所述的颗粒复合物润滑剂，其包括含褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒和含至少一种脂肪酰胺蜡的第二离散颗粒。
项82.如项81所述的颗粒复合物润滑剂，其还包括第三离散颗粒，该第三离散颗粒包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。
项83.如项60至70中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂不含硬脂酸盐。
项84.如项60所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在约10重量％和约99.5重量％之间的至少一种脂肪酰胺蜡。
项85.如项60所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在约0.5重量％和约90重量％之间的褐煤酸酯蜡。
项86.如项85所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述颗粒复合物润滑剂的剩余部分包括至少一种脂肪酰胺蜡。
项87.如项86所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述剩余部分包括金属氧化物纳米颗粒涂层。
项88.如项60至85中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：伯单酰胺蜡、仲单酰胺蜡、双酰胺蜡、及其混合物。
项89.如项60至88中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述脂肪酰胺蜡选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺、硬脂基油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油基棕榈酸酰胺、油基硬脂酸酰胺、芥基硬脂酸酰胺、芥基芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、及其混合物。
项90.如项60至89中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将所述至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡冷却并研磨成离散颗粒获得所述颗粒复合物润滑剂。
项91.如项60至89中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡雾化成离散颗粒获得所述颗粒复合物润滑剂：。
项92.如项60所述的颗粒复合物润滑剂，其包括：包括褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒和包括脂肪酰胺蜡的第二离散颗粒。
项93.如项92所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒的脂肪酰胺蜡至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
项94.如项93所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒。
项95.如项92至94中任一项所述的颗粒复合物润滑剂，其还包括第三离散颗粒，该第三离散颗粒包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、及其混合物。
项96.冶金粉末组合物，其包括与如项60至95中任一项所述的颗粒复合物润滑剂混合的基于金属的粉末。
项97.如项96所述的冶金粉末组合物，其中所述基于金属的粉末为基于铁的粉末。
项98.用于粉末冶金的粉末组合物的生产方法，该方法包括：
将基于所述粉末组合物的总重量的在约0.1重量％和约5重量％之间的浓度的如项60至95中任一项所述的颗粒复合物润滑剂添加至基于金属的粉末。
项99.如项98所述的方法，其中所述基于金属的粉末为基于铁的粉末。
附图的简要说明
图1为具有为175μm的D99和63μm的平均粒径、涂覆有0.5重量％的气相二氧化硅的芥酸酰胺蜡颗粒的SEM显微图像；
图2为具有为80μm的D99和22μm的平均粒径的亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)蜡颗粒的SEM显微图像；
图3为示出了用于实施例A的三种润滑剂的作为压制压强的函数的生坯密度(green density)的图；
图4为示出了用于实施例A的三种润滑剂的作为压制压强的函数的剥离压强的图；
图5为示出了用于实施例A的三种润滑剂的作为压制压强的函数的滑压(slidingpressure)的图；
图6为示出了用于实施例A的三种润滑剂的作为压制压强的函数的出模滑压的图；
图7为示出了用于实施例B的两种润滑剂的对于共混30分钟和24小时、之后停歇24小时的霍尔流速的图；
图8为示出了用于实施例B的两种润滑剂的对于共混30分钟和24小时、之后停歇24小时的霍尔表观密度(Hall apparent density)的图；
图9为示出了用于实施例C的三种润滑剂的作为压制压强的函数的生坯密度的图；
图10为示出了用于实施例C的三种润滑剂的作为压制压强的函数的剥离压强的图；
图11为示出了用于实施例C的三种润滑剂的作为压制压强的函数的滑压(slidingpressure)的图；
图12为示出了用于实施例C的三种润滑剂的作为压制压强的函数的出模滑压的图；
图13为示出了用于实施例C的三种润滑剂的霍尔流速和表观密度的图；
图14为示出了用于实施例D的六种润滑剂的作为压制压强的函数的生坯密度的图；
图15为示出了用于实施例D的六种润滑剂的作为压制压强的函数的剥离压力的图；
图16为示出了用于实施例D的六种润滑剂的作为压制压强的函数的滑压(slidingpressure)的图；
图17为示出了用于实施例D的六种润滑剂的作为压制压强的函数的出模滑压的图；
图18为示出了用于实施例D的六种润滑剂的作为压制压强的函数的径向回弹(radial springback)的图；以及
图19为示出了用于实施例D的六种润滑剂的霍尔流速和表观密度的图。
具体实施方式
参照附图对用于金属粉末组合物的颗粒复合物润滑剂进行描述，例如且非限制性地，基于铁的粉末组合物。该复合物润滑剂可作用为用于金属粉末组合物的压制助剂(compaction aid)和/或助压剂(pressing aid)。该复合物润滑剂基于脂肪酸蜡。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括含至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡的第一离散颗粒和含脂肪双酰胺蜡的第二离散颗粒的组合。所述第二离散颗粒不含金属硬脂酸盐并且，在一项实施方式中不含金属颗粒。
在一项实施方式中，第一离散颗粒包括至少约90重量％的脂肪伯单酰胺蜡。应认识到，第一离散颗粒可包括超过一种的脂肪伯单酰胺蜡，即脂肪伯单酰胺蜡的组合。它们基本不含脂肪双酰胺蜡。
在一项实施方式中，第二离散颗粒可包括除脂肪双酰胺蜡以外的其它组分。例如，它们可包括相对少量的脂肪伯单酰胺蜡。在一项实施方式中，第二离散颗粒包括至少约50重量％的脂肪双酰胺蜡和小于约10重量％的脂肪伯单酰胺蜡。在另一项实施方式中，第二离散颗粒可包括至少约90重量％的脂肪双酰胺蜡和，例如，小于约1重量％的脂肪伯单酰胺蜡。应认识到，第二离散颗粒可包括超过一种的脂肪双酰胺蜡，即脂肪双酰胺蜡的组合。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约10重量％和约60重量％之间的第一离散颗粒，其含有至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡，并且，在另一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约25重量％和约45重量％之间的第一离散颗粒。在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约40重量％和约90重量％之间的含脂肪双酰胺蜡的第二离散颗粒，以及，在另一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括在约55重量％和约75重量％之间的第二离散颗粒。
在一项实施方式中，脂肪伯单酰胺蜡是12至24个碳的饱和或不饱和的脂肪酸的单酰胺，该单酰胺可选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺及其组合。
脂肪伯单酰胺蜡由于它们的酰胺官能团的极性是亲水性的分子。因此，基本上纯的脂肪伯单酰胺蜡颗粒随着时间的推移而倾向于团聚，特别地当它们暴露于较高湿度的环境时。当脂肪伯单酰胺蜡颗粒与金属粉末相混合时，将粉末混合物暴露于相对高的湿度水平会导致粉末混合物(powder mix)的流速劣化。
为了抵消脂肪伯单酰胺蜡的亲水性，可将金属氧化物纳米颗粒(例如且非限制性地气相二氧化硅)的涂层施加在基于脂肪伯单酰胺蜡的颗粒上。该涂层将确保粉末混合物的适当流速。为了使金属氧化物颗纳米颗粒保护脂肪伯单酰胺蜡抵御潮湿，它必须被涂覆在表面上，即粘附在表面上。向金属粉末共混物(blends)混合(admixing)金属氧化物纳米颗粒，经常以此来增加它们的流动性质，不会提供任何针对暴露于潮湿环境的保护。这样的共混物倾向于在霍尔漏斗中表现不流动。
第一离散颗粒至少部分地涂覆有至少一种金属氧化物的纳米颗粒。所述金属氧化物纳米颗粒覆盖，至少部分地覆盖，基于脂肪伯单酰胺蜡的颗粒的外表面。所述金属氧化物纳颗粒可以是铁氧化物、TiO2、Al2O3、SnO2、SiO2、CeO2、和铟钛氧化物纳米颗粒、及其组合。在一项实施方式中，金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒。所述纳米颗粒小于约200nm。在一项实施方式中，它们小于约100nm。在一项实施方式中，主要的颗粒尺寸在约5和50nm之间。在一项实施方式中，金属氧化物纳米颗粒涂层小于主要离散颗粒重量的约5重量％，并且，在另一项实施方式中，小于约2重量％。
至少部分地经涂覆的脂肪伯单酰胺蜡离散颗粒的特征在于，其直径小于约250μm且具有大于约10μm的平均粒径。在一项实施方式中，它们的特征在于，其平均粒径在约15μm和约100μm之间的，并且，在另一项实施方式中，在约25μm和约75μm之间。在一项实施方式中，它们的特征在于，其D99在约80μm和约220μm之间，即99％的颗粒小于D99，并且，在另一项实施方式中，在约115μm和约180μm之间。
在一项实施方式中，脂肪双酰胺蜡是选自以下的脂肪酸双酰胺：亚甲基双油酸酰胺、亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酰胺，亚己基双硬脂酸酰胺和亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)、及其混合物。
在一项实施方式中，第二离散颗粒的特征在于，其平均粒径小于约50μm，并且，在另一项实施方式中，小于约15μm。在一项实施方式中，它们的特征在于，其D99小于约200μm，并且，在另一项实施方式中，小于约150μm。
在一项实施方案中，复合物润滑剂包括作为脂肪伯单酰胺蜡的芥酸酰胺的离散颗粒，其至少部分地涂覆有作为金属氧化物的气相二氧化硅纳米颗粒，所述离散颗粒与作为脂肪双酰胺蜡的亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)的离散颗粒混合。芥酸酰胺是脂肪伯单酰胺蜡，以及更特别地，基于一元不饱和脂肪酸的蜡(C22:1)且EBS是脂肪双酰胺蜡。在一项实施方式中，复合物润滑剂包括在约10重量％和约60重量％之间的至少部分地涂覆有气相二氧化硅纳米颗粒的芥酸酰胺颗粒。在一项实施方式中，复合物润滑剂包括在约40重量％和约90重量％之间的EBS。
在一项实施方案中，芥酸酰胺的颗粒基本上是球形的并且具有比在粉末冶金中常用作润滑剂的颗粒更大的直径。更特别地，它们的特征在于，其约60微米(μm)的平均粒径以及它们的直径小于约175μm。例如，在粉末冶金中典型使用的润滑剂
Figure BDA0002161296440000191
C的颗粒，其特征在于，其平均粒径为约5至7微米(μm)并且它们的直径小于约25μm。
Figure BDA0002161296440000192
C是酰胺蜡，以及更特别地，N,N’-亚乙基双硬脂酸酰胺。
图1为具有为175μm的D99、涂覆有0.5％重量％的气相二氧化硅的芥酸酰胺蜡颗粒的SEM显微图像，该芥酸酰胺蜡颗粒可与EBS蜡颗粒混合以获得复合物润滑剂。图2为具有为80μm的D99的EBS蜡颗粒的SEM显微图像，该EBS蜡颗粒可与图1中所示的颗粒结合。
在一项实施方式中，为了制造至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡的离散颗粒，可通过熔化脂肪伯酰胺蜡、然后通过形成离散颗粒的解离(disintegration)步骤来制备润滑剂颗粒，然后至少部分地以金属氧化物纳米颗粒涂覆所述离散颗粒。所述解离可通过由气体或液体介质雾化熔体、或通过冷却该熔体直到它固化并且将固化的混合物研磨成离散颗粒的组合来进行。然后，以预定的比例将至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡的第一离散颗粒与脂肪双酰胺蜡的第二离散颗粒结合。
在一些实施方案中，包括与脂肪双酰胺蜡的第二离散颗粒相结合的、至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的脂肪伯单酰胺蜡第一离散颗粒的复合物润滑剂通过降低喷射力而改善了喷射特性(behavior)、改善了流动性能、并相比于传统的粉末冶金润滑剂显示出了足够的耐湿性。
在另一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括褐煤酸酯蜡和脂肪酰胺蜡。所述脂肪酰胺蜡包括脂肪伯单酰胺蜡、脂肪仲单酰胺蜡、脂肪双酰胺蜡、或它们的混合物。所述润滑剂不含硬脂酸盐。
在一项实施方式中，复合物润滑剂包括在约0.5重量％和约90重量％之间的褐煤酸酯蜡和在约10重量％和约99.5重量％之间的脂肪酰胺蜡。在一项可选的实施方式中，复合物润滑剂包括在约5重量％和约75重量％之间的褐煤酸酯蜡，并且，在又一可选的实施方式中，其包括在约10重量％和约65重量％之间的褐煤酸酯蜡。在一项可选的实施方式中，复合物润滑剂包括在约25重量％和约95重量％之间的脂肪酰胺蜡，并且，在又一可选的实施方式中，其包括在约35重量％和约90重量％之间的脂肪酰胺蜡。
在本发明中，术语“褐煤酸酯蜡”意指由褐煤酸与长链脂族醇或多官能化的醇(二醇、三醇、…)的酯化获得的产物。褐煤酸由经精炼的褐煤蜡的水解/氧化来生产。褐煤蜡由褐煤或褐炭(lignite或brown coal)的溶剂萃取来生产。粗褐煤蜡是黑褐色的、硬的、脆的产品，其进一步通过使用多种有机溶剂除去树脂和沥青质，蒸馏和分馏来精制。褐煤的蜡组分是长链(C24-C30)酯(62-68重量％)、长链酸(22-26重量％)、和长链醇、酮、和烃(7-15重量％)的混合物。在本发明中，褐煤酸酯蜡不包括与例如氢氧化钙或氢氧化钠部分地皂化产生的金属皂类的产品，所述金属皂类可在去润滑(delubrication)和烧结之后在压制零件上留下污染。
在一项实施方式中，褐煤酸酯蜡具有70℃至90℃的滴点，并且，在另一可选的实施方式中，在75℃和85℃之间；在5和30之间的酸价(mgKOH/g)，并且在另一可选的实施方式中，在9和20之间；在100和200之间的皂化值(mg KOH/g)，以及在另一可选的实施方式中，在140和170之间；在100℃有在20和150mPa.s之间的粘度。
在一项实施方式中，脂肪酰胺蜡包括伯单酰胺、仲单酰胺、和/或双酰胺。所述脂肪酰胺蜡可包括它们的混合物。在一项实施方式中，脂肪酰胺蜡选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺(stearyl stearamide)、硬脂基油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油基棕榈酸酰胺(oleylpalmitamide)、油基硬脂酸酰胺、芥基硬脂酸酰胺(erucyl stearamide)、芥基芥酸酰胺(erucyl erucamide)、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、及其混合物。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂还可包含有机的、不含金属的粉末状润滑剂的额外离散颗粒，例如且非限制性地，脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。
在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括含褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒。所述第一离散颗粒还可包括脂肪酰胺蜡。例如，它们可包括脂肪伯单酰胺蜡和脂肪双酰胺蜡的至少一种。如果第一离散颗粒包括脂肪伯单酰胺蜡，则它们还可包括金属氧化物纳米颗粒的涂层。颗粒复合物润滑剂还可包括有机的、不含金属的粉末状的润滑剂的第二离散颗粒。例如，所述第二离散颗粒可包括至少一种脂肪伯单酰胺蜡和脂肪双酰胺蜡。在一项实施方式中，如果第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和脂肪伯单酰胺蜡的组合，则第二离散颗粒，如果存在，可包括脂肪双酰胺蜡。在另一项可选的实施方式中，如果第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和脂肪双酰胺蜡的组合，则第二离散颗粒，如果存在，可包括脂肪伯单酰胺蜡，该脂肪伯单酰胺蜡可至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
例如且非限制性地，在一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括与EBS第二离散颗粒混合的、可至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒的芥酸酰胺/褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒，所述第二离散颗粒也可包括褐煤酸酯蜡。在该实施方式中，芥酸酰胺是颗粒复合物润滑剂的脂肪酰胺蜡，并且包括或不包括褐煤酸酯蜡的EBS的离散颗粒作用为额外的有机的、不含金属的粉末状的润滑剂。在另一项实施方式中，颗粒复合物润滑剂包括EBS/褐煤酸酯蜡的离散颗粒。在该实施方式中，EBS是该颗粒复合物润滑剂的脂肪酰胺蜡。复合物润滑剂可包括至少部分地涂覆有或未涂覆有金属氧化物纳米颗粒的芥酸酰胺第二离散颗粒作为额外的有机的、不含金属的粉末状的润滑剂。在又一其它的实施方式中，第一离散颗粒可包括褐煤酸酯蜡并且第二离散颗粒可包括EBS或芥酸酰胺，其至少部分地涂覆有或未涂覆有金属氧化物纳米颗粒。在一项可选的实施方式中，复合物润滑剂可仅包括第一离散颗粒，其有含EBS/褐煤酸酯蜡的混合物或芥酸酰胺/褐煤酸酯蜡的混合物，其至少部分地涂覆有或未涂覆有金属氧化物纳米颗粒。在该实施方式中，所述复合物润滑剂不含额外的有机的、不含金属的粉末状的润滑剂的离散颗粒的。
又在另一实施方式中，颗粒复合物润滑剂由第一离散颗粒和第二离散颗粒组成，所述第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和所述第二离散颗粒包括脂肪伯单酰胺蜡(例如芥酸酰胺)，其至少部分地涂覆有或未涂覆有金属氧化物纳米颗粒；或通过熔化以及进一步冷却/研磨或通过脂肪伯单酰胺蜡和褐煤酸酯蜡两者的雾化获得。
例如，复合物润滑剂可包括含褐煤酸酯和脂肪伯单酰胺蜡混合物的第一离散颗粒，其中褐煤酸酯蜡的浓度在约0.5重量％和约90重量％之间，剩余物包括脂肪伯单酰胺蜡和任选的金属氧化物纳米颗粒涂层。复合物润滑剂还可包括额外的有机的、不含金属的粉末状润滑剂的第二离散颗粒，例如且非限制性地，脂肪双酰胺蜡。
在一项实施方案中，复合物润滑剂可包括含褐煤酸酯蜡和脂肪双酰胺蜡混合物的第一离散颗粒，其中褐煤酸酯蜡的浓度在约0.5重量％和约90重量％之间，剩余物包括脂肪双酰胺蜡。复合物润滑剂还可包括额外的有机的、不含金属的粉末状润滑剂的第二离散颗粒，例如且非限制性地，具有任选的金属氧化物纳米颗粒涂层的脂肪伯单酰胺蜡。
又在另一实施方式中，复合物润滑剂可包括含褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒和含脂肪伯单酰胺蜡的第二离散颗粒。该复合物润滑剂还可包括其它有机的、不含金属的粉末状润滑剂的第三离散颗粒，例如且非限制性地，脂肪双酰胺蜡。褐煤酸酯蜡的浓度在约0.5重量％和约90重量％之间，剩余物包括脂肪伯单酰胺蜡和额外的有机的、不含金属的粉末状润滑剂，如果存在的话。
在另一实施方案中，复合物润滑剂可包括含褐煤酸酯的第一离散颗粒和含脂肪双酰胺蜡的第二离散颗粒。该复合物润滑剂还可包括额外的有机的、不含金属的粉末状润滑剂的第三离散颗粒，例如且非限制性地，具有任选的金属氧化物纳米颗粒涂层的脂肪伯单酰胺蜡。褐煤酸酯蜡的浓度在约0.5重量％和约90重量％之间，剩余物包括脂肪双酰胺蜡和额外的有机的、不含金属的粉末状润滑剂，如果存在的话。
在一项实施方式中，脂肪酸酰胺蜡/褐煤酸酯蜡的离散颗粒具有小于约250μm的直径和具有大于约10μm的平均粒径。在一项实施方式中，脂肪酸酰胺蜡/褐煤酸酯蜡的离散颗粒的特征在于，其粒径在约15μm和约100μm之间，并且，在另一项实施方式中，在约25μm和约75μm之间。在一项实施方式中，它们的特征在于，其D99在约80μm和约220μm之间，即99％的颗粒小于D99，并且在另一项实施方式中，在约115μm和约180μm之间。
褐煤酸酯蜡和脂肪酰胺蜡被微粒化成不同的颗粒尺寸分布的球形颗粒并且各个组分的浓度可以在粉末混合物中变化以优化复合物润滑剂的特性。
在一项实施方式中，向金属粉末加入作为褐煤酸酯蜡的离散颗粒和脂肪酰胺蜡的离散颗粒的褐煤酸酯蜡和脂肪酰胺蜡。取决于脂肪酰胺蜡的性质，脂肪酰胺蜡的离散颗粒可以至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒，使得该金属氧化物纳米颗粒粘附在脂肪酰胺蜡颗粒的外表面上。例如且非限制性地，如果脂肪酰胺蜡包括芥酸酰胺，则离散颗粒可包括金属氧化物纳米颗粒的至少部分的涂层。
在另一项实施方式中，为了制造颗粒复合物润滑剂，润滑剂颗粒可通过一同使褐煤酸酯蜡和脂肪酰胺蜡熔化、然后通过形成含褐煤酸酯蜡和脂肪酰胺蜡混合物的离散颗粒的解离步骤来制备润滑剂颗粒，所述离散颗粒至少部分地以金属氧化物纳米颗粒涂覆。所述解离可通过由气体或液体介质雾化熔体、或通过冷却该熔体直到它固化并且将固化的混合物研磨成离散颗粒的组合来进行。
向金属粉末加入作为复合物润滑剂的褐煤酸酯蜡和脂肪酰胺蜡以获得冶金粉末组合物。如上所述，它们可作为不同的且离散的颗粒加入或作为包括褐煤酸酯蜡和脂肪酰胺蜡两者的颗粒加入。金属粉末可以是包括混合在一起的多种类型金属粉末的金属粉末混合物或仅包括一种类型的金属粉末。
上述颗粒复合物润滑剂可与基于金属的粉末混合以获得粉末冶金组合物，例如且非限制性地，基于铁的粉末。在一项实施方式中，润滑剂可以以粉末冶金组合物的约0.1重量％和约5重量％之间的浓度加入。在一项实施方式中，所述浓度小于粉末冶金组合物的约2重量％，且在另一项实施方式中，在粉末冶金组合物的约0.2重量％和约1重量％之间。金属粉末可以是包括混合在一起的多种类型金属粉末的金属粉末混合物或仅包括一种类型的金属粉末。金属粉末可以是基于铁的金属粉末，其适合，例如，用于中等密度范围的零件(medium range density parts)(例如，每立方厘米在6.8和7.4克之间(g/cm3))。包括金属粉末和复合物润滑剂的冶金粉末组合物通过粉末冶金用于制造压制的零件。在制造过程的最后阶段典型地向粉末混合物加入复合物润滑剂。粉末冶金组合物还可包括粘合剂、加工助剂、硬质相(hard phases)、机械加工性增强剂等。
应认识到，本文所述的方法可以按所描述的顺序、或按任何其它合适的顺序来实施。
已发现，在一些实施方案中，向脂肪酰胺蜡添加褐煤酸酯蜡改善了包含其的粉末冶金组合物的流动性和表观密度。
实施例A
对颗粒复合物润滑剂的第一实施方式进行描述。复合物润滑剂包括部分涂覆有气相二氧化硅纳米颗粒的脂肪单酰胺蜡的离散颗粒和脂肪双酰胺蜡离散颗粒的离散颗粒混合物，更特别地，其包括作为脂肪单酰胺蜡的芥酸酰胺和作为脂肪双酰胺蜡的亚乙基双硬脂酸酰胺的混合物。在复合物润滑剂中，脂肪单酰胺蜡的浓度在约10重量％和约60重量％之间变化。在该实施例中，使用基本上球形的芥酸酰胺颗粒以保护芥酸酰胺抵御环境湿度，该基本上球形的芥酸酰胺颗粒通过熔化、喷雾微粒化的过程生产，且至少部分地涂布有0.5重量％的气相二氧化硅纳米颗粒(图1)。经气相二氧化硅涂覆的颗粒的特征在于，其平均粒径约为63μm并且所有颗粒具有小于约250μm的直径。
在该实施例中，所有的粉末混合物均使用ATOMET 1001HP来制备，其是经水雾化的钢粉末，由Rio Tinto Metal Powders制造。各粉末混合物与1.8重量％的铜、0.7重量％的天然石墨、和0.7重量％的润滑剂混合。在该实施例中测试的颗粒复合物润滑剂(Mix ID-1)包括40重量％的涂覆有气相二氧化硅纳米颗粒的芥酸酰胺颗粒和60重量％的作为脂肪双酰胺蜡的
Figure BDA0002161296440000241
C颗粒。
将两种基于铁的粉末混合物作为基准。第一种基于铁的粉末混合物包含KenolubeTM P11(Mix ID-2)且第二种基于铁的粉末混合物包括经雾化的
Figure BDA0002161296440000242
C(MixID-3)。KenolubeTM P11和
Figure BDA0002161296440000243
C是可市售获得的并且已知的润滑剂，它们在PM工业中广泛使用。
Figure BDA0002161296440000244
C是一种酰胺蜡，以及更特别地，是具有约5-7μm的平均粒径的N,N’-亚乙基双硬脂酸酰胺且KenolubeTM P11是22.5重量％的硬脂酸锌和77.5重量％的酰胺蜡的组合物。下面的表1描述了用于评价其压制和喷射性能的基于铁的粉末混合物。
表1：用于确定三种润滑剂的压制和喷射特性的粉末混合物
Figure BDA0002161296440000245
分别根据MPIF标准4和3，使用霍尔流量计装置测量了表观密度和流速(MPIF,Standard Test Methods for Metal Powders and Powder Metallurgy Products–2012Edition,Princeton,NJ(USA):Metal Powder Industries Federation；2012,第150页)。在National Research Council Canada (Boucherville,加拿大)在150吨的机械压力机(press)上评估压制和喷射特性。该压力机配备有可以记录在整个压实和喷射过程中施加在顶部和底部冲头(punch)的压力的应变仪(strain gauges)。在碳化钨模具上按每分钟5个零件压制具有14.2mm的芯杆直径的宽为25.4mm的12.7mm高的环(12.7mm height ringsof 25.4mm across with a core pin diameter of 14.2mm)。所述零件具有为4.54的M/Q比，而根据MPIF标准60制造的标准TRS条具有约1.4的M/Q比。为了获得完整的可压缩性曲线，零件在四个压制压强：485、620、715和825MPa下被挤压。
结果示于下面的表2中，并且在图3至6中Mix ID-1表现出与
Figure BDA0002161296440000251
C(MixID-3)和KenolubeTMP11(Mix ID-2)类似的可压缩性。Mix ID-1的喷射性能与KenolubeTMP11(Mix ID-2)类似，但显著优于
Figure BDA0002161296440000252
C(Mix ID-3)。
表2：在表1中详述的粉末混合物的结果
Figure BDA0002161296440000253
实施例B
在该实施例中，根据在Thomas等人的(2009)(Thomas,Y.；St-Laurent,S.；Pelletier,S.；Gélinas,C.In Effect of Atmospheric Humidity and Temperature onthe Flowability of Lubricated Powder Metallurgy Mixes,Advances in PowderMetallurgy&Particulate Materials,Las Vegas,June 28-July 1,2009；MPIF,Princeton,NJ,USA.)中建立的流程对两种基于铁的粉末混合物的对湿热温暖且潮湿(warmand humid)环境的耐受性进行了测量。制备基于AT-1001HP的基础粉末且包含0.6重量％的天然石墨、0.3重量％的MnS和0.8重量％的润滑剂的样品。该混合物在下面的表3中被详述。
表3：用于评价耐湿性的粉末混合物的描述
Figure BDA0002161296440000261
高吸湿性的润滑剂在调理期(conditioning period)后将不流动，而预期非吸湿性的润滑剂预期会保持其流动行为。为了实施该测试，将基于铁的粉末混合物的1千克(kg)的样品被放置在配备有小型V型混合器的Blue M气候受控的腔室中。将每种粉末共混物放置在持续开口约1小时的时间段的混合器中。所述时间段对于粉末混合物与周围环境达到平衡来说是必要的。对于该测试，将所述腔室设置在60℃和60％RH。在所述时间段之后，封闭所述混合器并将粉末混合物共混30分钟，随后收集样品。在采样结束后，在24小时的时间段开启混合器。一旦该时间段结束，就收取另一份样品。对第一样品(在30分钟的共混时间后取出)进行了流速和表观密度的测量。在24小时的停歇时间段后也对最后的样品进行了测量。
结果示于图7和8中。在Mix ID-4和Mix ID-5两者中的润滑剂具有在短时暴露于温暖且潮湿环境之后的良好的霍尔流速。对于Mix ID-6并非这种情况，其已显示出不可测量的流动。这表明将气相二氧化硅掺混至粉末混合物不能向其提供针对暴露于潮湿环境的保护。另一方面，在较长时间地暴露于湿度之后，Mix ID-4是唯一流动的混合物，这表明使用涂覆有气相二氧化硅的芥酸酰胺颗粒的优势。关于表观密度，在长时间暴露于潮湿的气氛之后，对于Mix ID-4获得了略高的值，而对于Mix ID-5则观察到了表观密度的显著降低。因此，经涂覆的芥酸酰胺提供了对湿度暴露下的良好的保护。
实施例C
在该实施例中，将对颗粒复合物润滑剂的另一项实施方式进行描述，其中复合物润滑剂包括两个组分的混合物。更特别地，它包括作为脂肪酰胺蜡的芥酸酰胺和褐煤酸酯蜡(一种非极性蜡)的混合物以减少芥酸酰胺与水结合的倾向。在复合物润滑剂中，褐煤酸酯蜡的浓度在约0.5重量％和约90重量％之间变化。以这样的方式加热、熔化和共混该混合物，使得两种蜡基本上混合均匀，然后，经喷雾微粒化成基本上球形的颗粒。在喷雾微粒化步骤时，气相二氧化硅纳米颗粒的涂层、或其它合适的氧化物可粘附在所述颗粒上。例如且非限制性地，被作为涂层添加至喷雾微粒化的颗粒的气相二氧化硅的量可在约0％(当颗粒未被涂覆时)和约2重量％之间变化。
在该实施例中，所有的粉末混合物均使用ATOMET 1001HP(经水雾化的钢粉末，由Rio Tinto Metal Powders制造)来制备。每一种粉末混合物与1.8重量％的铜、0.7重量％的天然石墨、和0.7重量％的润滑剂混合。
表4描述了对其压制和喷射性能进行评估的粉末混合物。Mix ID-7包括涂覆有气相二氧化硅纳米颗粒的40重量％的芥酸酰胺离散颗粒和作为双酰胺蜡的60重量％的
Figure BDA0002161296440000271
C离散颗粒。将芥酸酰胺颗粒雾化并涂覆0.5重量％的气相二氧化硅纳米颗粒。气相的二氧化硅涂覆的颗粒的特征在于，其平均粒径约为63μm并且所有的颗粒具有小于约250μm的直径。Mix ID-8包括50重量％的经熔化的并且被进一步喷雾微粒化的混合物的离散颗粒，所述混合物是按40％的芥酸酰胺和60％的褐煤酸酯蜡的重量比例混合的芥酸酰胺和褐煤酸酯蜡的混合物。芥酸酰胺/褐煤酸酯蜡的颗粒的特征在于，其平均粒径约为56μm并且99％的颗粒小于约160μm。剩余的50重量％由离散的经雾化的具有小于约35μm直径的EBS颗粒组成。一种粉末混合物被用作基准物并且包含经雾化的
Figure BDA0002161296440000272
C(Mix ID-9)
表4：用于确定润滑剂的压制和喷射特性的粉末混合物
Figure BDA0002161296440000281
如上文对实施例A所描述的那样对表观密度、流速、以及压制和喷射特性进行了测量和评估。
包括与含褐煤酸酯蜡的颗粒复合物润滑剂混合的基于铁的粉末的冶金粉末组合物显示出良好的压制和喷射性能以及流动性，如表5和图9至13所示，这将在下文详述。
Mix ID-7和Mix ID-8两者具有类似的可压缩性以及与包含
Figure BDA0002161296440000282
C的MixID-9相类似的可压缩性。然而，在显著更低的喷射压强的情况下，皆包含本发明的润滑剂的Mix ID-7和Mix ID-8两者具有比
Figure BDA0002161296440000283
C具有显著更好的性能。
流速和表观密度的结果描述于图13。包含经熔化的并且进一步经喷雾微粒化的颗粒和经雾化的EBS<35μm的颗粒的复合物润滑剂形成具有最好的流动性的混合物，所述经熔化的并且进一步经喷雾微粒化的颗粒为褐煤酸酯蜡和芥酸酰胺的混合物。Mix ID-8的确具有比包含经涂覆的芥酸酰胺颗粒和
Figure BDA0002161296440000284
C的Mix ID-7更好的流动性，以及比仅包含
Figure BDA0002161296440000285
C的MixID-9显著更好地流动特性。另一方面，包含褐煤酸酯/芥酸酰胺复合物润滑剂的Mix ID-8的表观密度最高，稍微高于其它两个基于铁的粉末混合物ID-7和ID-9。
表5：在表4中详述的粉末混合物的结果
Figure BDA0002161296440000291
*经雾化的芥酸酰胺涂覆有0.5重量％具有约63μm平均粒径的气相二氧化硅，并且所有的颗粒小于约250μm。
**经雾化的芥酸酰胺/褐煤酸酯蜡具有为56μm的平均粒径并且99％的颗粒小于约160μm。
实施例D
在该第四实施例中，将对复合物润滑剂的另一项实施方式进行描述。复合物润滑剂包括两个组分的混合物，以及更特别地，作为脂肪酰胺蜡的亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)和褐煤酸酯蜡的混合物。在该实施例中，褐煤酸酯蜡的浓度为50重量％或10重量％。如对实施例C所描述的那样，以这样的方式加热、熔化和共混这两个组分的混合物，使得两种蜡基本上混合均匀并且喷雾微粒化成基本上为球形的颗粒。为了能够充分地比较润滑剂性能，还从具有类似粒径(约为40μm至50μm的平均粒径并且所有的颗粒具有小于约250μm的直径)的纯的EBS和纯的褐煤酸酯蜡生产了球形颗粒。
在该实施例中，所有的粉末混合物均使用ATOMET 1001HP(经水雾化的钢粉末，由Rio Tinto Metal Powders制造)来制备。每一种粉末混合物与1.8重量％的铜、0.7重量％的天然石墨、和0.7重量％的润滑剂在V型混合器中在40℃至50℃的温度混合以模拟工业混合的条件。下面的表6描述了其压制和喷射性能被评估的基于铁的粉末混合物。第一铁粉末混合物(Mix ID-10)包含如下颗粒复合物润滑剂，其中50％的EBS和50％的褐煤酸酯蜡的混合物首先被熔化并且进一步被喷雾微粒化。第二粉末混合物包含50％的EBS球形颗粒和50％的褐煤酸酯蜡球形颗粒的混合物(Mix ID-11)。其它两种粉末混合物(Mix ID-12和MixID-13)或包含纯的褐煤酸酯蜡或包含之前在该实施例中所描述的EBS润滑剂。另一种混合物(Mix ID-16)包含如下颗粒复合物润滑剂，其中90％的EBS和10％的褐煤酸酯蜡的混合物首先被熔化并且进一步被喷雾微粒化。
两种基于铁的粉末混合物也被用作基准物。第一种(Mix ID-14)包含KenolubeTMP11且第二种(Mix ID-15)包含经雾化的
Figure BDA0002161296440000301
C。KenolubeTM P11和
Figure BDA0002161296440000302
C是可市售获得的并且已知的在PM工业中广泛使用的润滑剂。
Figure BDA0002161296440000303
C是酰胺蜡，并且更特别地，N,N’-亚乙基双硬脂酸酰胺并且KenolubeTM P11是22.5重量％的硬脂酸锌和77.5重量％的酰胺蜡的组合物。
表6：用于确定润滑剂性能的粉末混合物
Figure BDA0002161296440000304
如上文对实施例A所描述的那样对表观密度、流速、以及压制和喷射特性进行了测量和评估。
结果示于图14至18中。本发明的复合物润滑剂，无论是作为离散颗粒还是经熔化并且进一步经喷雾微粒化的颗粒，都具有优异的压制和喷射性能。相比使用具有类似的颗粒尺寸分布的EBS蜡(Mix ID-13)，褐煤酸酯蜡(Mix ID-10和Mix ID-11)的存在能产生可压缩性的增强。
当使用褐煤酸酯蜡和EBS蜡的离散颗粒的组合时(Mix ID-11)，复合物润滑剂具有与
Figure BDA0002161296440000311
C(Mix ID-15)类似的可压缩性(Figure 14)。然而，喷射性能显著的改善了(图15至17)。经熔化的并且进一步经喷雾微粒化的颗粒(Mix ID-10)具有与离散颗粒(MixID-11)类似的喷射性能，但是获得了与KenolubeTM(Mix ID-14)和纯的褐煤酸酯蜡(Mix ID-12)类似的更高的可压缩性。
图18示出了在将其从压制模具喷射出之后的零件的回弹。KenolubeTM(Mix ID-14)具有最高的回弹，以及纯的褐煤酸酯蜡(Mix ID-12)具有第二高的回弹。褐煤酸酯蜡和EBS蜡(Mix ID-11)的离散颗粒的组合使用可轻微地降低回弹，但经熔化的并且进一步经喷雾微粒化的颗粒(Mix ID-10)容许使回弹降低至可与EBS蜡(Mix ID-13)和
Figure BDA0002161296440000312
C(MixID-15)在高的压制压强下相媲美的水平。
流速和表观密度的结果描述于图19。包含10重量％或50重量％的褐煤蜡的复合物润滑剂容许铁粉末混合物ID-10和ID-16具有比纯的褐煤蜡(MixID-12)或纯的EBS(Mix ID-13)更好地流动特性。包含该复合物润滑剂的粉末混合物的表观密度与包含纯的EBS的混合物(Mix ID-13)相似。
本文描述并示出了数个可选的实施方式和实施例。如上所述的本发明的实施方式仅出于示例性的目的。本领域技术人员将认识到各个实施方式的特征，以及可能的组成的组合和变化。本领域技术人员将进一步认识到，任何实施方式可以与本文所公开的其它实施方式的以任意组合的方式提供。应理解，在不脱离本发明的精神和主要特征的情况下，本发明可以其它特定地形式来实现。因此，应认为本发明的实施例和实施方式在所有作为示例性的而并非限制性，并且本发明不应局限于本文所给出的细节。相应地，当特定的实施方式已被示出和描述时，在不显著脱离本发明的精神的情况下可想到多种变形。因此，本发明的范围旨在仅由所附的权利要求来限定。

Claims (67)

1.用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括第一离散颗粒，该第一离散颗粒包括：褐煤酸酯蜡和至少一种脂肪酰胺蜡的混合物，所述至少一种脂肪酰胺蜡包括脂肪单酰胺蜡和脂肪双酰胺蜡的至少一种。
2.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，还包括第二离散颗粒，该第二离散颗粒包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。
3.如权利要求2所述的颗粒复合物润滑剂，其中第二离散颗粒包括脂肪双酰胺蜡。
4.如权利要求3所述的颗粒复合物润滑剂，其中第二离散颗粒进一步包括褐煤酸酯蜡。
5.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其中第一离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
6.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其中第一离散颗粒进一步包括所述脂肪双酰胺蜡。
7.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂不含硬脂酸盐。
8.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在10重量％和99.5重量％之间的所述至少一种脂肪酰胺蜡。
9.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在0.5重量％和90重量％之间的褐煤酸酯蜡。
10.如权利要求9所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂的剩余部分包括至少一种脂肪酰胺蜡。
11.如权利要求10所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述剩余部分包括金属氧化物纳米颗粒涂层。
12.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：伯单酰胺蜡、仲单酰胺蜡、双酰胺蜡、及其混合物。
13.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺、硬脂基油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油基棕榈酸酰胺、油基硬脂酸酰胺、芥基硬脂酸酰胺、芥基芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、及其混合物。
14.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将所述至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡冷却并研磨成离散颗粒。
15.如权利要求1所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡雾化成离散颗粒。
16.如权利要求5所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述金属氧化物纳米颗粒包括气相二氧化硅纳米颗粒。
17.如权利要求2所述的颗粒复合物润滑剂，进一步包括第三离散颗粒，其包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物。
18.用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括：包括褐煤酸酯蜡的第一离散颗粒和包括选自以下的有机的、不含金属的粉末状润滑剂的第二离散颗粒：脂肪双酰胺蜡、脂肪单酰胺蜡、甘油酯、褐煤酸酯蜡、石蜡、聚烯烃、聚酰胺、聚酯及其混合物，其中所述颗粒复合物润滑剂包括包含脂肪单酰胺蜡和脂肪双酰胺蜡的至少一种的至少一种脂肪酰胺蜡。
19.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒包括脂肪双酰胺蜡。
20.如权利要求19所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒进一步包括褐煤酸酯蜡。
21.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
22.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒进一步包括与褐煤酸酯蜡混合的脂肪双酰胺蜡。
23.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂不含硬脂酸盐。
24.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在10重量％和99.5重量％之间的所述至少一种脂肪酰胺蜡。
25.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在0.5重量％和90重量％之间的褐煤酸酯蜡。
26.如权利要求25所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂的剩余部分包括至少一种脂肪酰胺蜡。
27.如权利要求26所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述剩余部分包括金属氧化物纳米颗粒涂层。
28.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：伯单酰胺蜡、仲单酰胺蜡、双酰胺蜡、及其混合物。
29.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺、硬脂基油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油基棕榈酸酰胺、油基硬脂酸酰胺、芥基硬脂酸酰胺、芥基芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、及其混合物。
30.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将所述至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡冷却并研磨成离散颗粒。
31.如权利要求18所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡雾化成离散颗粒。
32.用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括第一离散颗粒和第二离散颗粒，所述第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和至少一种脂肪酰胺蜡的混合物，所述至少一种脂肪酰胺蜡包括芥酸酰胺，以及所述第二离散颗粒包括亚乙基双硬脂酸酰胺。
33.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
34.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第二离散颗粒进一步包括褐煤酸酯蜡。
35.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂不含硬脂酸盐。
36.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在10重量％和99.5重量％之间的所述至少一种脂肪酰胺蜡。
37.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在0.5重量％和90重量％之间的褐煤酸酯蜡。
38.如权利要求37所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂的剩余部分包括至少一种脂肪酰胺蜡。
39.如权利要求38所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述剩余部分包括金属氧化物纳米颗粒涂层。
40.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：伯单酰胺蜡、仲单酰胺蜡、双酰胺蜡、及其混合物。
41.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺、硬脂基油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油基棕榈酸酰胺、油基硬脂酸酰胺、芥基硬脂酸酰胺、芥基芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、及其混合物。
42.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将所述至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡冷却并研磨成离散颗粒。
43.如权利要求32所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡雾化成离散颗粒。
44.用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括第一离散颗粒并且不含第二离散颗粒，所述第一离散颗粒包括褐煤酸酯蜡和至少一种脂肪酰胺蜡的混合物，所述至少一种脂肪酰胺蜡包括芥酸酰胺。
45.如权利要求44所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述第一离散颗粒至少部分地涂覆有金属氧化物纳米颗粒。
46.如权利要求44所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂不含硬脂酸盐。
47.如权利要求44所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在10重量％和99.5重量％之间的所述至少一种脂肪酰胺蜡。
48.如权利要求44所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在0.5重量％和90重量％之间的褐煤酸酯蜡。
49.如权利要求48所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂的剩余部分包括至少一种脂肪酰胺蜡。
50.如权利要求49所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述剩余部分包括金属氧化物纳米颗粒涂层。
51.如权利要求44所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：伯单酰胺蜡、仲单酰胺蜡、双酰胺蜡、及其混合物。
52.如权利要求44所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺、硬脂基油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油基棕榈酸酰胺、油基硬脂酸酰胺、芥基硬脂酸酰胺、芥基芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、及其混合物。
53.如权利要求44所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将所述至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡冷却并研磨成离散颗粒。
54.如权利要求44所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡雾化成离散颗粒。
55.用于粉末冶金的颗粒复合物润滑剂，其包括：褐煤酸酯蜡和包括脂肪单酰胺蜡和脂肪双酰胺蜡的至少一种的至少一种脂肪酰胺蜡，其中所述颗粒复合物润滑剂不含硬脂酸盐。
56.如权利要求55所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在10重量％和99.5重量％之间的所述至少一种脂肪酰胺蜡。
57.如权利要求55所述的颗粒复合物润滑剂，其包括在0.5重量％和90重量％之间的褐煤酸酯蜡。
58.如权利要求57所述的颗粒复合物润滑剂，其中该颗粒复合物润滑剂的剩余部分包括至少一种脂肪酰胺蜡。
59.如权利要求58所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述剩余部分包括金属氧化物纳米颗粒涂层。
60.如权利要求55所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：伯单酰胺蜡、仲单酰胺蜡、双酰胺蜡、及其混合物。
61.如权利要求55所述的颗粒复合物润滑剂，其中所述至少一种脂肪酰胺蜡选自：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺、硬脂基油酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油基棕榈酸酰胺、油基硬脂酸酰胺、芥基硬脂酸酰胺、芥基芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、及其混合物。
62.如权利要求55所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将所述至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡冷却并研磨成离散颗粒。
63.如权利要求55所述的颗粒复合物润滑剂，其中通过如下获得颗粒复合物润滑剂：熔化至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡，然后将至少一种脂肪酰胺蜡和褐煤酸酯蜡雾化成离散颗粒。
64.冶金粉末组合物，其包括与如权利要求1至63中任一项所述的颗粒复合物润滑剂混合的基于金属的粉末。
65.如权利要求64所述的冶金粉末组合物，其中所述基于金属的粉末是基于铁的粉末。
66.用于粉末冶金的粉末组合物的生产方法，其包括：
向基于金属的粉末加入基于所述粉末组合物的总重量0.1重量％至5重量％的浓度的如权利要求1至63中任一项所述的颗粒复合物润滑剂。
67.如权利要求66所述的方法，其中所述基于金属的粉末是基于铁的粉末。
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