DE69219597T2 - Pulvergemisch und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Pulvergemisch und verfahren zu dessen herstellung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pulvergemisch und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Pulvergemisch auf Eisenbasis zur Verwendung in der Pulvermetallurgie.
  • Die Pulvermetallurgie ist eine gut eingeführte Technik, die bei der Herstellung verschiedener Komponenten für beispielsweise die Motorenindustrie verwendet wird. Bei der Herstellung von Komponenten wird ein Pulvergemisch kompaktiert und gesintert, um ein Teil irgendeiner gewünschten Form zu ergeben. Das Pulvergemisch umfaßt ein Basismetallpulver als Hauptkomponente und zugemischte pulverförmige Additive. Die Additive können beispielsweise Graphit, Ni, Cu, Mo, MnS, Fe&sub3;P ect. sein. Für die reproduzierbare Herstellung der gewünschten Produkte mittels Pulvermetallurgietechniken muß die als Ausgangsmaterial verwendete Pulverkomposition so homogen wie möglich sein. Dies wird normalerweise dadurch errreicht, daß die Komponenten der Zusammensetzung homogen miteinander vermischt werden. Da die pulverförmigen Komponenten der Zusammensetzung unterschiedlich in der Größe, Dichte und Form sind, ergeben sich jedoch Probleme sichtlich der Homogenität der Zusammensetzung.
  • Somit tritt während des Transports und der Handhabung der Pulverzusammensetzung eine Segregation auf, da die Pulverkomponenten höherer Dichte und geringerer Größe als das Basismetallpuver dazu tendieren, sich im unteren Bereich der Zusammensetzung anzusammeln, wohingegen Pulverkomponenten niedriger Dichte dazu tendieren, in den oberen Bereich der Zusammensetzung zu steigen. Diese Segregation bringt es mit sich, daß die Zusammensetzung ungleichmäßig zusammengestellt ist, was bedeutet, daß aus der Pulverzusammensetzung hergestellte Teile unterschiedlich zusammengesetzt sind und folglich verschiedene Eigenschaften besitzen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß feine Partikel, vor allem solche geringerer Dichte wie beispielsweise Graphit, bei der Handhabung der Pulvermischung ein Verstäuben verursachen.
  • Im allgemeinen handelt es sich bei den Additiven um Pulver mit einer geringeren Partikelgröße als das Basismetallpuver. Während das Basismetalipuer eine Partkelgröße von weniger als ungefähr 150 µm besitzt, haben die meisten Additive eine Partikelgröße von weniger als ungefähr 20 µm. Diese geringere Partikelgröße resultiert in einer vergrößerten Oberfläche in der Zusammensetzung, was bedeutet, daß ihre Fließeigenschaften, nämlich ihr Vermögen als frei fließendes Pulver zu fließen, beeinträchtigt werden. Dieser beeinträchtigte Fluß stellt sich in einer erhöhten Zeit zum Füllen von Formen mit Pulver, was geringere Produktivität und ein erhöhtes Risiko von Dichtevariationen in der kompaktierten Komponente bedeutet, was wiederum zu inaktzeptablen Deformationen nach dem Sintern führen kann.
  • Kürzlich wurden Versuche zum Lösen der oben beschriebenen Probleme durch Zugabe verschiedener Bindemittel und Schmiermittel zu der Pulverzusammensetzung unternommen. Der Zweck des Bindemittels ist, die Partikel der Additive, wie beispielsweise Legierungskomponenten, fest und effektiv an die Oberfläche der Basismetallpartikel zu binden und als Folge die Probleme der Segregation und Verstäubung zu reduzieren. Der Zweck des Schmiermittels ist, die Reibung der Pulverzusammensetzung zu reduzieren und somit den Fluß derselben zu vergrößern und ebenso die Ejektionskraft, nämlich die erforderliche Kraft zum Ausgeben des endgültig kompaktierten Produkts aus der Form, zu reduzieren.
  • Im Stand der Technik auf diesem Gebiet existiert eine große Anzahl an Beispielen für verschiedener Bindemittel natürlichen oder synthetischen Ursprungs, wie beispielsweise, thermoplastische Harze und aushärtbare Harze. Unter den bekannten Schmiermitteln können Wachse und Metallseifen genannt werden. Metallseifen, bei denen es sich in der Praxis fast ausschließlich um Zinkstearat handelt, stellen ein immer stärker zunehmendes Problem dar.
  • Beim Sintern des Metallpulvers sublimiert nämlich Zink in den Sinterofen und kontaminiert diesen. Dies erfordert die Reinigung des Ofens, was die Produktivität reduziert. Das bedeutet, daß unter den Herstellern, die Pulvermetallurgieverfahren verwenden, die Forderungen nach pulvermetallurgischen Zusammensetzungen erhoben wurden, die keine Metallseifen wie beispielsweise Zinkstearat enthalten.
  • Nachfolgend werden Beispiele für den Stand der Technik gegeben.
  • Das US-Patent 4 483 905 offenbart eine Pulverzusammensetzung auf Eisenbasis, enthaltend ein Bindemittel, welcher aus Polyethylenglykol, Polypropylengykol, Polyvinylalkohol oder Glyzerol gewählt ist. Ebenso kann ein Schmiermittel wie beispielsweise Zinkstearat zugegeben werden.
  • Das US-Patent 4 676 831 offenbart eine Pulverzusammensetzung auf Eisenbasis, welche als Bindemittel Tallöl beinhaltet und die ebenso ein Schmiermittel, wie beispielsweise Zinkstearat beinhalten kann.
  • Die EP-Anmeldung 0 264 287 offenbart eine Pulverzusammensetzung enthaltend ein Bindemittel, der wasserunlöslich ist und gewählt aus Homopolymeren oder Copolymeren von Vinylazetat; Zelluloseestern oder -etherharzen; Methacrylatpolymeren- und copolymeren; Alkydharzen; Polyurethanharzen; und Polyesterharzen. Das Bindemittel wird normalweise zusammen mit einem Schmiermittel, beispielsweise Zinkstearat oder synthetischem Wachs verwendet. Es gibt keinen Hinweis darauf, daß irgendeines der angeführten Schmiermittel als Bindemittel verwendet werden könnte.
  • Pulvermetallurgie, Band 12,1969, Nr.24, Grenoble, Frankreich, Seiten 298-304, von R. Meyer, J. Pillot und H. Pastor, beschreibt Versuche mit verschiedenen Schmiermitteln, u. a. N,N'-ethylen-bis-stearamid ("Acrawax"). Es gibt keinen Hinweis darauf, daß irgendeines der untersuchten Schmiermittel als Bindemittel verwendet werden könnte.
  • Die EP-Anmeldung 0 310 115 offenbart entsprechend der US 4 946 499 eine Pulvermischung auf Eisenbaisis mit einem Bindemittel, der eine Kombination eines Öls und einer Metallseife oder eines Wachses, die miteinander verschmolzen sind, ist. Bei der Herstellung der Zusammensetzung wird das Pulver mit der Metallseife oder dem Wachs, und dem Öl vermischt, und die Mischung erwärmt, so daß das Öl und die Metallseife oder das Wachs miteinander verschmelzen, worauf das Gemisch gekühlt wird. Pflanzenöle, Mineralöle und Fettsäuren können als verwendbare Öle genannt werden. Als verwendbare Metallseifen oder Wachs ist ausschließlich Zinkstearat beispielhaft angeführt. Nur die Kombination Ölsäure/Zinkearat besitzt einen ausreichenden Fluß.
  • Die veröffentlichte JP-Anmeldung Veröffentlichungs-Nr. 58-193 302 offenbart die Verwendung eines pulverförmigen Schmiermittels, wie beispielsweise Zinkstearat, als Bindemittel. Das pulverförmige Schmiermittel wird der Pulverzusammensetzung zugegeben und zum Schmelzen erwärmt, während es kontinuierlich gemischt wird, wonach das Gemisch gekühlt wird. Als Beispiel für Schmiermittel wird ausschließlich Zinkstearat angegeben.
  • Die veröffentlichte JP-Anmeldung Veröffentlichungs-Nr. 1-219 101 offenbart ebenso die Verwendung eines Schmiermittels als Bindemittel. Bei der Herstellung einer Pulverzusammensetzung wird das Metallpulver mit einem Schmiermittel vermischt und bis über den Schmelzpunkt des Schmiermittels erwärmt, wonach eine Kühlung durchgeführt wird. Die Schmiermittel, welche normalerweise bei der Pulvermetallurgie verwendet werden, wie beispielsweise Zinkstearat, Lithiumstearat, Bleistearat, Kalziumstearat, Magnesiumstearat, werden als geeignete Bindemittel genannt.
  • Somit sind nur Metallseifen beteiligt, und das einzige gegebene Beispiel ist Zinkstearat.
  • Die veröffentlichte JP-Anmeldung Veröffentlichungs-Nr. 206 401/1988 offenbart das Binden pulvermetallurgischer Pulver durch Verwendung einer Kombination eines pulverförmigen Bindemittels und eines Schmiermittels. Das Bindemittel kann ein aushärtbares Harzpulver, beispielsweise Phenolharz, Epoxyharz, oder thermoplatisches Harzpulver, beispielsweise Nylon, Polyethylen, Polypropylen, und andere Wachse sein. Beispielhaft beschrieben ist nur die Verwendung von Phenolharz. Das Schmiermittel können Metallseifen, höhere Fettsäuren oder gewöhnliche Schmiermittel der Pulvermetallurgie sein. Exemplarisch beschrieben ist nur die Verwendung von Zinkstearat. Bei der Herstellung der Pulverzusammensetzung wird zunächst das Metallpulver mit einem Binderpulver gemischt und nachfolgend mit einem Schmiermittelpulver. Anschließend wird die Zusammensetzung erwärmt, um das Bindemittel und das Schmiermittel aufzuschmelzen, wonach sie gekühlt wird.
  • Die veröffentlichte JP-Anmeldung Veröffentlichungs-Nr. 47 201/1990 offenbart das Binden einer Pulverzusammensetzung durch Verwendung einer Kombination eines Bindermitteis und Zinkstearats und/oder Wachs, welche zusammen verschmolzen werden. Beim Binden werden Zinkstearat und/oder Wachs zu der Pulverzusammensetzung zugegeben und mittels eines Rührwerks, welches mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 2-10 mis betrieben wird, vermischt. Anschließend wird ein Bindemittel zugegeben, welcher aus Zellulosederivaten, aushärtbaren Harzen, thermoplastischen Harzen, Polyvinylalkohol, Pflanzenölen, Mineralölen oder Ölen wie beispielsweise Fettsäuren gewählt werden kann, wobei das Rühren kontinuierlich weitergeht und die Mischung auf 90-150ºC erwärmt wird. Anschließend wird die Zusammensetzung auf 85ºC oder weniger gekühlt, während mit einer Geschwindigkeit von 2-5 m/s gerührt wird. In den angegebenen Beispielen wird nur Zinkstearat in Verbindung mit Ölsäure, Reisöl oder Polyvinylalkohol verwendet.
  • Die veröffentlichte JP-Anmeldung Veröffentlichungs-Nr. 57 602/1990 betrifft eine weitere Entwicklung des Bindeverfahrens, wie es in der o.g. EP-Anmeldung 0 310 115 offenbart ist. Anstelle von Ölsäure wird eine gesättigte Fettsäure mit einem Schmelzpunkt oberhalb 30ºC verwendet. Beispiele werden von Stearinsäuren und n- Caprinsäure in Verbindung mit Zinkstearat gegeben.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die in Verbindung mit dem Stand der Technik beschriebenen Probleme zu reduzieren oder zu eliminieren. lnsbeondere ist es ein Ziel der Erfindung, ein pulvermetallurgisches Gemisch mit einem Bindemittel anzugeben, welches keinerlei Metallseife enthält, vielmehr in einem befriedigenden Binden begleitet von einer reduzierten Segregation und Verstaubung resultiert. Ein weiteres Ziel ist, daß die Mischung einen befriedigenden Fluß besitzen sollte.
  • Diese und andere Ziele werden durch die Verwendung eines speziellen Diamidwachses als Bindemittel erreicht.
  • Insbesondere gibt die Erfindung ein Pulvergemisch enthaltend ein Basispuver, pulverförmige Additive, ein Bindemittel und vorzugsweise eine pulveriges Schmiermittel an, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bindemittel wenigstens ein Diamidwachs der allgemeinen Formel list:
  • wobei, R&sub1; und R&sub2; gleich oder verschieden sind und eine gerade, gesättigte, vorzugsweise OH-substituierte Alkylgruppe mit 13-24 Kohlenstoffatomen darstellen, Q
  • oder
  • und n 1-10 ist, und daß das Bindemittel in geschmolzenem Zustand und anschließend verfestigtem Zustand vorliegt, um die Pulverpartikel der Additive mit den Pulverteilchen des Basismetalls zusammenzubinden.
  • Ferner gibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Pulvergemisches an, umfassend ein Basismetallpulver, pulverförmige Additive, ein Bindemittel und vorzugsweise ein pulverförmiges Schmiermittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bindemittel dem Basismetallpulver und dem Additivpulver zugegeben wird, wobei das genannte Bindemittel wenigstens ein Diamidwachs der allgemeinen Formel I ist:
  • wobei R&sub1; und R&sub2; gleich oder verschieden sind und eine gerade, gesättigte, vorzugsweise OH-substituierte Alkygruppe mit 13-24 Kohlenstoffatomen repräsentieren, Q
  • eine
  • oder
  • -Gruppe und n 1-10 ist, daß eine homogene Mischung hergestellt wird, daß die Mischung auf 90-160ºC während des Mischens erhitzt wird, und daß das Bindemittel geschmolzen wird, und daß anschließend die Mischung während des Mischens gekühlt wird, bis sich der Binder verfestigt hat.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend und in den begleitenden Ansprüchen definiert.
  • Es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäß verwendete Bindemittel die meisten der o.g. Kriterien eines Bindemittels für pulvermetallurgische Gemische erfüllt, und er ist insbesondere frei von Metallseifen, wie beispielsweise Zinkstearat. Damit das erfindungsgemäße Bindemittel seinen Bindeeffekt effizient ausübt, liegt er in geschmolzenem und nachfolgend verfestigtem Zustand vor, da das homogene Pulvergemisch mit dem Bindemittel im geschmolzenen Zustand kontaktiert wird, wonach das Bindemittel sich verfestigen kann. Diese sogenannte Schmelzbindetechnik ist per se beispielsweise aus einigen in der o.g. Referenzen bekannt. Soweit aber bekannt ist, wurde diese Technik noch nie in Verbindung mit Wachsen, und insbesondere nicht in Verbindung mit den spezifischen erfindungsgemäßen Diamidwachsen verwendet. Wenngleich einige der o.g. Referenzen Wachse nennen, sind diese nur Teil eirier allgemeinen Aufzählung verschiedener Schmiermittel, von denen Metallseifen, insbesondere Zinkstearat, hervorgehoben sind. Somit ist es offensichtlich, daß Wachse bisher nur als Schmiermittel verwendet wurden, nicht jedoch als Bindemittel, und vor allem wurden Wachse nicht als Hauptbindemittel verwendet, während die sogenannte Schmelzbindetechnik angewendet wurde.
  • Die Tatsache, daß dies nicht früher aufgetaucht ist, obwohl Wachse per se bekannt waren und ebenso die Schmelzbindetechnik per se bekannt war, muß als Überraschend im Hinblick auf die großen erzielbaren Vorteile beurteilt werden, insbesondere da die Probleme mit Metallseifen gelöst sind.
  • Wie oben ausgeführt, besteht das erfindungsgemäße Bindemittel aus Diamidwachsen der allgemeinen Formel I. In Formel I können R&sub1; und R&sub2; gleich oder verschieden sein, und sind vorzugsweise identisch. R&sub1; und R&sub2; sind gerade gesättigte Alkylgruppen mit 13-24, vorzugsweise 15-21 Kohlenstoffatomen. Darüber hinaus sollte R&sub1; und R&sub2; gesättigt sein, da eine Nichtsättigung Bindemittel liefert, die der Pulverzusammensetzung einen unzureichenden Fluß verleihen. R&sub1; und R&sub2; können OH-substituiert sein. Die beiden Gruppen R&sub1; und R&sub2; sind mit über eine gerade, gesättigte Kohlenstoffkette 1-10, vorzugsweise 2-6 Kohlenstoffatomen verbunden. Zwischen dieser Kohlenstoffkette und den R&sub1;- und R&sub2;-Gruppen befinden sich zwei Amid-Gruppen, in welchen das Stickstoffatom jeweils entweder an R&sub1; und R&sub2; oder, vorzugsweise, an die Kohlenstoffkette gebunden ist.
  • Beispiele von den erfindungsgemäßen Diamidwachs-Bindemitteln, die in Formel I enthalten sind, sind:
  • Ethylen-bis-palmitinamid, Ethylen-bis-stearamid, Ethylen-bis-arachinamid, Ethylen- bis-behenamid, Hexylen-bis-palmitinamid, Hexylen-bis-stearamid, Hexlen-bis- arachinamid, Hexylen-bis-behenamid, Ethylen-bis-1 2-hyd roxystearamid, Distaerayladipamid etc.
  • Die besonders bevorzugte Verbindung gemäß Formel I ist Ethylen-bis-stearamid mit der Formel
  • Das erfindungsgemäße Bindemittel nach Formel I kann als einzelnes Bindemittel in dem Pulvergemisch oder in Verbindung mit einem oder mehreren anderen Bindemitteln verwendet werden.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wichtig, daß die Komponenten der Mischung, einschließlich des Bindemittels, homogen miteinander vermischt sind. Dies wird durch Mischen des Basismetallpulvers und der pulverförmigen Additive, wie beispielsweise Graphit, Cu etc. in einer Mischeinrichtung erreicht, bis ein homogenes Pulvergemisch erhalten wird. Nachfolgend wird das Bindemittel in Pulverform zugegeben und in das Gemisch eingemischt, bis das Bindemittel sich homogen verteilt hat. Alternativ kann das pulverförmige Bindemittel gleich zu Anfang zusammen mit den übrigen pulverförmigen Additiven zugegeben werden, wonach der Mischbetrieb solange durchgeführt wird, bis die Mischung homogen ist.
  • Während des andauernden Mischens wird das Gemisch erwärmt, bis das Bindemittel schmilzt, was bei ungefähr 90-160ºC vorzugsweise bei ungefähr 120-150ºC auftritt. Der Schmelzpunkt des erfindungsgemäßen Bindemittels sollte wenigstens 90ºC betragen, da Umgebungs- und Formtemperaturen in der Größenordnung von ungefähr 80-90ºC auftreten können. Andererseits sollte das Bindemittel keinen allzuhohen Schmelzpunkt besitzen, wodurch die erforderliche Energiemenge zum Erwärmen des Pulvergemisches, so daß das Bindemittel schmilzt, minimiert wird. Deshalb wurde eine obere Grenze des Schmelzpunktes des Bindemittels zu einer Temperatur von ungefähr 160ºC festgelegt.
  • Wenn das geschmolzene Bindemittel während des Mischbetriebs gleichförmig in dem Gemisch verteilt worden ist, wird die Mischung gekühlt, um das Bindemittel zu verfestigen, so daß dieser seinen Bindeeffeekt zwischen den Basismetallpartikeln und den kleineren Partikeln der Additive, wie beispielsweise Graphit Cu, MnS, Fe&sub3;P etc., die an dessen Oberfläche angeordnet sind, ausübt. Es ist wichtig, daß auch der Kühlbetrieb während des Mischens erfolgt, wodurch die Homogenität des Gemisches beibehalten wird. Das Mischen während des Kühlens muß jedoch nicht so kräftig sein wie das vorhergehende Mischen zur Bereitstellung eines homogenen Gemisches. Wenn sich das Bindemittel verfestigt hat, ist das Pulvergemisch verwendungsfertig.
  • Die Menge an zugefügtem Bindemittel zu der Zusammensetzung beträgt ungefähr 0,05-2 Gew.% vorzugsweise 0,2-1 Gew.% basierend auf dem Gewicht des Gemisches, also einschließlich des Bindermittels. Unterhalb von 0,05 Gew.% des Bindemitteis ist die Bindung ungenügend, wohingegen innerhalb von 2 Gew.% des Bindemittels eine ungewünschte Porosität des Endproduktens auftritt. Innerhalb der gesetzten Grenzen wird die Bindemittelmenge entsprechend der Mengen der Additive gewählt, eine größere Menge an Additiven erfordert eine größere Menge an Bindemittel und umgekehrt.
  • Vorzugsweise kann ein gewöhnliches Schmiermittel dem Pulvergemisch nach dem Abbinden des Bindemittels zugegeben werden, wodurch der Fluß und die Schüttdichte des Gemisches verbessert werden. Dies ist jedoch nicht zwingend nötig.
  • Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird diese nachfolgend anhand eines nicht einschränkenden Beispiels erläutert.
  • In den Beispiel beschriebenen Tests wurden die folgenden Materialien und Verfahrenangewendet.
  • Als Basismetallpulver wurde atomisiertes Eisenpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 63 µm verwendet, wobei alle Partikel kleiner als 150 µm waren.
  • Als Additive wurden Nickel (Ni) und Graphitpulver verwendet, wobei das Ni-Pulver eine durchschnittliche Partikelgröße von ungefähr 8µm und und das Graphitpulver eine durchschnittliche Partikelgröße von ungefähr von 4 µm besaß. Als Binder wurden die Diamidwachse, die in dem Beispiel genannt sind, verwendet, welche zu einer Partikelgröße von weniger 560 µm (28 Maschenzahl) trituriert wurden.
  • Das Mischen der Pulvergemische wurde in zwei Schritten durchgeführt, wobei die Komponenten des Gemisches zuerst miteinander in einer Mischeinrichtung, Typ Lödige, hergestellt von Gebr. Lödige Maschinenbau Gmbh, W-4790 Paderborn, Deutschland, für 2 Minuten miteinander vorgemischt wurden, wonach das resultierende Gemisch in eine zylindrische Mischeinrichtung mit einer Höhe von ungefähr 300 mm und einem Durchmesser von ungefähr 80 mm und mit einem Doppel- Schrauben-Mischer und einem Heizmantel mit einstellbarer Erwärmung übertragen wurde. In der zylindrischen Mischeinrichtung wurde das Gemisch gerührt und auf ungefähr 150ºC für ungefähr 15 Minuten erwärmt, um das Bindemittel zu schmelzen.
  • Die Temperatur wurde dann bei ungefähr 150ºC während kontinuierlichem Rührens für ungefähr 3 Minuten gehalten, wonach die Erwärmung abgestellt wurde und es der Mischung ermöglicht wurde, auf ungefähr 100ºC unter Rührens abzukühlen, um das Bindemittel zu verfestigen. Die Abkühlung dauerte ungefähr 15-30 Minuten. Nachfolgend wurde das fertige Pulvergemisch der Mischeinrichtung bei ungefähr 100ºC entnommen, und seine Eigenschaften wurden nach ungefähr 24 Stunden getestet.
  • Der Fluß der Pulvergemische wurde entsprechend dem schwedischen Standard 55 111031, der dem internationalen Standard ISO 4490-1978 entspricht, vermessen.
  • Die Rohdichte (AD) der Pulvergemische wurde gemäß dem schwedischen Standard SS 111030, der ISO 39231-1979 entspricht, vermessen.
  • Die Verstäubung der Pulvergemische wurde als Zählwerte pro Minute bei gegebenem Luftfluß mittels eines Apparates vom Typ LASER DUST MONITOR "DUSTMATE" LD-1/LD-10(H) hergestellt von Sibata Scientific Technology Ltd- Tokyo, 110 Japan, vermessen.
  • Für die Bestimmung des gebundenen Graphits wurde eine Apparat vom Typ "ROLLER AIR ANALYZER" (siehe Metals Handbook, neunte Auflage, Band 7, Powder Metallurgy (1984)), verwendet, in welchem die Pulverzusammensetzung einem Luftstrom ausgesetzt wird und in verschiedene Partikelgrößenfraktionen getrennt werden kann. Nach dem Verbrennen organischen Materials bei 700ºC für 5 Minuten wird der Prozentsatz an Graphit in dem Pulver vor und nach Suspendieren im Luftstrom mittels eines Kohlenstoffanalysators, hergestellt von Leco, ST. Joseph, Mi., USA, analysiert, und der Grad an gebundenem Graphit wird erhalten zu:
  • % gebundener Graphit = Graphitkohlenstoff nach Supendieren x 100/ Graphitkohlenstoff vor Suspendieren
    • Beispiel
  • Verschiedene Pulvergemische wurden in der Weise, wie sie oben allgemein beschrieben wurde, gemischt, wobei die Zusammensetzungen folgende waren:
  • Die in den verschiedenen Tests verwendeten erfindungsgemäßen Bindemittels waren folgende:
  • Im Test-Nr. 6 wurde ferner eine Referenzmischung hergestellt, in welcher das erfindungsgemäße Bindemittel mit einem Ethylen-bis-stearamid-wachs, Typ Hoechst- Wachs hergestellt von der Hoechst AG, ersetzt wurde. Dieses Wachs besaß eine durchschnittliche Partikelgröße von ungefähr 10 µm und wurde nur mit den anderen Komponenten des Pulvergemisches in einer Lödige-Einrichtung vorgemischt, d. h., es erfolgte kein Mischen während des Erwärmens und Schmelzen des Wachses, wonach die Abkühlung und Verfestigung des Wachses durchgeführt wurde.
  • Bei der Untersuchung der Eigenschaften der Pulvergemische wurden die in Tabelle I gezeigten Ergebnisse erhalten: Tabelle I
  • Wie Tabelle 1 entnommen werden kann, resultieren die Diamidwachse in Verbindung mit der Schmelzbindetechnik in exzellenter Bindung mit niedrigen Verstäubungswerten und hohen Graphitbindungswerten. Vor allem die Pulvergemische 1, 2, 4 und 5 sind in dieser Hinsicht zufriedenstellend. Ferner stellt die Erfindung Pulvergemische mit gutem Fluß im Vergleich zu dem Referenzpulvergemisch des Tests Nr. 6 zur Verfügung.
  • Anhand der Tests und den vorangehenden Ausführungen ist damit offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Technik pulvermetallurgische Gemische mit gutem Fluß und geringem Grad an Segregation und Verstäubung liefert.

Claims (10)

1. Pulvermischung enthaltend ein Basismetailpulver, pulverförmige Additive, ein Bindemittel und vorzugsweise ein pulveriges Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel wenigstens ein Diamidwachs der allgemeinen Formel I ist:
wobei R&sub1; und R&sub2; gleich oder verschieden sind und eine gerade gesättigte, vorzugsweise OH-substituierte Alkylgruppe mit 13 - 24 Kohlenstoffatomen
repräsentieren, Q eine
oder
-Gruppe ist, und n 1-10 ist, und daß das Bindemittel im geschmolzenen und anschließend verfestigten Zustand vorliegt, um die Pulverpartikel der Additive mit den Pulverteilchen des Basismetalis zusammenzubinden.
2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Baismetall Eisen ist.
3. Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,05- 2 Gew.% Bindemittel, basierend auf dem Gewicht der Mischung, enthält.
4. Mischung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,2 - 1 Gew.% Bindemittel enthält.
5. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Ethylen-bis-stearamid der Formel
ist.
6. Verfahren zur Herstellung einer Pulvermischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mischung ein Basismetallpulver, pulverförmige Additive, ein Bindemittel und vorzugsweise ein pulveriges Schmiermittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem genannten Basismetallpulver und dem genannten Zusatzpulver das Bindemittel zugefügt wird, welches wenigstens ein Diamidwachs der allgemeinen Formel I
ist, wobei R&sub1; und R&sub2; gleich oder verschieden sind und eine gerade gesättigte, vorzugsweise OH-substituierte Alkylgruppe mit 13-24 Kohlenstoffatomen
repräsentieren, Q eine -
oder
-Gruppe ist und n gleich 1-10 ist,
daß eine homogene Mischung hergestellt wird und die Mischung auf 90- 160ºC während des Mischens erhitzt und das Bindemittel geschmolzen wird, und daß anschließend die Mischung während des Mischens gekühlt wird, bis sich der Binder verfestigt hat.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bindemittel zugefügt wird, welches ein Ethylen-bis-stearamid der Formel
ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung auf 120 - 150ºC erhitzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß 0,05-2 Gew.% Bindemittel, basierend auf dem Gewicht der Mischung, zugefügt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß 0,2 - 1 Gew.% Bindemittel zugefügt werden.
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