ES2236223T3 - Agente aglutinante para polvo de material inorganico para la obtencion de cuerpos moldeados metalicos y ceramicos. - Google Patents
Agente aglutinante para polvo de material inorganico para la obtencion de cuerpos moldeados metalicos y ceramicos.Info
- Publication number
- ES2236223T3 ES2236223T3 ES01931625T ES01931625T ES2236223T3 ES 2236223 T3 ES2236223 T3 ES 2236223T3 ES 01931625 T ES01931625 T ES 01931625T ES 01931625 T ES01931625 T ES 01931625T ES 2236223 T3 ES2236223 T3 ES 2236223T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- weight
- powders
- component
- volume
- obtaining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
- B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
- B22F1/103—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing an organic binding agent comprising a mixture of, or obtained by reaction of, two or more components other than a solvent or a lubricating agent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
- B22F3/1021—Removal of binder or filler
- B22F3/1025—Removal of binder or filler not by heating only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/486—Fine ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
- C04B35/63448—Polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L59/00—Compositions of polyacetals; Compositions of derivatives of polyacetals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Agente aglutinante B para polvos de material inorgánico, que contiene una mezcla de b1 un 80 a un 99, 5 % en peso de un homo- o copolímero de polioximetileno B1, y b2 un 0, 5 a un 20 % en peso de un sistema polímero B2 no miscible con B1, constituido por b21 un 10 a un 90 % en peso de politetrahidrofurano B21 con un peso molecular (valor de media ponderal) de
Description
Agente aglutinante para polvo de material
inorgánico para la obtención de cuerpos moldeados metálicos y
cerámicos.
La presente invención se refiere a agentes
aglutinantes para polvos de material inorgánico, a masas
termoplásticas que contienen estos agentes aglutinantes para la
obtención de cuerpos moldeados inorgánicos, a procedimientos para su
obtención, a su empleo, y a procedimientos para la obtención de
cuerpos moldeados a partir de los mismos.
Se pueden obtener cuerpos moldeados cerámicos
mediante moldeo por inyección de masas termoplásticas que presentan
un agente aglutinante orgánico, además de polvos metálicos o de
óxidos metálicos. Se trata de masas de moldeo polímeras orgánicas
altamente cargadas. Tras el moldeo por inyección, extrusión o
prensado de la masa termoplástica para dar un cuerpo crudo se
elimina el agente aglutinante orgánico, y se sinteriza el cuerpo
crudo desaglutinado obtenido.
La EP-A 0 465 940 se refiere a
tales masas de moldeo termoplásticas para la obtención de cuerpos
moldeados metálicos que presentan, además de un metal sinterizable
pulverulento, o una aleación metálica pulverulenta o sus mezclas,
una mezcla constituida por homo- o copolímeros de polioximetileno, y
un polímero no miscible con la misma como agente aglutinante. Como
polímero adicional entran en consideración poliolefinas, en especial
polietileno y polipropileno, como también polímeros de metacrilatos,
como PMMA. El desaglutinado se puede efectuar mediante tratamiento
con una atmósfera gaseosa que contiene ácido a temperatura
elevada.
La DE-A-40 00 278
se refiere a un procedimiento para la obtención de una pieza
moldeada por sinterizado inorgánica. A tal efecto se conforma una
mezcla constituida por un polvo sinterizable inorgánico y
polioximetileno como agente aglutinante para dar un cuerpo crudo. El
agente aglutinante se elimina mediante tratamiento del cuerpo crudo
con una atmósfera gaseosa que contiene trifluoruro de boro. A
continuación se sinteriza el cuerpo crudo tratado de este modo. Son
ejemplos de polvos sinterizables polvos cerámicos oxídicos, como
Al_{2}O_{3}, ZrO_{2}, Y_{2}O_{3}, como también polvos
cerámicos no oxídicos, como SiC, Si_{3}N_{4}.
No obstante, los sistemas aglutinantes empleados
no se pueden eliminar completamente sin residuos en todos los
casos.
Otro inconveniente de los agentes aglutinantes
conocidos puede consistir en su fluidez, no siempre satisfactoria,
en tanto se elaboren para dar masas termoplásticas demasiado
cargadas. En especial en el caso de piezas moldeadas por inyección
complejas, de este modo puede resultar una carga deficiente del
molde bajo ciertas circunstancias.
Por lo tanto, es tarea de la presente invención
la puesta a disposición de un agente aglutinante mejorado para
polvos de material inorgánicos, que eviten los inconvenientes de los
agentes aglutinantes conocidos. En el caso de desaglutinado
residual, este debe ser eliminable sin residuos, también en los
casos en los que los agentes aglutinantes conocidos son
insuficientes. Además, este debe presentar una fluidez elevada.
Según la invención, se soluciona el problema
mediante un agente aglutinante B para polvo de material inorgánico,
que contiene una mezcla de
- b1
- un 80 a un 99,5% en peso de un homo- o copolímero de polioximetileno B1,
- y
\;
\;
- b2
- un 0,5 a un 20% en peso de un sistema polímero B2 no miscible con B1, constituido por
- b21
- un 10 a un 90% en peso de politetrahidrofurano B21 con un peso molecular de 500-2.500, y
- b22
- un 10 a un 90% en peso de al menos un polímero B22 constituido por olefinas con 2 a 8 átomos de carbono, monómeros aromáticos vinílicos, ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos alifáticos con 1 a 8 átomos de carbono, éteres vinílicos de alquilo con 1 a 8 átomos de carbono o (met)acrilatos de alquilo con 1 a 12 átomos de carbono, o mezclas de los mismos.
Según la invención se descubrió que, mediante
empleo concomitante de politetrahidrofurano en agentes aglutinantes
que contienen homo- o copolímeros de polioximetileno, estos
presentan una fluidez mejorada, y se pueden eliminar sin residuos en
el desaglutinado. De este modo, se pueden obtener y desaglutinar sin
problema especialmente cuerpos moldeados por inyección de forma
compleja. Se suprime el gasto para una limpieza de los hornos de
sinterizado. Los componentes aislados del agente aglutinante B se
describen más detalladamente a continuación.
Como componente B1 se emplean homo- o copolímeros
de polioximetileno en una cantidad de un 80 a un 99,5% en peso,
preferentemente un 85 a un 98% en peso, referido a la cantidad total
de agente aglutinante B.
Los homo- o copolímeros de polioximetileno son
conocidos en sí. Los homopolímeros se obtienen generalmente mediante
polimerización de formaldehído o trioxano, preferentemente en
presencia de catalizadores apropiados.
Los copolímeros de polioximetileno preferentes
según la invención contienen, además de las unidades recurrentes
-OCH_{2}-, aún hasta un 50, preferentemente un 0,1 a un 20, y en
especial un 0,3 a un 10% en peso de unidades recurrentes de la
fórmula
-O-CR^{1}R^{2}-CR^{3}R^{4}-
(R^{5}-)_{n}-, significando R^{1} a R^{4},
independientemente entre sí, átomos de hidrógeno, restos alquilo con
1 a 4 átomos de carbono o restos alquilo con 1 a 4 átomos de carbono
substituidos con halógeno. R^{5} significa una unidad CH_{2}-,
CH_{2}O-, un grupo metileno substituido con alquilo por 1 a 4
átomos de carbono substituido por alquilo con 1 a 4 átomos de
carbono o halógeno, o un correspondiente grupo oximetileno. n tiene
un valor en el intervalo de 0 a 3. Estos grupos se pueden introducir
preferentemente en los copolímeros mediante apertura de anillo de
éteres cíclicos. Los éteres cíclicos preferentes se citan en la
EP-A-0 465 940. Son ejemplos a tal
efecto óxido de etileno, óxido de 1,2-propileno,
óxido de 1,2-butileno, óxido de
1,3-butileno, 1,3-dioxano,
1,3-dioxolano y dioxepano. Además se pueden citar
oligo- o poliformales, como polidioxolano o polidioxepano como
comonómeros. Además se pueden emplear terpolímeros de oximetileno,
que se pueden obtener, a modo de ejemplo, mediante reacción de
trioxano con uno de los éteres cíclicos descritos anteriormente, y
con un compuesto de bisglicidilo, como se describen en la
EP-A-0 465 940. Los monómeros
preferentes de este tipo son etilendiglicidol, diglicidiléter y
diéter de glicidileno y formaldehído, dioxano o trioxano en
proporción molar 2 : 1, así como diéter de 2 moles de compuesto de
glicidilo y 1 mol de un diol alifático con 2 a 8 átomos de carbono,
como diglicidiléter de etilenglicol,
1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol,
ciclobutano, 1,3-diol,
1,2-propanodiol y
ciclohexano-1,4-diol.
Los procedimientos para la obtención de homo- y
copolímeros de polioximetileno son conocidos por el
especialista.
Los homo- o copolímeros de polioximetileno
preferentes tienen puntos de fusión de al menos 150ºC y pesos
moleculares (valor de media ponderal) en el intervalo de 5.000 a
150.000, preferentemente de 7.000 a 60.000.
Como componente B2 se emplean sistemas polímeros
no miscibles con el componente B1 en una cantidad de un 0,5 a un 20%
en peso, preferentemente un 2 a un 15% en peso, referido al agente
aglutinante B.
El sistema polímero B2 a su vez está constituido
por un 10 a un 90% en peso de politetrahidrofurano como componente
B21 y un 10 a un 90% en peso de al menos un polímero B22 constituido
por olefinas con 2 a 8 átomos de carbono, monómeros aromáticos
vinílicos, ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos alifáticos con 1
a 8 átomos de carbono, éteres vinílicos de alquilo con 1 a 8 átomos
de carbono o (met)acrilatos de alquilo con 1 a 12 átomos de
carbono. También se pueden presentar mezclas de monómeros en el
polímero B22. En este caso, las cantidades se refieren al sistema
polímero B2.
El politetrahidrofurano empleado como componente
B21 es conocido en sí, y se puede obtener según procedimientos
conocidos.
El politetrahidrofurano tiene preferentemente un
punto de fusión de al menos 15ºC. El politetrahidrofurano tiene un
peso molecular (valor de media ponderal) en el intervalo de 500 a
2.500, preferentemente de 1.000 a 2.000.
El componente B22 es seleccionado preferentemente
a partir de polímeros de olefinas con 2 a 8 átomos de carbono,
preferentemente olefinas con 2 a 4 átomos de carbono, como etileno y
propileno, monómeros aromáticos vinílicos como estireno o
\alpha-metilestireno, ésteres vinílicos de ácidos
carboxílicos alifáticos con 1 a 8 átomos de carbono, como acetato de
vinilo y propionato de vinilo, éteres vinílicos de alquilo con 1 a 8
átomos de carbono, como vinilmetiléter y viniletiléter y
(met)acrilatos de alquilo con 1 a 12 átomos de carbono, como
metacrilato de metilo o metacrilato de etilo. El componente B22 es
preferentemente al menos un polímero de etileno, propileno o
metacrilato de
metilo.
metilo.
Los polímeros del componente B22 se pueden
obtener según procedimientos de polimerización conocidos en sí,
preferentemente a través de radicales, a modo de ejemplo mediante
polimerización en emulsión, perlas, disolución o substancia. Como
iniciador, independientemente de los monómeros y del tipo de
polimerización, entran en consideración iniciadores a través de
radicales, como peroxicompuestos y azocompuestos, situándose las
cantidades de iniciador generalmente en el intervalo de un 0,001 a
un 0,5% en peso, referido a los monómeros. Los procedimientos de
polimerización apropiados se describen en la
EP-A-0 465 940.
Los agentes aglutinantes B según la invención se
emplean en masas termoplásticas para la obtención de cuerpos
moldeados inorgánicos. Estas masas contienen
- a
- un 40 a un 85% en volumen, preferentemente un 45 a un 70% en volumen, de al menos un polvo inorgánico sinterizable A,
- b
- un 15 a un 60% en volumen, preferentemente un 29 a un 54% en volumen, de al menos un agente aglutinante B, como se describe anteriormente,
- c
- un 0 a un 7% en volumen, preferentemente un 1 a un 4% en volumen de al menos un agente auxiliar de dispersión C,
proporcionando la suma de
cantidades de componentes A, B y C un 100% en
volumen.
El polvo inorgánico sinterizable A, se puede
seleccionar a partir de todos los polvos inorgánicos sinterizables
apropiados conocidos. Preferentemente, éste se selecciona a partir
de polvos metálicos, polvos de aleación metálica, polvos de
carbonilo metálico, polvos cerámicos y mezclas de los mismos.
Como metales, que se pueden presentar en forma de
polvo, cítense, a modo de ejemplo, hierro, cobalto, níquel y
silicio. Las aleaciones son, a modo de ejemplo, aleaciones de
metales ligeros a base de aluminio y titanio, así como aleaciones de
cobre o bronce. También entran en consideración metales duros, como
carburo de wolframio, carburo de boro o nitruro de titanio, en
combinación con metales, como cobalto y níquel. Estos últimos se
pueden emplear especialmente en la obtención de herramientas de
corte duras unidas mediante metales (los denominados cermets). Los
polvos inorgánicos apropiados son además polvos cerámicos oxídicos,
como Al_{2}O_{3}, ZrO_{2}, Y_{2}O_{3}, pero también polvos
cerámicos no oxídicos, como SiC, Si_{3}N_{4}. Se describen
polvos apropiados, a modo de ejemplo en la
EP-A-0 465 940, la
EP-A-0 710 516, la
DE-A-39 36 869, la
DE-A-40 00 278 y la
EP-A-0 114 746, así como en la
literatura citada en las mismas.
Los tamaños de grano de los polvos ascienden
preferentemente a 0,1 a 50 \mum, de modo especialmente preferente
0,2 a 8 \mum. Los polvos metálicos, los polvos de aleación
metálica, los polvos de carbonilometálico o los polvos cerámicos se
pueden emplear también en mezcla.
Debido a la elevada fluidez del agente
aglutinante según la invención es posible una carga elevada del
agente aglutinante con el polvo A, sin reducir demasiado la
fluidez.
El agente auxiliar de dispersión, presente en
caso dado como componente C, puede ser seleccionado a partir de
agentes auxiliares de dispersión conocidos. Son ejemplos óxido de
polietileno oligómero con un peso molecular medio de 200 a 600,
ácido esteárico, amida de ácido esteárico, ácido hidroxiesteárico,
alcoholes grasos, sulfonatos de alcoholes grasos y copolímeros en
bloques de óxido de etileno y propileno, como también
poliisobutileno de modo especialmente preferente. De modo
especialmente preferente se emplea poliisobutileno en una cantidad
de un 1 a un 6% en volumen, referido a los componentes A, B y C.
Adicionalmente, las masas termoplásticas pueden
contener también aditivos habituales y agentes auxiliares de
elaboración, que influyen convenientemente sobre las propiedades
reológicas de las mezclas en el conformado.
La obtención de las masas termoplásticas según la
invención se efectúa, según la invención, mediante la fusión del
componente B e introducción con mezclado del componente A y en caso
dado C. A modo de ejemplo, el componente B se puede fundir en una
extrusora de doble husillo a temperaturas preferentemente de 150 a
220ºC, en especial 170 a 200ºC. A continuación se dosifica el
componente A a la corriente de fusión del componente B en la
cantidad necesaria, a temperaturas en el mismo intervalo. El
componente A contiene ventajosamente el agente auxiliar de
dispersión o los agentes auxiliares de dispersión C sobre la
superficie.
Un dispositivo especialmente preferente para la
dosificación del componente A contiene como elemento esencial una
hélice transportadora que se encuentra en un cilindro metálico
calentable, que transporta el componente A a la fusión del
componente B.
Frente a la mezcla de componentes a temperatura
ambiente, y subsiguiente extrusión bajo aumento de temperatura, el
procedimiento descrito anteriormente tiene la ventaja de evitar
sensiblemente una descomposición del polioximetileno empleado como
agente aglutinante, a consecuencia de las fuerzas de cizallamiento
elevada que se presentan en esta variante.
Las masas termoplásticas según la invención se
pueden emplear para la obtención de cuerpos moldeados a partir del
polvo A. En este caso se trata especialmente de polvos metálicos o
cerámicos, pudiéndose tratar, en el caso de los cuerpos moldeados
metálicos, también de cuerpos moldeados constituidos por aleaciones
metálicas.
La presente invención se refiere también a un
procedimiento para la obtención de cuerpos moldeados a partir de los
polvos A descritos mediante
- 1)
- conformado de una masa termoplástica, como se describe anteriormente, mediante moldeo por inyección, extrusión o prensado para dar un cuerpo crudo,
- 2)
- eliminación del agente aglutinante mediante tratamiento del cuerpo crudo a una temperatura en el intervalo de 20 a 180ºC durante 0,1 a 24 horas en una atmósfera gaseosa que contiene ácido,
- 3)
- subsiguiente calentamiento durante 0,1 a 12 horas a una temperatura en el intervalo de 250 a 500ºC, y
- 4)
- subsiguiente sinterizado del cuerpo crudo desaglutinado obtenido de este modo.
Para el conformado mediante moldeo por inyección
se pueden emplear las habituales máquinas de inyección helicoidales
y con émbolo. El conformado se efectúa generalmente a temperaturas
de 175 a 200ºC, y presiones de 3.000 a 20.000 kPa, en moldes que
presentan una temperatura de 60 a 120ºC.
La extrusión para dar tubos, varas y perfiles se
efectúa preferentemente a temperaturas de 170 a 200ºC.
Para la eliminación del agente aglutinante se
tratan los cuerpos crudos, obtenidos tras el conformado, con una
atmósfera gaseosa que contiene gas. Se describen procedimientos
correspondientes, a modo de ejemplo, en la
DE-A-39 29 869 y la
DE-A-40 00 278. Según la invención,
este tratamiento se efectúa preferentemente a temperaturas en el
intervalo de 20 a 180ºC durante un intervalo de tiempo
preferentemente de 0,1 a 24 hora, de modo especialmente preferente
de 0,5 a 12 horas.
Los ácidos apropiados para el tratamiento en esta
primera etapa del procedimiento según la invención son, a modo de
ejemplo, ácidos inorgánicos, ya gaseosos a temperatura ambiente,
pero al menos evaporables a la temperatura de tratamiento. Son
ejemplos hidrácidos halogenados y ácido nítrico. Los ácidos
orgánicos apropiados son aquellos que presentan una temperatura de
ebullición menor que 130ºC a presión normal, como ácido fórmico,
ácido acético o ácido trifluoracético, y sus mezclas.
Además, se pueden emplear como ácidos BF_{3} y
sus aductos en éteres orgánicos. El tiempo de tratamiento necesario
depende de la temperatura de tratamiento y de la concentración de
ácido en la atmósfera de tratamiento, así como del tamaño del cuerpo
moldeado.
Si se emplea un gas soporte, este se conduce
previamente a través del ácido, y se carga con el mismo. El gas
soporte cargado de este modo se lleva después a temperatura de
tratamiento, que es convenientemente más elevada que la temperatura
de carga, para evitar una condensación de ácido. Preferentemente se
añade con mezclado el ácido al gas soporte a través de una
instalación de dosificación, y se calienta la mezcla en tal medida
que el ácido ya no se pueda condensar.
El tratamiento de ácido se lleva a cabo
preferentemente hasta que la fracción de polioximetileno del agente
aglutinante esté eliminada al menos en un 80% en peso,
preferentemente al menos un 90% en peso. Esto se puede verificar, a
modo de ejemplo, por medio del descenso de peso. A continuación se
calienta el producto obtenido de este modo preferentemente durante
0,1 a 12, de modo especialmente preferente 0,3 a 6 horas, a una
temperatura preferentemente de 250 a 700ºC, de modo especialmente
preferente 250 a 600ºC, para eliminar completamente el resto
presente de agente aglutinante.
El producto liberado de agente aglutinante de
este modo se puede transformar en el cuerpo moldeado deseado, en
especial cuerpo moldeado metálico o cerámico, mediante sinterizado
de modo habitual.
Además del desaglutinado exento de residuos, la
fluidez elevada y la actitud para carga elevada con los polvos A,
las masas termoplásticas según la invención presentan también la
ventaja de que los cuerpos crudos, o bien cuerpos moldeados
metálicos o cerámicos, obtenidos a partir de las mismas, están
exentos de grietas y poros, también en el caso de grandes grosores
de pared. Además, una ventaja consiste en que la eliminación del
agente aglutinante se pueda efectuar en dos etapas. En primer lugar
se elimina el polioximetileno a temperaturas relativamente reducidas
mediante degradación hidrolítica, permaneciendo la mayor parte del
sistema polímero B2. Los productos (cuerpos crudos) obtenidos según
esto son relativamente estables, y se pueden manejar o transportar
sin problema. La eliminación del resto del sistema polímero B2 se
puede efectuar entonces a temperaturas elevadas.
A continuación se explica la invención más
detalladamente por medio de ejemplos.
En los siguientes ejemplos se emplearon diversos
agentes aglutinantes que contienen polioximetileno. La masa 1B
presentaba la siguiente composición:
- -
- un 56,5% en volumen de una mezcla constituida por 92% en peso de ferrocarbonilo y un 8% en peso de niquelcarbonilo,
- -
- un 37,3% en volumen de polioximetileno,
- -
- un 6,2% en volumen de poliolefina.
La segunda masa 2B presentaba la siguiente
composición:
- -
- un 64,8% en volumen de un polvo aleado previamente de aleación 316L,
- -
- un 32,5% en volumen de fluido de polioximetileno,
- -
- un 2,7% en volumen de poliolefina.
Además se investigó la siguiente masas 3B, que
sirve para la obtención de cerámicas:
- -
- un 81,6% en peso de óxido de zirconio,
- -
- un 14,2% en peso de polioximetileno,
- -
- un 1,7% en peso de dispersante.
En estos materiales básicos según el estado de la
técnica se substituyeron diversas cantidades de sistemas polímeros,
presentes además de polioximetileno, por politetrahidrofurano en los
siguientes ensayos. En las siguientes tablas se indica que fracción
ponderal (en % en peso) de la cantidad de sistema polímero, presente
además de polioximetileno, se substituyó por politetrahidrofurano
(PTHF). Acto seguido se determinó la fluidez. Como medida de la
fluidez se recurrió al denominado índice de fusión (MFI). El índice
de fusión se determinó a 190ºC con una carga de 21,9 kg, o bien 10
kg en el número V9 y 10.
Las diferentes composiciones se indican en la
siguiente tabla.
* : No correspondiente a la invención. |
Los resultados de la tabla 1 muestran que la
fluidez aumenta en un múltiplo si se substituye por PTHF la misma, o
una cantidad similar del sistema polímero presente además de
polioximetileno.
Para posibilitar una comparación de la fluidez
más próxima a la práctica posible, y con ello de la elaborabilidad
de las masas termoplásticas según la invención, se sometió a ensayo
una parte de las masas anteriores con una denominada espiral de
flujo. En este caso se trata de una herramienta con una vía de flujo
en forma de espiral. Esta herramienta de moldeo por inyección se
pulverizó en un máquina de moldeo por inyección comercial (Engel cc
90) bajo condiciones estándar. En este caso se mantuvieron
inalteradas las condiciones de pulverizado, como temperatura de
cilindro y tobera, tiempo de plastificado, velocidad de inyección y
temperatura de herramienta para poder determinar la vía de material
recorrida bajo condiciones idénticas. Por consiguiente, esta vía
recorrida (en cm) es un ensayo próximo a la práctica para la fluidez
del material bajo condiciones de producción. Como resultado se
reúnen en la siguiente tabla 2.
Con las masas termoplásticas según la invención
se pudo conseguir también una clara mejora de la fluidez bajo
condiciones similares a las de producción. Con las masas
termoplásticas que contenían PTHF se pudo verificar un mejor
desmolde de la espiral de flujo.
Debido a los componentes polímeros de la masas 1B
y 2B, que no son atacadas durante el desaglomerado catalítico, en el
calentamiento de las piezas moldeadas por inyección y desaglutinadas
en el horno de sinterizado, de vez en cuando se puede llegar a
suciedades considerables en el horno de sinterizado.
Probablemente son responsables de ello los
componentes de las masas 1B y 2B no aptos para desaglutinado por vía
catalítica. Por ejemplo, tal suciedad se presentaba de vez en cuando
en las válvulas de gas de escape del horno.
Mediante el empleo de PTHF como polímero, además
de POM, se pudieron evitar sensiblemente tales suciedades.
Claims (9)
1. Agente aglutinante B para polvos de material
inorgánico, que contiene una mezcla de
- b1
- un 80 a un 99,5% en peso de un homo- o copolímero de polioximetileno B1,
- y
\;
\;
- b2
- un 0,5 a un 20% en peso de un sistema polímero B2 no miscible con B1, constituido por
- b21
- un 10 a un 90% en peso de politetrahidrofurano B21 con un peso molecular (valor de media ponderal) de 500-2.500, y
- b22
- un 10 a un 90% en peso de al menos un polímero B22 constituido por olefinas con 2 a 8 átomos de carbono, monómeros aromáticos vinílicos, ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos alifáticos con 1 a 8 átomos de carbono, éteres vinílicos de alquilo con 1 a 8 átomos de carbono o (met)acrilatos de alquilo con 1 a 12 átomos de carbono, o mezclas de los mismos.
2. Agente aglutinante según la reivindicación 1,
caracterizado porque la mezcla contiene un 85 a un 98% en
peso de componente B1, y un 2 a un 15% en peso de componente B2.
3. Agente aglutinante según la reivindicación 1 o
2, caracterizado porque el componente B22 es al menos un
polímero de etileno, propileno o (met)acrilato de metilo.
4. Masa termoplástica para la obtención de
cuerpos moldeados inorgánicos, que contiene
- a
- un 40 a un 85% en volumen de al menos un polvo inorgánico sinterizable A,
- b
- un 15 a un 60% en volumen de al menos un agente aglutinante B según una de las reivindicaciones 1 a 4,
- c
- un 0 a un 5% en volumen de al menos un agente auxiliar de dispersión C,
dando por resultado las suma de
cantidades de componentes A, B y C un 100% en
volumen.
5. Masa termoplástica según la reivindicación 4,
caracterizada porque el polvo A es seleccionado a partir de
polvos metálicos, polvos de aleación metálica, polvos de carbonilo
metálico, polvos cerámicos y mezclas de los mismos.
6. Procedimiento para la obtención de masas
termoplásticas según la reivindicación 4 o 5 mediante fusión del
componente B, e introducción con mezclado de los componentes A, y en
caso dado C.
7. Empleo de masas termoplásticas según la
reivindicación 4 o 5 para la obtención de cuerpos moldeados a partir
del polvo A.
8. Empleo según la reivindicación 7 para la
obtención de cuerpos moldeados metálicos o cerámicos.
9. Procedimiento para la obtención de cuerpos
moldeados a partir de polvos A mediante
- 1)
- conformado de una masa termoplástica según la reivindicación 4 o 5 mediante moldeo por inyección, extrusión o prensado para dar un cuerpo crudo,
- 2)
- eliminación del agente aglutinante mediante tratamiento del cuerpo crudo a una temperatura en el intervalo de 20 a 180ºC durante 0,1 a 24 horas en una atmósfera gaseosa que contiene ácido,
- 3)
- subsiguiente calentamiento durante 0,1 a 12 horas a una temperatura en el intervalo de 250 a 500ºC, y
- 4)
- subsiguiente sinterizado del cuerpo crudo desaglutinado obtenido de este modo.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10019447 | 2000-04-19 | ||
DE10019447A DE10019447A1 (de) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Bindemittel für anorganische Materialpulver zur Herstellung metallischer und keramischer Formkörper |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2236223T3 true ES2236223T3 (es) | 2005-07-16 |
Family
ID=7639354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES01931625T Expired - Lifetime ES2236223T3 (es) | 2000-04-19 | 2001-04-19 | Agente aglutinante para polvo de material inorganico para la obtencion de cuerpos moldeados metalicos y ceramicos. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6939488B2 (es) |
EP (1) | EP1276811B1 (es) |
JP (1) | JP5063849B2 (es) |
CN (1) | CN1257225C (es) |
AT (1) | ATE288942T1 (es) |
DE (2) | DE10019447A1 (es) |
ES (1) | ES2236223T3 (es) |
TW (1) | TW564193B (es) |
WO (1) | WO2001081467A1 (es) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2003278115A1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-05-25 | Basf Aktiengesellschaft | Metal powder injection molding material and metal powder injection molding method |
US9279193B2 (en) | 2002-12-27 | 2016-03-08 | Momentive Performance Materials Inc. | Method of making a gallium nitride crystalline composition having a low dislocation density |
US7786503B2 (en) * | 2002-12-27 | 2010-08-31 | Momentive Performance Materials Inc. | Gallium nitride crystals and wafers and method of making |
US20070040181A1 (en) * | 2002-12-27 | 2007-02-22 | General Electric Company | Crystalline composition, wafer, and semi-conductor structure |
US20060169996A1 (en) * | 2002-12-27 | 2006-08-03 | General Electric Company | Crystalline composition, wafer, and semi-conductor structure |
US7859008B2 (en) * | 2002-12-27 | 2010-12-28 | Momentive Performance Materials Inc. | Crystalline composition, wafer, device, and associated method |
US7638815B2 (en) * | 2002-12-27 | 2009-12-29 | Momentive Performance Materials Inc. | Crystalline composition, wafer, and semi-conductor structure |
US8357945B2 (en) * | 2002-12-27 | 2013-01-22 | Momentive Performance Materials Inc. | Gallium nitride crystal and method of making same |
US7098487B2 (en) * | 2002-12-27 | 2006-08-29 | General Electric Company | Gallium nitride crystal and method of making same |
US7691174B2 (en) | 2004-03-08 | 2010-04-06 | Battelle Memorial Institute | Feedstock composition and method of using same for powder metallurgy forming a reactive metals |
DE102005031669A1 (de) * | 2005-07-05 | 2007-01-18 | Basf Ag | Polyoxymethylene mit Eisenpulver |
DE102005045046A1 (de) * | 2005-09-21 | 2007-03-22 | Basf Ag | Wolfram-Schrot |
DE102006031532B3 (de) * | 2006-07-07 | 2008-04-17 | Emil Müller GmbH | Wasserlöslicher Salzkern mit Funktionsbauteil |
EP2043802B1 (de) * | 2006-07-13 | 2012-06-27 | Basf Se | Bindemittel enthaltende thermoplastische massen für die herstellung metallischer formkörper |
JP5259953B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2013-08-07 | 三洋化成工業株式会社 | セラミック材料用潤滑剤 |
US7883662B2 (en) * | 2007-11-15 | 2011-02-08 | Viper Technologies | Metal injection molding methods and feedstocks |
TW201003024A (en) | 2008-04-28 | 2010-01-16 | Basf Se | Open-cell porous shaped bodies for heat exchangers |
WO2010149648A1 (de) | 2009-06-25 | 2010-12-29 | Basf Se | Verfahren zum kontinuierlichen thermischen entbindern einer thermoplastischen formmasse |
NL2003325C2 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-04 | Syroko B V | Method for producing a powder injection moulded part. |
US8124187B2 (en) | 2009-09-08 | 2012-02-28 | Viper Technologies | Methods of forming porous coatings on substrates |
US9162927B2 (en) | 2011-03-16 | 2015-10-20 | Basf Se | Process for producing metallic or ceramic shaped bodies |
US8674018B2 (en) | 2011-09-07 | 2014-03-18 | Basf Se | Binder and process for producing metallic or ceramic moldings in powder injection molding |
HUE036520T2 (hu) * | 2011-09-07 | 2018-07-30 | Basf Se | Kötõanyagok és eljárások fém vagy kerámia formák porfröccsöntéssel történõ elõállításához |
KR102148055B1 (ko) * | 2013-05-28 | 2020-08-26 | 코마도 쏘시에떼 아노님 | 사출 성형 조성물용 바인더 |
TW201643129A (zh) * | 2015-06-04 | 2016-12-16 | 優克材料科技股份有限公司 | 成型線材及陶瓷立體物件的製作方法 |
CN107849743B (zh) * | 2015-07-14 | 2022-08-19 | 巴斯夫欧洲公司 | 基于涂覆芯材料的纤丝 |
DE102016110337B4 (de) | 2016-06-03 | 2022-06-02 | WZR ceramic solutions GmbH | 3D-Druck von verschiedenen anorganischen Materialien |
CN109382507B (zh) | 2017-08-03 | 2020-01-31 | 全亿大科技(佛山)有限公司 | 粉末射出成型喂料的制备方法 |
WO2020245645A1 (en) | 2019-06-05 | 2020-12-10 | Indian Institute of Technology Kharagpur | A green body composition and functional gradient materials prepared thereof |
CN114599466A (zh) * | 2019-12-24 | 2022-06-07 | 可隆塑胶株式会社 | 金属粉末注射成型用粘结剂组合物 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4000278A1 (de) | 1990-01-08 | 1991-07-11 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung eines anorganischen sinterformteils |
DE4007345A1 (de) * | 1990-03-08 | 1991-09-12 | Basf Ag | Thermoplastische massen fuer die herstellung metallischer formkoerper |
DE4021739A1 (de) * | 1990-07-07 | 1992-01-09 | Basf Ag | Thermoplastische massen fuer die herstellung metallischer formkoerper |
DE4338122A1 (de) * | 1993-11-08 | 1995-05-11 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Sinterformteilen und dafür geeignete Zusammensetzungen |
DE4435904A1 (de) * | 1994-10-07 | 1996-04-11 | Basf Ag | Verfahren und Spritzgußmasse für die Herstellung metallischer Formkörper |
US5804437A (en) * | 1997-08-19 | 1998-09-08 | Biomerieux Vitek, Inc. | Locking structure for securing a fluid transfer tube |
-
2000
- 2000-04-19 DE DE10019447A patent/DE10019447A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-04-11 TW TW090108677A patent/TW564193B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-04-19 US US10/257,873 patent/US6939488B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-19 DE DE50105305T patent/DE50105305D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-19 AT AT01931625T patent/ATE288942T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-19 WO PCT/EP2001/004448 patent/WO2001081467A1/de active IP Right Grant
- 2001-04-19 CN CNB018097839A patent/CN1257225C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-19 EP EP01931625A patent/EP1276811B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-19 JP JP2001578547A patent/JP5063849B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-19 ES ES01931625T patent/ES2236223T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20030091456A1 (en) | 2003-05-15 |
JP2003531293A (ja) | 2003-10-21 |
TW564193B (en) | 2003-12-01 |
US6939488B2 (en) | 2005-09-06 |
JP5063849B2 (ja) | 2012-10-31 |
CN1257225C (zh) | 2006-05-24 |
CN1430646A (zh) | 2003-07-16 |
WO2001081467A1 (de) | 2001-11-01 |
EP1276811B1 (de) | 2005-02-09 |
DE10019447A1 (de) | 2001-10-25 |
ATE288942T1 (de) | 2005-02-15 |
DE50105305D1 (de) | 2005-03-17 |
EP1276811A1 (de) | 2003-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2236223T3 (es) | Agente aglutinante para polvo de material inorganico para la obtencion de cuerpos moldeados metalicos y ceramicos. | |
RU2446031C2 (ru) | Содержащие связующее термопластичные массы для изготовления металлических формованных изделий | |
JP3128130B2 (ja) | 無機焼結成形体の製造方法 | |
JP3190371B2 (ja) | 金属成形体を製造するための熱可塑性組成物およびその製造法 | |
JP6573636B2 (ja) | 焼結成形体の製造方法 | |
JP6060151B2 (ja) | 粉末射出成型による部品の製造方法 | |
JPH0421703A (ja) | 成形用組成物および焼結体の製造方法 | |
AU719113B2 (en) | Method for forming parts from inorganic particulate material | |
JPH0653884B2 (ja) | 粉末の射出成形体からバインダーを除去する方法 | |
ES2915398T3 (es) | Procedimiento para mejorar la tenacidad a la flexión de piezas moldeadas | |
JP3911596B2 (ja) | 粉末射出成形用組成物 | |
KR101929081B1 (ko) | 분말 사출 성형에서 금속 또는 세라믹 성형물을 제조하기 위한 결합제 및 방법 | |
JPH0820803A (ja) | 焼結体の製造方法 | |
JPH06206773A (ja) | 焼結成形品の製造方法 | |
JPH02145704A (ja) | 成形用組成物 | |
JPH08120303A (ja) | 粉体成形用バインダーおよび粉体成形用組成物、並びに焼結部材の製造法 | |
JP3804108B2 (ja) | セラミック焼結体の製造方法 | |
JPH0463827B2 (es) | ||
JPS6345164A (ja) | 粉末成形用組成物 | |
JPH04165005A (ja) | 粉末成形体からのバインダー除去方法 | |
JPH02305903A (ja) | 粉末の可塑成形による焼結品の製造方法 | |
JP2001348602A (ja) | 粉末焼結用材料としての組成物とその焼結製品の製造方法 | |
JPH05195013A (ja) | 粉末成形用バインダー組成物 | |
JP2007106633A (ja) | 窒化アルミニウム成形用樹脂組成物、および、該組成物の成形方法、および、該成形方法により成形された成形体 |