ES2270884T3 - Metodo de formacion de un cuerpo verde de polvo. - Google Patents
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Abstract
Un método de formación de un compacto de polvo, que se caracteriza por comprender: -una operación de aplicación para aplicar un lubricante de ácido graso superior disperso en agua, que contiene un agente tensioactivo, a una superficie interior de un troquel calentado; y -una operación de compactación de un relleno de polvo metálico dentro de dicho troquel, con la compactación de dicho polvo metálico a una presión tal que dicho lubricante de ácido graso superior es unido químicamente a dicho polvo metálico para formar un recubrimiento jabonoso metálico.
Description
Método de formación de un cuerpo verde de
polvo.
La presente invención se refiere a un método de
formación de un compacto de polvo. En particular se refiere a un
método de formación de un compacto de polvo con el que se puede
obtener un compacto de polvo de alta densidad, y al mismo tiempo se
puede reducir la presión de eyección de dicho compacto desde un
troquel.
La pulvometalurgia es la técnica de compactación
de polvo para formar un compacto de polvo (citado de aquí en
adelante de modo apropiado y abreviado como "un compacto", y de
sinterizar dicho compacto para formar un cuerpo sinterizado. En esta
pulvometalurgia es necesario obtener un compacto de alta densidad
con objeto de lograr un cuerpo sinterizado con alta precisión
dimensional y alta densidad. Para satisfacer esta necesidad es
necesario aumentar la presión de compactación para formar el
compacto.
Un método para producir un cuerpo sinterizado de
alta densidad comprende una doble compactación y una doble
sinterización, y que la forja del metal del polvo haya sido llevada
a cabo convenientemente. Estos métodos se necesitan también para
obtener un compacto de alta densidad con objeto de lograr un cuerpo
sinterizado también de alta densidad, y por tanto se necesita
aumentar la presión para compactar el polvo.
Sin embargo, en el caso de aplicar una presión
de compactación alta, la presión para la eyección de un compacto
desde un troquel resulta inevitablemente alta. Cuando la presión de
eyección es alta, surgen problemas de agrietamiento y escisión del
compacto, y la excoriación del troquel. Por tanto, la técnica de
mantener la presión de eyección baja ha sido investigada
convencionalmente
Un ejemplo de esta clase de técnica es el uso de
un lubricante
para reducir la fricción entre un compacto y un
troquel a la eyección de aquél. El documento USP 4.955.798 describe
un procedimiento de compactación en caliente en el que el polvo y el
troquel son calentados aproximadamente a 150ºC o menos. Esta patente
describe también la compactación llevada a cabo mediante el uso,
como lubricante a mezclar con el polvo, de un lubricante de
estearato metálico, tal como estearato de zinc y estearato de litio,
o un lubricante de cera, para reducir la presión de eyección de un
compacto desde un troquel. La Publicación de Patente Japonesa sin
examinar (KPKAI), núms. H05-271.709,
H11-140-505,H11-100-602,
y otras, describe métodos para producir polvo de material de origen
que contiene un lubricante de compactación caliente, y métodos de
compactación con el uso de polvo de material de origen que contiene
un lubricante de compactación caliente. Además, la Publicación de
Patente Japonesa sin examinar (KOKAI) núm.
H8-100.203 describe un método de aplicación
electrostáticamente de un lubricante a un troquel.
Ha sido publicado también un estudio titulado
"Influencia de la temperatura en las propiedades del lubricante de
estearato de litio" (Publicación "Powder Metallurgy &
Particulate Materials", Vol. 1, 1997), y en este estudio se
expone que el estearato de litio es utilizado como lubricante, ya
que al ser más alta la temperatura de compactación se eleva la
presión de eyección.
El documento EP 0 698 435 A1 se refiere a un
aparato y un procedimiento de la metalurgia del polvo que utilizan
la lubricación de la pared de un troquel electrostático en la que
estearato de zinc, de litio, y de calcio como sales metálicas de
ácido graso son utilizados como lubricantes secos para ser
pulverizados sobre las paredes del troquel en un procedimiento
pulvimetalúrgico. Además, dicho documento describe que estas sales
metálicas pueden ser expulsadas al aire o a otro dispersante tal
como alcohol isopropílico, n-hexano, butano, o
Freon®.
Se ha apreciado la necesidad de un cuerpo
sinterizado basado en hierro que tenga una densidad más alta, con la
finalidad de reforzar la mejora y la reducción del volumen, y al
mismo tiempo obtener una precisión dimensional más alta y menores
costes de producción. De acuerdo con ello, con objeto de obtener un
cuerpo sinterizado de alta densidad mediante la compactación y
sinterización una sola vez, la presión de compactación del polvo
debe ser alta. Sin embargo, en los métodos convencionales, el
aumento en la presión de compactación va acompañado de una alta
presión de eyección, lo que causa el problema de que la compactación
no puede ser continuada debido a la degradación de las superficies
del compacto y la excoriación del troquel.
De acuerdo con ello, un objeto de la presente
invención es proporcionar un método de formación de un compacto de
polvo que pueda producir un compacto de alta densidad con alta
presión de compactación.
Dicho objeto se logra con el método de formación
de un compacto de polvo de acuerdo con la Reivindicación 1. Otros
desarrollos de la presente invención se exponen en las
reivindicaciones dependientes.
Los presentes inventores han descubierto, como
resultado de sus estudios, que cuando estearato de litio es
aplicado, como lubricante de ácido graso superior, a la superficie
interior de un troquel, y polvo de hierro calentado a 150ºC es
cargado dentro del troquel a la misma temperatura y es compactado,
al contrario de lo previsto, la presión de eyección en el caso de
compactación con una presión de 686 Mpa es menor que en el caso de
compactación con una presión de 588 Mpa. Este descubrimiento rechaza
la teoría establecida de que cuando se forma un compacto de polvo a
alta presión, es necesaria también una alta presión para expulsar
este compacto. Los presentes inventores han estudiado también y han
descubierto que el estearato de hierro se adhiere a la superficie de
un compacto que ha sido producido por aplicación de estearato de
litio a la superficie interior de un troquel y se compacta polvo de
hierro con una presión de compactación de 981 Mpa.
Además, los presentes inventores han confirmado
que cuando es aplicado estearato de calcio o de zinc, y es
compactado polvo de hierro mediante el uso de un troquel, y ambos
son calentados a 105ºC, se observa un fenómeno similar, es decir,
que una presión de compactación por encima de ciertos valores
conduce a una disminución en la presión de eyección del
compacto.
Los presentes inventores han estudiado este
fenómeno y han llegado al siguiente supuesto: cuando un lubricante
de ácido graso superior, tal como estearato de litio, es aplicado a
una superficie interior de un troquel calentado, existe un
recubrimiento lubricante delgado sobre la superficie interior del
troquel. Cuando el troquel con el recubrimiento lubricante se
rellena con polvo metálico calentado, y se compacta con una presión
por encima de cierto valor, los presentes inventores han aceptado
que se origina lo que se denomina "reacción mecanoquímica"
entre el polvo metálico y el lubricante de ácido graso superior, y
debido a esta reacción mecanoquímica, el polvo metálico y el
lubricante de ácido graso superior son unidos químicamente entre sí
para formar un recubrimiento jabonoso, aunque los detalles de este
mecanismo aún no están clarificados. Entonces, se ha considerado que
este recubrimiento jabonoso metálico está unido muy fuertemente al
polvo metálico, y ofrece una actuación lubricante más alta que en el
caso de un lubricante de ácido graso superior adherido físicamente a
la superficie del troquel. y que dicho recubrimiento reduce
notablemente la fuerza de fricción entre el troquel y el
compacto.
Por tanto, los presentes inventores han
inventado un método para formar un compacto de polvo que se
caracteriza por comprender la operación de aplicar un lubricante de
ácido graso superior disperso en agua que contiene un agente
tensioactivo, en una superficie interior de un troquel calentado, y
la operación de compactar el polvo de metal del relleno dentro del
troquel a una presión tal que obligue al lubricante de ácido graso
superior a unirse químicamente al polvo metálico, para formar un
recubrimiento jabonoso metálico.
Cuando es utilizado un troquel que ha sido
calentado y se le ha aplicado un lubricante de ácido graso superior,
tal como estearato de litio. a una superficie interior, y dicho
troquel se rellena con un polvo metálico que se compacta a una
presión que obligue a dicho polvo metálico y al lubricante de ácido
graso superior a unirse químicamente entre sí y formar un
recubrimiento jabonoso metálico, se sabe que dicho recubrimiento se
forma sobre la superficie interior del troquel. Como resultado, la
fuerza de fricción entre un compacto de polvo metálico y el troquel
disminuye, y la presión para expulsar el compacto puede ser menor.
Dado que la compactación se lleva a cabo con el troquel calentado,
se sabe también que este calor promueve la unión química del
lubricante de ácido graso superior y el polvo metálico, y que se
forma fácilmente el recubrimiento jabonoso metálico. Además, dado
que la compactación se lleva a cabo bajo una presión tal que se
forma el recubrimiento jabonoso metálico, puede obtenerse una
compactación de alta densidad, Ha de hacerse notar que el lubricante
de ácido graso superior aquí mencionado incluye lubricantes de ácido
graso superior y lubricantes compuestos de sales metálicas de ácido
graso superior.
De acuerdo con otra realización del método antes
citado de formación de compacto de polvo, el troquel es calentado a
100ºC o más, el polvo metálico es polvo de hierro, y dicha presión
es no inferior a 600 MPa.
Es decir, que cuando es utilizado un troquel que
ha sido calentado a 100ºC o más, y es aplicada una sal metálica de
ácido graso superior tal como estearato de litio a una superficie
interior de él, y polvo de hierro es presionado en su interior a no
menos de 600 MPa, se sabe que el caldeo del troquel a 100ºC o más
promueve la unión química de la sal metálica del ácido graso
superior y del polvo de hierro, y un recubrimiento de una sal de
hierro de ácido graso superior, por ejemplo, una película
monomolecular de estearato de hierro es formada sobre la superficie
del compacto. Como resultado, la fricción entre el compacto de polvo
de hierro y el troquel disminuye, y la presión para expulsar el
compacto puede ser menor. Además, dado que la compactación se lleva
a cabo con una presión no inferior a 500 MPa, puede ser formado un
compacto de alta densidad.
La fig. 1 son vistas esquemáticas que muestran
cómo un ácido graso superior es aplicado a una superficie interior
del troquel con una pistola pulverizadora.
La fig. 2 son vistas esquemáticas que muestran
cómo un lubricante de ácido graso superior es aplicado a una
superficie interior del troquel mediante una pistola
pulverizadora.
La fig. 3 son fotografías que muestran tres
clases de estearato de litio que tienen diferentes diámetros de
partículas son aplicadas y se adhieren a un troquel calentado a
150ºC.
La fig. 4 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en un
Ensayo de Evaluación 1.
\newpage
La fig. 5 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la densidad verde (densidad de
compactación) en el Ensayo de Evaluación 1.
La fig. 6 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en el
Ensayo de Evaluación 2.
La fig. 7 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la densidad verde en el Ensayo de
Evaluación 2.
La fig. 8 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en el
Ensayo de Evaluación 3.
La fig. 9 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la densidad verde en el Ensayo de
Evaluación 3.
La fig. 10 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en el
Ensayo de Evaluación 4.
La fig. 11 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la densidad verde en el Ensayo de
Evaluación 4.
La fig. 12 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en el
Ensayo de Evaluación 5.
La fig. 13 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la densidad verde en el Ensayo de
Evaluación 5.
La fig. 14 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en el
ensayo de Evaluación 6.
La fig. 15 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la densidad verde en el Ensayo de
Evaluación 6.
La fig. 16 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en el
Ensayo de Evaluación 7.
La fig. 17 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en el
Ensayo de Evaluación 8.
La fig. 18 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la densidad verde en el Ensayo de
Evaluación 8.
La fig. 19 es un gráfico que muestra la relación
entre la presión de compactación y la presión de eyección en el
Ensayo de Evaluación 9.
La fig. 20 son tablas que muestran los
resultados de TOF-SIMS.
Seguidamente serán descritas en detalle
modalidades de puesta en práctica del método de formación de un
compacto de polvo de acuerdo con la presente invención (citado de
aquí en delante de modo abreviado y apropiado como ``método de
formación).
El método de formación de la presente invención
comprende la operación de aplicar un lubricante de ácido graso
superior a una superficie interior de un troquel calentado, y la
operación de compactación del relleno de polvo metálico dentro del
troquel, y la compactación de dicho polvo a una presión tal que
obligue al lubricante de ácido graso superior a su unión al polvo
metálico con la formación de un recubrimiento jabonoso metálico. Es
decir, que el método de formación de la presente invención comprende
la operación de aplicación y la operación de compactación.
La operación de aplicación consiste en aplicar
un lubricante de ácido graso superior a una superficie interior de
un troquel calentado.
Como antes se ha dicho, el lubricante de ácido
graso superior aquí utilizado comprende los lubricantes compuestos
de sales metálicas de ácido graso superior. Ejemplos de un
lubricante de ácido graso superior incluyen el estearato de litio,
estearato de zinc, estearato de bario, palmitato de litio, oleato de
litio, palmitato de calcio, y oleato de calcio.
Es preferible que el lubricante de ácido graso
superior sea una sal metálica de ácido graso superior. En este caso
se asume que dicha sal metálica de ácido graso superior se une de
modo metálicamente más fácil al polvo metálico a una cierta
temperatura y bajo cierta presión, formando así un recubrimiento de
una sal metálica de ácido graso superior. Es preferible que dicha
sal metálica sea una sal de litio, una sal de calcio, o una sal de
zinc de ácido graso superior. En este caso, la presión para la
eyección de un compacto que se forma mediante la compactación del
polvo metálico puede ser menor. Es decir, que se asume que estos
materiales se unen químicamente con más facilidad con el polvo
metálico, para formar fácilmente un recubrimiento de una sal
metálica de ácido graso superior. Por ejemplo, estos materiales se
unen químicamente con polvo de hierro para formar un recubrimiento
de estearato de hierro, y como resultado la presión de eyección
puede ser menor.
Es preferible que el lubricante de ácido graso
superior sea sólido. Cuando el lubricante es líquido surge el
problema de que tenga tendencia a fluir hacia abajo, y sea difícil
aplicarlo uniformemente a la superficie interior del troquel. Surge
también el problema de que el polvo metálico resulte grumoso.
Además, de acuerdo con la presente invención, el
lubricante de ácido graso superior está disperso en agua. Cuando el
lubricante disperso en agua es aplicado a un troquel calentado a más
de 100ºC, el agua se evapora instantáneamente, y puede ser formado
un recubrimiento lubricante uniforme, y dado que el lubricante no
está disperso en un disolvente orgánico, sino en agua, se evitan los
problemas medioambientales. Es preferible también que las partículas
del lubricante de ácido graso superior disperso en agua tengan un
diámetro máximo inferior a 30 \mum. Cuando hay partículas de 10
\mum o más, el recubrimiento lubricante no resulta uniforme, y
cuando se dispersa en agua, las partículas del ácido graso superior
se sedimentan fácilmente, y la aplicación uniforme del lubricante
se hace difícil.
El lubricante de ácido graso superior con
partículas de diámetro máximo inferior a 30 \mum dispersas en agua
puede ser preparado como sigue. Además, un agente tensioactivo es
mezclado con el agua para su adición al lubricante de ácido graso
superior.
Como agente tensioacivo es posible emplear un
alquil-fenol tal como éter poli(oxietilen
nonilfenol) (EO) 6, y éter poli(oxietilen nonilfenol) 10, o
un agente tensioactivo aniónico no iónico tal como éster de ácido
bórico Emulbon T-80 y otros agentes conocidos, Si es
necesario, uno o más de estos agentes tensioactivos pueden ser
añadidos en cantidad apropiada.
Por ejemplo, cuando es utilizado estearato de
litio como lubricante de ácido graso superior, es preferible añadir
simultáneamente tres clases de agentes tensioactivos, éter
poli(oxietilen nonilfenol) (EO) 6, eter poli(oxietilen
nonilfenol) (EO) 10, éster de ácido bórico Emulbon
T-80. Esto se debe a que el estearato de litio no se
dispersa en agua que contenga sólo éster de ácido bórico Emulbon
T-80. También se debe a que el estearato de litio
puede ser dispersado en agua que contenga sólo éter de
poli(nonilfenil oxietilénico (EO) 6 o (EO) 10, pero no puede
ser dispersado debidamente cuando la solución es diluida más como se
menciona más adelante. Por tanto, es preferible añadir las tres
clases de agentes tensioactivos en combinación apropiada.
La cantidad total de agentes tensioactivos
añadida es preferiblemente de 1,5 a 15% en volumen, basado en el
100% en volumen del volumen total de la solución acuosa. Al ser
añadidos dichos agentes en una cantidad mayor, el estearato de litio
puede dispersarse también en mayor cantidad. Sin embargo, al
añadirse los agentes tensioactivos en cantidad mayor se aumenta la
viscosidad de la solución acuosa, y se hace difícil disminuir el
tamaño de las partículas de estearato de litio en el procedimiento
de pulverización del lubricante antes mencionado.
Además de lo expuesto puede ser añadida una
pequeña cantidad de agente antiespumante, por ejemplo, un agente
antiespumante basado en silicio. Esto es debido a que si se genera
mucha espuma en el procedimiento de pulverización del lubricante,
resulta difícil formar un recubrimiento uniforme al aplicar dicho
lubricante. En general, la cuantía del agente antiespumante añadido
es de 0,1 a 1% en volumen, basado en el 100% en volumen de la
solución acuosa.
Seguidamente se añade polvo lubricante de ácido
graso superior que se dispersa en la solución acuosa que contiene el
agente tensioactivo. Por ejemplo, cuando polvo de estearato de litio
es dispersado en la solución acuosa. 10 a 30 g de polvo de estearato
de litio pueden ser dispersados en 100 cm^{3} de solución
acuosa. Luego, esta solución acuosa en la que el lubricante de ácido
graso superior está dispersado en sometida a un procedimiento de
pulverización de molino de bolas, mediante el uso de bolas de acero
recubiertas con teflón. Las bolas deben tener un diámetro de 6 a 10
mm, debido a que eficiencia de la pulverización disminuye cuando el
diámetro de las bolas es demasiado pequeño o demasiado grande.
Preferiblemente, el volumen de las bolas es casi igual al de la
solución que ha de ser tratada. En este caso se supone que la
eficiencia de la pulverización es máxima. La capacidad del
recipiente a utilizar para el procedimiento de la pulverización
mediante molino de bolas es preferiblemente de 1,5 a 2 veces el
volumen total de la solución a tratar y de las bolas. De igual modo,
en este caso se supone que la eficiencia de la pulverización es
máxima.
Se prefiere que el tiempo del procedimiento de
pulverización sea aproximadamente de 50 a 100 horas. Por ejemplo,
debido a esto, el polvo de estearato de litio es pulverizado en
partículas inferiores a 30 \mum de diámetro máximo, que resultan
dispersadas y suspendidas en la solución.
El lubricante de ácido graso superior es
aplicado a una superficie interior de un troquel. Cuando dicho
lubricante es aplicado a la citada superficie, una dilución de 10 a
20 veces de la solución acuosa tratada por el procedimiento de
pulverización en molino de bolas es utilizada para la aplicación. En
el caso de la dilución de la solución acuosa, es preferible diluir
dicha solución de modo que contenga del 0,1 al 5% en peso del
lubricante de ácido graso superior basado en el 100% en peso del
peso total de la solución acuosa diluida. Es más preferible diluir
la solución de modo que contenga del 0,5 al 2% en peso del
lubricante. La dilución permite la formación de un recubrimiento
lubricante uniforme y delgado.
La solución acuosa así diluida puede ser
aplicada mediante pulverización por pistola para el recubrimiento.
La cuantía de la solución acuosa así aplicada puede ser ajustada
apropiadamente de acuerdo con el tamaño de un troquel cuando se
utiliza una pistola de pulverización controlada para pulverizar
dicha solución aproximadamente a 1 cm^{3}/segundo.
Cuando el lubricante ha de ser pulverizado
uniformemente sobre la superficie interior del troquel, surge el
problema de que cuando la solución es pulverizada con un juego de
punzón inferior en una posición regular, dicha solución no se
adhiere a una parte de troquel cerca del punzón inferior. Para
evitar esto, como se muestra en la fig. 1, es posible mover de
antemano el punzón inferior 20 hacia abajo desde la posición
regular, pulverizando la solución con una pistola 10 y empujando el
punzón inferior hacia arriba a la posición regular. En cambio y como
se muestra en la fig. 2, es posible también retirar el punzón
inferior 20 del troquel antes de la pulverización, transfiriendo la
pistola 10 a una posición por debajo de los troqueles 10 y
pulverizando el lubricante hacia arriba. Cuando dicho lubricante es
pulverizado así hacia arriba, es preferible disponer un sistema para
recoger el exceso de lubricante, con objeto de evitar que el
lubricante que no se adhiera al troquel 40 se disperse hacia arriba.
Mediante la disposición de este sistema en los troqueles 40, puede
ser formado un recubrimiento 30 constantemente uniforme sobre una
superficie interior del troquel 40, y puede ser evitada así la
retención causada por un recubrimiento de lubricante defectuoso.
Además, puede evitarse así daños en el medio ambiente operativo.
Como procedimiento para aplicar el lubricante de
ácido graso superior a la superficie interior del troquel, es
posible la aplicación mediante el uso de un aparato de pintar
electrostático, tal como una pistola electrostática, además de la
pulverización con una pistola para ello.
El troquel utilizado en esta operación de
aplicación puede ser un troquel ordinario para formar un compacto en
el campo de la pulvimetalurgia. Dado que la compactación se lleva a
cabo con una alta presión, es deseable emplear un troquel que sea de
resistencia excelente. Es preferible también que la superficie
interior del troquel esté sometida a un tratamiento recubriente de
TiN o similar, para disminuir la aspereza superficial. Sólo con
este tratamiento recubriente se reduce la fricción, y la superficie
del compacto se hace lisa.
El troquel utilizado en esta operación de
aplicación es calentado. Mediante dicho caldeo son calentados tanto
el lubricante de ácido graso superior aplicado al troquel como el
polvo metálico cerca de dicho lubricante, de modo que éste y el
polvo metálico se unan químicamente entre sí de modo fácil bajo una
cierta presión, con lo que se forma fácilmente un recubrimiento
jabonoso metálico. Por tanto, la presión de eyección puede ser
menor. Además, dado que el troquel es calentado a 100ºC, el agua en
la que es dispersado el lubricante de ácido graso superior es
evaporada instantáneamente, y un recubrimiento lubricante uniforme
puede ser formado sobre la superficie interior del troquel. El
caldeo del troquel puede ser llevado a cabo mediante métodos
ordinarios. Por ejemplo, el troquel puede ser calentado con un
calentador eléctrico.
Es preferible que el troquel sea calentado a
100°C o más, es este caso se asume que el polvo metálico y el
lubricante de ácido graso superior se una químicamente entre sí de
manera fácil a una cierta presión, con lo que se forma fácilmente un
recubrimiento jabonoso metálico. Es preferible también que la
temperatura del troquel sea inferior al punto de fusión del
lubricante de ácido graso superior. Cuando la temperatura del
troquel está en o por encima del punto de fusión, el lubricante del
ácido graso superior es fundido, y es probable que fluya hacia abajo
sobre la superficie interior del troquel, y como resultado no puede
ser formado un recubrimiento uniforme del lubricante. Surge también
el problema de que el polvo metálico se hace grumoso. Por ejemplo,
cuando es utilizado estearato de litio como lubricante de ácido
graso superior, la temperatura del troquel calentado está
preferiblemente por debajo del punto de fusión de dicho estearato de
litio, de 220ºC.
La operación de compactación consiste en
rellenar con polvo metálico el troquel calentado, y compactar dicho
polvo metálico a una presión tal que obligue al lubricante de ácido
graso superior a unirse químicamente con el polvo metálico, y formar
así un recubrimiento jabonoso metálico.
El polvo metálico es introducido en el troquel,
al que se ha aplicado el lubricante de ácido graso superior en la
operación de aplicación. El polvo metálico aquí utilizado puede no
ser sólo polvo metálico, como polvo de hierro, sino también un polvo
compuesto intermetálico, un polvo compuesto de
metal-no metal, y un polvo mezclado de diferentes
polvos metálicos. Puede ser también polvo mezclado de polvo metálico
y polvo no metálico. Ha de hacerse notar que el polvo metálico aquí
mencionado incluye no sólo lo que es llamado polvo de hierro, sino
también un polvo de una aleación de hierro compuesta principalmente
de hierro. De acuerdo con ello, el polvo metálico aquí utilizado
puede ser, por ejemplo, polvo mezclado de polvo de acero y polvo de
grafito.
Un polvo metálico apropiado se emplea como polvo
metálico, y puede ser formado en nódulos o polvo de grano grueso. Es
decir, que es posible emplear polvo metálico general para la
pulvimetalurgia con diámetro de partículas no superior
aproximadamente a 200 \mum, y con un diámetro medio de dichas
partículas de aproximadamente 100 \mum. Polvo aditivo (Gr,
(grafito), Cu) puede ser un polvo común con un diámetro de
partículas no superior a 40 \mum. Ha de hacerse notar que el polvo
metálico puede ser mezclado con un mezclador de uso general.
Es preferible que el polvo metálico sea
calentado, debido a que así puede ser reducida la presión para la
eyección del compacto. También mediante el caldeo del polvo metálico
se sabe que éste se une químicamente de modo fácil al lubricante de
ácido graso superior, y forma con facilidad un recubrimiento
jabonoso metálico.
Preferiblemente, el polvo metálico contiene
polvo de hierro. Se supone que este polvo se une químicamente con el
lubricante de ácido graso superior y forma un recubrimiento de sal
de hierro de dicho ácido graso superior. Este recubrimiento de sal
de hierro se une tan fuertemente al polvo de hierro que presenta una
actuación lubricante superior a la del lubricante original adherido
físicamente, y reduce de modo notable la fuerza de fricción entre el
troquel y un compacto, y de acuerdo con ello reduce la presión para
la eyección del compacto.
Preferiblemente, al polvo metálico se le añade
polvo de grafito. Esto contribuye a disminuir la presión de
eyección. El propio polvo de grafito tiene un efecto lubricante, de
modo que la adición de dicho polvo de grafito hace disminuir el área
de contacto entre el polvo de hierro y el troquel, y disminuye la
presión de eyección.
Además, es preferible que el polvo metálico aquí
utilizado contenga un lubricante de ácido graso superior. Por
ejemplo, el polvo metálico puede contener estearato de litio,
estearato de calcio, y estearato de zinc. El margen preferido del
lubricante de ácido graso superior añadido no es inferior al 0,1% en
peso, menor al 6% en peso, basado en el 100 en peso del peso total
del polvo metálico. Cuando el lubricante es añadido en cuantía no
inferior al 0,1% en peso, y es menor al 0,6% en peso, el polvo
metálico mejora notablemente en cuanto a fluidez, y puede ser
aumentada la densidad del polvo introducido en el troquel. Por
tanto, esto resulta ventajoso en la formación de un compacto de alta
densidad. No obstante, a medida que el lubricante es añadido en
cuantía mayor, la densidad final de un compacto formado con alta
presión se hace menor.
La presión para la compactación del polvo
metálico en el troquel es tal que obliga al lubricante de ácido
graso superior a unirse químicamente al polvo metálico para formar
un recubrimiento jabonoso metálico. Se supone que mediante la
aplicación de dicha presión, se forma el citado recubrimiento
jabonoso metálico entre el troquel y el compacto formado por
compactación. Este recubrimiento presenta una unión muy fuerte con
el polvo metálico, y ofrece una actuación lubricante superior a la
del recubrimiento lubricante adherido físicamente, y reduce de
manera notable la fuerza de fricción entre el troquel y el compacto.
Además, dado que el compacto está formado mediante
compactación en caliente con una alta presión, la densidad del
compacto puede ser aumentada muy acusadamente, en comparación con la
de un compacto formado por compactación a temperatura ambiental.
Dado que la presión requerida para producir un
recubrimiento jabonoso metálico depende de la clase de lubricante de
ácido graso superior que se aplique al troquel, la compactación debe
ser llevada a cabo mediante el control de dicha compactación de
acuerdo con la clase de lubricante de ácido graso superior
utilizado.
Por ejemplo, cuando es compactado polvo de
hierro mediante el uso de una sal metálica de ácido graso superior,
por ejemplo, cuando es aplicado estearato de litio como dicho
lubricante de ácido graso a una superficie interior del troquel,
éste debe ser calentado a 100ºC o más, y la compactación debe ser
llevada a cabo bajo una presión no inferior a 600 MPa. Es decir,
que cuando la compactación se lleva a cabo bajo una presión no
inferior a 600 MPa, polvo de hierro y una sal metálica del ácido
graso superior son unidos químicamente entre sí, y se forma un
recubrimiento de sal de hierro del ácido graso superior entre un
compacto verde y el troquel, la presión para la eyección del
compacto disminuye. Además, dado que la compactación se lleva a cabo
a una presión no inferior a 600 MPa, puede ser obtenido un compacto
de alta densidad.
En este caso es más preferible la compactación
con una presión no inferior a 785 MPa, y se prefiere también
establecer la temperatura del troquel dentro de un margen aproximado
de 120 a 180ºC. En este margen de temperatura, una sal metálica de
ácido graso superior y polvo de hierro se unen químicamente entre sí
y forman un recubrimiento de dicha sal de hierro de ácido graso
superior, y como resultado, la presión de eyección del compacto se
reduce notablemente.
Además, en este caso es más preferible que la
sal metálica del ácido graso superior sea una sal de litio, una sal
de calcio, o una sal de zinc de dicho ácido, ya que así se reduce la
presión de eyección del compacto.
Un compacto así formado puede ser expulsado
mediante métodos ordinarios. Dado que se forma un recubrimiento
jabonoso metálico entre el troquel y el compacto, éste puede ser
expulsado con una presión de eyección menor que la presión
convencional. Además, debido a la compactación con esta presión,
puede ser obtenido un compacto de alta densidad. La presión de
eyección puede no ser superior al 3% de la presión de
compactación.
Sigue después un tiempo programado del método de
formación de la presente invención.
1. Previamente, un troquel es calentado a una
temperatura predeterminada de 100°C o más.
2. Una dispersión en la que una sal metálica de
ácido graso superior que tenga un punto de fusión superior a la
temperatura del troquel es aplicada finamente a la superficie del
troquel, con lo que se forma un recubrimiento de la sal metálica del
ácido graso superior sobre la superficie del troquel.
\newpage
3. Se rellena el troquel con polvo de hierro, y
se lleva a cabo la compactación con una presión no inferior a 600
MPa. Se obtiene así un compacto con un recubrimiento jabonoso
metálico sobre una superficie en contacto con el troquel.
4. Luego, debido a las características
lubricantes del recubrimiento jabonoso metálico, el compacto es
expulsado del troquel a una presión de eyección no superior al 3% de
la presión de compactación.
Ha de hacerse notar que dicho polvo de hierro
incluye un polvo compuesto principalmente de hierro, como hierro
puro y aleación de acero, y polvo mezclado de hierro puro y aleación
de acero con cobre, grafito, o similar.
Como realizaciones preferidas se prepararon
lubricantes de ácido graso superior y se formaron compactos de polvo
como ejemplos comparativos.
1. Polvo de estearato de litio (LiSt) con un
punto de fusión aproximado de 225ºC se preparó como lubricante de
ácido graso superior, y dicho polvo fue dispersado en agua.
La Tabla 1 muestra la condiciones de la
dispersión del polvo de estearato de litio en el agua. Los números 1
a 4 son dispersiones en agua de polvo de estearato de litio con
diámetro máximo de partículas inferior a 30 \mum, y el núm. 5 es
una dispersión en agua de polvo de estearato de litio con diámetro
de partículas superior a 30 \mum. El diámetro máximo de las
partículas incluye el diámetro máximo de un agregado de las
respectivas partículas.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
2. Para la dispersión del estearato de litio,
unos primeros agentes tensioactivos y un agente aintiespumante se
añadieron al agua para preparar una solución acuosa de dichos
agentes tensioactivos y del agente antiespumante.
Los agentes tensioactivos empleados fueron
poli(oxiotilen nolnilfenil) éter (EO) 6, (EO) 10, y ácido
bórico éster Emulbon T-80.
La cantidad total de estas tres clases de
agentes tensioactivos añadidos a los núms. 1 a 5, basado en el 100%
en volumen de la solución acuosa se muestra en la línea "Cantidad
de agente tensioactivo" de la Tabla 1. La relación entre el
volumen de (EO)6 : (EO) 10 : ácido bórico éster Emulbón
T-80 fue de 1:1:1.
El agente antiespumante utilizado estaba basado
en silicio, y añadido en un 0,3% en volumen basado en el 100% en
volumen de la solución acuosa.
3. Polvo de estearato de litio se añadió y
dispersó en la solución acuosa con el agente tensioactivo añadido.
La cantidad de polvo de estearato de litio dispersado en 100
cm^{3} de la solución acuosa se muestra en la Tabla 1.
Seguidamente, esta solución acuosa en la que fue
dispersado el polvo de estearato de litio, fue sometida a
tratamiento de pulverización en molino de bolas, con el uso de bolas
de acero recubiertas con teflon. Dichas bolas de acero tenían un
diámetro de 10 mm. El volumen de las bolas utilizadas fue casi el
mismo que el de la solución acuosa tratada. La capacidad del
recipiente utilizado para el tratamiento de pulverización en molino
de bolas fue aproximadamente el doble del volumen total de la
solución acuosa y las bolas. El tiempo para el tratamiento de
pulverización se muestra en la Tabla 1. Este tratamiento de
pulverización produjo un polvo de estearato de litio disperso y
suspendido en la solución acuosa.
Luego, esta solución acuosa en la que polvo de
estearato de litio estaba disperso y suspendido fue diluida con
agua. El régimen de dilución se muestra también en la Tabla 1.
4. Esta solución acuosa diluida fue pulverizada
sobre una superficie interior de un troquel calentado a 150ºC
mediante el uso de una pistola pulverizadora, controlada para
pulverizar aproximadamente a 1 cm^{3}/segundo.
5. La fig. 3 muestra unas fotografías del
estearato de litio de los números 1, 4, y 5 adherido al troquel
calentado a 160ºC después de pulverizado. En el núm.1, partículas
finas están adheridas al troquel uniformemente. En el núm. 4 se
observaron una pocas partículas gruesas, pero no se vieron
partículas inferiores a 30 \mum o más de diámetro. En el número 5
se observaron partículas gruesas no inferiores a 30 \mum o más de
diámetro. Ha de apreciarse que en el núm. 5, el recubrimiento de
estearato de litio formado por la pulverización no era uniforme y
además, la aplicación por la propia pistola pulverizadora fue
difícil sin agitar constantemente la solución acuosa en la que polvo
de estearato de litio estaba disperso, debido al sedimento de las
partículas de dicho polvo en la solución acuosa.
Ejemplos 1 a
4
Se formaron compactos de polvo mediante el uso
de los lubricantes núms. 1 a 4 preparados según se ha expuesto
anteriormente (Preparación de lubricantes de ácido graso
superior).
Los lubricantes anteriores de los núms. 1 a 4
fueron pulverizados sobre una superficie interior de un troquel
calentado a 150ºC. El troquel utilizado tenía un diámetro interior
de 17 mm, y estaba formado de carburo de cemento. Su superficie
interior había sido acabada con tratamiento recubriente de TiN, y
tenía una aspereza superficial de 0,4 Z, de acuerdo con una
aspereza media de diez puntos (Normas industriales japonesas
B0601).
Seguidamente, el interior del troquel se rellenó
con polvo metálico calentado a 150ºC, y se aplicó una presión de
compactación de 785 MPa para producir un compacto. El mismo polvo
metálico fue utilizado para todos los ejemplos 1 a 4. Este polvo fue
preparado mediante la adición de polvo de grafito y de polvo de
estearato de litio como lubricante interior para aleación de polvo
de acero KIP103V producida por Kawasaki Steel Corporation de Japón
(citada de aquí en adelante de modo apropiado y abreviado como
"103V"), haciéndola girar para su mezcla durante una hora. La
cantidad de polvo de grafito añadido fue de 0,5% en peso, y la
cantidad de estearato de litio añadido fue de 0,3% en peso, sobre la
base del 100% en peso del peso total del polvo metálico. La
composición de la aleación de polvo de acero producida por Kawasaki
Steel Corp. fue: Fe -1% en peso CR - 0,3% en peso Mo - 0,3% en peso
V.
Ejemplo Comparativo
1
Para comparación con los lubricantes aplicados
al troquel se aplicó a la superficie interior del troquel un
lubricante de tipo pulverizado, fluororresina seca
U-NONS producida por Nippon Valgua Industries, Ltd.
en Japón (citada de aquí en adelante de modo apropiado y abreviado
"U-NONS"). Luego se formó un polvo compacto
bajo las mismas condiciones que las de los ejemplos anteriores. Así
se obtuvo el Ejemplo Comparativo 1.
Ejemplo Comparativo
2
Para comparación con el lubricante interior
añadido al polvo metálico, a éste se le añadió un 0,8% en peso de
polvo de estearato de litio, en lugar del 0,3% en peso de estearato
de litio añadido como lubricante interior.
No se aplicó lubricante a la superficie interior
del troquel. Se formó un compacto de polvo mediante la compactación
del polvo metálico a temperatura ambiental, sin calentar el troquel
o el polvo metálico. El troquel utilizado fue el mismo que el de los
ejemplos anteriores, y la presión de compactación fue también igual
a la de dichos ejemplos. Así se obtuvo el Ejemplo Comparativo 2.
Ejemplo Comparativo
3
De igual modo, para comparación con el
lubricante interior añadido al polvo metálico, se empleo dicho polvo
al que se añadió un 0,8% en peso de estearato de zinc (Zn St), en
lugar del 0,3% en peso de polvo de estearato de litio, añadido como
lubricante interior.
No se aplicó lubricante a la superficie interior
del troquel. Se formó un compacto de polvo por compactación del
polvo metálico a temperatura ambiental, sin calentar el troquel o el
polvo metálico. El troquel utilizado fue igual al de los ejemplos
anteriores, y la presión de compactación fue también igual a la de
dichos ejemplos. Se obtuvo así el Ejemplo Comparativo 3.
\newpage
La Tabla 2 muestra la presión de eyección y la
densidad verde (o de compactación) de los Ejemplos 1 a 4, y los
Ejemplos comparativos 1 a 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se aprecia en la Tabla 2, todos los
Ejemplos 1 a 4 tienen unas presiones de eyección notablemente
inferiores, y densidades verde superiores a las de los Ejemplos
Comparativos 2 y 3, que son compactados a temperatura ambiental. Los
Ejemplos 1 a 4 presentan también unas presiones de eyección
notablemente inferiores a las del Ejemplo Comparativo 1, que fue
compactado después de aplicar el lubricante comercial
(U-NONS) a la superficie interior del troquel.
Además, los Ejemplos 1 a 4 tenían unas
superficies de compactación excelentes. Por el contrario, el Ejemplo
comparativo 1 tenía una superficie de compactación de color oscuro.
El Ejemplo Comparativo 3 tenía escoriaciones sobre una parte del
compacto, y una superficie del compacto pobre.
Los siguientes ensayos de evaluación se llevaron
a cabo para examinar la relación entre la presión de compactación y
la presión de eyección, así como la relación entre la presión de
compactación y la densidad verde (de compactación).
Ensayo de Evaluación
1
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
evaluar la relación entre la presión de compactación y la presión de
eyección, y la relación entre la presión de compactación y la
densidad verde. Polvo metálico fue compactado a presiones de 393
MPa, 490 MPa, 588 MPa, 686 MPa, 785 MPa, 883 MPa, y 981 MPa, y la
presión de eyección y la densidad verde fueron medidas con respecto
a cada presión de compactación.
Se utilizó un troquel igual a los empleados
anteriormente (Formación de los Compactos de Polvo) [Realizaciones
Preferidas]. Es decir, que el troquel utilizado tenía un diámetro
interior de 17 mm, y fue formado de carburo cimentado. Su superficie
interior había sido acabada con un tratamiento recubriente de TiN,
y tenía una aspereza superficial de 0,4% de acuerdo con la aspereza
media de diez puntos (JTS B0601).
Como lubricante aplicado a la superficie
interior del troquel se empleó estearato de litio (LiSt) del núm. 2
producido como antes (Preparación de Lubricantes de Ácido Graso
Superior) de las Realizaciones Preferidas. Ha de apreciarse también
que el estearato de litio aplicado a la superficie interior del
troquel en los siguientes ensayos de evaluación fue estearato de
litio del núm. 2. La aplicación del lubricante a la superficie
interior del troquel se llevó a cabo por pulverización del
lubricante al troquel calentado a una temperatura de compactación.
La misma aplicación se llevó a cabo también en los siguientes
ensayos de evaluación.
El interior del troquel calentado a 150ºC se
rellenó con polvo metálico calentado a 150ºC. En la siguiente
descripción, la temperatura del troquel y la temperatura del polvo
metálico de relleno son denominadas "temperatura de
compactación".
El polvo metálico utilizado fue el mismo que se
empleó anteriormente (Formación de Polvos compactos) de las
Realizaciones Preferidas. Es decir, que fue polvo metálico preparado
con la adición de polvo de grafito y polvo de estearato de litio
como lubricante interior a la aleación de polvo de acero KIP103V
producido por Kawasaki Steel Corporation, haciéndoles girar para la
mezcla durante una hora. La cantidad de polvo de grafito añadido fue
de 0,5% en peso, y la cantidad de polvo de estearato de litio
añadido fue de 0,3% en peso basado en el 100% en peso del peso total
del polvo metálico.
Para la comparación se empleo como lubricante
U-NONS como en el Ejemplo Comparativo 1 anterior
(Formación de Compactos de Polvo), aplicado a la superficie interior
del troquel. El polvo metálico utilizado fue también el mismo que el
usado en los ejemplos de la Formación de Compactos de Polvo.
Además, como comparación se empleó como polvo
metálico polvo de compactación calentado "Densmix", producido
por Hoganas Corporation, y preparado mediante la adición de un 0,8%
en peso de grafito (C) y un 0,6% en peso de un lubricante Astaloy
85M basado en el 100% en peso del peso total del polvo metálico.
Dado que este polvo metálico contiene un lubricante, no se aplicó
lubricante a la superficie interior del troquel.
La fig. 4 muestra la relación entre la presión
de compactación y la de eyección de los tres casos: en el caso de
lubricación del troquel con LiSt, se aplicó estearato de litio a la
superficie interior del troquel, y se empleó el polvo metálico
anterior, que fue preparado mediante la adición de polvo de grafito
y de polvo de estearato de litio a la aleación de polvo de acero
KIP103V. En el caso de la lubricación del troquel con
U-NONS, este producto fue aplicado a la superficie
interior del troquel, y se empleó el mismo polvo metálico que fue
preparado mediante la adición de polvo de grafito y polvo de
estearato de litio a la aleación de acero KIP103V. En el caso del
polvo Densmix no se aplico lubricante a la superficie interior del
troquel, y el Densmix fue empleado como polvo metálico. Cuando se
aplicó estearato de litio a la superficie interior del troquel, se
muestran las presiones para expulsar los compactos formados con las
presiones anteriores. Al mismo tiempo, cuando fue aplicado
U-NONS, se muestran las presiones para la eyección
de los compactos formados con presiones de 392 MPa, 588 MPa, 785
MPa, y 981 MPa. Cuando fue empleado Densmix como polvo metálico, se
muestran las presiones para la eyección de los compactos formados
con presiones de 392 MPa, 588 MPa, 686 MPa, 785MPa, y 981 MPa.
Cuando fue empleado Densmix como polvo metálico,
la presión de eyección aumentó de acuerdo con el aumento en la
presión de compactación. Cuando se aplicó U-NONS a
la superficie interior del troquel, la presión de eyección aumentó
de acuerdo con el aumento en la presión de compactación, aunque el
grado de aumento en dicha presión de eyección fue menor que en el
caso del Densmix.
Por el contrario, cuando se aplicó estearato de
litio a la superficie interior del troquel, la presión de eyección
aumentó hasta que la presión de compactación alcanzó los 588 MPa,
pero cuando dicha presión de compactación alcanzó 586 MPa o más, la
presión de eyección disminuyó. Esta presión de eyección fue
notablemente menor que la del caso en que se aplicó
U-NONS, y en el caso en el que se empleó Densmix
como polvo metálico. Esto constituye la principal característica del
método de compacto de polvo de la presente invención.
Aunque no se muestra como dato, cuando se aplicó
estearato de litio a la superficie interior del troquel, la
condición superficial del compacto fue excelente. Por el contrario,
cuando se aplicó Densmix como polvo metálico se observó escoriación
sobre la superficie del compacto, y no se pudo obtener un compacto
de superficie satisfactoria.
La fig. 5 muestra la relación entre la presión
de compactación y la densidad verde (de compactación) de los tres
casos. En el caso de lubricación del troquel con LiSt, se aplicó
estearato de litio a la superficie interior del troquel, y se empleó
el polvo metálico anterior, que fue preparado con adición de polvo
de grafito al polvo de aleación de acero KIP103V. En el caso de
lubricaión de troquel con U-NONS, se aplicó este
producto a la superficie interior del troquel, y se empleó el mismo
polvo metálico, que fue preparado mediante la adición de polvo de
grafito y polvo de estearato de litio a la aleación de acero
KIP103V. En el caso de polvo Densmix no se aplicó lubricante a la
superficie del troquel, y como polvo metálico se empleó Densmix. Se
muestra la densidad de los compactos formados con las presiones
anteriores cuando se aplicó estearato de litio. Al mismo tiempo, se
muestra la densidad de los compactos formados con las presiones de
392 MPa, 588 MPa, y 785 MPa, cuando se aplicó
U-NONS. Se muestra también la densidad de los
compactos formados con las presiones de 392 MPa, 490 MPa, 988 MPa,
686 MPa, 785 MPa, y 981 MPa, cuando se aplicó Densmix.
A medida que se elevaba la presión de
compactación se hacía mayor la densidad verde o de compactación. Las
densidades verdes en los casos de aplicación de estearato de litio o
U-NONS a la superficie interior del troquel fueron
casi iguales, y alcanzaron un valor no inferior a 7,4 cm^{3}.
Sin embargo, cuando se empleó Densmix como polvo metálico, la
densidad verde fue inferior a 7,3 cm^{3}.
Ensayo de Evaluación
2
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
examinar la relación entre la presión de compactación y la presión
de eyección, así como la relación entre la presión de compactación y
la densidad verde en condiciones en las que la temperatura del
compacto se estableció en 105ºC ,125ºC, y 150ºC, y se aplicó
estearato de litio como lubricante a la superficie interior del
troquel.
Polvo de hierro puro ASC100-29
producido la Hogans Corporation fue empleado como polvo metálido. No
se empleó lubricante interior. Ha de decirse que este ensayo de
evaluación fue llevado a cabo con el empleo sólo de polvo de hierro
puro como polvo metálico.
El polvo metálico fue compactado bajo unas
presiones de compactación de 393 MPa, 490 MPa, 588 MPa, 686 MPa, 785
MPa, y 981 MPa, y la presión de eyección y la densidad de
compactación fueron medidas con respecto a la presión de
compactación. Ha de decirse que se formó otro compacto a 150ºC con
una presión de compactación de 1176 MPa, y se midieron la presión de
eyección y la densidad verde del compacto.
La fig. 6 muestra la relación entre la presión
de compactación y la de eyección a las respectivas temperaturas. En
cada una de dichas temperaturas de 105ºC, 125ºC, y 150ºC, la
presión de eyección fue la máxima cuando la compactación se llevó a
cabo con 586 MPa. Cuando la presión de compactación fue de 686 MPa o
más, la presión de eyección disminuyó al contrario.
La fig. 7 muestra la relación entre la presión
de compactación y la densidad verde a las respectivas temperaturas.
A cada una de las temperaturas de 105ºC; 125ºC, y 150ºC, al elevarse
la presión de compactación se elevó también la densidad verde.
De las figs. 6 y 7 se deduce que cuando los
compactos son formados con una presión de 686 MPa o más, y se
utiliza estearato de litio como lubricante aplicado a un troquel, la
presión de eyección disminuye, y al mismo tiempo puede ser obtenido
un compacto de alta densidad.
Ensayo de Evaluación
3
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
examinar la relación entre la presión de compactación y la de
eyección. así como la relación entre la presión de compactación y la
densidad verde cuando la temperatura de compactación se estableció
en 105ºC, y estearato de calcio o estearato de zinc se aplicaron
como lubricante a la superficie interior del troquel.
El estearato de calcio y el estearato de zinc
utilizados fueron preparados con el mismo método que el del núm. 2
(Preparación de Lubricantes de ácido graso superior) de las
Realizaciones Preferidas. Ha de apreciarse que el estearato de
calcio y el estearato de zinc aplicados a la superficie interior del
troquel en los siguientes ensayos de evaluación, fueron preparados
del mismo modo.
El polvo metálico utilizado fue polvo de hierro
puro ASC100-29, producido por Hoganas Corporation.
No se empleó lubricante interior. Es decir, que estos ensayos de
evaluación se llevaron a cabo con el empleo sólo de polvo de hierro
puso como polvo metálico.
Se midieron la presión de eyección y la densidad
verde de los compactos formados con las presiones de compactación de
393 MPa, 490 MPa, 588 MP, 686 MPa, 785 MPa, y 981 MPa.
La fig. 8 muestra la relación entre la presión
de compactación y la presión de eyección cuando se emplearon
estearato de litio (LiSt), estearato de calcio (CaSt), o estearato
de zinc (ZnSt). En el caso del estearato de litio y de estearato de
zinc, la presión de eyección fue la máxima cuando la presión de
compactación fue de 588 MPa. Cuando la presión de compactación fue
de 686 MPa o más, la presión de eyección disminuyó. En el caso de
estearato de calcio, la presión de eyección fue la máxima cuando la
presión de compactación fue de 490 MPa. Cuando la presión de
compactación fue de 589 MPa o más, la presión de eyección
disminuyó.
La fig. 9 muestra la relación entre la presión
de compactación y la densidad verde, cuando se empleó estearato de
litio (LiSt), estearato de calcio (CaSt), o estearato de zinc
(ZnSt). Las relaciones fueron casi iguales, a pesar de la clase de
lubricantes usados: al aumentar la presión de compactación, la
densidad verde se hizo mayor.
Ensayo de Evaluación
4
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
examinar la relación entre la presión de compactación y la densidad
verde, en el caso en que la temperatura de compactación fue
establecida en 125ºC, y estearato de litio y estearato de calcio
fueron aplicados respectivamente como lubricante a la superficie
interior del troquel.
El estearato de litio y el estearato de calcio
empleados fueron iguales a los del Ensayo de Evaluación 3. El polvo
metálico empleado fue el mismo que el del Ensayo de Evaluación 3, es
decir, polvo de hierro puro ASC100-29 producido por
Hogans Corporation. No se empleó lubricante interior. Es decir, que
esta evaluación se llevó a cabo sólo con el empleo de polvo de
hierro puro como polvo metálico.
La compactación se llevó a cabo con una presión
de compactación de 393 MPa, 490 MPa, 588 MPa, 686 MPa, 785 MPa, y
981 MPa, y la presión de eyección y la densidad verde fueron medidas
con respecto a cada presión de compactación.
La fig. 10 muestra la relación entre la presión
de compactación y la presión de eyección en el caso en que se
emplearon estearato de litio (LiSt) y estearato de calcio (CaSt). En
el caso del estearato de litio, la presión de eyección fue la máxima
cuando la presión de compactación fue de 588 MPa. Cuando la presión
de compactación fue de 686 MPa o más, la presión de eyección
disminuyó. En el caso del estearato de calcio. la presión de
eyección fue máxima cuando la presión de compactación fue de 490
Mpa. Cuando la presión de compactación fue de 588 MPa o más, la
presión de eyección disminuyó.
La fig. 11 muestra la relación entre la presión
de compactación y la densidad verde en el caso de empleo del
estearato de litio o del estearato de calcio. En cualquier caso, la
relación fue casi la misma. A medida que la presión de compactación
fue más alta, la densidad verde fue mayor.
Como se deduce de los Ensayos de Evaluación 3 y
4, cuando se emplearon estearato de litio, estearato de calcio, o
estearato de zinc como lubricante aplicado a la superficie interior
del troquel, la compactación a una cierta temperatura de ella y con
una cierta presión o más, permite que la presión de eyección
disminuya, y puede ser obtenido un compacto con una densidad verde
alta.
Ensayo de Evaluación
5
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
examinar la relación entre la presión de compactación y la presión
de eyección, y la relación entre la presión de compactación y la
densidad verde en el caso en que la temperatura de compactación fue
establecida en 150ºC, y se aplicó estearato de litio como lubricante
a la superficie interior del troquel, y se añadió grafito al polvo
de hierro.
El polvo metálico utilizado en esta evaluación
estuvo todo basado en polvo de hierro ASC100-29
producido por Hogans Corporation, y de tres clases: polvo metálico
compuesto sólo de este polvo de hierro, polvo metálico preparado
mediante la adición del 0,5% en peso de grafito (C) a este polvo de
hierro, y polvo metálico preparado mediante la adición del 1% en
peso de grafito (C) a este polvo de hierro, basado en el 100% en
peso del peso total del polvo metálico. La compactación fue llevada
a cabo bajo unas presiones de compactación de 588 MPa, 785 MPa, y
981 MPa, y la presión de eyección y la densidad del compacto se
midieron con respecto a cada presión de compactación.
La fig. 12 muestra la relación entre la presión
de compactación y la presión de eyección en el caso en el que el
polvo metálico utilizado fue polvo de hierro solo (Fe), polvo de
hierro con adición del 0,5% en peso de grafito (Fe - 0,5% C), y
polvo de hierro con adición del 1% en peso de grafito (Fe - 1% C).
En cada caso, la presión de eyección disminuyó a pesar de un aumento
en la presión de compactación. La presión de eyección en el caso del
polvo de hierro solo fue más alta que en el caso de polvo de hierro
con grafito añadido. Cuando se añadió grafito al polvo de hierro, la
presión de eyección en el caso de la adición del 0,5% en peso fue
más alta que en el caso de la adición del 1% en
peso.
peso.
La fig. 13 muestra la relación entre la presión
de compactación y la densidad verde en el caso en que el polvo
metálico fue sólo polvo de hierro (Fe), polvo de hierro con adición
del 0,5% en peso de grafito (Fe-0,5% C), y polvo de
hierro con adición del 1% en peso de grafito (Fe-1%
C). En cada caso, al aumentar la presión de contacto, la densidad
verde fue mayor. En el caso del polvo de hierro solo, la densidad
verde fue más alta que en el caso del polvo de hierro con adición
de grafito. Cuando se añadió grafito, la densidad verde en el caso
del 0,5% en peso fue más alta que en el caso de la adición del 1% en
peso.
El ensayo anterior mostró que a media se añadía
grafito al polvo de hierro en cantidad mayor, la presión de eyección
disminuía más, pero la densidad verde se hacía menor. Debido a que
la adición de grafito disminuye la verdadera densidad aparente, las
respectivas relaciones de densidad son casi iguales.
Ensayo de Evaluación
6
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
examinar la relación entre la presión de compactación y la presión
de eyección, y la presión de compactación y la densidad verde, en
el caso en el que la temperatura de compactación se estableció en el
valor ambiental y no se aplicó lubricante a la superficie interior
del troquel, y se añadió un lubricante interior al polvo
metálico.
El polvo metálico empleado se preparó mediante
el uso de aleación de polvo de acero KIP103V producido por Kawasaki
Steel Corporation como polvo de hierro y la adición de un 0,5% en
peso de grafito (C) y de un 0,8% en peso de lubricante interior a
este polvo de hierro (103V - 0,5% C + 0,8% Lub.) basado en el 100%
en peso del peso total de polvo de hierro. El lubricante interior
utilizado fue estearato de litio, estearato de zinc, o estearato de
calcio.
En el caso del empleo de los tres lubricantes
interiores, la compactación se llevó a cabo con unas presiones de
compactación de 393 MPa, 490 MPa, 588 MPa, 686 MPa, 785 MPa, y 981
MPa, y la presión de eyección y la densidad verde fueron medidas con
respecto a cada presión de compactación.
La fig. 14 muestra la relación entre la presión
de compactación y la presión de eyección en el caso en que estearato
de litio (LiSt), estearato de zinc (ZnSt), o estearato de calcio
(CaSt) se emplearon como lubricante interior. En el caso del
estearato de zinc, a medida que se elevaba la presión de
compactación, la presión de eyección era más alta. En el caso del
estearato de litio, la presión de eyección fue máxima cuando la
presión de compactación fue de 686 MPa, y la presión de eyección
disminuyó cuando la presión de compactación fue de 785 MPa, pero la
presión de eyección aumentó de nuevo cuando la presión de
compactación llegó a los 981 MPa. No se observó la notable
disminución en la presión de eyección, como en los Ensayos de
Evaluación 2, 3, y 4 en los que fue aplicado un lubricante a una
superficie interior del troquel calentado. En el caso del estearato
de calcio, la presión de eyección disminuyó ligeramente cuando la
presión de compactación fue de 785 MPa, pero dicha presión de
eyección aumentó de nuevo cuando la presión de compactación fue de
981 MPa. No se observaron las notables disminuciones en la presión
de eyección como en los Ensayos de Evaluación 2, 3, y 4, en los que
se aplicó un lubricante a una superficie interior del troquel
calentado.
La fig. 15 muestra la relación entre la presión
de compactación y la densidad verde en el caso en que estearato de
litio, (LiSt), estearato de zinc (ZnSt), o estearato de calcio
(CaSt) fueron empleados como lubricante interior. En cada caso, al
ser la presión de compactación más alta, la densidad verde fue más
alta. Sin embargo, dicha densidad verde fue inferior a la de los
Ensayos de Evaluación 2, 3, y 4. Se obtiene la consecuencia de que
resulta efectivo aumentar la densidad verde para disminuir la
cuantía del lubricante interior añadido, y proporcionar calor.
Ensayo de Evaluación
7
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
examinar la relación entre la presión de compactación y la presión
de eyección en el caso en que la temperatura de compactación fue
establecida en 150ºC y no se aplicó lubricante en una mano, y
estearato de litio fue aplicado en otra mano a la superficie
interior del troquel.
Cuando no se aplicó lubricante a la superficie
interior del troquel se empleó polvo de compactación caliente
Densmix, producido por Hogans Corporation, y preparado mediante la
adición de 0,8% en peso de grafito y 0,6% en peso de lubricante
Astaloy 85Mo basado en el 100% en peso del peso total del polvo
metálico. Cuando se aplicó estearato de litio al troquel se empleó
polvo de compactación caliente Densmix, producido por Hogan
Corporation y preparado mediante la adición de 0,8% en peso de
grafito y 0,2% en peso de lubricante Astaloy 85Mo, basado en el 100%
en peso del peso total de polvo metálico. La compactación se llevó a
cabo con presiones de compactación de490 MPa, 588MPa, 685 MPa, 785
MPa, y 981 MPa, y la presión de eyección fue medida con respecto a
cada presión de compactación.
La fig. 16 muestra la relación entre la presión
de compactación y la presión de eyección en el caso en que estearato
de litio fue aplicado como lubricante a la superficie interior del
troquel (Densmix (0,2% Lub.) + LiSt de lubricación del troquel) y en
el caso en que no se aplicó lubricante a la superficie interior del
troquel (Densmix (0,6% Lub.)).
Cuando se aplicó estearato de litio a la
superficie interior del troquel, la presión de eyección disminuyó
notablemente cuando la presión de compactación fue de 785 MPa, y
dicha presión de eyección fue casi igual cuando la presión de
compactación fue de 981 MPa. Dicha presión de eyección en caso de no
aplicar lubricante a la superficie interior del troquel fue superior
a la del caso anterior de aplicación de lubricante. Además, al ser
mayor la presión de compactación, la presión de eyección fue más
alta, y cuando la presión de compactación alcanzó los 981 MPa, la
presión de eyección disminuyó sólo ligeramente.
Ensayo de Evaluación
8
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
examinar la relación entre la presión de compactación y la presión
de eyección, y la relación entre la presión de compactación y la
densidad verde, cuando la temperatura de compactación fue
establecida en 150ºC, y se aplicó estearato de litio a la superficie
interior del troquel, y el polvo metálico empleado fue de varias
aleaciones bajas de acero, que resultaron muy prácticas como
materiales de sinterización de alta resistencia.
Se prepararon cuatro tipos de polvos metálicos.
Cada uno de ellos fue preparado mediante la adición de polvo de
grafito y polvo de estearato de litio como lubricante interior a los
polvos de la aleación metálica. Los polvos de acero de baja aleación
fueron polvos atomizados KIP103V, 5 MoS y 30CRV, todos producidos
por Kawasaki Steel Corporation. La composición del KIP103V fue de Fe
- 1% en peso Cr - 0,3% en peso Mo - 0,3% en peso V. La composición
de 5 MoS fue de Fe - 0,6% en peso Mo - 0,2% en peso Mn. La
composición de 30 CRV fue de Fe - 3% en peso Cr - 0,3% en peso Mo -
0,3% en peso V.
A este KIP103V se le añadió 0,3% en peso de
polvo de grafito, y 0,3% en peso de polvo de estearato de litio,
basado en el 100% en peso del peso total del polvo metálico, con lo
que se preparó el polvo metálico (103 V - 0,3% C + 0,3% LiSt).
De igual modo, a este KIP103V se le añadió 0,5%
en peso de polvo de grafito y 0,3% en peso de polvo de estearato
de litio. basado en el 100% del peso total del polvo metálico, con
lo que se preparó el polvo metálico (103V - 0,5% C + 0,3% LiSt).
Al 5MoS se le añadió 0,2% en peso de polvo de
grafito, y 0,3% en peso de polvo de estearato de litio, en base al
100% del peso total del polvo metálico, con lo que se preparó el
polvo metálico (5MoS - 0,2% en peso C + 0,3% en peso LiSt).
Al 30CRV se le añadió 1% en peso de polvo de
grafito y 0,3% en peso de polvo de estearato de litio, en base al
100% del peso total del polvo metálico, con lo que se preparó el
polvo metálico (30CRV - 1% C + 0,3% LiSt.)
\newpage
Estas cuatro clases de polvos metálicos fueron
compactadas a unas presiones de compactación de 588 MPa, 686 MPa,
785 MPa, y 981 MPa, y se midieron la presión de eyección y la
densidad verde con respecto a cada presión de compactación.
La fig. 17 muestra la relación entre la presión
de compactación y la presión de eyección en el caso de usar estos
cuatro tipos de polvos metálicos. La fig. 18 muestra la relación
entre la presión de compactación y la densidad verde en el caso de
uso de estos cuatro tipos de polvos metálicos.
Como se deduce de estas figuras, los polvos
metálicos de las respectivas composiciones muestran casi la misma
tendencia. Es decir, que la presión de eyección fue máxima cuando
cada polvo metálico fue compactado bajo una presión de compactación
de 588 MPa, y a medida que era mayor la presión de compactación, la
presión de eyección disminuía. En cuanto a la densidad de los
compactos obtenidos, al elevarse la presión de compactación se hacía
mayor la densidad verde.
Estos resultados demuestran que mediante la
puesta en práctica del método de formación de un compacto de polvo
de acuerdo con la presente invención, puede ser formado un polvo de
acero de aleación baja en un compacto de alta densidad, con presión
de eyección baja.
Ensayo de Evaluación
9
Se llevó a cabo un ensayo de evaluación para
examinar la relación entre la presión de compactación y la presión
de eyección, en el caso en que la temperatura de compactación fue
establecida en 150ºC y estearato de litio fue aplicado como
lubricante a la superficie interior del troquel, y dos tipos de
polvo metálico fueron compactados respectivamente. Además, se
efectuó un examen sobre si se formó o no un recubrimiento de
estearato de hierro sobre la superficie de un compacto.
El polvo metálico utilizado fue KIP103V
producido por Kawasaki Steel Corporation, y
ASV100-29 producido por Hoganas Corporation. Como
antes se ha dicho, el KIP103V fue una aleación de acero preparada
mediante la adición de 1% en peso de polvo de Cr, 0,3% en peso de
polvo de Mo, y 0,3% en peso de polvo de V, a polvo de hierro basado
en el 100% en peso del polvo total (Fe - 1% en peso Cr - 0,3% en
peso Mo - 0,3% en peso V). Por otra parte, el
ASC100-29 fue hierro puro (Fe).
En el caso del empleo del KIP103V, la presión de
compactación fue de 588 MPa, 686 MPa, 785 MPa, 883 MPa, y 981 MPa, y
la presión de eyección fue medida con respecto a cada presión de
compactación. En el caso del empleo de ASC100-29, la
presión de compactación fue de 393 MPa, 490 MPa, 588 MPa, 686 MPa,
785 MPa, 883 MPa, y 981 MPa, y la presión de eyección fue medida
con respecto a cada presión de compactación.
La fig. 9 muestra la relación entre la presión
de compactación y la presión de eyección, en el caso del uso de
estos dos tipos de polvos metálicos. Como se deduce de esta figura,
la presión de eyección en el caso del uso de KIP103V fue más alta
que en el caso del empleo del ASC100-29. Es decir,
que se entiende que dicha presión de eyección en el caso del empleo
de hierro puro ASC100-29 fue menor que en el caso
del empleo del KIP103V de hierro con adición de Cr, Mo, y V. De este
hecho se deduce que a medida que el contenido de hierro en el polvo
metálico es mayor, la cantidad de hierro que está en contacto con la
superficie interior del troquel es mayor, y se forma más fácilmente
estearato de hierro.
Por tanto, se llevó a cabo un examen sobre si se
formó o no un recubrimiento de estearato de hierro sobre la
superficie de los compactos cuando el KIP103V y el
ASC100-29 fueron compactados con presión de 588 MPa
o 981 MPa. La detección de estearato de hierro se llevó a cabo
mediante un análisis TOF-SIMS, justamente como en el
apartado Análisis del Fenómeno de Disminución de la Presión de
Eyección, que se expone más adelante.
En el caso de compactación de KIP103V, no se
detectó recubrimiento de estearato de hierro sobre la superficie del
compacto cuando la presión de compactación fue de 588 MPa, pero sí
se detecto un recubrimiento de estearato de hierro cuando la presión
de compactación fue de 981 MPa. Es decir, que se confirmó que un
estearato de hierro se formó cuando la presión de compactación fue
de 981 MPa. Por otra parte, en el caso de compactación de
ASC100-29 fue detectado un recubrimiento de
estearato de hierro sobre la superficie del compacto en ambos casos
en los que la presión de compactación fue de 588 MPa y de 981 MPa.
ES decir, que resulta claro que un estearato de hierro se formó
sobre la superficie del compacto. Considerando que bajo una presión
de compactación de 588 MPa se formó estearato de hierro en el caso
de hierro puro ASC100-29, pero que no se formó en el
caso de la aleación de hierro KIP103V, y que la presión de eyección
en el caso del ASC100-29 fue menor que en el caso
del KIP103V, se deduce que la existencia de un recubrimiento de
estearato de hierro redujo la presión de eyección.
Cuando el KIP103V y el ASC100-29
fueron compactados respectivamente bajo las mismas condiciones,
excepto que el estearato de zinc se aplicó a la superficie del
troquel en lugar de estearato de litio, en ambos casos se detectó
estearato de hierro cuando la presión de compactación fue de 981
MPa. Igualmente, en el caso de la aplicación de estearato de calcio,
estearato de hierro fue detectado cuando la presión de compactación
fue de 981 MPa, en ambos casos de uso de KIP103V y
ASC100-29. De este hecho se deduce que la aplicación
de estearato de calcio, estearato de zinc, o similares, a la
superficie interior del troquel, tiene también el efecto de
disminuir la presión de eyección.
Se llevó a cabo el siguiente ensayo analítico
para analizar el fenómeno de que en el caso en que ser aplicado
estearato de litio como lubricante a una superficie interior del
troquel y ser comprimido polvo metálico, la presión para la eyección
de un compacto disminuye al contrario, cuando la presión de
compactación es alta.
El troquel empleado fue igual a los utilizados
en los casos del apartado Formación de un Compacto de polvo, de la
Realizaciones Preferidas anteriores, y se calentó a 150ºC. Luego,
estearato de litio del núm. 2 preparado según el apartado
Preparación de Ácido Graso Superior, fue pulverizado en la
superficie interior de dicho troquel. El polvo metálico empleado fue
la aleación de polvo de acero KIP103V producido por Kawasaki Steel
Corporation. Este polvo de aleación de acero fue calentado a 150ºC,
cargado en el troquel, y comprimido bajo dos clases de presión de
compactación de 588 MPa y 981 MPa, con lo que formaron los
compactos.
La superficie de los compactos formada con estas
dos clases de presiones de compactación se analizaron mediante
TOF-SIMS. El resultado analítico se muestra en la
fig. 20.
Como se deduce de dicha fig. 20, fue detectado
estearato de litio, pero poco estearato de hierro fue detectado
sobre la superficie del compacto formado a la presión de
compactación de 588 MPa. Por otra parte, estearato de hierro fue
detectado sobre la superficie del compacto formado a la presión de
compactación de 981 MPa.
Esto indica que en el caso del compacto formado
con la presión de compactación de 588 MPa, estearato de litio como
lubricante estaba adherido a la superficie del polvo de hierro, pero
en el caso del compacto formado bajo una presión de compactación de
981 MPa, estearato de hierro estaba adherido a la superficie del
polvo de hierro. Este estearato de hierro es una materia jabonosa
metálica, y fue producida mediante la unión química del estearato de
litio y el hierro.
El recubrimiento adherido así químicamente tiene
un efecto lubricante más fuerte, que el recubrimiento lubricante
adherido físicamente, y ofrece una actuación lubricante excelente
cuando la compactación es llevada a cabo con una presión alta, como
en la presente invención.
El método de formación de la presente invención
puede producir un cuerpo sinterizado de alta densidad, mediante la
compactación y la sinterización una sola vez.
Este método de formación de esta invención puede
reducir la presión para expulsar un compacto de un troquel. Como
resultado, la superficie del compacto resulta excelente, y la
precisión dimensional del compacto puede ser establecida con
seguridad- Además, dado que el polvo metálico es compactado a una
presión alta, puede ser obtenido un compacto de alta densidad.
Dado que el método de formación de la presente
invención puede expulsar un compacto de un troquel con una presión
de eyección baja, puede ser reducida notablemente la abrasión de
dicho troquel. Además, el tiempo en servicio del troquel se alarga
de manera muy notable, y se reducen así los costes de los
troqueles.
En el método de formación de la presente
invención, en el caso de emplear un lubricante de ácido graso
superior disperso en agua, el lubricante puede ser aplicado
uniformemente a una superficie interior de un troquel calentado a
una temperatura que corresponda al punto de fusión o esté debajo de
él. Dado que no se emplea disolvente orgánico, no hay miedo de
contaminación medioambiental.
En el método de formación de la presente
invención, cuando la temperatura del troquel está por debajo del
punto de fusión del lubricante de ácido graso superior, no surge
entonces el problema de que dicho lubricante de ácido graso superior
sea licuado y haga que el polvo metálico resulte grumoso.
En el método de formación de la presente
invención, cuando el polvo metálico es calentado puede ser formado
un compacto de alta densidad. Igualmente, puede ser reducida la
presión para expulsar un compacto de polvo.
En este método de formación, cuando un
lubricante de ácido graso superior es añadido al polvo metálico en
cuantía no inferior a 0,1% en peso, e inferior al 0,6% en peso, se
mejora la fluidez del polvo metálico y puede ser aumentada la
densidad del polvo con el que se ha rellenado el troquel.
En el método de formación de un compacto de
polvo que comprende la operación de aplicar una sal metálica de un
ácido graso superior a la superficie interior de un troquel
calentado a 100ºC o más, y la operación de compactar el polvo de
hierro de relleno dentro del troquel a no menos de 600 MPa, la
presión de eyección puede ser reducida y la densidad verde puede
ser aumentada. Efectos similares pueden ser obtenidos en el caso de
que una sal metálica de ácido graso superior sea sal de litio, sal
de calcio, o sal de zinc de dicho ácido graso superior.
Claims (19)
1. Un método de formación de un compacto de
polvo, que se caracteriza por comprender:
- una operación de aplicación para aplicar un
lubricante de ácido graso superior disperso en agua, que contiene un
agente tensioactivo, a una superficie interior de un troquel
calentado; y
- una operación de compactación de un relleno de
polvo metálico dentro de dicho troquel, con la compactación de dicho
polvo metálico a una presión tal que dicho lubricante de ácido graso
superior es unido químicamente a dicho polvo metálico para formar un
recubrimiento jabonoso metálico.
2. El método de acuerdo con la reivindicación
1, en el que dicho lubricante de ácido graso superior es una sal
metálica de un ácido graso superior.
3. El método de acuerdo con la reivindicación
2, en el que dicha sal metálica de un ácido graso superior es sal de
litio, sal de calcio, o sal de zinc de un ácido graso superior.
4. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho lubricante de ácido graso
superior tiene un diámetro máximo de partículas inferior a 30
\mum.
5. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho troquel calentado tiene
una temperatura de 100ºC o más.
6. El método de acuerdo con la reivindicación
5, en el que dicho troquel calentado tiene una temperatura inferior
al punto de fusión de dicho lubricante de ácido graso superior.
7. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho polvo metálico ha sido
calentado.
8. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho polvo metálico es un
polvo que contiene hierro.
9. El método de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho polvo metálico contiene el
citado lubricante de ácido graso superior.
10. El método de acuerdo con la reivindicación
9, en el que dicho polvo metálico contiene no menos del 0,1% en peso
del citado lubricante de ácido graso superior.
11. El método de acuerdo con la reivindicación
2, en el que el troquel es calentado a 100ºC o más , y en el que el
polvo metálico es un polvo de hierro, y la citada presión no es
inferior a 600 MPa.
12. El método de acuerdo con la reivindicación
11, en el que dicha sal metálica de un ácido graso superior es una
sal de litio, sal de calcio, o sal de zinc de un ácido graso
superior.
13. El método de las reivindicaciones 11 o 12,
en el que dicha presión no es inferior a 785 MPa.
14. El método de acuerdo con la reivindicación
11, en el que la sal metálica de un ácido graso superior tiene un
punto de fusión más alto que dicha temperatura del troquel, y en el
que el citado método comprende además una operación de eyección para
expulsar y extraer dicho compacto del citado troquel después de
dicha operación de compactación.
15. El método de acuerdo con la reivindicación
14, en el que en dicha operación de eyección, la presión no es
superior al 3% de dicha presión de compactación en esta
compactación, debido a las características lubricantes del citado
recubrimiento jabonoso metálico.
16. El método de acuerdo con la reivindicación
14, en el que dicha presión de compactación no es inferior a 686
MPa, y la citada presión de eyección no es superior a 9 MPa.
17. El método de acuerdo con la reivindicación
14, en el que dicha presión de compactación no es inferior a 700
MPa, y la citada presión de eyección no es superior a 15 MPa.
18. El método de acuerdo con la reivindicación
14, en el que dicha presión de compactación no es inferior a 700
MPa, y la citada presión de eyección no es superior a 13 MPa.
19. El método de acuerdo con la reivindicación
14, en el que dicha presión de compactación no es inferior a 700
MPa, y la citada presión de eyección no es superior a 10 MPa.
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