ES2335413T3 - Composicion de polvo basada en hierro que comprende una combinacion de aglomerantes-libricantes y preparacion de la composicion de polvo. - Google Patents

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Abstract

Una composición metalúrgica mejorada resistente a la segregación y resistente al desprendimiento de polvo fino para fabricación de piezas compactadas, que comprende: (a) al menos 80 por ciento en peso de un polvo de hierro o basado en hierro; (b) al menos un polvo de aleación; y (c) 0,05 a 2% en peso de una combinación aglomerante/lubricante de cera de polietileno y etileno-bisestearamida, teniendo la cera de polietileno un peso molecular medio ponderal inferior a 1000 y un punto de fusión inferior al de la etileno-bisestearamida, y estando presente en una cantidad comprendida entre 10 y 90% en peso de la combinación aglomerante/lubricante, en donde las partículas del polvo de hierro o basado en hierro están recubiertas con una capa de partículas aglomerantes de cera de polietileno del o de los elementos de aleación y partículas de la etileno-bisestearamida.

Description

Composición de polvo basada en hierro que comprende una combinación de aglomerantes-lubricantes y preparación de la composición de polvo.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una nueva composición de polvo metálico para la industria pulvimetalúrgica. Particularmente, la invención se refiere a una composición de polvo basada en hierro que contiene una composición aglomerante que proporciona también lubricación durante el proceso de compactación utilizado para formar una
pieza.
Antecedentes de la invención
En la industria, el uso de productos metálicos fabricados por compactación y sinterización de composiciones de polvo basadas en hierro está extendiéndose a ritmo creciente. Los requerimientos de calidad de estos productos metálicos están aumentando continuamente, y como consecuencia se desarrollan nuevas composiciones de polvo que tienen propiedades mejoradas. Una de las propiedades más importantes de los productos sinterizados finales es la densidad y las tolerancias dimensionales, que tienen que ser, sobre todo, consistentes. Los problemas con las variaciones de tamaño en el producto final proceden a menudo de heterogeneidades en la mezcla de polvo a compactar. Estos problemas son especialmente acusados en el caso de mezclas de polvo que incluyen componentes pulverulentos, que difieren en tamaño, densidad y forma, razón por la cual se produce segregación durante el transporte, almacenamiento y manipulación de la composición de polvo. Esta segregación implica que la composición tendrá una composición no uniforme, lo cual significa a su vez que las piezas hechas de la composición de polvo tienen diferente composición y por consiguiente tienen propiedades diferentes. Un problema adicional es que las partículas finas, particularmente aquellas de menor densidad tales como grafito, causan desprendimiento de polvo fino durante la manipulación de la mezcla de polvos.
El pequeño tamaño de partícula de los aditivos crea también problemas con las propiedades de flujo del polvo, es decir la capacidad del polvo para comportarse como un polvo de fluidez libre. Un flujo deteriorado se manifiesta en sí mismo por un tiempo incrementado para llenado de las matrices con el polvo, lo cual significa menor productividad y un riesgo incrementado de variaciones de densidad del componente compactado, que pueden conducir a deformaciones inaceptables después de la sinterización.
Se han realizado intentos para resolver los problemas arriba descritos por adición de distintos agentes aglomerantes y lubricantes a la composición de polvo. El propósito del aglomerante es aglomerar firme y eficazmente las partículas de pequeño tamaño de los aditivos, tales como componentes de aleación, a la superficie de las partículas de metal base y, en consecuencia, reducir los problemas de segregación y desprendimiento de polvo fino. El propósito del lubricante es reducir la fricción interna y externa durante la compactación de la composición de polvo y reducir también la fuerza de eyección, es decir la fuerza requerida para eyectar el producto finalmente compactado de la matriz.
Diversos agentes aglomerantes orgánicos se describen, por ejemplo en la patente US 4.483.905 (Engstrom) que expone el uso de un agente aglomerante que se describe en términos generales como teniendo "un carácter adhesivo o graso". La patente US 4676831 (Engstrom) describe el uso de ciertos taloils como agentes aglomerantes. Adicionalmente, la patente US 4834800 (Semel) describe el uso de ciertas resinas polímeras formadoras de película que son insolubles o sustancialmente insolubles en agua, como agentes aglomerantes.
Otros tipos de agentes aglomerantes expuestos en la bibliografía de patentes son poli(óxidos de alquileno) que tienen pesos moleculares de al menos aproximadamente 7000, que se describen en la patente US 5298055 (Semel). Combinaciones de ácidos orgánicos dibásicos y uno o más componentes adicionales tales como poliéteres sólidos, poliéteres líquidos, y resinas acrílicas como agentes aglomerantes se describen en la patente US 5290336. Agentes aglomerantes que pueden utilizarse con lubricantes de compactación a temperatura alta se describen en la patente US 5368630 (Luk).
Adicionalmente, la patente de EE.UU US 5480469 (Storström) proporciona una breve revisión del uso de agentes aglomerantes en la industria pulvimetalúrgica. La patente indica que es importante tener no sólo una composición de polvo que tenga el polvo de aleación adherido al polvo basado en hierro por la vía del agente aglomerante, sino tener también un lubricante presente para conseguir una compresibilidad adecuada de la composición de polvo en el interior de la matriz y reducir las fuerzas requeridas para retirar la pieza de la matriz.
Específicamente, la patente US 5480469 expone un método para fijar aditivos en una mezcla pulvimetalúrgica basada en hierro a las partículas de polvo de hierro o basadas en hierro por el uso de un aglomerante de cera de diamida. Con objeto de conseguir una aglomeración eficaz entre las partículas de hierro o basadas en hierro y las partículas de aditivo, la industria pulvimetalúrgica que incluye el aglomerante se mezcla y se calienta a aproximadamente 90-160ºC durante la mezcladura y fusión del aglomerante, y la mixtura se enfría subsiguientemente durante la mezcladura, hasta que se ha solidificado el aglomerante. Por este método, el flujo y la densidad aparente se mejoran sustancialmente y el problema de desprendimiento de polvo fino puede reducirse o eliminarse.
Una propiedad de una mezcla de polvo que no se expone específicamente en la patente US 5.480.469 es la propiedad de lubricación. Esta propiedad adquiere una importancia particular cuando se requieren componentes que tengan alta densidad y/o forma compleja. En conexión con la producción de tales componentes, es esencial que las propiedades de lubricación de la mezcla pulvimetalúrgica utilizada sean satisfactorias, lo cual significa a su vez que la energía necesaria a fin de eyectar el componente de la matriz, es decir la energía de eyección, debe ser baja, lo cual es un requisito previo para un acabado superficial satisfactorio del componente eyectado, es decir un acabado superficial sin arañazo alguno u otros defectos.
US 6.602.315 describe una composición de polvo basado en hierro que comprende un agente aglomerante de cera de polietileno para aglomeración del polvo de aleación con el polvo basado en hierro.
EP 1.179.607 A2 describe un polvo basado en hierro en el cual el o los polvos de aleación se adhiere(n) a la superficie por un aglomerante y, adicionalmente, un lubricante libre.
Los autores de la presente invención han desarrollado ahora una nueva composición de hierro o basada en hierro que se distingue por baja segregación y desprendimiento bajo de polvo fino, flujo satisfactorio y densidad aparente alta, y que se distingue también por propiedades de lubricación satisfactorias, es decir propiedades que son todas ellas importantes para la compactación y sinterización de los polvos a fin de obtener productos de alta calidad.
Sumario de la invención
En resumen, la composición metalúrgica mejorada resistente a la segregación y resistente al desprendimiento de polvo para fabricación de piezas compactadas de acuerdo con la presente invención comprende al menos 80 por ciento en peso de un polvo de hierro o basado en hierro; al menos un polvo de aleación; y 0,05 a 2 por ciento en peso de una combinación aglomerante/lubricante de cera de polietileno y etileno bis-estearamida, teniendo la cera de polietileno un peso molecular medio ponderal inferior a aproximadamente 1000 y un punto de fusión inferior al de etileno-bis-estearamida, y que está presente en una cantidad comprendida entre 10 y 90% en peso de la combinación aglomerante/lubricante. En la composición de polvo utilizada para compactación, la cera de polietileno está presente como una capa o recubrimiento sobre las partículas de hierro o basadas en hierro y aglomera las partículas de los elementos de aleación y las partículas de etileno-bis-estearamida con las partículas de hierro o basadas en hierro. Se prefiere que la composición incluya también un ácido graso y un agente de fluidez. La invención concierne también a un método de preparación de la composición de polvo a compactar.
Descripción detallada de la invención
Como se utiliza en la descripción y las reivindicaciones adjuntas, la expresión "polvo de hierro o basado en hierro" abarca polvos preparados por atomización, preferiblemente atomización con agua. Alternativamente, el polvo puede estar basado en hierro esponjoso. Los polvos pueden ser esencialmente polvos de hierro puro, preferiblemente polvos de este tipo que tienen compresibilidad alta. Generalmente, dichos polvos tienen un contenido bajo de carbono, tal como inferior a 0,04% en peso. Otros ejemplos de polvo son polvos de hierro que han sido pre-aleados o parcialmente aleados con otras sustancias que mejoran la robustez, las propiedades de endurecimiento, las propiedades electromagnéticas u otras propiedades deseables de los productos finales. Ejemplos de polvos son v.g. Distaloy AE, Astaloy Mo y ASC 100.29 todos los cuales están disponibles comercialmente de Höganäs AB, Suecia.
El tamaño de partícula de las partículas de hierro o basadas en hierro tiene normalmente un tamaño de partícula medio ponderal máximo de hasta aproximadamente 500 micrómetros; más preferiblemente, las partículas tendrán un tamaño de partícula medio ponderal en el intervalo de aproximadamente 25-150 micrómetros, y muy preferiblemente 40-100 micrómetros.
Ejemplos de elementos de aleación son cobre, molibdeno, cromo, níquel, manganeso, fósforo, carbono en forma de grafito, y wolframio, que se utilizan por separado o en combinación. Estos aditivos son generalmente polvos que tienen un menor tamaño de partícula que el polvo basado en hierro y la mayoría de los aditivos tienen un tamaño de partícula menor que aproximadamente 20 \mum.
El peso molecular de la cera de polietileno produce cierto impacto sobre las propiedades del polvo, habiéndose encontrado que una combinación de flujo satisfactorio, densidad aparente alta y baja energía de eyección puede obtenerse con un polietileno de peso molecular bajo que, en conexión con la presente invención, significa un polietileno lineal que tiene un peso molecular medio ponderal inferior a 1000, particularmente inferior a 800 y superior a 300, particularmente superior a 400. Además del peso molecular de la cera de polietileno, la relación entre la etileno-bis-estearamida y la cera de polietileno influye en estas propiedades. La etileno-bis-estearamida está disponible como v.g. Acrawax® o Licowax®. La cera de polietileno está disponible de Allied Signal and Waker Petrolite.
De acuerdo con la presente invención, y como se ilustra por los ejemplos, las cantidades relativas de cera de polietileno y etileno-bisestearamida son importantes. En la combinación aglomerante/lubricante de cera de polietileno y etileno-bisestearamida se ha encontrado, así, que 10-90% en peso debería ser cera de polietileno. De acuerdo con la realización más preferida actualmente, la cantidad de cera de polietileno debería estar presente en 20-70% en peso de la combinación aglomerante/lubricante. Sí se utiliza más de 90% en peso de cera de polietileno, la lubricación será en muchos casos insuficiente y sí se utiliza más de 90% en peso de etileno-bisestearamida, la aglomeración será insuficiente. La cantidad total de combinación aglomerante/lubricante en la composición está comprendida preferiblemente entre 0,5 y 1% en peso.
La composición metalúrgica mejorada resistente a la segregación y resistente al desprendimiento de polvo de acuerdo con la invención puede definirse como una composición que contiene al menos aproximadamente 80% en peso de polvo basado en hierro; al menos un polvo de aleación; y aproximadamente 0,05 a aproximadamente 2% en peso de una combinación aglomerante/lubricante parcialmente fundida y posteriormente solidificada que adhiere las partículas de polvo de aleación a las partículas de polvo de hierro o basadas en hierro.
Ceras de polietileno de peso molecular bajo se han mencionado en conexión con polvos metálicos basados en hierro para la industria PM, v.g. en la Patente U.S. 6.605.251 (Vidarsson) en donde se describe que pueden utilizarse ceras de polietileno como lubricantes en la compactación en caliente o en frío de polvos de hierro o basados en hierro. Cuando se utiliza en compactación en caliente, la mezcla que incluye la cera de polietileno se calienta a una temperatura inferior al punto de fusión de la cera de polietileno antes de la compactación. La Patente U.S. 6.602.315 (Hendrickson) y la Patente afín U.S. 6.980.683 (Hendrickson), describen el uso de cera de polietileno de peso molecular bajo en mezclas ligadas. El efecto de ligación se consigue por la cera a una temperatura elevada que es inferior al punto de fusión de la cera. Los ejemplos ilustrativos que se refieren a polvos de hierro o basados en hierro indican que ninguna de las muestras exhibía flujo. Adicionalmente, las Patentes U.S. 6.533.836 (Uenosono) y 6.464.755 (Uenosono) describen un lubricante libre de cera de polietileno de peso molecular bajo y etileno-bisestearamida en combinación con un aglomerante que comprende al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por ácido esteárico, oleamida, estearamida, una mezcla fundida de estearamida y etilenobis(estearamida) y etileno-bis(estearamida). El aglomerante puede comprender también estearato de cinc y al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por ácido oleico, aceite de husillos y aceite de turbinas.
De acuerdo con la presente invención, se prefiere también que la mezcla inicial además del polvo de hierro o basado en hierro, el polvo de aleación y la cera de polietileno y la etileno-bisestearamida incluya adicionalmente un ácido graso, preferiblemente un ácido graso que tenga 10-22 átomos C. Ejemplos de tales ácidos son ácido oleico, ácido esteárico, y ácido palmítico. La cantidad del ácido graso es normalmente 0,005-0,15, preferiblemente 0,010-0,08 y muy preferiblemente 0,015-0,07% calculada sobre el peso total de la composición de polvo. Contenidos de ácidos grasos inferiores a 0,005 hacen difícil alcanzar una distribución uniforme del ácido graso. Si el contenido es mayor que 0,15 existe un riesgo considerable de que el flujo se deteriore.
Adicionalmente, se prefiere que esté incluido un agente de fluidez del tipo descrito en la Patente U.S. 5.782.954 (Luk) en la composición después que se ha completado la ligación. Preferiblemente, este agente de fluidez es óxido de silicio, muy preferiblemente dióxido de silicio que tiene un tamaño medio de partícula inferior a aproximadamente 40, con preferencia desde aproximadamente 1 a aproximadamente 35 nanómetros, y se utiliza en una cantidad de aproximadamente 0,005 a aproximadamente 2, preferiblemente 0,01-1 por ciento en peso, muy preferiblemente desde 0,025 a 0,5 por ciento en peso de la composición total. Otros metales que pueden utilizarse como agentes de flujo en sus formas de metal o de óxido metálico incluyen aluminio, plomo, hierro, níquel, titanio, oro, plata, platino, paladio, bismuto, cobalto, manganeso, cobre, estaño, vanadio, itrio, niobio, wolframio y circonio con un tamaño de partícula inferior a 200 nm.
El proceso para preparación de la nueva composición de polvo incluye los pasos de
-
mezclar y calentar una mezcla de un polvo de hierro o basado en hierro, un polvo de elemento de aleación, etileno-bisestearamida y una cera de polietileno pulverulenta y opcionalmente un ácido graso a una temperatura superior al punto de fusión de la cera de polietileno, e inferior al punto de fusión de EBS,
-
enfriar la mezcla obtenida a una temperatura inferior al punto de fusión de la cera de polietileno durante un periodo de tiempo suficiente para solidificar la cera de polietileno y aglomerar las partículas del elemento de aleación a las partículas que contienen hierro a fin de formar partículas de agregados, y opcionalmente,
-
mezclar un agente de fluidez pulverulento que tiene un tamaño de partícula inferior a 200 nanómetros, preferiblemente inferior a 40 nanómetros, con la mezcla obtenida en una cantidad comprendida entre 0,005 y aproximadamente 2% en peso de la composición. El calentamiento se realiza convenientemente a una temperatura comprendida entre 70 y 150ºC durante un periodo comprendido entre 1 y 60 minutos.
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La invención se ilustra adicionalmente por los ejemplos no limitantes que siguen, en los cuales se utilizaron los ingredientes y métodos siguientes:
Polvo de hierro-AHC 100.29 de Höganäs AB (Suecia),
Grafito uf4 de Kropfmuhl,
Cera de polietileno 400, 500, 655, 750 y 1000 de Baker Petrolite (EE.UU),
Etileno-bisestearamida (EBS) disponible de Dicowax^{TM} de Clariant (Alemania),
El ácido esteárico está disponible de Faci (Italia),
El Aerosil está disponible de Degussa AG (Alemania).
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El flujo se midió de acuerdo con ISO 4490.
La densidad aparente se midió de acuerdo con ISO 3923.
La Energía de Eyección se evaluó en una prensa hidráulica uniaxial de laboratorio de 125 toneladas, instrumentada. La fuerza y el desplazamiento se registraron durante la eyección de la limpieza compacta. La energía de eyección se calcula por integración de la fuerza con respecto al desplazamiento de la pieza eyectada. La energía de eyección se expresa como energía por área superficial de la envoltura.
El desprendimiento de polvo se midió sometiendo 5 gramos de la muestra a una corriente de aire de 1,7 litros/minuto, y las partículas menores que 10 micrómetros transportadas por la corriente de aire se contaron mediante un instrumento de medida Dust Track Aerosol Monitor, modelo 8520. El desprendimiento de polvo se expresa
como mg/m^{3}.
La pieza de grafito y lubricante unida se midió por medio de un instrumento Roller Air Analyzer o Roller Particle Size Analyzer, de Aminco. El instrumento es un clasificador neumático que separa el material por diámetro y densidad. Se utilizaron 50 gramos de muestra. La fracción de grafito ligada se calcula comparando el contenido de grafito antes y después de la clasificación neumática. La ligación en este caso se expresa como % de grafito ligado.
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Ejemplo 1
Mezclas que incluían polvo de hierro, 0,5% en peso de grafito y 0,8% en peso de una combinación aglomerante/lubricante de cera de polietileno con peso molecular medio ponderal diferente y etileno-bisestearamida, de acuerdo con la Tabla 1, y 0,05% de ácido esteárico se calentaron concienzudamente y se mezclaron a una temperatura superior al punto de fusión de la cera de polietieno pero inferior al punto de fusión de la etileno-bisestearamida. Las mezclas se dejaron enfriar luego a fin de obtener una mezcla de polvos ligada en la cual las partículas de grafito estaban ligadas a las partículas de hierro. Durante el enfriamiento se agregó 0,06% de un agente de fluidez particulado inorgánico. Se midieron las propiedades del polvo tales como flujo, densidad aparente y desprendimiento de polvo fino. A fin de medir las propiedades lubricantes, se compactaron anillos con diámetro exterior de 55 mm, diámetro interior de 45 mm y una altura de 10 mm a tres presiones de compactación diferentes y se midió la energía necesaria a fin de eyectar la pieza del molde después de la compactación, es decir la energía de eyección.
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TABLA 1
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Ejemplo 2
Mezclas que incluían polvo de hierro, 0,5% en peso de grafito y 0,8% en peso de una combinación aglomerante/lubricante de cera de polietileno y etileno-bisestearamida en proporciones diferentes, y 0,05% de ácido esteárico, de acuerdo con la Tabla 2, se calentaron concienzudamente y se mezclaron a temperatura superior al punto de fusión de la cera de polietileno, pero inferior al punto de fusión de la etileno-bisestearamida. Las mezclas se dejaron enfriar luego a fin de obtener una mezcla de polvos ligada en la cual las partículas de grafito estaban ligadas a las partículas de hierro. Durante el enfriamiento se añadió 0,06% de un agente de fluidez particulado inorgánico. Se midieron propiedades del polvo tales como flujo, densidad aparente y desprendimiento de polvo fino. A fin de medir las propiedades lubricantes, se compactaron anillos con diámetro exterior de 55 mm, diámetro interior de 45 mm y altura de 10 mm a tres presiones de compactación diferentes y se midió la energía necesaria a fin de eyectar la pieza del molde después de la compactación, es decir, la energía de eyección.
TABLA 2
2
Ejemplo 3
Ejemplo comparativo
Se prepararon dos mezclas que incluían polvo de hierro, 0,5% en peso de grafito y 0,8% de etileno-bisestearamida pero sin cera de polietileno. La mezcla No. 11, que incluía 0,05% en peso de ácido esteárico, se calentó concienzudamente y se mezcló a temperatura superior al punto de fusión de la etileno-bisestearamida. La mezcla se dejó enfriar luego a fin de obtener una mezcla de polvo ligada en la cual las partículas de grafito estaban ligadas a las partículas de hierro. Durante el enfriamiento, se añadió 0,06% de un agente de fluidez particulado inorgánico. La mezcla No. 12 se mezcló concienzudamente sin calentamiento. Se midieron propiedades del polvo tales como flujo, densidad aparente y desprendimiento de polvo fino. A fin de medir las propiedades lubricantes, se compactaron anillos con diámetro exterior de 55 mm, diámetro interior de 45 mm y una altura de 10 mm a 3 presiones de compactación diferentes y se midió la energía necesaria para eyectar la pieza del molde después de la compactación, es decir, la energía de eyección.
Como puede verse por la Tabla 4, la combinación óptima de AD, flujo, ligación y propiedades de lubricación para la composición pulvimetalúrgica que contiene una combinación aglomerante/lubricante con inclusión de la cera de polietieno y etileno-bisestearamida se consigue cuando el peso molecular medio de la cera de polietileno está comprendido entre 500 y 750, el contenido de cera de polietileno está comprendido entre 10 y 90%, y el contenido de etileno-bisestearamida está comprendido entre 90 y 10% en la combinación aglomerante/lubricante.
Como puede verse por la Tabla 4 siguiente, la combinación óptima de AD, flujo, ligación y propiedades de lubricación para la composición pulvimetalúrgica que contiene la combinación aglomerante/lubricante que incluye la cera de polietieno y etileno-bisestearamida se consigue cuando el peso molecular medio de la cera de polietileno está comprendido entre 500 y 750, el contenido de cera de polietileno está comprendido entre 20 y 80%, y el contenido de etileno-bisestearamida está comprendido entre 80 y 20% de la combinación aglomerante/lubricante.
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TABLA 4
3
TABLA 4
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TABLA 4
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Claims (10)

1. Una composición metalúrgica mejorada resistente a la segregación y resistente al desprendimiento de polvo fino para fabricación de piezas compactadas, que comprende:
(a)
al menos 80 por ciento en peso de un polvo de hierro o basado en hierro;
(b)
al menos un polvo de aleación; y
(c)
0,05 a 2% en peso de una combinación aglomerante/lubricante de cera de polietileno y etileno-bisestearamida, teniendo la cera de polietileno un peso molecular medio ponderal inferior a 1000 y un punto de fusión inferior al de la etileno-bisestearamida, y estando presente en una cantidad comprendida entre 10 y 90% en peso de la combinación aglomerante/lubricante, en donde las partículas del polvo de hierro o basado en hierro están recubiertas con una capa de partículas aglomerantes de cera de polietileno del o de los elementos de aleación y partículas de la etileno-bisestearamida.
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2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cera de polietileno tiene un peso molecular medio ponderal comprendido entre 400 y 800.
3. Composición de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde la combinación aglomerante/lubricante está constituida por 20-70% en peso de la cera de polietileno y 80-30% en peso de la etileno-bisestearamida.
4. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la combinación aglomerante/lubricante está presente en una cantidad de 0,5-1,5% en peso de la composición total.
5. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que incluye adicionalmente un ácido graso en una cantidad de 0,005-0,15, preferiblemente 0,010-0,08 y muy preferiblemente 0,015-0,07% en peso de la composición.
6. Composición de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el ácido graso es ácido esteárico.
7. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que incluye adicionalmente un agente de fluidez en una cantidad de 0,01-1% en peso, preferiblemente 0,025-0,5% en peso de la composición total.
8. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde el agente de fluidez es dióxido de silicio.
9. Método de preparación de una composición metalúrgica mejorada resistente a la segregación y resistente al desprendimiento de polvo fino que contiene polvo de aleación de partículas de etileno-bisestearamida unidas al polvo basado en hierro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que comprende los pasos de:
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mezclar y calentar un polvo de hierro o basado en hierro, un polvo de elemento de aleación, partículas de etileno-bisestearamida y una cera de polietileno pulverulenta y opcionalmente un ácido graso a una temperatura superior al punto de fusión de la cera de polietileno e inferior al punto de fusión de la etileno-bisestearamida,
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enfriar la mezcla obtenida a una temperatura inferior al punto de fusión de la cera de polietileno durante un periodo de tiempo suficiente para solidificar la cera de polietileno y aglomerar las partículas del elemento de aleación y las partículas de etileno-bisestearamida a las partículas que contienen hierro a fin de formar partículas de agregados, y opcionalmente,
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mezclar un agente de fluidez pulverulento que tiene un tamaño de partícula inferior a 200 nanómetros, preferiblemente inferior a 40 nanómetros, con la mezcla obtenida en una cantidad comprendida entre 0,005 y aproximadamente 2% en peso de la composición.
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10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la mezcla se calienta a una temperatura comprendida entre 70 y 150ºC durante un periodo de tiempo entre 1 y 60 minutos.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7527686B2 (en) * 2004-11-23 2009-05-05 Chevron Phillips Chemical Company, Lp Olefin waxes having improved hardness or viscosity
US7341619B2 (en) * 2004-11-23 2008-03-11 Chevron Phillips Chemical Company, Lp Olefin waxes having improved hardness or viscosity
PL1968761T3 (pl) 2005-12-30 2013-08-30 Hoeganaes Ab Metalurgiczny kompozyt proszkowy
CN101801566B (zh) 2007-09-14 2012-02-15 杰富意钢铁株式会社 粉末冶金用铁基粉末
WO2009075042A1 (ja) * 2007-12-13 2009-06-18 Jfe Steel Corporation 粉末冶金用鉄基粉末
US20090156714A1 (en) * 2007-12-17 2009-06-18 Subramaniam Narayan Flame retardant compositions
KR20160133015A (ko) * 2008-11-26 2016-11-21 회가내스 아베 (피유비엘) 분말 야금학적 조성물용 윤활제
US8992659B2 (en) * 2009-09-08 2015-03-31 Hoganas Ab (Publ) Metal powder composition
CN102666895B (zh) * 2009-10-26 2015-01-07 霍加纳斯股份有限公司 铁基粉末组合物
KR20150127214A (ko) * 2013-03-14 2015-11-16 회가나에스 코오포레이션 야금학적 조성물의 무용매 결합 방법
EP3482852A1 (en) * 2013-09-12 2019-05-15 National Research Council of Canada Lubricant for powder metallurgy and metal powder compositions containing said lubricant
CN105176636A (zh) * 2014-01-14 2015-12-23 莱芜市冠隆纳米科技有限公司 一种超级润滑剂及其制备方法
GB201409250D0 (en) * 2014-05-23 2014-07-09 H Gan S Ab Publ New product
RU2735532C2 (ru) * 2016-03-18 2020-11-03 Хеганес Аб (Пабл) Порошковая металлическая композиция для легкой обработки резанием
JP7077117B2 (ja) * 2018-04-25 2022-05-30 株式会社神戸製鋼所 粉末冶金用混合粉の製造方法
RU2701232C1 (ru) * 2018-12-12 2019-09-25 Публичное акционерное общество "Северсталь" Способ получения легированной порошковой смеси для изготовления порошковых конструкционных деталей ответственного назначения
CN112276073B (zh) * 2020-09-23 2022-12-30 山东鲁银新材料科技有限公司 一种包含二氧化硅作为膨松剂和流速增强剂的粉末冶金组合物
WO2023187550A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Tata Steel Limited A method of coating iron powder particles with nano silica particles

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE427434B (sv) 1980-03-06 1983-04-11 Hoeganaes Ab Jernbaserad pulverblandning med tillsats mot avblandning och/eller damning
SE438275B (sv) 1983-09-09 1985-04-15 Hoeganaes Ab Avblandningsfri jernbaserad pulverblandning
GB8502148D0 (en) * 1985-01-29 1985-02-27 Alcan Int Ltd Metal-forming lubricant
US4834800A (en) 1986-10-15 1989-05-30 Hoeganaes Corporation Iron-based powder mixtures
SE468121B (sv) 1991-04-18 1992-11-09 Hoeganaes Ab Pulverblandning innehaallande basmetallpulver och bindemedel av diamidvax och saett att framstaella blandningen
US5298055A (en) 1992-03-09 1994-03-29 Hoeganaes Corporation Iron-based powder mixtures containing binder-lubricant
US5290336A (en) 1992-05-04 1994-03-01 Hoeganaes Corporation Iron-based powder compositions containing novel binder/lubricants
US5368630A (en) 1993-04-13 1994-11-29 Hoeganaes Corporation Metal powder compositions containing binding agents for elevated temperature compaction
US5782954A (en) * 1995-06-07 1998-07-21 Hoeganaes Corporation Iron-based metallurgical compositions containing flow agents and methods for using same
US5840469A (en) * 1997-05-13 1998-11-24 Imation Corp. Gallic acid as a laser direct thermal developer
SE9703151D0 (sv) * 1997-09-01 1997-09-01 Hoeganaes Ab Lubricant for metallurgical powder compositions
US6280683B1 (en) 1997-10-21 2001-08-28 Hoeganaes Corporation Metallurgical compositions containing binding agent/lubricant and process for preparing same
AU754473B2 (en) * 1997-10-21 2002-11-14 Aveka, Inc. Improved metallurgical compositions containing binding agent/lubricant and process for preparing same
JP4228547B2 (ja) * 2000-03-28 2009-02-25 Jfeスチール株式会社 金型潤滑用潤滑剤および高密度鉄基粉末成形体の製造方法
US6534564B2 (en) * 2000-05-31 2003-03-18 Hoeganaes Corporation Method of making metal-based compacted components and metal-based powder compositions suitable for cold compaction
JP2002020801A (ja) 2000-07-07 2002-01-23 Kawasaki Steel Corp 粉末冶金用鉄基混合粉
US6464751B2 (en) 2000-10-06 2002-10-15 Kawasaki Steel Corporation Iron-based powders for powder metallurgy
SE0103398D0 (sv) * 2001-10-12 2001-10-12 Hoeganaes Ab Lubricant powder for powder metallurgy

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Publication number Publication date
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