JP2003509581A - 潤滑剤複合材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 粉末冶金用の潤滑剤複合材料の製造方法に関するものであって、１２０℃超の融点を有する第一の潤滑剤、及び１１０℃未満の融点を有する第二の潤滑剤を選択する工程、潤滑剤を溶融するために上昇温度下で潤滑剤を混合する工程、そして準安定な相を含む潤滑剤複合材料を与えるために混合物を急速冷却にさらす工程を含む製造方法、並びに、得られた潤滑剤複合材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、粉末冶金に適した潤滑剤複合材料であり、更にこの潤滑剤複合材料
の製造方法及びその使用方法に関する。とりわけ、本発明は少なくとも２種類の
潤滑剤の組合せを含む潤滑剤複合材料に関する。

【０００２】 （背景技術） 粉末の金属、例えば粉末状の鉄が、小さい、かなり入り組んだ部品例えばギヤ
を作るために用いられている。粉末金属技術によるこのような金属部品の製造は
、以下の工程を含んでいる。

【０００３】 粉末状の金属が、潤滑剤、及び他の添加物と共にブレンドされ、混合物が形成
される。 得られた混合物は金型の中に流し込まれ、そして圧縮され、通常200〜1000 M
Pa のオーダーの高い圧力を用いて部品が形成される。 部品は金型から取り出され、そして潤滑剤を分解及び除去するため、高温下に
曝露される。 部品は更に高い温度に加熱され、部品中の全ての金属粒子が合体して焼結を引
き起こす。そして 部品は冷却され、その後に使用されるための準備がなされる。

【０００４】 幾つかの理由のために、金属粉末に潤滑剤が添加される。一つの理由は、圧縮
工程の間粉末内部を潤滑する事によって、焼結用圧縮製品の製造を容易にする点
にある。適当な潤滑剤の選択を通して、しばしば要求される、より高い密度を得
ることができる。更に潤滑剤は、ダイの外へ圧縮された部品を押し出す際に必要
とされる、必要な潤滑作用を与える。不十分な潤滑作用は、押し出しの間、過度
の摩擦によって、ダイ表面に摩耗や毛羽立ちをその結果として生じ、ダイ故障を
早期に生じてしまう。不十分な潤滑作用での問題点は、潤滑剤の量を増加させる
かまたはより効果的な潤滑剤を選択するか、この二つのいずれかの方法で解決す
ることができる。しかしながら、潤滑剤の量を増加する事によって、望ましくな
いサイド効果に遭遇し、ここで良好な”内部潤滑”による密度の増大は、潤滑剤
の量を増加させることによって逆行してしまう。かくして、より効果的な潤滑剤
を選ぶことが更に良い選択となるのである。

【０００５】 しかしながら、知られている高い効果を有する潤滑剤は、低い融点を示す。こ
のはっきり区別される特色は、粉体の流れそして見かけの密度に関して、既に圧
縮工程以前に、問題を結果として生じているのである。相対的に自由な粉体流が
、製造プレスにおける円滑な作業に対し重要であり、一方安定な見かけの密度は
製造の間の高品質化を容易にする。したがって、その役割は同一の重みを有し、
そして厳格な範囲の許容誤差を示し、検定のような後工程に対しその必要性を減
少させているのである。

【０００６】 かくして、非常に効果的な潤滑剤の使用は、現在まで粉体特性上の負の影響力
によって極めて限られていた。本発明の目的は、工業的に有用なこれら潤滑剤の
製造方法を提供することにある。

【０００７】 （発明の開示） 本発明に従う新規な潤滑複合剤の製造方法の概要は、 １１０℃未満の融点を有する、または１１０℃未満の融点の実質的な部分を有
する第一の潤滑剤を、そして１２０℃超の融点を有する、または１２０℃超の融
点の実質的な部分を有する第二の潤滑剤を選択すること、 潤滑剤を融解するため上昇温度下で潤滑剤を混合すること、そして 準安定な潤滑複合剤を与えるため、混合物を急速冷却条件に曝露すること、 の工程を含む。

【０００８】 第一のグループ内の、潤滑剤の例としては、ステアラミド（stearamide）、オ
レアミド（oleamide）、そしてエチレン−ビス−オレアミド(ethylene-bis-olea
mide) のような、飽和及び不飽和の脂肪酸アミド、及びビス−アミドである。
この第一の潤滑剤の量は、特定の潤滑剤に依存し、そして５〜７５重量パーセン
トの間で変化させることができる。

【０００９】 第二の潤滑剤は、現在粉末冶金の分野で用いられる潤滑剤から選ばれ、そして
好ましくは、この潤滑剤はエチレン−ビス−ステアラミド（EBS）のような、脂
肪酸ビス−アミドからなる群から選ばれる。

【００１０】 二つのタイプの潤滑剤混合物は、混合する間、第二の潤滑剤の溶融点超の温度
で、均一な混合物を与えるに十分な時間加熱され、その後、混合物は急速冷却さ
れる。この急速冷却が本発明に従う方法の重要な一つの特徴である。

【００１１】 急速な冷却速度は、幾つかの良く知られた方法で達成することができ、例えば
、液体窒素、または水中に溶融物を注入することによって、溶融物からの物質の
アトミゼーション（atomisation）によって、または溶融物を冷却金属表面上に
注ぐことによって達成される。必要とされる冷却速度は、その組成に依存し、そ
してまた第一と第二の潤滑剤の相対的な量によって変化する。例えば、ある組成
及び量にとっては１００℃／秒超の冷却速度が必要とされ、ところが他の状況下
では約１℃／秒の冷却速度で十分である。いずれにせよ、準安定な相を達成する
ためには、促進されたまたは強制された冷却が必要であり、この準安定相が、本
発明に従う新しい潤滑複合材料のはっきり見分けられる特徴であり、そして比較
的低い溶融点の潤滑剤に対して、価値ある潤滑特性の長所を持つことを可能とし
ているのであり、そしてこれは準安定相の形態では高い潤滑効果を維持するが、
流れに対しては負の作用を緩和するのである。

【００１２】 製造様式に従って、凝固された潤滑剤複合材料は、この後例えばミリング（mi
lling）によって、適当な粒子サイズに破砕される。好ましい平均粒子サイズは
３〜１５０ミクロンの間である。

【００１３】 球状の形態が最も望ましく、これは最も高い流量と見かけの密度を導くからで
ある。

【００１４】 金属粉末と混合するとき、潤滑剤複合材料に任意の通常の固形潤滑剤とを加え
たその濃度は、適切には０．１〜５重量％の範囲にあり、好ましくは０．３〜１
重量％の範囲である。

【００１５】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明を説明する以下の例は本発明を限定するものではない。

【００１６】 違う方法で作られた潤滑剤複合材料を使用して、鉄粉の配合物を調製した。潤
滑剤は、約１４５℃の融点を有するエチレン−ビス−ステアラミド（Hoechst AG
, Germanyから Hoechst Waxとして利用可能なEBS）７５％、約７０℃の融点を有
するオレアミド（Crodaから利用可能）２５％の、通常のレシピ（recipy）から
構成されている。鉄粉はASC１００．２９（Höganäs AB, Swedenから
利用可能）であり、そして０．５重量％のグラファイトを鉄粉と混合した。

【００１７】 第一の潤滑剤組成物は、二種の成分を別々に、平均粒子サイズを３０ミクロン
未満まで微粉砕化し、続いて鉄粉混合物に混合することによって調製した。

【００１８】 第二の潤滑剤組成物は、１８０℃の溶融プロセスに先立って、二種の成分を物
理的に混合することによって調製され、溶融プロセスでは各成分が混じり合うに
十分な時間が与えられた。室温に達するまで、徐冷プロセスが引き続いて行われ
た。この材料をその後に、第一の潤滑剤組成物と同一の粒子サイズに微粉砕化し
、そして鉄粉混合物に混合した。

【００１９】 第三の潤滑剤組成物は、溶融組成物を細いキャピラリーを通して液体窒素中に
押し込んだ点以外は、第二の方法と同一の方法で調製した。こうして急速冷却が
達成され、そして材料は最終的に微粒子化組成物とされ、そして上記のごとく、
鉄粉混合物に混合された。

【００２０】 結果を次の表に要約する。有用な粉末混合物は、急速冷却の場合にのみ得られ
ることを明示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉末冶金用の潤滑剤複合材料の製造方法であって、 融点、または実質的な部分の融点が１２０℃超を有する第一の潤滑剤を、そし
   て融点、または実質的な部分の融点が１１０℃未満を有する第二の潤滑剤を選択
   すること、 上昇温度下で、潤滑剤を溶融するために潤滑剤を混合すること、そして、 準安定な相を含む潤滑剤複合材料を与えるため、混合物を急速冷却条件下にさ
   らすこと、 を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 第一の潤滑剤が、ステアラミド、オレアミド、及びエチレン
   −ビス−オレアミドのような、飽和、及び不飽和脂肪酸アミド、そしてビス−ア
   ミドから成る群から選択され、そして第二の潤滑剤が、エチレン−ビス−ステア
   ラミド（EBS）のような、脂肪酸ビス−アミドから成る群から選択されることを
   特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 第一の潤滑剤がEBS、そして第二の潤滑剤がオレアミドであ
   ることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 オレアミドが、５〜７５重量％の間の量で、好ましくは１５
   〜４５重量％の間、最も好ましくは潤滑剤総量の２０〜３０重量％の間で用いら
   れることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 粉末冶金用の潤滑剤複合材料であって、請求項１に定義した
   少なくとも二種の潤滑剤の複合体から本質的に成り、そして潤滑剤の溶融混合物
   を急速冷却することによって得られることを特徴とする潤滑剤複合材料。
6. 【請求項６】 エチレン−ビス−ステアラミド及びオレアミドの準安定な相
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の潤滑剤複合材料。