MXPA02005448A

MXPA02005448A - Combinacion lubricante y procedimiento para la preparacion de la misma.

Info

Publication number: MXPA02005448A
Application number: MXPA02005448A
Authority: MX
Inventors: Vidarsson Hilmar
Original assignee: H Gan S Ab
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-11-29
Also published as: KR100738739B1; DE60026167T2; KR20020068362A; JP2010265454A; CA2394183A1; US20010027170A1; US6413919B2; EP1252274A1; BR0015951A; CA2394183C; BR0015951B1; DE60026167D1; AU2035401A; ES2254254T3; RU2254362C2; WO2001040416A1; TW524849B; EP1252274B1; CN1402772A; JP2003515661A

Abstract

La invencion se refiere a un procedimiento para la preparacion de una combinacion lubricante que incluye los pasos de seleccionar un primero y un segundo lubricante; mezclar los lubricantes y someter la mezcla a condiciones para adherir las particulas del segundo lubricante a las particulas del primer lubricante con el fin de formar una combinacion lubricante de particulas agregadas que tienen un nucleo del primer lubricante, la superficie del nucleo estando recubierta con particulas del segundo lubricante; la invencion tambien se refiere a una combinacion lubricante modificada de superficie que incluye un nucleo de un primer lubricante, la superficie del cual esta recubierta con particulas de un segundo lubricante.

Description

COMBMIAOO LUBRICANTE Y PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE LA MISMA MEMORIA DESCRIPTIVA Esta invención se refiere a una combinación de lubricante para putvimetalurgia y a la fabricación y uso de esta combinación lubricante. Más en particular la invención se refiere a una combinación de lubricante que incluye al menos dos lubricantes. Los metales en polvo, por ejemplo, hierro en polvo, se utilizan para hacer partes pequeñas, muy complicadas, por ejemplo engranes. La fabricación de tales partes metálicas mediante tecnología de metal en polvo implica los siguientes pasos: El metal en polvo se combina con un lubricante y otros aditivos para formar una mezcla, La mezcla que se obtiene se vierte en un molde y se compacta para formar una parte utilizando alta presión, normalmente del orden de 200 a 1000 Mpa, La parte se expulsa del molde, La parte se somete a una alta temperatura para descomponer y remover el lubricante y para provocar que todas las partículas del metal en la parte se concrecionen juntas, Y la parte se enfría, después de lo cual está lista para utilizarse.

Los lubricantes se añaden a polvos de metal por varias razones. Una razón es que facilitan la producción de compactos para concreción lubricando el interior del polvo durante el procedimiento de compactación. Por medio de la selección de lubricantes adecuados, se pueden obtener densidades más altas, las cuales con frecuencia se requieren. Adicionalmente, los lubricantes proveen la acción lubricante necesaria que se necesita para expulsar la parte compactada fuera del dado. La lubricación insuficiente resultará en desgaste y daño en la superficie del dado por medio de la fricción en exceso durante la expulsión, lo que resulta en falla prematura del dado. Los problemas con lubricación insuficiente se pueden resolver de dos maneras; ya sea incrementando la cantidad de lubricante o seleccionando lubricantes más eficaces. Sin embargo, incrementando la cantidad de lubricante, se encuentra un efecto secundario indeseado en que la ganancia en densidad a través de una mejor "lubricación interna" se invierte mediante el volumen que se incrementa de lubricante. La mejor selección sería entonces seleccionar lubricantes más eficaces. Sin embargo se ha encontrado que esto es una tarea difícil ya que los lubricantes eficaces tienden a tener efectos negativos sobre las propiedades del polvo de la mezcla. Otra posibilidad sería buscar nuevas maneras de combinar o utilizar los lubricantes que se utilizan actualmente con el fin de hacerlos más eficaces. La presente invención se refiere a dicha nueva combinación de los lubricantes que se utilizan actualmente. El concepto de la invención no está **. supuesto limitado al lubricante que se utiliza y se conoce actualmente sino que es aplicable también a lubricantes futuros. De acuerdo con la invención el método para elaborar los nuevos lubricantes más eficaces implica los pasos de: Seleccionar un primero y un segundo polvo de lubricante, Mezclar los polvos de lubricante y, Someter la mezcla a condiciones para adherir las partículas del segundo lubricante a las partículas del primer lubricante con el fin de formar una combinación de lubricante de partículas agregadas que tienen un núcleo del primer lubricante, la superficie del núcleo estando recubierta con partículas del segundo lubricante. El objeto principal del primer lubricante es impartir buenas propiedades lubricantes al polvo, lo cual dará densidades más altas y fuerzas de expulsión más bajas, mientras que el principal objetivo del segundo lubricante es proveer una mezcla de polvo de metal que tiene buenas propiedades de polvo, tales como altas velocidades de flujo y llenado uniforme del dado, lo cual a la vez da alta productividad y distribución de densidad uniforme en una parte compactada. Ejemplos de lubricantes dentro del primer grupo son bisamidas de ácido graso, tales como etilen-bis-palmitinamida, etilen-bis-esteramida, etilen-bis-araquinamida, etilen-bis-behenamida, hexilen-bis-palmitinamida, hßxilen-bis-esteramida, hexilen-bis-araquidamida, hexilen-bis-behenamida, etilen-bis-12-hidroxiesteramida, disteariladipamida, etc. y araquinamida de áift?o graso, tal como palmitinamida, esteramída, araquidamína, behenamida, oleiamida. Adicionalmente el primer lubricante puede incluir una mezcla sólida de dos o más lubricantes. El segundo lubricante se puede seleccionar del grupo que consiste de jabones de metal, tales como estearato de zinc, estearato de litio. Se prefiere que las partículas del lubricante(s) estén tan cercanas a la forma esférica como sea posible ya que la forma esférica conduce la velocidad de flujo y densidad aparente más altas. Se prefiere adicionalmente que el primer lubricante tenga un tamaño de partícula promedio que es mucho más grande que el del segundo lubricante. De manera más particular se prefiere que el tamaño de partícula promedio del primer lubricante sea 2-3 veces más grande que el del segundo lubricante y de manera más particular el tamaño de partícula promedio del primer lubricante sea al menos 15 µm y el segundo lubricante tenga un tamaño de partícula promedio de cuando mucho 6 µm. Adicionalmente se ha encontrado que la cantidad del primer lubricante debe estar preferiblemente entre 60 y 90% en peso de la combinación total de lubricante. Una manera de proveer condiciones para adherir las partículas de lubricante implica calentar las partículas del primero y/o el segundo lubricante a una temperatura y durante un período de tiempo suficiente para lograr una unión física entre las partículas del primero y el segundo lubricante. Cuando se mezcla con polvos de metal, la concentración de la combinación de lubricante más lubricantes sólidos convencionales opcionales, -s¡ ii-*_ i t l de manera adecuada en ta escala de 0.1 a 5% en peso, preferiblemente de 0.3 a 1% en peso. Los polvos de metal de interés son preferiblemente un polvo a base de hierro. Ejemplos de polvos a base de hierro son polvos a base de hierro en aleación, tales como polvo de hierro pre-aleado o un polvo de hierro que tiene los elementos de aleación unidos mediante difusión a las partículas de hierro. El polvo a base de hierro también puede ser una mezcla de un polvo de hierro esencialmente puro y los elementos de aleación, los cuales por ejemplo se seleccionan del grupo consistente de Ni, Cu, Cr, Mo, Mn, P, Si, V y W. Las varias cantidades de los diferentes elementos de aleación están entre 0 y 10, preferiblemente entre 1 y 6% en peso de Ni, entre 0 y 8, preferiblemente entre 1 y 5% en peso de Cu, entre 0 y 25, preferiblemente entre 0 y 12% en peso de Cr, entre 0 y 5, preferiblemente entre 0 y 3% en peso de Mo, entre 0 y 1 , preferiblemente entre 0 y 0.6% en peso de P, entre 0 y 5, preferiblemente entre 0 y 2% en peso de Si, entre 0 y 3, preferiblemente entre 0 y 1% en peso de V y entre 0 y 10, preferiblemente entre 0 y 4% en peso de W. El polvo a base de hierro puede ser un polvo atomizado o un polvo de hierro en esponja. El tamaño de partícula del polvo a base de hierro se selecciona dependiendo del uso final del producto concresionado. La combinación de lubricante de acuerdo con la invención es por lo tanto un lubricante modificado de superficie que tiene un núcleo de un primer lubricante en el cual la superficie del núcleo está recubierta de partículas del segundo lubricante. Una comparación entre esta combinación de lubricante y una mezcla física de los mismos lubricantes muestra que las propiedades de la combinación de lubricantes son superiores. Lo mismo es cierto también para una mezcla fundida y solidificada de manera subsecuente de los mismos lubricantes. El siguiente ejemplo no limitante ilustra la invención.

EJEMPLO Se prepararon composiciones de polvo de hierro utilizando composiciones de lubricante preparadas mediante métodos diferentes. Los lubricantes estuvieron compuestos de la receta común de 80% etilen-bis-estearamida (EBS disponible como Hoechst Wachs de Clariant AG, Alemania) que tiene un punto de fusión de aproximadamente 145°C y 20% de estearato de zinc (disponible de Megret, UK) que tiene un punto de fusión de aproximadamente 130°C. El contenido total de lubricante fue de 0.8% en peso en todos los casos. La mezcla de hierro fue ASC 100.29 (disponible de Hoganás AB, Suecia) y 0.5% en peso de grafito se mezclaron con el polvo de hierro y lubricante. La primara composición de lubricante se preparó micronizando tos dos ingredientes por separado a un tamaño de partícula promedio por ÉSfajo de 30 µm y mezclándolos de manera subsecuente a la mezcla de polvo de hierro. La segunda composición de lubricante se preparó fundiendo primero juntos y solidificando los lubricantes, seguido por micronización y mezcla de la mezcla de polvo de hierro como se describe anteriormente. El tercer lubricante se preparó adhiriendo las partículas de estearato de zinc a la superficie del EBS mediante calentamiento de las partículas de EBS a temperaturas en donde ocurre la fusión parcial de las partículas de estearato de zinc añadidas. Una unión mecánica estable entre las partículas se logró de esta manera, con las partículas de EBS más grandes cubiertas esencialmente por partículas de estearato de zinc más pequeñas. También en este caso el tamaño de partícula estuvo por abajo de aproximadamente 30 µm. Después de mezclar, las propiedades del polvo de las composiciones de polvo de hierro se caracterizaron, incluyendo el flujo de Hall, la densidad aparente y el índice de llenado. El índice de llenado es una medición de la diferencia relativa en densidad de llenado (FD) entre dos cavidades de diferente geometría; aunque la longitud y la profundidad de las cavidades es la misma (30 mm y 30 mm respectivamente), una cavidad tiene un ancho de 13 mm y la otra un ancho de 2 mm. La cavidad más ancha da una densidad de llenado más grande, y el índice de llenado se define como: índice de llenado (%) * (FDmax - FDmin)/Fdmax Teóricamente, el índice de llenado es aproximadamente el mismo como la diferencia relativa en densidad verde obtenida cuando un polvo se prensa en una cavidad que tiene cavidades de la misma geometría como se describe anteriormente, es decir con secciones de diferentes anchos de ranura, por ejemplo de 13 y 2 mm.

CUADRO 1 A partir de los resultados que se presentan en el cuadro , es evidente que la modificación del lubricante EBS con estearato de zinc de acuerdo con la presente invención da ventajas valiosas en propiedades de polvo comparada con métodos convencionales de mezcla física de los componentes separados en una mezcla en polvo, o añadiendo una í _í_?____________te _^J¡_BL_1 ______-__i______'___H? M *M M ___ c?h posíción lubricante fundida junta y micronizada. La velocidad de flujo se incrementa y la densidad aparente se eleva. Adicionalmente, se experimente un llenado más uniforme, lo cual se espera que de una distribución de densidad más uniforme en una parte prensada compleja comparada co la mezcla elaborada con lubricantes convencionales que contienen EBS o algunos otros lubricantes cohesivos como un componente principal.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento para la preparación de una combinación lubricante que incluye los pasos de: seleccionar un primero y un segundo polvo de lubricante, mezclar los polvos de lubricante y someter la mezcla a condiciones para adherir las partículas del segundo lubricante a las partículas del primer lubricante con el fin de formar una combinación de lubricante de partículas agregadas que tienen un núcleo del primer lubricante, la superficie del núcleo estando recubierta con partículas del segundo lubricante.

2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las condiciones para adherir las partículas de lubricante una a otra implica calentar las partículas del primero y/o el segundo lubricante a una temperatura y un periodo de tiempo suficientes para lograr una unión física entre las partículas del primero y el segundo lubricante.

3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque las partículas del primero y el segundo lubricantes son esencialmente esféricas.

4.- El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado además porque el primer lubricante tiene un tamaño de partícula promedio de al menos 15 µm y el segundo lubricante tiene un tamaño de partícula promedio de cuando mucho 6 µm. _

5.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el primer lubricante constituye aproximadamente 60 a 90% en peso de la combinación de lubricante.

6.- El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado además porque el primer lubricante incluye una mezcla sólida de dos o más lubricantes.

7.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el primer agente lubricante se selecciona del grupo que consiste de bis-amidas de ácido graso y monoamidas de ácido graso y el segundo agente lubricante se selecciona del grupo que consiste de jabones de metal.

8.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el primer agente lubricante es etilen-bis-palmitinamida, etilen-bis-estearamida, etilen-bis-aquinamida, etilen-bis-behenamida, hexilen-bis-palmitinamida, hexilen-bis-stearamida, hexilen-bis-araquinamida, hexilen-bis-behenamida, etilen-bis-12-hidroxiwstearamida, disteariladipamida, palmitinamida, estearamida, araquinamida, behenamida, ©leíamída o una combinación de los mismos.

9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el segundo agente lubricante es estearato de zinc o estearato de litio.

10.- Una combinación lubricante de partículas lubricantes agregadas en la cual la combinación tiene un núcleo de un primer lubricante, la superficie del núcleo estando recubüla con partículas de un segundo lubricante. RESUMEttt ^A INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una combinación lubricante que incluye los pasos de seleccionar un primero y un segundo lubricante; mezclar los lubricantes y someter la mezcla a condiciones para adherir las partículas del segundo lubricante a las partículas del primer lubricante con el fin de formar una combinación lubricante de partículas agregadas que tienen un núcleo del primer lubricante, la superficie del núcleo estando recubierta con partículas del segundo lubricante; la invención también se refiere a una combinación lubricante modificada de superficie que incluye un núcleo de un primer lubricante, la superficie del cual está recubierta con partículas de un segundo lubricante. ol 54 M S 5A/mmf*aom*mmr* P02/843F