RU2352437C2 - Смазочный материал для изолированных магнитомягких композиций порошка на основе железа - Google Patents
Смазочный материал для изолированных магнитомягких композиций порошка на основе железа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352437C2 RU2352437C2 RU2007102278/02A RU2007102278A RU2352437C2 RU 2352437 C2 RU2352437 C2 RU 2352437C2 RU 2007102278/02 A RU2007102278/02 A RU 2007102278/02A RU 2007102278 A RU2007102278 A RU 2007102278A RU 2352437 C2 RU2352437 C2 RU 2352437C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- iron
- lubricant
- composition according
- particle size
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
- H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
- H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12181—Composite powder [e.g., coated, etc.]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения изделий на основе железа из композиций, содержащих порошок на основе железа и жидкое смазочное вещество. Порошковая композиция содержит порошок железа или порошок на основе железа и 0,05-0,4 мас.% смазочного вещества. Смазочное вещество представляет собой по меньшей мере одно вещество из группы: невысыхающее масло или жидкость с температурой плавления ниже 25°С и вязкостью, рассчитанной по формуле 10logη=k/T+С, где η - вязкость; k - угловой коэффициент предпочтительно более 800, Т - температура по шкале Кельвина, С - постоянная. Вязкость составляет более 15 мПа·с при 40°С. Использование композиции позволяет получить изделие с высокой плотностью и снизить усилие выталкивания прессовки из матрицы. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к смазочным материалам для магнитомягких композиционных материалов (SMC). В частности, изобретение имеет отношение к жидким смазочным материалам для магнитомягкого железа или порошка на основе железа, в котором частицы окружены неорганическим изолирующим слоем.
Уровень техники
В промышленности все более и более широко распространенным становится использование металлических изделий, полученных прессованием и термической обработкой магнитомягких порошковых композиций. Получено множество различных изделий разной формы и толщины, и на эти изделия в зависимости от их конечного использования устанавливают различные требования к качеству. Для того чтобы удовлетворять различным требованиям порошковой металлургии, было разработано большое разнообразие композиций порошков железа и порошков на основе железа.
Одна технология производства для изготовления деталей из этих композиций порошков заключается в заполнении композицией порошка полости матрицы и прессование композиции под высоким давлением. Полученную в результате неспеченную деталь затем извлекают из полости матрицы и подвергают термической обработке. Для того чтобы избежать чрезмерного износа на полости матрицы, обычно в течение процесса прессования используют смазочный материал. Смазывание, главным образом, осуществляют путем смешивания твердых частиц смазочного порошка с порошком на основе железа (внутренняя смазка) или путем напыления жидкой суспензии или раствора смазочного материала на поверхность полости матрицы (внешняя смазка). В некоторых случаях используются обе технологии смазки.
Смазывание посредством смешивания твердого смазочного материала в композицию порошка на основе железа широко используется, и постоянно разрабатываются новые твердые смазочные материалы. Эти твердые смазочные материалы, главным образом, имеют плотность приблизительно 1-2 г/см3, которая является очень низкой по сравнению с плотностью порошка на основе железа, который имеет плотность приблизительно 7-8 г/см3.
Более того, на практике твердые смазочные материалы должны использоваться в количестве, по крайней мере, 0,6 вес.% композиции порошка. В результате включение этих менее плотных смазочных материалов в композицию снижает плотность неспеченного материала уплотненной детали.
В современной технологии порошковой металлургии смазка с только жидкими смазочными материалами не является удачной ввиду низких свойств порошка и обработки. Однако было предложено использовать жидкие смазочные материалы в комбинации с твердыми смазочными материалами. Таким образом, в патенте США 6537389 раскрыт способ получения магнитомягкого композиционного материала. В этом способе масло для штамповки или сложный метиловый эфир рапсового масла упомянуты как примеры соответствующих смазочных присадок в прессуемой порошковой композиции. Эти композиции предлагают использовать в комбинации с твердым смазочным материалом амид стеариновой кислоты, но ничего не известно о физической природе масла для штамповки или сложного метилового эфира рапсового масла и нет конкретных примеров, демонстрирующих использование этих композиций. Использование жидких смазочных материалов также известно из патента США 3728110, из которого известно, что жидкий смазочный материал должен использоваться в комбинации с пористым силикатным гелем. Также в этом случае жидкий смазочный материал должен быть в комбинации с твердым смазочным материалом.
В настоящее время было неожиданно обнаружено, что когда магнитомягкое железо или порошки на основе железа одного типа соединяют с определенным типом жидких органических веществ в качестве смазочных материалов, возможно получить прессованные детали, имеющие не только высокую плотность, но также было обнаружено, что эти прессованные детали могут быть извлечены из матриц со сравнительно низкими усилиями выталкивания. Более того, оказалось, что эти смазочные материалы эффективны в предотвращении разрушения стенок матрицы и обеспечивают прессованным деталям превосходное качество поверхности. Также для смазки не требуется силикагель.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к композиции порошка, включающей магнитомягкое железо или порошок на основе железа, в которой частицы окружены неорганическим изолирующим слоем и жидким органическим смазочным материалом. Изобретение также относится к способу получения прессованных и термически обработанных деталей с использованием жидкого смазочного материала.
Подробное описание изобретения
Типы порошков
Соответствующие металлические порошки, которые могут использоваться в качестве исходных материалов для нанесения покрытия, могут быть порошками, приготовленными из ферромагнитных металлов, таких как железо. Легирующие элементы, такие как никель, кобальт, фосфор, кремний, алюминий, хром, бор и т.д., могут быть добавлены как частицы или предварительно легированы для того, чтобы изменить свойства изделия на основе железа. Порошки на основе железа могут быть выбраны из групп, состоящих из, главным образом, порошков чистого железа, предварительно легированных порошков на основе железа и, главным образом, чистого железа или частиц на основе железа и легирующих элементов. Что касается формы частиц, предпочтительно, чтобы частицы имели неправильную форму, как полученные распылением водой или губчатое железо. Также могут быть использованы распыленные газом порошки и пластинки.
Размер частиц на основе железа, обычно используемых в порошковой металлургии, распределяют согласно кривой распределения Гаусса со средним диаметром частиц в диапазоне 30-100 мкм, и приблизительно 10-30% частиц составляют менее 45 мкм. Таким образом, порошки, используемые согласно настоящему изобретению, имеют гранулометрический состав, отличающийся от обычно используемого. Эти порошки могут быть получены путем удаления мелких фракций порошка или путем получения порошка, имеющего требуемый гранулометрический состав.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения порошки должны иметь крупные частицы, то есть порошки, по существу, без мелких частиц. Выражение "по существу без мелких частиц" подразумевает, что менее приблизительно 10%, предпочтительно, менее 5% частиц порошка имеют размер менее 45 мкм, что измерено способом, описанным в SS-EN 24497. Средний диаметр частиц обычно находится в диапазоне 106-425 мкм. Количество частиц более 212 мкм обычно более 20%. Максимальный размер частиц может быть приблизительно 2 мм.
Что касается SMC деталей, применяемых с высокими требованиями, особенно превосходные результаты были получены с распыленными водой порошками железа, в которых частицы окружены неорганическим слоем. Примерами порошков в рамках настоящего изобретения являются порошки, имеющие гранулометрический состав и химический состав, соответствующий Somaloy®550 и Somaloy®700, Höganäs AB, Швеция.
Смазочный материал
Смазочный материал согласно настоящему изобретению отличается тем, что является жидкостью при температуре окружающей среды, т.е. кристаллическая температура плавления должна быть ниже 25°С. Другой особенностью смазочного материала является то, что он является невысыхающим маслом или жидкостью.
Более того, вязкость (η) при 40°С должна быть более 15 мПа·с и зависит от температуры согласно следующему уравнению:
lg(η)=k/T+C,
где k - коэффициент предпочтительно выше 800 (Т выражена в Кельвинах, а С является постоянной). Коэффициент k и константа С в уравнении были определены при помощи общеизвестного математического метода «Метод наименьших квадратов» (учебник по методу наименьших квадратов (1909) Mansfield Merriman; ISBN 9780548629567).
Видами веществ, выполняющих вышеупомянутые критерии, являются невысыхающие масла или жидкости, например различные минеральные масла, жирные кислоты на основе растительных или животных жиров, а также соединения, такие как полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, глицерин и их этерифицированные производные. Эти смазочные масла могут использоваться в сочетании с некоторыми добавками, которые могут быть упомянуты, как "реологические модификаторы", "противозадирные присадки", "добавки против холодной сварки", "противоокислительные ингибиторы" и "ингибиторы коррозии".
Смазочный материал согласно изобретению может составлять до 0,4 вес.% композиции металлического порошка. Предпочтительно до 0,3 вес.% и наиболее предпочтительно до 0,20 вес.% смазочного материала включены в композицию порошка. Возможность использования смазочного материала согласно настоящему изобретению в очень малых количествах особенно выгодна ввиду того, что это позволяет прессовкам и термически обработанным изделиям достигать высоких плотностей, тем более что эти смазочные материалы необязательно должны быть в комбинации с твердым смазочным материалом. Однако настоящее изобретение не исключает добавления небольших количеств твердого(ых) (в виде частиц) смазочного(ых) материала(ов). Следует отметить, что геометрия детали, а также материал и качество оборудования имеют большое влияние на качество поверхности деталей SMC после извлечения. Поэтому в некоторых случаях оптимальное содержание смазочного материала может быть менее 0,20 вес.%. Более того, и в отличие от раскрытого в патенте США 6537389, частицы железного порошка не покрыты термопластичным соединением.
Прессование
Обычное прессование при высоких давлениях, т.е. давлениях приблизительно более 600 МПа, с обычно используемыми порошками, включающими мелкие частицы в смеси с небольшими количествами смазочного материала (менее 0,6 вес.%), которое обычно применяется, является неподходящим ввиду того, что требуются большие усилия для того, чтобы извлечь прессовки из матрицы, а также сопровождается быстрым износом матрицы, и результатом является то, что поверхности изделий имеют склонность быть менее блестящими или разрушенными. При использовании порошков и жидких смазочных материалов согласно настоящему изобретению было неожиданно обнаружено, что усилие выталкивания снижается при высоких давлениях, приблизительно более 600 МПа, и что изделия, имеющие приемлемые или даже идеальные поверхности, могут быть получены также, когда не используется смазывание стенки матрицы. Прессование может быть выполнено на обычном оборудовании, это означает, что новый способ может быть выполнен без больших затрат. Прессование выполняют в одном направлении, в один этап, при температурах окружающей среды или повышенных. Для того чтобы достигнуть преимуществ настоящего изобретения, прессование должно быть выполнено предпочтительно до плотностей более 7,50 г/см3.
Далее изобретение поясняется следующими неограничивающими примерами.
В качестве жидких смазочных материалов были использованы вещества, приведенные ниже в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Смазочный материал | Тип | Торговое наименование |
| А | Полиэтиленгликоль, Mw 400 г/моль | PEG 400 (Clariant GmbH) |
| В | Дистиллированное минеральное масло с низкой вязкостью | Шпиндельное масло |
| С | Синтетическое смазочное масло для волочения на основе сложного эфира | Nimbus 410 (Statoil ASA) |
| D | Олеоил саркозин | Crodasinic O (Croda Chem. Ltd.) |
| Е | Диметилполисилоксан, вязкость (25°С) 100 мПа·с | DMPS (Sigma-Aldrich) |
| F | 1,2,3-пропантриол | Глицерин |
(Смазочные материалы В и Е находятся за пределами изобретения).
Следующая таблица 2 показывает вязкость при различных температурах используемых жидких смазочных материалов.
| Таблица 2 | ||||||
| Т (°С) | Вязкость η (мПа·с) | |||||
| А | В | С | D | E | F | |
| 30 | 73,0 | 10,7 | -- | 2600 | 89,8 | 68,7 |
| 40 | 47,0 | 7,7 | 78,3 | 1100 | 74,6 | 40,3 |
| 50 | 32,0 | 5,9 | 53,0 | 600 | 62,8 | 25,5 |
| 60 | 23,0 | 4,9 | 39,0 | 400 | 53,5 | 17,3 |
| 70 | 17,5 | 4,0 | 30,4 | 130 | 45,6 | 12,9 |
| 80 | 13,5 | 3,4 | 23,1 | 85 | 39,5 | 8,8 |
Следующая таблица 3 показывает постоянные в уравнении lg(η)=k/T+C (Т в К), задающем температурную зависимость вязкости жидких смазок.
| Таблица 3 | ||||||
| А | В | С | D | Е | F | |
| k | 1563 | 1051 | 1441 | 3172 | 763 | 1875 |
| С | -3,316 | -2,462 | -2,725 | -7,050 | -0,565 | -4,375 |
Невысыхающие смазочные масла или жидкости согласно изобретению должны иметь вязкость, вычисленную согласно приведенному уравнению, в котором удовлетворены следующие требования: k>800, и где вязкость при 40°С > 15 мПа·с. Следовательно, смазочные материалы В и Е, которые находятся за пределами изобретения, ясно показывают влияние жидких смазочных материалов, которые не выполняют требования представленной формулы.
Пример 1
Были приготовлены различные композиции порошков на основе железа, всего 2 кг. Используемый порошок на основе железа был магнитомягким порошком, частицы которого имеют изолирующее неорганическое покрытие. Гранулометрический состав раскрыт ниже, в таблице 4, в колонке "крупный порошок":
| Таблица 4 | ||
| Размер частиц (мкм) | Крупный порошок (вес.%) | Мелкий порошок (вес.%) |
| >425 | 0,1 | 0 |
| 425-212 | 64,2 | 0 |
| 212-150 | 34,0 | 11,2 |
| 150-106 | 1,1 | 25,0 |
| 106-75 | 0,3 | 22,8 |
| 45-75 | 0,2 | 26,7 |
| <45 | 0 | 14,3 |
400 г порошка на основе железа было интенсивно смешано с 4,0 г жидкого смазочного материала в отдельном миксере, и затем была получена так называемая исходная смесь. Исходная смесь затем была добавлена к оставшемуся количеству магнитомягкого порошка на основе железа, и готовая смесь была перемешана еще в течение 3 мин.
Полученные смеси были помещены в матрицу и спрессованы в цилиндрические образцы для испытаний (50 г) с диаметром 25 мм при движении пресса по одной оси и давлении прессования 1100 МПа. Используемый материал матрицы был обычной инструментальной сталью. В течение извлечения спрессованных образцов были измерены статические и динамические усилия выталкивания, и была вычислена полная энергия выталкивания, необходимая для того, чтобы извлечь образцы из матрицы. Следующая таблица 5 показывает усилия выталкивания, энергию выталкивания, плотность неспеченного материала, внешний вид и общие рабочие характеристики для различных образцов.
| Таблица 5 | ||||||
| Смазочный материал | А | В | С | D | Е | F |
| Энергия выталкивания (Дж/см2) | 101 | 156 | 79 | 76 | 208 | 96 |
| Статическое усилие выталкивания (кН) | 46 | 58 | 35 | 27 | 53 | 27 |
| Динамическое усилие выталкивания (кН) | 40 | 63 | 29 | 27 | 97 | 33 |
| Внешний вид | Небольшие царапины | С царапинами | Идеальный | Идеальный | С задирами | Небольшие царапины |
| Плотность неспеченного материала (г/см3) | 7,70 | 7,68 | 7,69 | 7,68 | 7,69 | 7,69 |
| Общие показатели | Приемлемый | Неприемлемый | Хороший | Хороший | Неприемлемый | Приемлемый |
Пример 2
Согласно примеру 1 была приготовлена смесь порошка, содержащего смазочный материал С, а также согласно примеру 1 цилиндрические образцы для испытаний были спрессованы при пяти различных температурах матрицы. Следующая таблица 6 показывает усилия выталкивания и энергию выталкивания, необходимую для того, чтобы извлечь образцы для испытаний из матрицы, внешний вид извлеченных образцов и плотность неспеченного материала образцов.
| Таблица 6 | |||||
| Смазочный материал С 1100 МПа; 0,20 вес.% | Энергия выталкивания (Дж/см2) | Статическое усилие выталкивания (кН) | Динамическое усилие выталкивания (кН) | Внешний вид | Плотность неспеченного материала (г/см3) |
| RT | 79 | 35 | 29 | Идеальный | 7,69 |
| 40°С | 77 | 32 | 26 | Идеальный | 7,70 |
| 60°С | 74 | 31 | 26 | Идеальный | 7,70 |
| 80°С | 73 | 36 | 25 | Идеальный | 7,70 |
| 100°С | 80 | 41 | 29 | Небольшие царапины | 7,70 |
Из таблицы, приведенной выше, можно сделать вывод, что превосходные свойства извлечения могут быть получены при температуре матрицы ниже 80°С.
Пример 3
Этот пример показывает влияние добавленного количества смазочного материала С на усилие выталкивания и энергию выталкивания, необходимую для того, чтобы извлечь спрессованный образец из матрицы, а также внешний вид извлеченных образцов. Согласно примеру 1 были приготовлены смеси за исключением того, что были добавлены смазочные материалы в количестве 0,05%, 0,10% и 0,40%. Согласно примеру 1 образцы были спрессованы при комнатной температуре (RT). Следующая таблица 7 показывает энергию, необходимую для того, чтобы извлечь образцы из матрицы, а также внешний вид извлеченных образцов.
| Таблица 7 | |||
| Смазочный материал С 1100 МПа; RT | Энергия выталкивания (Дж/см2) | Внешний вид | Плотность неспеченного материала (г/см3) |
| 0,05% | 197 | С задирами | 7,71 |
| 0,10% | 151 | С царапинами | 7,70 |
| 0,20% | 79 | Идеальный | 7,69 |
| 0,40% | 76 | Идеальный | 7,58 |
Из таблицы 7 видно, что содержание, по крайней мере, 0,10% смазочного материала С необходимо для такого давления прессования, чтобы получить приемлемое протекание процесса извлечения из матрицы. Более того, предполагают, что тип геометрии изделия и материал оборудования также будут влиять на извлечение.
Пример 4
Этот пример показывает влияние гранулометрического состава на усилие выталкивания и энергию выталкивания, необходимую для того, чтобы извлечь образцы из матрицы, и влияние гранулометрического состава на внешний вид извлеченного образца при использовании жидких смазочных материалов согласно изобретению.
Пример 1 был повторен за исключением того, что в отличие от крупного порошка (таблица 4) использовался "мелкий порошок".
Следующая таблица 8 показывает усилие выталкивания и энергию, необходимую для того, чтобы извлечь образцы из матрицы, а также внешний вид извлеченных образцов.
| Таблица 8 | ||
| 1100 МПа; RT | Смазочный материал С (0,20 вес.%) | |
| Крупный порошок | Мелкий порошок | |
| Энергия выталкивания (Дж/см2) | 79 | 142 |
| Статическое усилие выталкивания (кН) | 35 | 36 |
| Динамическое усилие выталкивания (кН) | 29 | 57 |
| Внешний вид | Идеальный | Небольшие царапины |
| Плотность неспеченного материала (г/см3) | 7,69 | 7,67 |
| Общие показатели | Хорошие | Приемлемые |
Из таблицы, приведенной выше, может быть замечено, что композиции, включающие тип жидких смазочных материалов, описанных выше, могут быть использованы и с мелкими, и с крупными магнитомягкими порошками. Однако, когда используется крупный порошок, улучшаются и качество поверхности, и плотность неспеченного материала спрессованной детали. Более того, свойства порошка, такие как насыпная плотность и текучесть мелких порошков, обычно ухудшаются при использовании жидких смазочных материалов согласно изобретению. Однако при использовании порошков без высоких требований к этим свойствам мелкие порошки могут обеспечить изделиям приемлемое качество, используя жидкие смазочные материалы согласно изобретению.
Пример 5
Этот пример показывает превосходные магнитные свойства, полученные при использовании низких содержаний жидких смазочных материалов согласно изобретению. Вообще, малые смазывающие свойства приведут к уменьшению удельного электрического сопротивления и увеличению потерь в магнитной системе. Однако этот пример показывает, что, даже когда смазочные характеристики являются неприемлемыми, магнитные свойства, такие как максимальная магнитная проницаемость, могут быть приемлемыми (образец В). Такие смазочные материалы, которые показывают неприемлемые смазочные характеристики, не могут быть использованы в порошках для серийного производства ввиду плохого качества поверхности и чрезмерного износа оборудования.
Обычные порошковые системы смазки, такие как Kenolube®, в основном, требуют больших количеств смазки (>0,5 вес.%) для того, чтобы достичь подобных смазочных характеристик. При таких больших количествах добавленного смазочного материала давление прессования более 800 МПа не приводит к улучшению магнитных свойств, поскольку не могут быть получены дальнейшие улучшения в уровнях плотности (эталонный образец G).
Согласно примеру 1 были приготовлены шесть смесей. Полученные смеси были помещены в матрицу и спрессованы в тороиды 55/45 мм с высотой 5 мм при движении пресса по одной оси и давлении прессования 1100 МПа. Образцы были подвергнуты термической обработке на воздухе при 530°С в течение 30 мин. С использованием гистерезисографа Brockhaus были измерены магнитные свойства тороидных образцов, обмотанных 100 сигнальными и 100 возбуждающими витками. Следующая таблица 9 показывает удельное электрическое сопротивление, измеренное четырехточечным способом, максимальную магнитную проницаемость, уровень индукции при 10 кА/м, а также потери в магнитной системе при 1T (Тесла) 400 Гц и 1 кГц соответственно.
| Таблица 9 | ||||||
| Смазочный материал 0,20 вес.% | Смазочные характеристики | Плотность (г/см3) | Удельное сопротивление (мкОм·м) | Максимальная магнитная проницаемость | В@10 кА/м(Т) | Потери @1Т 400 Гц(Вт/кг) |
| А | Приемлемые | 7,67 | 60 | 867 | 1,71 | 41 |
| В* | Неприемлемые | 7,67 | 45 | 926 | 1,71 | 42 |
| С | Отличные | 7,68 | 170 | 703 | 1,69 | 39 |
| D | Хорошие | 7,68 | 85 | 756 | 1,69 | 40 |
| Е* | С задирами | -- | -- | -- | -- | -- |
| F | Приемлемые | 7,64 | 27 | 934 | 1,72 | 47 |
| G** | Хорошие | 7,50 | 300 | 580 | 1,58 | 44 |
| * Не по изобретению. | ||||||
| ** Эталонный образец G является крупным порошком, смешанным с 0,5% Kenolube®. | ||||||
Claims (15)
1. Композиция порошков для прессования, содержащая порошок железа или порошок на основе железа, частицы которого окружены изолирующим неорганическим покрытием, и 0,05-0,4 вес.% смазочного вещества, представляющего собой по крайней мере одно невысыхающее масло или органическую жидкость, имеющие кристаллическую температуру плавления ниже 25°С и вязкость, рассчитанную по формуле
10logη=k/T+С,
где η - вязкость;
k - коэффициент более 800;
Т - температура по шкале Кельвина;
С - постоянная,
и составляющую более 15 мПа·с при 40°С.
10logη=k/T+С,
где η - вязкость;
k - коэффициент более 800;
Т - температура по шкале Кельвина;
С - постоянная,
и составляющую более 15 мПа·с при 40°С.
2. Композиция по п.1, которая содержит смазочный материал, выбранный из группы, состоящей из минеральных масел, жирных кислот на основе растительных или животных жиров, полиэтиленгликолей, полипропиленгликолей, глицерина и их этерифицированных производных, и необязательные добавки.
3. Композиция по п.2, в которой добавки выбраны из группы, состоящей из реологических модификаторов, противозадирных присадок, добавок против холодной сварки, ингибиторов окисления и ингибиторов коррозии.
4. Композиция по п.1, которая содержит 0,1-0,3 вес.% смазочного материала.
5. Композиция по п.4, которая содержит 0,15-0,25 вес.% смазочного материала.
6. Композиция по п.1, которая содержит смазочное вещество, не являющееся твердым при температуре окружающей среды.
7. Композиция по п.1, в которой менее приблизительно 5 вес.% порошка имеют размер частиц менее 45 мкм.
8. Композиция по п.7, в которой по меньшей мере 40 вес.% порошка на основе железа имеет размер частиц более 106 мкм.
9. Композиция по п.8, в которой по меньшей мере 60 вес.% порошка на основе железа имеет размер частиц более 106 мкм.
10. Композиция по п 7, в которой по меньшей мере 20 вес.% порошка на основе железа имеет размер частиц более 212 мкм.
11. Композиция по п.10, в которой по меньшей мере 40 вес.% порошка на основе железа имеет размер частиц более 212 мкм.
12. Композиция по п.11, в которой по меньшей мере 50 вес.% порошка на основе железа имеет размер частиц более 212 мкм.
13. Композиция по п.1, которая дополнительно содержит одну или более добавок, выбранных из группы, состоящей из органических связующих и смол, добавок, увеличивающих текучесть, веществ для улучшения технологических свойств и смазок в виде частиц.
14. Способ для получения магнитомягких деталей, включающий смешивание магнитомягкого порошка железа или порошка на основе железа, частицы которого окружены неорганическим изолирующим покрытием, и 0,05-0,4 вес.% смазочного вещества, представляющего собой по крайней мере одно невысыхающее масло или органическую жидкость, имеющие кристаллическую температуру плавления ниже 25°С и вязкость, рассчитанную по формуле
10logη=k/T+C,
где η - вязкость;
k - коэффициент более 800;
Т - температура по шкале Кельвина;
С - постоянная,
и составляющую более 15 мПа·с при 40°С, прессование полученной композиции порошков при давлении выше 600 МПа с получением спрессованной детали.
10logη=k/T+C,
где η - вязкость;
k - коэффициент более 800;
Т - температура по шкале Кельвина;
С - постоянная,
и составляющую более 15 мПа·с при 40°С, прессование полученной композиции порошков при давлении выше 600 МПа с получением спрессованной детали.
15. Способ по п.14, дополнительно включающий термическую обработку спрессованной детали.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0401644-0 | 2004-06-23 | ||
| SE0401644A SE0401644D0 (sv) | 2004-06-23 | 2004-06-23 | Lubricants for insulated soft magnetic iron-based powder compositions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007102278A RU2007102278A (ru) | 2008-07-27 |
| RU2352437C2 true RU2352437C2 (ru) | 2009-04-20 |
Family
ID=32733676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007102278/02A RU2352437C2 (ru) | 2004-06-23 | 2005-06-21 | Смазочный материал для изолированных магнитомягких композиций порошка на основе железа |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7718082B2 (ru) |
| EP (1) | EP1758700B1 (ru) |
| JP (1) | JP4629102B2 (ru) |
| CN (1) | CN100488667C (ru) |
| AT (1) | ATE441493T1 (ru) |
| AU (1) | AU2005257719B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0512313B8 (ru) |
| CA (1) | CA2571777C (ru) |
| DE (1) | DE602005016401D1 (ru) |
| MX (1) | MXPA06014484A (ru) |
| RU (1) | RU2352437C2 (ru) |
| SE (1) | SE0401644D0 (ru) |
| TW (1) | TWI288177B (ru) |
| UA (1) | UA82299C2 (ru) |
| WO (1) | WO2006001763A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200610510B (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE0401042D0 (sv) * | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Hoeganaes Ab | Lubricants for metallurgical powder compositions |
| RU2510993C2 (ru) * | 2008-03-20 | 2014-04-10 | Хеганес Аб (Пабл) | Порошковая ферромагнитная композиция и способ ее получения |
| JP5650928B2 (ja) * | 2009-06-30 | 2015-01-07 | 住友電気工業株式会社 | 軟磁性材料、成形体、圧粉磁心、電磁部品、軟磁性材料の製造方法および圧粉磁心の製造方法 |
| US9475945B2 (en) * | 2013-10-03 | 2016-10-25 | Kennametal Inc. | Aqueous slurry for making a powder of hard material |
| US9657993B2 (en) | 2015-02-20 | 2017-05-23 | Gestion Mcmarland Inc. | Solid agglomerate of fine metal particles comprising a liquid oily lubricant and method for making same |
| JP6849459B2 (ja) | 2017-02-02 | 2021-03-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉末冶金用混合粉末 |
| JP6849460B2 (ja) | 2017-02-03 | 2021-03-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉末冶金用混合粉末及びその製造方法 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3014825A (en) * | 1959-12-03 | 1961-12-26 | Western Electric Co | Magnetic cores and methods of making the same |
| US3728110A (en) * | 1968-12-10 | 1973-04-17 | Scm Corp | Process for forming a sintered briquette |
| GB1458961A (en) * | 1973-12-19 | 1976-12-22 | Grace W R & Co | Preparation of porous metal structures |
| US4002474A (en) * | 1975-07-31 | 1977-01-11 | H. L. Blachford Limited | Lubricants for powdered metals |
| US5135566A (en) * | 1987-09-30 | 1992-08-04 | Kawasaki Steel Corporation | Iron base powder mixture and method |
| US4765950A (en) | 1987-10-07 | 1988-08-23 | Risi Industries, Inc. | Process for fabricating parts from particulate material |
| US5256185A (en) | 1992-07-17 | 1993-10-26 | Hoeganaes Corporation | Method for preparing binder-treated metallurgical powders containing an organic lubricant |
| US5368630A (en) * | 1993-04-13 | 1994-11-29 | Hoeganaes Corporation | Metal powder compositions containing binding agents for elevated temperature compaction |
| JPH07211532A (ja) * | 1994-01-24 | 1995-08-11 | Tokin Corp | 圧粉磁芯 |
| JPH08120393A (ja) * | 1994-08-26 | 1996-05-14 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | Ｆｅ−Ｓｉ系軟質磁性焼結合金の製造方法 |
| DE19735271C2 (de) * | 1997-08-14 | 2000-05-04 | Bosch Gmbh Robert | Weichmagnetischer, formbarer Verbundwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US5976215A (en) * | 1997-08-29 | 1999-11-02 | Kawasaki Steel Corporation | Iron-based powder mixture for powder metallurgy and process for preparing the same |
| US6372348B1 (en) * | 1998-11-23 | 2002-04-16 | Hoeganaes Corporation | Annealable insulated metal-based powder particles |
| JP3873547B2 (ja) * | 1999-04-08 | 2007-01-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用鉄基混合粉 |
| 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 |
| US6464751B2 (en) * | 2000-10-06 | 2002-10-15 | Kawasaki Steel Corporation | Iron-based powders for powder metallurgy |
| SE0101343D0 (sv) * | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Hoeganaes Ab | Ikon powder composition |
| US6679935B2 (en) * | 2001-08-14 | 2004-01-20 | Apex Advanced Technologies, Llc | Lubricant system for use in powdered metals |
| JP2003224017A (ja) * | 2002-01-28 | 2003-08-08 | Kobe Steel Ltd | 圧粉磁心およびその製造方法 |
| JP4615191B2 (ja) * | 2002-02-20 | 2011-01-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄基焼結体の製造方法 |
| SI21266A (sl) | 2002-07-24 | 2004-02-29 | Institut "Jo�Ef Stefan" | Suspenzije prahov za plastično oblikovanje pri sobni temperaturi in postopki oblikovanja te suspenzije |
| JP4234380B2 (ja) * | 2002-09-10 | 2009-03-04 | 日鉱金属株式会社 | 粉末冶金用金属粉末及び鉄系焼結体 |
| SE0401042D0 (sv) * | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Hoeganaes Ab | Lubricants for metallurgical powder compositions |
-
2004
- 2004-06-23 SE SE0401644A patent/SE0401644D0/xx unknown
-
2005
- 2005-06-21 UA UAA200700648A patent/UA82299C2/ru unknown
- 2005-06-21 JP JP2007518007A patent/JP4629102B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-21 AU AU2005257719A patent/AU2005257719B2/en not_active Ceased
- 2005-06-21 WO PCT/SE2005/000977 patent/WO2006001763A1/en active Application Filing
- 2005-06-21 ZA ZA200610510A patent/ZA200610510B/en unknown
- 2005-06-21 BR BRPI0512313A patent/BRPI0512313B8/pt not_active IP Right Cessation
- 2005-06-21 MX MXPA06014484A patent/MXPA06014484A/es active IP Right Grant
- 2005-06-21 CA CA002571777A patent/CA2571777C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-21 DE DE602005016401T patent/DE602005016401D1/de active Active
- 2005-06-21 EP EP05755041A patent/EP1758700B1/en not_active Not-in-force
- 2005-06-21 CN CNB200580020774XA patent/CN100488667C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-21 AT AT05755041T patent/ATE441493T1/de active
- 2005-06-21 US US11/628,638 patent/US7718082B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-21 RU RU2007102278/02A patent/RU2352437C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2005-06-23 TW TW094120987A patent/TWI288177B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2005257719B2 (en) | 2008-01-31 |
| TW200615385A (en) | 2006-05-16 |
| US7718082B2 (en) | 2010-05-18 |
| BRPI0512313B8 (pt) | 2016-05-24 |
| BRPI0512313A (pt) | 2008-02-26 |
| WO2006001763A1 (en) | 2006-01-05 |
| MXPA06014484A (es) | 2007-03-01 |
| JP4629102B2 (ja) | 2011-02-09 |
| BRPI0512313B1 (pt) | 2014-01-21 |
| CN1972772A (zh) | 2007-05-30 |
| DE602005016401D1 (de) | 2009-10-15 |
| ATE441493T1 (de) | 2009-09-15 |
| AU2005257719A1 (en) | 2006-01-05 |
| UA82299C2 (ru) | 2008-03-25 |
| RU2007102278A (ru) | 2008-07-27 |
| EP1758700B1 (en) | 2009-09-02 |
| SE0401644D0 (sv) | 2004-06-23 |
| CA2571777A1 (en) | 2006-01-05 |
| TWI288177B (en) | 2007-10-11 |
| EP1758700A1 (en) | 2007-03-07 |
| US20080019859A1 (en) | 2008-01-24 |
| JP2008503653A (ja) | 2008-02-07 |
| ZA200610510B (en) | 2008-06-25 |
| CA2571777C (en) | 2010-03-09 |
| CN100488667C (zh) | 2009-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2352437C2 (ru) | Смазочный материал для изолированных магнитомягких композиций порошка на основе железа | |
| RU2510707C2 (ru) | Смазка для композиций порошковой металлургии | |
| BRPI0706480A2 (pt) | composição de pó metalúrgico, artigo compactado, e, métodos para preparar uma composição de pó metalúrgico e para preparar artigos coimpactados | |
| US7871453B2 (en) | Coarse iron or iron-based powder composition containing specific lubricant | |
| US10030209B2 (en) | Lubricant for powder metallurgy and metal powder compositions containing said lubricant | |
| JP2008503653A5 (ja) | 粉末組成物、及び軟磁性部品の製造方法 | |
| KR20150040229A (ko) | 경질 재료 및 수성 경질 재료 밀링 슬러리로부터 그를 제조하는 방법 | |
| US8658054B2 (en) | Mixture for preventing surface stains | |
| KR100845392B1 (ko) | 절연된 연자성 철계 분말 조성물용 윤활제 | |
| CN105228774A (zh) | 冶金组合物的无溶剂粘结方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170622 |