RU2386514C2 - Металлический порошковый состав, содержащий связующее на высыхающем масле - Google Patents

Металлический порошковый состав, содержащий связующее на высыхающем масле Download PDF

Info

Publication number
RU2386514C2
RU2386514C2 RU2007137634/02A RU2007137634A RU2386514C2 RU 2386514 C2 RU2386514 C2 RU 2386514C2 RU 2007137634/02 A RU2007137634/02 A RU 2007137634/02A RU 2007137634 A RU2007137634 A RU 2007137634A RU 2386514 C2 RU2386514 C2 RU 2386514C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture according
drying
powder
oil
binder
Prior art date
Application number
RU2007137634/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007137634A (ru
Inventor
Бьерн ЙОХАНССОН (SE)
Бьерн Йоханссон
Хильмар ВИДАРССОН (SE)
Хильмар Видарссон
Original Assignee
Хеганес Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хеганес Аб filed Critical Хеганес Аб
Publication of RU2007137634A publication Critical patent/RU2007137634A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2386514C2 publication Critical patent/RU2386514C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09FNATURAL RESINS; FRENCH POLISH; DRYING-OILS; OIL DRYING AGENTS, i.e. SICCATIVES; TURPENTINE
    • C09F9/00Compounds to be used as driers, i.e. siccatives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым смесям на основе железа для изготовления прессованных заготовок. Порошковая металлургическая смесь содержит порошок на основе железа и связующее, содержащее высыхающее масло и сушильный агент. Использование смеси обеспечивает массовое производство изделий с небольшими весовыми различиями, минимальным расслоением. 11 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Область техники
Изобретение относится к порошковому металлургическому составу, используемому для изготовления прессованных порошковых заготовок. В частности, изобретение относится к смеси из железного порошка, содержащей усовершенствованное связующее.
Уровень техники
Использование металлических изделий, изготовленных прессованием и спеканием смесей из железного порошка, получает все большее распространение. Требования к качеству этой металлопродукции постоянно растут, и вследствие этого разрабатываются новые порошковые смеси с улучшенными свойствами. Некоторыми наиболее важными свойствами готовой спеченной продукции являются плотность и габаритные допуски, которые должны быть постоянными. Связанные с изменениями размера конечной продукции проблемы нередко обусловлены неоднородностями прессуемой порошковой смеси. Эти проблемы наиболее заметны в случае порошковых смесей с порошковидными компонентами разного размера, плотности и формы, что является причиной возникновения расслоения при транспортировании, хранении и обработке порошковой смеси. Это расслоение обуславливает отсутствие единообразия смеси, что, в свою очередь, означает, что изготавливаемые из порошковой смеси заготовки будут по-разному скомпонованы и, следовательно, будут иметь разные свойства. Еще одна трудность заключается в том, что мелкие частицы, особенно частицы меньшей плотности, такие как графит, являются причиной образования пыли во время обработки порошковой смеси.
Проблемы расслоения или образования пыли можно уменьшить или устранить введением связующего в порошковую смесь. Назначение связующего заключается в прочном и эффективном связывании частиц небольшого размера таких добавок, как легирующие компоненты, с поверхностью частиц основного металла, и следовательно, в уменьшении проблем расслоения и образования пыли.
Один из типов связующих основан на талловом масле, которое является высыхающим маслом, состоящим из трех полимеров и содержащим около 20-50% канифольных кислот (талловая канифоль), и около 35-55% свободных жирных кислот. Такие связующие описываются в патентах США №№4676831; 4834800; 6682579 B2; 6068813 и 5429792.
Патент США 4676831 (Engström) в основном раскрывает использование некоторых талловых масел в качестве связующих.
Патент США 4834800 (Semel) раскрывает использование некоторых образующих пленку и нерастворимых в воде алкидовых полимеров, являющихся продуктом взаимодействия многоатомного спирта и многоосновной кислоты в присутствии модификатора, которым может быть высыхающее масло или полимеризуемый жидкий мономер, такой как, например, льняное масло, соевое масло, тунговое масло или талловое масло.
Патенты США 6682579 В2 (Naramsimhan) и 6068813 (Semel) раскрывают возможное использование сложных эфиров таллового масла в качестве связующих в металлургических порошковых смесях.
Патент США 5429792 (Luk) раскрывает металлургическую порошковую смесь, прессуемую при повышенных температурах и содержащую порошок на основе железа, легирующий порошок, смазку высокотемпературного прессования и связующее. Предпочтительными связующими являются целлюлозные полиэфирные полимеры, термопластичные феноло-альдегидные полимеры высокой молекулярной массы, гидроксиалкилцеллюлозные полимеры и их смеси. Термопластичный феноло-альдегидный полимер является продуктом реакции эстерификации между канифольными кислотами, полученными из природных древесных канифолей, и канифолями таллового масла; и содержащим спиртовую группу соединением, например, с метанол-, метилен- и диэтиленгликолем, глицерином и пентаэритритом.
Хотя связующие на высыхающих маслах нередко дают удовлетворительные результаты, но проблемы могут возникать в массовом производстве и обуславливать неприемлемые неоднородности продуктов и слишком широкий диапазон весовых различий у прессованных деталей. Проведенные широкие исследования обнаружили, что эти проблемы возникают, когда время высыхания масла является разным и не регулируемым должным образом. Изобретение направлено на решение этой проблемы.
Сущность изобретения
Цель изобретения заключается в обеспечении новой порошковой металлургической смеси для изготовления прессованных порошковых заготовок с небольшими весовыми различиями. Эта новая смесь целесообразна для массового производства прессованных деталей и отличается минимальным расслоением во время транспортирования, хранения и обработки, низким уровнем образования пыли и надлежащими реологическими свойствами.
Эта цель достигается при использовании высыхающего масла в сочетании с сушильным агентом в качестве связующего. Изобретение относится к порошковым металлургическим смесям для изготовления прессованных заготовок, причем эти смеси содержат железный порошок или порошок на основе железа, графит и, дополнительно, прочие легирующие элементы, смазки или добавки, и связующее, содержащее высыхающее масло и сушильный агент.
Подробное описание изобретения
Сушильные агенты согласно изобретению являются соединениями, обеспечивающими регулируемое высушивание высыхающего масла, в результате чего время высушивания масла можно регулировать в соответствии с применяемыми технологическими требованиями. Сушильные агенты должны быть растворимыми в высыхающем масле, и химически их можно охарактеризовать как металлические мыла, содержащие либо щелочно-земельные металлы, либо тяжелые металлы. Сушильный агент предпочтительно выбирается из группы, в которую входят соли Zn, Co, Mn, Pb, Zr или Ca октаноиновой или нафтеновой кислот, из которых наиболее предпочтительной является нафтенат кобальта.
В зависимости от типа используемого сушильного агента оптимальную норму введения высыхающего масла можно легко определить экспериментально.
В рамках этого изобретения высыхающее масло можно охарактеризовать как сложный эфир полиненасыщенной жирной кислоты и полиола, который полимеризуется (отверждается) при реакции с кислородом, образуя твердые пленки, связывающие более мелкие части с частицами порошка на основе железа. В предпочтительном высыхающем масле полиненасыщенные жирные кислоты являются производными жирных кислот таллового масла или жирных кислот льняного масла, и полиол предпочтительно выбирают из группы, в которую входят: глицерин, пропан-1,3-диол, пента-, дипента- или трипентаэритрит.
Связующее вводят в порошковую смесь на основе железа в количествах 0,01-1 вес.%, предпочтительно 0,01-0,5 вес.%. Количество сушильного агента в связующем составляет 0,01-5 вес.% в зависимости от типа высыхающего масла и используемого сушильного агента, и предпочтительного времени высушивания. В соответствии с предпочтительным осуществлением изобретения сушильный агент используют в количестве 0,05-2,5, более предпочтительно от 0,1 до 1 вес.% связующего.
Поэтому, как указано выше, назначение связующего состоит в прочном и эффективном связывании мелких частиц графита, других легирующих элементов и других добавок с поверхностью частиц основного металла, и следовательно, в снижении расслоения и образования пыли. Установлено, что точным регулированием времени высыхания содержащего высыхающее масло связующего можно добиться не только приемлемого уровня образования пыли и расхода, но также и существенного сужения диапазона весовых различий компонентов, изготавливаемых в промышленном масштабе.
Время высыхания связующего предпочтительно регулируется в значениях менее 4 часов за счет введения по меньшей мере одного сушильного агента в высыхающее масло. Для получения однородно связанных порошковых смесей в промышленном масштабе до полного высушивания связующего предпочтительно, чтобы время высушивания было не менее 30 мин. Прочие предпочтительные сроки высыхания также могут быть целесообразными в зависимости от количества, типа и размера связываемого материала и/или других параметров. Предпочтительный срок времени высушивания можно легко установить экспериментально. Указываемые выше значения времени высыхания даны по данным измерений температуры и влажности окружающей среды, выполненных «Анализатором тонкой пленки «Ропойнт»».
Характеристики прочих компонентов металлургической порошковой смеси согласно изобретению излагаются ниже.
Железный, или на основе железа, порошок может быть, по существу, чисто железным порошком или смесью разных железных порошков с примесью порошковых добавок. Порошок может также быть предварительно легированным порошком, либо диффундированным или частично легированным порошком. Приблизительный максимальный размер средневесовых частиц железа или частиц на основе железа - до 500 мкм.
Примерами легирующих элементов являются медь, молибден, хром, никель, марганец, фосфор, углерод в виде графита и вольфрам - отдельно или в комбинации. Медь и никель, обычно используемые в качестве легирующих элементов, могут целесообразно использоваться в количестве до 3 и 5 вес.% соответственно. Количество графита может быть в пределах 0,1-2 вес.%. Эти добавки обычно являются порошками, размер которых меньше размера частиц порошка основного металла, и большинство добавок имеют приблизительный размер частиц менее 20 мкм.
Помимо этого смеси в соответствии с изобретением могут содержать такие распространенные добавки, как интенсификаторы спекания, твердофазные материалы, повышающие механическую обрабатываемость вещества.
Примеры смазок: стеараты металлов, например стеарат цинка, и амидовые парафины, например этиленбистеарамид. Металлургическая смесь может содержать смазку в количестве до 1,5 вес %.
Изобретение далее поясняется следующими не ограничивающими примерами предпочтительного осуществления.
Пример 1
Этот пример относится к взаимосвязи между временем высыхания и вводимыми количествами сушильного агента.
В качестве связующего было использовано: высыхающее масло, содержащее полиэфиры таллового масла, получаемые эстерификацией жирных кислот таллового масла и дипентаеритрита; и сушильный агент. В качестве сушильного агента использовался раствор нафтената кобальта - 10 вес.%.
Для регулирования времени высыхания высыхающего масла с ним смешивали разные количества сушильного агента. Взаимосвязь между вводимым количеством сушильного агента в весовых процентах от высыхающего масла и временем высыхания, измеряемым при температуре и влажности окружающей среды «Анализатором тонкого слоя «Ропойнт»», показана в приводимой ниже Таблице 1.
Таблица 1
Количество сушильного агента (%) Время высушивания (ч)
0,20 6,5
0,25 4,8
0,30 4,0
0,40 2,3
0,50 1,7
0,60 0,5
Очевидно, что количество сушильного агента - нафтената кобальта в полиэфире таллового масла - нужно изменять в пределах 0,3-0,6 вес.%, чтобы обеспечить целесообразное время высыхания.
Пример 2
Этот пример показывает влияние количества сушильного агента в связующем на весовые различия получаемых прессованных порошковых заготовок.
Использованы те же высыхающее масло и сушильный агент, что и в Примере 1.
Были приготовлены две смеси железного порошка: А и В соответственно. Обе смеси содержали полученный распылением железный порошок «АНС 100.29» производства компании Höganäs АВ, 2 вес.% медного порошка, 0,8 вес.% графита UF-4 и 0,8 вес.% стеарата цинка в качестве смазки. В первую смесь ввели 0,05 вес.% связующего, содержащего 0,25 вес.% сушильного агента, остальное - высыхающее масло; и во вторую смесь ввели 0,05 вес.% связующего, содержащего 0,5 вес.% сушильного агента и остальное - высыхающее масло.
Из каждой из этих смесей было изготовлено в промышленных условиях 200 шт с запланированным весом 250 г. Каждая заготовка была взвешена, и заготовки с отклонением более ±1,25 г были отбракованы. Таблица 2 показывает число отбракованных заготовок, изготовленных в промышленных условиях, из каждой из смесей.
Таблица 2
Смесь Количество сушильного агента (вес.%) Число отбракованных заготовок
А 0,25 20
В 0,5 0
Согласно данным Таблицы 2 введение сушильного агента в количестве, достаточном для регулирования времени высушивания в пределах 30 мин-4 часа, значительно сократило число отбракованных заготовок при изготовлении заготовок в промышленных условиях.

Claims (12)

1. Порошковая металлургическая смесь для изготовления прессованных порошковых заготовок, содержащая железный порошок или порошок на основе железа и связующее, содержащее высыхающее масло и сушильный агент.
2. Смесь по п.1, в которой высыхающее масло содержит полиэфир полиненасыщенной жирной кислоты и полиола.
3. Смесь по п.2, в которой полиненасыщенная жирная кислота является производным таллового масла или льняного масла.
4. Смесь по п.2, в которой полиол выбран из группы, в которую входят: глицерин, пропан-1,3-диол и дипента- или трипентаэритрит.
5. Смесь по п.1 или 2, в которой по меньшей мере один компонент сушильного агента выбран из группы, в которую входят: растворимые в масле соли Zn, Co, Mn, Pb, Zr или Ca октаноиновой или нафтеновой кислот.
6. Смесь по п.5, в которой сушильным агентом является нафтенат кобальта.
7. Смесь по п.1 или 2, в которой количество сушильного агента в связующем: 0,01-5 вес.%.
8. Смесь по п.1 или 2, в которой количество связующего находится в пределах 0,01-1 вес.%, предпочтительно в пределах 0,01-0,5 вес.%.
9. Смесь по п.1, в которой время высушивания связующего 0,5-4 ч.
10. Смесь по п.1 или 2, дополнительно содержащая графит.
11. Смесь по п.1 или 2, дополнительно содержащая по меньшей мере одну смазку.
12. Смесь по п.1 или 2, дополнительно содержащая по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, в которую входят: легирующие элементы, интенсификаторы спекания, улучшающие механическую обрабатываемость вещества и твердофазные материалы.
RU2007137634/02A 2005-03-11 2006-01-27 Металлический порошковый состав, содержащий связующее на высыхающем масле RU2386514C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0500550 2005-03-11
SE0500550-9 2005-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007137634A RU2007137634A (ru) 2009-04-20
RU2386514C2 true RU2386514C2 (ru) 2010-04-20

Family

ID=37951920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007137634/02A RU2386514C2 (ru) 2005-03-11 2006-01-27 Металлический порошковый состав, содержащий связующее на высыхающем масле

Country Status (17)

Country Link
US (1) US7815707B2 (ru)
EP (1) EP1861215B1 (ru)
JP (1) JP5032459B2 (ru)
KR (1) KR100966979B1 (ru)
CN (1) CN101137455B (ru)
AT (1) ATE474684T1 (ru)
BR (1) BRPI0608849B1 (ru)
CA (1) CA2600514C (ru)
DE (1) DE602006015620D1 (ru)
ES (1) ES2349384T3 (ru)
MX (1) MX2007011108A (ru)
PL (1) PL1861215T3 (ru)
RU (1) RU2386514C2 (ru)
TW (1) TWI343950B (ru)
UA (1) UA90433C2 (ru)
WO (1) WO2006096106A1 (ru)
ZA (1) ZA200707965B (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009148402A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Höganäs Ab (Publ) Iron- based pre-alloyed powder
PL2461928T3 (pl) * 2009-08-05 2020-01-31 Höganäs Ab Przepuszczalny porowaty kompozyt
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
JP6648779B2 (ja) * 2017-06-16 2020-02-14 Jfeスチール株式会社 粉末冶金用粉末混合物およびその製造方法
EP4043123A1 (en) * 2021-02-12 2022-08-17 Höganäs AB (publ) Metal powder composition comprising a binder

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2421672A (en) * 1944-01-21 1947-06-03 Union Oil Co Rust preventive composition
US2739902A (en) * 1952-08-29 1956-03-27 Carlisle Chemical Works Drier compositions
BE620423A (ru) 1961-07-19
US3565781A (en) * 1965-04-22 1971-02-23 Ppg Industries Inc Process for electrodepositing a polyol esterified oil based coating
DE1764812A1 (de) * 1968-08-09 1971-11-11 Vickers Zimmer Ag Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Speicherelements
NL7018909A (ru) 1970-12-29 1972-07-03
SE438275B (sv) * 1983-09-09 1985-04-15 Hoeganaes Ab Avblandningsfri jernbaserad pulverblandning
US4633001A (en) * 1984-12-18 1986-12-30 Mooney Chemicals, Inc. Preparation of transition metal salt compositions of organic carboxylic acids
US4834800A (en) * 1986-10-15 1989-05-30 Hoeganaes Corporation Iron-based powder mixtures
JPH0745683B2 (ja) 1987-09-30 1995-05-17 川崎製鉄株式会社 圧縮性および均質性に優れる複合鋼粉
US4835800A (en) * 1987-12-17 1989-06-06 Johnson Terrance D Sectional mattress for tent
US5331025A (en) 1992-11-04 1994-07-19 Rohm And Haas Company Coating compositions incorporating composite polymer particles
US5368630A (en) * 1993-04-13 1994-11-29 Hoeganaes Corporation Metal powder compositions containing binding agents for elevated temperature compaction
US6068813A (en) * 1999-05-26 2000-05-30 Hoeganaes Corporation Method of making powder metallurgical compositions
US6364927B1 (en) * 1999-09-03 2002-04-02 Hoeganaes Corporation Metal-based powder compositions containing silicon carbide as an alloying powder
CN100545221C (zh) 2002-08-30 2009-09-30 大日本油墨化学工业株式会社 印刷油墨用催干剂和含该催干剂的印刷油墨

Also Published As

Publication number Publication date
CN101137455B (zh) 2010-12-08
BRPI0608849A2 (pt) 2010-02-02
CA2600514C (en) 2011-11-29
EP1861215B1 (en) 2010-07-21
TW200632110A (en) 2006-09-16
JP5032459B2 (ja) 2012-09-26
US20080134835A1 (en) 2008-06-12
KR20070110089A (ko) 2007-11-15
JP2008533298A (ja) 2008-08-21
UA90433C2 (ru) 2010-04-26
KR100966979B1 (ko) 2010-06-30
EP1861215A1 (en) 2007-12-05
ATE474684T1 (de) 2010-08-15
WO2006096106A1 (en) 2006-09-14
CN101137455A (zh) 2008-03-05
BRPI0608849B1 (pt) 2015-12-29
US7815707B2 (en) 2010-10-19
MX2007011108A (es) 2007-10-08
ES2349384T3 (es) 2010-12-30
CA2600514A1 (en) 2006-09-14
TWI343950B (en) 2011-06-21
RU2007137634A (ru) 2009-04-20
PL1861215T3 (pl) 2010-12-31
ZA200707965B (en) 2009-06-24
DE602006015620D1 (de) 2010-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2386514C2 (ru) Металлический порошковый состав, содержащий связующее на высыхающем масле
KR0185685B1 (ko) 유기 윤활제를 함유하는 결합제 처리된 야금 분말의 제조 방법
JP3299805B2 (ja) 結合剤−滑剤を含有する鉄をベースとする粉末混合物
US5429792A (en) Metal powder compositions containing binding agents for elevated temperature compaction
KR20010104723A (ko) 분말 야금 조성물의 개선된 제조방법
US3410684A (en) Powder metallurgy
US7871453B2 (en) Coarse iron or iron-based powder composition containing specific lubricant
EP1218131A1 (en) Improved metal-based powder compositions containing silicon carbide as an alloying powder
US20170113272A1 (en) Lubricant System For Use In Powder Metallurgy
EP1758700A1 (en) Lubricants for insulated soft magnetic iron-based powder compositions
US8658054B2 (en) Mixture for preventing surface stains
EP0409646B1 (en) Compound for an injection molding
US20060165549A1 (en) Binder-lubricants for ferrous powder metallurgy
WO2022171726A1 (en) Metal powder composition comprising a binder

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210128