RU2510707C2 - Смазка для композиций порошковой металлургии - Google Patents

Смазка для композиций порошковой металлургии Download PDF

Info

Publication number
RU2510707C2
RU2510707C2 RU2011125962/02A RU2011125962A RU2510707C2 RU 2510707 C2 RU2510707 C2 RU 2510707C2 RU 2011125962/02 A RU2011125962/02 A RU 2011125962/02A RU 2011125962 A RU2011125962 A RU 2011125962A RU 2510707 C2 RU2510707 C2 RU 2510707C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fatty acid
weight
lubricant
iron
ebs
Prior art date
Application number
RU2011125962/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011125962A (ru
Inventor
Оса АЛИН
Анна АЛКВИСТ
Карин ОЛЬССОН
Original Assignee
Хеганес Аб (Пабл)
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 (Пабл) filed Critical Хеганес Аб (Пабл)
Publication of RU2011125962A publication Critical patent/RU2011125962A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2510707C2 publication Critical patent/RU2510707C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
    • 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
    • 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
    • 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
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • 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
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F2003/023—Lubricant mixed with the metal 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
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковой композиции на основе железа и используемой в ней композитной смазке. Порошковая композиция содержит железный порошок или порошок на основе железа и частицы композитной смазки. Частицы композитной смазки содержат сердцевину с 10-60 вес.% по меньшей мере одного первичного амида жирной кислоты, имеющего больше чем 18 и не больше чем 24 атома углерода, и 40-90 вес.% по меньшей мере одного бис-амида жирной кислоты и наночастицы по меньшей мере одного сцепленного с сердцевиной оксида металла. Композитная смазка получена путем смешивания по меньшей мере одного первичного амида жирной кислоты и по меньшей мере одного бис-амида жирной кислоты, плавления смеси, измельчения шихты для формирования сердцевины частиц и сцепление ее с по меньшей мере одним оксидом. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил., 8 табл., 1 пр.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к композиции для порошковой металлургии. Конкретно, изобретение относится к композиции для порошковой металлургии, содержащей новую порошковую композитную смазку. Изобретение дополнительно относится к новой порошковой композитной смазке, а также к способу получения этой смазки.
Уровень техники
В индустрии порошковой металлургии (ПМ) порошковые металлы, чаще на основе железа, используются для производства различных деталей. Процесс производства включает в себя прессование шихты порошкового металла в пресс-форме, чтобы сформировать прессовку-сырец, выпрессовывание прессовки из пресс-формы и спекание прессовки-сырца при таких температурах и при таких условиях, чтобы произведенная спеченная прессовка имела достаточную прочность. При использовании производственного технологического маршрута ПМ можно исключить дорогостоящее механическое изготовление деталей и избежать материальных потерь, по сравнению с обычным механическим изготовлением деталей из твердых металлов, поскольку в этом случае удается получать детали в окончательном виде, или почти в окончательном виде. Производственный технологический маршрут ПМ наиболее подходит для производства мелких и достаточно сложных деталей, например, для производства шестерней.
Для облегчения производства деталей ПМ, к порошку на основе железа перед прессованием могут быть добавлены смазки. При использовании смазок, уменьшается внутреннее трение между отдельными частицами металла на этапе прессования. Другая причина для того, чтобы добавлять смазку, заключается в том, что снижаются сила выпрессовывания и затрачиваемая энергия, необходимые для выпрессовывания сырой детали из пресс-формы после прессования. Недостаточное смазывание будет приводить к истиранию и задирам пресс-формы во время выпрессовывания сырой прессовки, приводя к разрушению оснастки.
Проблема с недостаточным смазыванием может быть решена преимущественно в двух вариантах - или увеличением количества смазки, или выбором более эффективной смазки. При увеличении количества смазки возникает нежелательный побочный эффект, заключающийся в том, что при усилении смазывания из-за увеличенного количества смазки не удается достичь желаемой плотности. Таким образом, лучшим выбором являются более эффективные смазки.
Патент США 6395688 (Vidarsson) описывает процесс производства композитной смазки, включающей в себя метастабильную фазу первой смазки, выбранной из насыщенных и ненасыщенных амидов или бис-амидов жирных кислот, и второй смазки, выбранной из группы бис-амидов жирных кислот. Плавлением компонент и быстрым охлаждением расплава получается метастабильная фаза смазки.
Патент США 6395688 (Vidarsson) раскрывает процесс приготовления смазочной комбинации, включающий в себя этапы выбора первой смазки и второй смазки, смешивания смазки и помещения смеси в такие условия, что поверхность первой смазки покрывается второй смазкой.
Японская патентная заявка 2003-338526, публикация No.2005-105323, предоставляет смазочную комбинацию материала сердцевины - смазки с низкой температурой плавления, поверхность которой покрыта частицами смазки с высокой температурой плавления.
Патент WO2007078228, описывает порошковую композицию на основе железа, содержащую смазку, которая содержит смазочную сердцевину, поверхность которой покрыта углеродным материалом тонкого помола.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы получить улучшенную порошковую смазку. Другие цели и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания.
В соответствии с объектом изобретения предоставляется композиция для порошковой металлургии на основе железа, содержащая железо или порошок на основе железа и частицы композитной смазки, причем упомянутые частицы композитной смазки содержат сердцевину с 10-60% по весу, по меньшей мере, одного первичного амида жирной кислоты, имеющего больше чем 18 и не больше чем 24 атома углерода, и 40-90% по весу, по меньшей мере, одного бис-амида жирной кислоты, причем упомянутые смазочные частицы также содержат наночастицы, по меньшей мере, одного оксида металла, сцепленного с сердцевиной.
В соответствии с другим объектом изобретения предоставляются порошковые частицы композитной смазки, содержащие сердцевину 10-60% по весу, по меньшей мере, одного первичного амида жирной кислоты, имеющего больше чем 18 и не больше чем 24 атома углерода, и 40-90% по весу, по меньшей мере, одного бис-амида жирной кислоты, причем упомянутые смазочные частицы также содержат наночастицы, по меньшей мере, одного оксида металла, сцепленного с сердцевиной.
В соответствии с другим объектом изобретения, предоставляется способ получения частиц композитной смазки, содержащий: смешивание 10-60% по весу, по меньшей мере, одного первичного амида жирной кислоты, имеющего больше чем 18 и не больше чем 24 атома углерода, и 40-90% по весу, по меньшей мере, одного бис-амида жирной кислоты; плавление смеси; измельчение шихты, чтобы сформировать сердцевины частиц композитной смазки; и сцепление с сердцевинами наночастиц, по меньшей мере, одного оксида металла.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает график, показывающий полученную плотность сырца для различных смазочных композитов при различных температурах инструментальной пресс-формы.
Фиг.2 - график, показывающий полученную энергию выпрессовывания для различных смазочных композитов при различных температурах инструментальной пресс-формы.
Фиг.3 - график, показывающий максимальную статическую силу выпрессовывания для различных смазочных композитов при различных температурах инструментальной пресс-формы.
Фиг.4 - график, показывающий полученную прочность сырца для различных смазочных композитов при различных температурах инструментальной пресс-формы.
Фиг.5 - график, показывающий общую характеристику различных смазочных композитов.
Подробное описание изобретения
Смазочный композит в соответствии с изобретением содержит, по меньшей мере, один первичный амид жирной кислоты. Первичный амид жирной кислоты должен содержать больше чем 18 атомов углерода и не больше чем 24, например меньше чем 24, атомов углерода. Если число атомов углерода составляет 18 или меньше, композитная смазка имеет тенденцию к образованию агломератов во время хранения, и спрессованная деталь будет иметь липкую поверхность. По меньшей мере, один первичный амид жирной кислоты может быть выбран из группы, состоящей из амида арахиновой кислоты, амида эруковой кислоты и амида бегеновой кислоты.
Концентрация, по меньшей мере, одного первичного амида жирной кислоты в сердцевине частицы композитной смазки может быть 5-60%, лучше - 10-60%, предпочтительно - 13%-60%, более предпочтительно - 15-60%, по весу композитной смазки, или 10-40% по весу, например, 10-30% по весу. Концентрация первичного амида жирной кислоты ниже 10% может ухудшить смазочные свойства компонентов порошковой композитной смазки, что приведет к задирам поверхностей спрессованной детали порошковой металлургии и формовочной пресс-формы, и концентрация выше 60% придаст композитной смазке липкую "текстуру", приводящую к плохой текучести композиции для порошковой металлургии на основе железа, содержащей частицы композитной смазки, так же как и самой порошковой композитной смазки, и к увеличению тенденции к образованию агломератов во время хранения. Концентрация первичного амида жирной кислоты выше 60% также придаст поверхности спрессованной компоненты липкие свойства, приводящие к тому, что загрязняющие частицы будет прицепляться к поверхности спрессованной компоненты.
Композит дополнительно содержит, по меньшей мере, один бис-амид жирной кислоты. Бис-амид жирной кислоты может быть выбран из группы, состоящей из метилен бис-олеамида, метилен бис-стереамида, этилен бис-олеамида, гексилен бис-стереамида и этилен бис-стереамида (EBS).
Концентрация, по меньшей мере, одного бис-амида жирной кислоты в сердцевине частицы композитной смазки может быть 40-95% по весу, например, 40-90% по весу, или 60-95% по весу, например, 60-90% или 70-90% по весу, или 60-87%, например, 60-85%, по весу композитной смазки.
Сердцевина частицы композитной смазки может состоять только, по меньшей мере, из одного первичного амида жирной кислоты и, по меньшей мере, одного бис-амида жирной кислоты но, альтернативно, сердцевина может включать в себя одну или несколько добавок, по меньшей мере, к одному первичному жирному кислотному амиду и, по меньшей мере, к одному бис-амиду жирной кислоты.
Сердцевина смазки может дополнительно иметь наночастицы, по меньшей мере, одного оксида металла, сцепляющиеся с ней. Оксид металла может быть выбран из группы, состоящей из TiO2, Al2O3, SnO2, SiO2, CeO2 и оксида титана индия. Наночастицы, по меньшей мере, одного оксида металла могут иметь первичный размер частиц меньше чем 500 нм, например меньше чем 200 нм.
Концентрация композитной смазки в соответствии с изобретением может быть в пределах 0,01-2%, допустимо 0,05-2%, предпочтительно 0,2-2%, более предпочтительно 0,2-1%, например, 0,4-0,7%, по весу материала порошковой металлургической композиции на основе железа.
Смазочные композитные частицы могут быть приготовлены, сплавлением всех компонентов, то есть амида жирной кислоты и бис-амида жирной кислоты, с последующим этапом измельчения и образуя отдельные частицы, которые могут сформировать сердцевины смазочных композитных частиц. Измельчение, например, может быть выполнено посредством распыления расплава газовой или жидкой средой, или посредством очень тонкого измельчения, то есть размола затвердевшей шихты. Полученные частицы сердцевины смазки могут иметь средний размер 1-50 мкм, предпочтительно 5-40 мкм. После этапа измельчения частицы сердцевины смазочного композита могут быть объединены, например, тщательно смешаны с наночастицами, по меньшей мере, одного оксида металла так, чтобы наночастицы зацеплялись на сердцевинах частиц композитной смазки. Концентрация металлического оксида в композитной смазке может быть 0,001-10%, предпочтительно 0,01-5%, более предпочтительно 0,01-2% по весу композитной смазки. Этап смешивания может включать в себя нагревание композитной смазки до температуры ниже точки плавления самой низкоплавкой компоненты. Альтернативный способ производства композитной смазки заключается в физическом перемешивании амидов с бис-амидами жирной кислоты, без нагревания.
Порошок на основе железа может быть предварительно сплавленным порошком на основе железа или порошком на основе железа, имеющим легирующие элементы, диффузионно-связанные с частицами железа. Порошок на основе железа может также быть смесью очень чистого железного порошка или предварительно сплавленного порошка на основе железа с легирующими элементами, выбранными из группы, состоящей из Ni, Cu, Cr, Мо, Mn, P, Si, V, Nb, Ti, W и графита. Углерод в виде графита представляет собой легирующий элемент, широко используемый в промышленности ПМ для придания адекватных механических свойств окончательным спеченным компонентам. Добавляя углерод как отдельную составляющую к порошковому композиту на основе железа, содержание растворенного углерода в порошке на основе железа может быть поддержано низким, улучшая его сжимаемость. Порошок на основе железа может быть распыленным порошком, например распыленным водой порошком, или губчатым железным порошком. Размер частиц порошка на основе железа выбирается в зависимости от конечного использования материала. Частицы железного порошка или порошка на основе железа, для среднего веса частицы, обычно имеют размер приблизительно до 500 мкм и выше 10 мкм, предпочтительно выше 30 мкм.
Композиция для порошковой металлургии может дополнительно содержать одну или несколько добавок, выбранных из группы, состоящей из связующих веществ, технологических добавок, твердых фаз, веществ, улучшающих обрабатываемость, если имеется необходимость в механической обработке спеченной компоненты.
Композиция для порошковой металлургии на основе железа содержит железный порошок или порошок на основе железа и частицы композитной смазки. Железный порошок или порошок на основе железа может быть смешан с частицами композитной смазки. Частицы композитной смазки могут быть связанными с частицами железного порошка или порошка на основе железа, например, посредством связующего вещества или без дополнительного связующего вещества, но может предпочтительно не иметь частиц композитной смазки, связанных с частицами железного порошка или порошка на основе железа, то есть иметь несвязанную композицию, в которой композитная смазка находится в свободной порошковой форме.
Новый железный композитный материал или композиция на основе железа, порошковой металлургии может быть спрессован и при необходимости спечен в соответствии с обычными методиками ПМ.
Следующие примеры служат для иллюстрации возможностей изобретения, но объем притязаний изобретения не должен ограничиваться ими.
ПРИМЕРЫ
Материалы
Использовались следующие материалы:
Различные композитные смазки были приготовлены смешиванием веществ в соответствии с Таблицей 1 и в пропорциях в соответствии с Таблицей 2. Вещества затем были расплавлены и вслед за этим были затвержены и тонко измельчены до среднего размера частиц 15-30 мкм. Тонко измельченные материалы были обработаны с 0,3% по весу тонким порошковым диоксидом кремния, имеющим первичный размер частиц меньше чем 200 нм.
В качестве эталонных материалов использовались известные смазки Kenolube® P11 от Hoganas AB и Amide Wax PM, от Hoganas AB. Kenolube® P11 представляет собой Zn-содержащую органическую смазку и Amide Wax PM - органическая смазка, основанная на этилене бис-стереамиде, EBS.
Для измерения тенденции композитных смазок и обычных смазок к формированию агломератов смазки были просеяны на стандартном сите 315 мкм после хранения в течение 28 дней при температуре 50°C и относительной влажности 90%. Количество сохраненного материала на сите было измерено и результаты раскрыты в Таблице 3.
Таблица 1
Вещества, используемые для композитной смазки
Марка Обычное название Число С-атомов первичного амида Насыщенный Ненасыщенный
EBS Этилен бис-стереамид N.A.    
O Амид олеиновой кислоты 18   ×
A Амид арахиновой кислоты 20 ×  
E Амид эруковой кислоты 22   ×
B Амид бегеновой кислоты 22 ×  
Таблица 2
Содержание органических веществ композитных смазок
Смазка % по весу EBS % по весу первичного амида
75/25 EBS/O 75 25
100 EBS 100 0
75/25 EBS/A 75 25
90/10 EBS/E 90 10
85/15 EBS/E 85 15
80/20 EBS/E 80 20
75/25 EBS/E 75 25
60/40 EBS/E 60 40
40/60 EBS/E 40 60
100 E 0 100
75/25EBS/B 75 25
Таблица 3
Тенденция к формированию агломерата во время хранения
Смазка Хранение 0 дней
% по весу>150 мкм		 Хранение 28 дней
% по весу>150 мкм
75/25 EBS/O2 0 28
75/25 EBS/A 0 0,04
100 EBS2 0 0,00
90/10 EBS/E 0 0,00
85/15 EBS/E 0 0,04
80/20 EBS/E 0 0,06
75/25 EBS/E 0 0,51
60/40 EBS/E 0 0,80
40/60 EBS/E 0 2,5
100 E2 0 5,0
75/25 EBS/B 0 0,02
2вне объема притязаний изобретения
Таблица 3 показывает, что порошковые композитные смазки в соответствии с изобретением могут быть сохранены без агломератов. Неожиданно было обнаружено, что на агломерацию влияют и относительные концентрации EBS и амид жирной кислоты, и количество атомов углерода в амиде жирной кислоты.
Приготовление порошковых композиций на основе железа.
В качестве железного порошка или распыленного водой порошка на основе железа использовались, DistaloyAE®, Astaloy®CrM, и распыленный водой чистый железный порошок, ASC100.29, все от Hoganas AB, Швеция. Distaloy®AE состоит из чистого железа, имеющего частицы Ni, Cu и Мо, связанные с поверхностью диффузионным отжигом (4% по весу Ni, 1,5% по весу Cu и 0,5% по весу Мо). Astaloy®CrM представляет собой распыленный водой предварительно сплавленный порошок, содержащий 3% Cr и 0,5% Мо.
Графит UF-4 (от Kropfmuhl AG, Германия) использовался как добавленный графит в порошковой композиции на основе железа.
Порошковые композиции на основе железа, по 25 кг каждая, были приготовлены смешиванием 0,5% по весу различных вышеупомянутых порошковых композитных смазок или 0,5% по весу эталонных материалов с 0,2% по весу графита и 99,3% по весу DistaloyAE®. Эти композиции использовались для производства цилиндрических образцов, используемых для оценки смазочных свойств и полученных плотностей сырцов.
Для производства порошковых композиций на основе железа, предназначенных для прессования в сырые жесткие прутья, и проверяемых относительно порошковых свойств, 0,8% по весу смазок и 0,5% графита были смешаны с 98,7% ASC100.29.
Порошковые свойства, например текучесть Холла и соответствующая плотность, были измерены в соответствии с SS-EN 23923-1 и SS-EN 23923-2 для всех композиций и результаты представлены в Таблице 4.
Для тестирования максимальной высоты, спрессованной без задиров, были приготовлены шихты, основанные на Astaloy®CrM, 0,5% графита и 0,6% смазок.
Таблица 4
Порошковые композиции на основе железа и их текучесть и AD
Смазка (%) Смазка % по весу Графит % по весу DistaloyAE® % по весу Текучесть с/50 г AD
75/25 EBS/O2 0,5 0,2 99,3 33 2,97
75/25 EBS/A 0,5 0,2 99,3 29 3,02
100 EBS2 0,5 0,2 99,3 34 3,02
90/10 EBS/E 0,5 0,2 99,3 34 3,02
85/15 EBS/E 0,5 0,2 99,3 29 3,08
80/20 EBS/E 0,5 0,2 99,3 30 3,08
75/25 EBS/E 0,5 0,2 99,3 30 3,07
60/40 EBS/E 0,5 0,2 99,3 31 3,05
40/60 EBS/E 0,5 0,2 99,3 нетекуч. 2,98
100 E2 0,5 0,2 99,3 нетекуч. 2,98
75/25 EBS/B 0,5 0,2 99,3 30 3,07
Amide Wax PM1 0,5 0,2 99,3 35 3,02
Kenloube®1 0,5 0,2 99,3 29 3,15
1Эталонные образцы
2Вне объема притязаний изобретения
В Таблице 4 показано, что очень хорошие значения текучести и высокое AD могут быть получены при использовании смазки в соответствии с изобретением. На значения этих параметров влияют и относительные концентрации EBS и амида жирной кислоты, а также количество атомов углерода в амиде жирной кислоты. Смесь, содержащая амид жирной кислоты, имеющий 18 или менее атомов углерода, показывала плохие (высокие) значения текучести и низкие AD, и то же самое можно также видеть для 100%-ного бис-амида жирной кислоты и 100%-ного первичного амида жирной кислоты.
Прессование
Порошковые композиции на основе железа и на основе Distaloy®AE были помещены в пресс-форму и были спрессованы при давлении 800 МПа при различных температурах пресс-формы в цилиндры, имеющие диаметр 25 мм и высоту 20 мм.
Во время выпрессовывания, были измерены энергии выпрессовывания и максимальные силы выпрессовывания, необходимые для выпрессовывания цилиндров из пресс-формы.
Плотности сырых цилиндров были также измерены в соответствии с SS-EN ISO 3927. Тенденция к зацеплению порошка на поверхностях цилиндров была оценена визуально.
Для тестирования прочности в сыром состоянии композиции на основе ASC100.29 были спрессованы в сырые прочные прутья при давлении прессования 600 МПа. Прочности в сыром состоянии были измерены в соответствии с SS-EN ISO 23995.
На Фиг.1-4 и в Таблице 5 представлены результаты измерений.
Таблица 5
Тенденция зацепления после прессования при 800 МПа и при различных температурах
Смазка Температура пресс-формы °С Зацепление порошка на поверхности
75/25 EBS/O2 60 нет
“ 70 да
“ 80 да
“ 90 да
75/25 EBS/A 60 нет
“ 70 нет
“ 80 нет
“ 90 нет
100 EBS2 60 нет
“ 70 нет
“ 80 нет
“ 90 нет
90/10 EBS/E 60 нет
“ 70 нет
“ 80 нет
“ 90 нет
85/15 EBS/E 60 нет
“ 70 нет
“ 80 нет
“ 90 нет
80/20 EBS/E 60 нет
“ 70 нет
“ 80 нет
“ 90 нет
75/25 EBS/E 60 нет
“ 70 нет
“ 80 нет
“ 90 да
60/40 EBS/E 60 нет
“ 70 нет
“ 80 нет
“ 90 да
40/60 EBS/E 60 нет
“ 70 нет
“ 80 да
“ 90 да
100 E2 60 нет
“ 70 нет
“ 80 да
“ 90 да
Amide Wax PM1 60 нет
“ 70 нет
“ 80 нет
“ 90 нет
Kenolube®1 60 нет
“ 70 да
“ 80 да
“ 90 да
1Эталонные образцы
2Вне объема притязаний изобретения
В Таблице 5 показано, что порошковые композиции на основе железа, включающие в себя порошковые композитные смазки в соответствии с изобретением, могут быть спрессованы при комнатной температуре и при повышенных температурах, по меньшей мере, до и включая в себя 80°C (ниже 90°C), не приводя порошок в зацепление на поверхности компонента.
Измеренная энергия выпрессовывания и максимальная сила выпрессовывания были ниже, особенно для повышенных температур, при выпрессовывании компонент для выполненного композита в соответствии с изобретением, по сравнению с эталонными композициями и композициями, содержащими композитные смазки вне объема притязаний настоящего изобретения, см. Фиг.2 и 3. Та же самая тенденция может быть отмечена для плотности сырого материала, которая, однако, увеличивается при повышенных температурах, см. Фиг.1. Большая плотность сырого материала зарегистрирована для компонент, сделанных из порошковых композиций на основе железа, включая порошковую композитную смазку, в соответствии с изобретением, по сравнению с эталонными композициями, см. Фиг.4.
Была исследована максимально возможная высота прессования без задиров на детали. Были спрессованы кольца, имеющие внутренний диаметр 20 мм и внешний диаметр 40 мм, высота варьировалась в пределах 25-50 мм. Перед прессованием при 600 МПа инструментальная пресс-форма была нагрета до 60°C. Оценивание начиналось с колец, имеющих высоту 25 мм, и 30 деталей были спрессованы, после чего высота была увеличена с приращениями 2,5 мм и были спрессованы другие 30 деталей каждой высоты. Эта процедура повторялась до тех пор, пока не была достигнута такая высота, при которой появлялись задиры на поверхности деталей, что указывало на недостаточное смазывание. Максимально возможная высота для прессования с задирами свободной поверхности была определена и представлена в Таблице 6.
Таблица 6
Максимальная высота
Смазка (%) Максимальная высота компоненты, допустимая для прессования без задиров (мм)
75/25 EBS/O2 42,5
75/25 EBS/A 40,0
100 EBS2 27,5
90/10 EBS/E 27,5
85/15 EBS/E 47,5
80/20 EBS/E 47,5
75/25 EBS/E 47,5
60/40 EBS/E 50,0
40/60 EBS/E 42,5
100 E2 35,0
75/25 EBS/B 47,5
Amide Wax PM1 27,5
Kenloube®1 42,5
1Эталонные образцы
2Вне объема притязаний изобретения
Была оценена общая характеристика смазок, назначая оценку для каждого свойства между 1 и 5, где 5 была самая высокая оценка. Следующая Таблица 7 показывает критерии назначения оценок.
Таблица 7
Объяснение общей характеристики материалов (5 превосходно, 1 не столь хорошо)
Свойство/оценка 1 2 3 4 5
Хранение 28 дней смазки % по весу > 150 мкм (%) >14 14-7,0 6,9-1,1 1,0-0,02 <0,02
Текучесть (с/50 г) нетекуч. 40-36 35-31 30-28 <28
AD (г/см3) <2,94 2,94-2,99 3,00-3,05 3,06-3,11 >3,12
Зацепление порошка на поверхности да       нет
Прочность сырого материала (Н/см2) 12,0-14,0 14,1-16,0 16,1-18,0 18,1-20,0 20,1-22,0
Плотность сырого материала (г/см3) <7,34 7,34-7,36 7,37-7,39 7,40-7,42 >7,42
Энергия выпрессовывания (Дж/см2) 50,0-45,1 45,0-42,1 42,0-39,1 39,0-36,1 36,0-33,0
Усилие выпрессовывания (Н/мм2) 50,0-43,1 43,0-40,1 40,0-37,1 37,0-34,1 34,0-31,0
Максимальная высота (мм) 25,0-27,5 30,0-35,0 37,5-40,0 42,5-45,0 47,5-50,0
Таблица 8
Полная характеристика
Смазка (%) Полная характеристика
75/25 EBS/O2 52
75/25 EBS/A 83
100 EBS2 60
90/10 EBS/E 61
85/15 EBS/E 90
80/20 EBS/E 92
75/25 EBS/E 92
60/40 EBS/E 95
40/60 EBS/E 73
100 E2 65
75/25 EBS/B 86
Amide Wax PM1 59
Kenloube®1 60
1Эталонные образцы
2Вне объема притязаний изобретения
На Фиг.1-4 в сером цвете показаны результаты для образцов, включая эталонные смазки и образцы, включающие в себя смазки вне объема притязаний изобретения, и в черном цвете показаны результаты для образцов, включающих в себя смазки в соответствии с изобретением. Для образца 75/25 EBS/O показано только значение при 60°C и для Kenolube® только при 60 и 70°C, поскольку смазывающая пленка при более высоких температурах не была эффективна для выпрессовывания спрессованных деталей из оснастки.
Измеренные энергия выпрессовывания и статическая максимальная сила выпрессовывания оказываются ниже, особенно при повышенных температурах, когда выпрессовываемые компоненты, выполненные с композицией в соответствии с изобретением, сравниваются с эталонными композициями и композициями, содержащими композитные смазки вне области притязаний настоящего изобретения, см. Фиг.2 и 3. Та же самая тенденция может быть отмечена для плотности сырого материала, которая, однако, увеличивается при повышенных температурах, см. Фиг.1. Большая прочность сырого материала зарегистрирована для компонент, выполненных из порошковых композиций на основе железа, включая в себя порошковую композитную смазку в соответствии с изобретением, по сравнению с эталонными композициями, см. Фиг.4.
На Фиг.5 показан график полной характеристики, оцениваемой в Таблице 8 для образцов, включающих в себя первичный амид (E) амида эруковой кислоты, а также образец с 100%-ным EBS, относительно концентрации E в композитных смазочных сердцевинах. Как можно видеть из Таблицы, самые высокие оценки получены, когда концентрация первичного амида составляет более 10% и до 60% по весу.

Claims (10)

1. Композиция для порошковой металлургии на основе железа, содержащая железный порошок или порошок на основе железа и частицы композитной смазки, причем упомянутые частицы композитной смазки содержат сердцевину с 10-60% по весу по меньшей мере одного первичного амида жирной кислоты, имеющего больше чем 18 и не больше чем 24 атома углерода, и 40-90% по весу по меньшей мере одного бис-амида жирной кислоты и наночастицы по меньшей мере одного оксида металла, сцепленного с сердцевиной.
2. Композиция по п.1, в которой сердцевина содержит 10-40% по весу по меньшей мере одного первичного амида жирной кислоты и 60-90% по весу по меньшей мере одного бис-амида жирной кислоты.
3. Композиция по п.1, в которой сердцевина содержит 10-30% по весу по меньшей мере одного первичного амида жирной кислоты и 70-90% по весу по меньшей мере одного бис-амида жирной кислоты.
4. Композиция по любому из пп.1-3, в которой по меньшей мере один бис-амид жирной кислоты выбран из группы, состоящей из метилен бис-олеамида, метилен бис-стереамида, этилен бис-олеамида, гексилен бис-стереамида и этилен бис-стереамида.
5. Композиция по п.1, в которой наночастицы по меньшей мере одного оксида металла выбраны из группы, состоящей из TiO2, Al2O3, SnO2, SiO2, CeO2 и оксида титана индия.
6. Композиция по п.1, в которой концентрация металлического оксида в композитной смазке составляет 0,001-10%, предпочтительно 0,01-5%, более предпочтительно 0,01-2% по весу.
7. Композиция по п.1, в которой наночастицы имеют первичный размер меньше чем 500 нм, предпочтительно меньше чем 200 нм.
8. Композиция по п.1, в которой частицы композитной смазки присутствуют в композиции в концентрации между 0,01-2%, предпочтительно между 0,4-0,7%, по весу композиции.
9. Частица композитной смазки, содержащая сердцевину с 10-60% по весу по меньшей мере одного первичного амида жирной кислоты, имеющего больше чем 18 и не больше чем 24 атома углерода, и с 40-90% по весу по меньшей мере одного бис-амида жирной кислоты, и наночастицы по меньшей мере одного оксида металла, сцепленного с сердцевиной.
10. Способ получения частиц композитной смазки, включающий
смешивание 10-60% по весу по меньшей мере одного первичного амида жирной кислоты, имеющего больше чем 18 и не больше чем 24 атома углерода, и 40-90% по весу по меньшей мере одного бис-амида жирной кислоты;
плавление смеси;
измельчение шихты, для формирования сердцевины частиц композитной смазки; и
сцепление наночастиц по меньшей мере одного оксида металла с сердцевиной.
RU2011125962/02A 2008-11-26 2009-11-25 Смазка для композиций порошковой металлургии RU2510707C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0802486 2008-11-26
SE0802486-1 2008-11-26
US19382308P 2008-12-29 2008-12-29
US61/193,823 2008-12-29
PCT/SE2009/051336 WO2010062250A1 (en) 2008-11-26 2009-11-25 Lubricant for powder metallurgical compositions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011125962A RU2011125962A (ru) 2013-01-10
RU2510707C2 true RU2510707C2 (ru) 2014-04-10

Family

ID=42225923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011125962/02A RU2510707C2 (ru) 2008-11-26 2009-11-25 Смазка для композиций порошковой металлургии

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9855601B2 (ru)
EP (1) EP2370220B1 (ru)
JP (1) JP5583139B2 (ru)
KR (2) KR20160133015A (ru)
CN (1) CN102227274B (ru)
BR (1) BRPI0922828A2 (ru)
CA (1) CA2744009C (ru)
ES (1) ES2620444T3 (ru)
MX (1) MX2011005520A (ru)
PL (1) PL2370220T3 (ru)
RU (1) RU2510707C2 (ru)
TW (1) TWI413685B (ru)
WO (1) WO2010062250A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112012030800A2 (pt) * 2010-06-04 2016-11-01 Hoeganaes Ab Publ aços sinterizados nitrificados
EP3482852A1 (en) * 2013-09-12 2019-05-15 National Research Council of Canada Lubricant for powder metallurgy and metal powder compositions containing said lubricant
CN103554141B (zh) * 2013-10-15 2015-10-21 中南大学 一种核壳型稀土配合物及其制备方法和应用
GB201409250D0 (en) * 2014-05-23 2014-07-09 H Gan S Ab Publ New product
KR101664603B1 (ko) * 2014-11-27 2016-10-11 현대자동차주식회사 분말 야금 방법
US10960633B2 (en) * 2015-03-20 2021-03-30 Hitachi Chemical Company, Ltd. Method for forming molded article by press molding
EP3165302A1 (de) 2015-11-03 2017-05-10 Wachs-Chemie Elsteraue e.K. Gleitmittel auf basis zuckerrohrwachse
CN105504495A (zh) * 2015-12-29 2016-04-20 常州可赛成功塑胶材料有限公司 一种聚丙烯用低voc环保型高效润滑剂的制备方法
JP7113754B2 (ja) * 2016-03-23 2022-08-05 ホガナス アクチボラグ （パブル） 鉄基粉末
CN105945275B (zh) * 2016-05-31 2019-04-02 同济大学 一种高性能粉末冶金润滑剂
EP3576110A1 (en) 2018-05-30 2019-12-04 Höganäs AB (publ) Ferromagnetic powder composition
WO2020217551A1 (ja) * 2019-04-23 2020-10-29 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用混合粉
KR102248462B1 (ko) * 2020-09-08 2021-05-06 장기태 복합 윤활제 및 그 제조방법
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

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899043A1 (en) * 1997-08-29 1999-03-03 Kawasaki Steel Corporation Iron-based powder mixture for powder metallurgy and process for preparing the same
RU2216432C2 (ru) * 1997-12-02 2003-11-20 Хеганес Аб Смазывающее вещество для металлургических порошковых композиций
WO2005061157A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Höganäs Ab Iron-based powder composition comprising a combination of binder-lubricants and preparation of the powder composition
WO2007078232A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-12 Höganäs Ab Metallurgical powder composition
RU2311261C2 (ru) * 2003-09-09 2007-11-27 Хеганес Аб Магнитно-мягкий порошок на основе железа

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5279640A (en) * 1992-09-22 1994-01-18 Kawasaki Steel Corporation Method of making iron-based powder mixture
JP3398465B2 (ja) * 1994-04-19 2003-04-21 川崎製鉄株式会社 複合焼結体の製造方法
US5782954A (en) * 1995-06-07 1998-07-21 Hoeganaes Corporation Iron-based metallurgical compositions containing flow agents and methods for using same
EP1094909B1 (en) * 1998-05-15 2004-12-22 Höganäs Ab Iron-based metallurgical compositions containing flow agents and methods for using same
SE9903231D0 (sv) * 1999-09-09 1999-09-09 Hoeganaes Ab Powder composition
SE9903245D0 (sv) 1999-09-10 1999-09-10 Hoeganaes Ab Lubricant composite and process for the preparation thereof
SE9904367D0 (sv) 1999-12-02 1999-12-02 Hoeganaes Ab Lubricant combination and process for the preparation thereof
JP2003338526A (ja) 2002-05-21 2003-11-28 Hitachi Cable Ltd 半導体装置用キャリアテープの送出方法及び送出装置
JP3422994B1 (ja) * 2002-10-17 2003-07-07 ジューキ株式会社 潤滑剤、摺動部材及び固形潤滑剤
JP4423000B2 (ja) 2003-09-29 2010-03-03 株式会社神戸製鋼所 粉末冶金用潤滑剤および粉末冶金用混合粉末
US8114821B2 (en) * 2003-12-05 2012-02-14 Zulzer Metco (Canada) Inc. Method for producing composite material for coating applications
JP2005264201A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Jfe Steel Kk 粉末冶金用鉄基粉末混合物およびその製造方法
US7329302B2 (en) * 2004-11-05 2008-02-12 H. L. Blachford Ltd./Ltee Lubricants for powdered metals and powdered metal compositions containing said lubricants
EP1976652B1 (en) * 2005-12-30 2018-01-24 Höganäs Ab Lubricant for powder metallurgical compositions
US20070186722A1 (en) * 2006-01-12 2007-08-16 Hoeganaes Corporation Methods for preparing metallurgical powder compositions and compacted articles made from the same
JP5170390B2 (ja) * 2007-03-22 2013-03-27 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用鉄基混合粉末

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899043A1 (en) * 1997-08-29 1999-03-03 Kawasaki Steel Corporation Iron-based powder mixture for powder metallurgy and process for preparing the same
RU2216432C2 (ru) * 1997-12-02 2003-11-20 Хеганес Аб Смазывающее вещество для металлургических порошковых композиций
RU2311261C2 (ru) * 2003-09-09 2007-11-27 Хеганес Аб Магнитно-мягкий порошок на основе железа
WO2005061157A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Höganäs Ab Iron-based powder composition comprising a combination of binder-lubricants and preparation of the powder composition
WO2007078232A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-12 Höganäs Ab Metallurgical powder composition

Also Published As

Publication number Publication date
US9855601B2 (en) 2018-01-02
JP2012509995A (ja) 2012-04-26
JP5583139B2 (ja) 2014-09-03
PL2370220T3 (pl) 2017-07-31
CA2744009A1 (en) 2010-06-03
WO2010062250A1 (en) 2010-06-03
TW201026843A (en) 2010-07-16
KR20110099703A (ko) 2011-09-08
CA2744009C (en) 2018-08-21
EP2370220A4 (en) 2013-12-25
KR20160133015A (ko) 2016-11-21
MX2011005520A (es) 2011-06-16
ES2620444T3 (es) 2017-06-28
EP2370220B1 (en) 2017-01-04
RU2011125962A (ru) 2013-01-10
US20110265602A1 (en) 2011-11-03
CN102227274A (zh) 2011-10-26
BRPI0922828A2 (pt) 2015-12-29
CN102227274B (zh) 2013-09-18
TWI413685B (zh) 2013-11-01
EP2370220A1 (en) 2011-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2510707C2 (ru) Смазка для композиций порошковой металлургии
KR101434997B1 (ko) 분말 야금 조성물용 윤활제
RU2348486C2 (ru) Порошковая металлургическая композиция, включающая сажу в качестве добавки для повышения текучести
CA2383670C (en) Improved metal-based powder compositions containing silicon carbide as an alloying powder
WO1994011124A1 (en) Method of making lubricated metallurgical powder composition
US10030209B2 (en) Lubricant for powder metallurgy and metal powder compositions containing said lubricant
US7871453B2 (en) Coarse iron or iron-based powder composition containing specific lubricant
RU2352437C2 (ru) Смазочный материал для изолированных магнитомягких композиций порошка на основе железа
US7247187B2 (en) Metal powder composition including a bonding binder/lubricant
JP6346099B2 (ja) 金属粉末冶金用潤滑剤、その製造方法、金属粉末組成物及び金属粉末冶金製品の製造方法
KR101202371B1 (ko) 유동 강화제로서 탄소 블랙을 포함하는 분말 야금학적 조성물
CN105228774A (zh) 冶金组合物的无溶剂粘结方法
KR20230059880A (ko) 철계 혼합분말 및 그 제조방법