SE538244C2 - Blandat pulver för pulvermetallurgi och förfarande för att framställa detsamma - Google Patents

Abstract

SAMMANDRAG Ett fOrfarande fbr att frarnstalla ett hlanciat oulver fdr puiverrnetallurgi vilken grafitsegregationen kan forhindras och vilken har t rickUg flytbarhet och astaclkornmer najaktga smorjande egenskaper, varvid forfarandet innefattar: Valja ett organiskt hindemedel som, nar 16sligheten av ett organiskt srnorjniedel vid en given ternperatur ett givet organiskt losningsmedel be.dorns vara 1, bar en loslighet av 2 eller h6gre yid den givna ternperaturen det givna 16sningsmedlet; blancla det organiska smorjmedlet och det organiska bindemediet mecl det givna organiska 16sningsmailet tillsammans med ett jarnpulver far att framstalla en Prnpulveruppslamning %/liken det organiska smarjmedlet each det organiska bindemedlet bar lasts det organiska lesningsmedlet; och avl5gsna det organiska 16sningsmediet fran Arnpulveruppslamningen genom fora'ngning for att utfdlining av det organiska smorjrnedlet och det organiska bindemediet derma ordning.

Description

BLANDAT PULVER FOR PULVERMETALLURGI OCH FORFARANDE FOR AU FRAMSTALLA DETSAMMA TEKNISKT OMRADE Foreliggande uppfinning relaterar till en pulvermetallurgiteknologi for att framstalla en sintrad kropp genom formning och sintring av ett jarnbaserat pulver, och i synnerhet till ett blandat pulver for pulvermetallurgi som kan undertrycka segregationen och stoftutslapp av grafit och som uppvisar bade flytbarhet och smoriformaga hos det blandade pulvret. 10 TEKNIKENS STANDPUNKT I pulvermetallurgi for framstallning av en sintrad kropp genom anvandande av ett jarnpulver eller ett kopparpulver som huvudravara, anvands vanligen ett blandat pulver innehallande pulvret av en huvudravara, ett hjalpmaterialpulver (ett grafitpulver, en legeringskomponent, etc.) for att forbattra den fysiska egenskapen hos den sintrade kroppen, ett smorjmedel, och annat. For att forbattra de mekaniska egenskaperna (hallfasthet, hardhet, etc.) has en sintrad kropp i synnerhet, anammas i allmanhet en metodik att tillsatta en kolformedlande komponent (kolkalla) sasom grafit, forma ett materialpulver, och successivt dispergera kolkallan i ett jarnpulver och uppkola jarnpulvret under ett varmesintringsforfarande.

Da grafit har en mindre specifik vikt och en mindre kornstorlek an ett jarnpulver är det emellertid ett problem att genom att endast blanda dem kommer grafiten till overvagande del vara separerad fran jarnpulvret, grafiten segregerar, och de kan inte blandas homogent. Inom pulvermetallurgi lagras i allmanhet ett blandat pulver i ett lagringsmagasin foregaende massframstallning av sintrade kroppar. I ett lagringsmagasin tenderar grafit som har en liten specifik vikt att segregera i den ovre delen av magasinet och nar ett blandat pulver utmatas fran magasinet tikar koncentrationen av grafit i riktning mot anden for uttomning fran magasinet. Detta resulterar i att en del som har en hog kolkoncentration formas i en sintrad kropp, att en cementitstruktur faller ut dar, och att mekaniska egenskaper forsamras . Om en kolhalt varierar genom segregationen av grafit i en sintrad kropp kan delar som har en jamn 1 kvalitet knappast framstallas. Vidare är ett vaxande problem i ett blandningsforlopp och ett formningsforfarande att det segregerade grafitpulvret orsakar stoftutslapp, och forsamring av en arbetsmiljo samt sanker hanterbarheten av ett blandat pulver. Sadan segregation är inte bara orsakad i fallet med grafit utan ocksa i fallen med andra typer av pulver blandade med ett jarnpulver pa samma vis, och forhindrandet av segregation är onskvart.

F6r att forhindra sadan segregation och stoftutslapp har i grova drag tre metoder hittills foreslagits. Den forsta metoden är en metod for att tillsatta ett flytande additiv sasom tallolja till ett blandat pulver (till exempel patentlitteratur 1 och 2). Metoden har en fordel i att ett blandat pulver kan framstallas med enkel utrustning, men ett problem med metoden är att om en flytande tillsats i en kvantitet som är nodvandig for att uppvisa en forhindrande effekt av segregation tillsatts sa kommer en vatskeoverbryggningskraft att verka mellan jarnpartiklarna och flytbarheten forsamras drastiskt. Den andra metoden är en metod att foranga ett losningsmedel och fasta grafit pa ytan av ett jarnpulver efter upplosning av ett fast bindemedel sasom en polymer med hag molekylvikt i losningsmedlet och homogent blanda dem (patentlitteratur 3 och 4 och andra). Metoden har fordelarna att grafit kan klibbas fast utan att misslyckas och det finns manga val nar det galler att utse ett smorjmedel som ska anvandas, men flytbarheten hos ett blandat pulver kan vara otillracklig beroende pa vissa kvantiteter eller vissa typer. Den tredje metoden är en sa kallad varmsmaltmetod karakteriserad av uppvarmning och smaltning av ett smorjmedel av relativt lag molekylvikt sasom fettsyra medan det blandas med ett jarnpulver (till exempel patentlitteratur 5).

Nackdelen med metoden ar att temperaturstyrningen under blandning Jr valdigt viktig far att likformigt fastklibba det smalta smorjmedlet pa ytan av jarnpulvret och antalet av valbara smorjmedel som kan anyandas är begransat.

For att forhindra segregation och stoftutslapp av grafit behover vidhaftande kraft mellan ett jarnpulver och grafit okas, men andra egenskaper kravs ocksa under senare tid, och typerna och graderna av egenskaperna har blivit alltmer uppgraderande. Sam en av de egenskaper som kravs ar pulvrets flytbarhet namngivet. lnom pulvermetallurgi är flytbarheten av ett blandat pulver en av de viktiga egenskaperna nar det blandade pulvret uttorns fran ett lagringsmagasin eller nar en form fylls med det blandade pulvret. Det betyder att am flytbarheten hos ett blandat pulver clang uppstar problem med att overbryggning fororsakas i den ovre delen av ett magasin, vilket fOrhindrar uttomning, och en slang tapps till mellan 2 magasinet och en fyllacia. Dessutom, i fallet med ett blandat pulver som har en clang flytbarhet, till och med nar det blandade pulvret halls ut kraftfullt fran en slang sa fylls inte en form, sarskilt inte en tunnvaggig del, och en fullstandig formad kropp kan i vissa fall inte framstallas.

Flytbarheten av ett blandat pulver paverkas ocksa av kornstorleken och formen pa metallpulvret som am/ands; typen, kvantitet, kornstorlek, och form hos en fysikalisk egenskapsforbattrande tillsats som ska tillsattas, och annat, och de mest paverkande faktorerna bedoms vara kvantiteten av ett pulverformigt smorjmedel som tillsatts och typen av smorjmedel som tillsatts till det blandade pulvret.

Med avseende pa kvantiteten av ett tillsatt pulverformigt smorjmedel minskar generellt flytbarheten fran dess topp vid 0,1 vikt-% av det tillsatta smorjmedlet allteftersom kvantiteten av tillsatt smorjmedel akar, och det är darfor foredraget att sanka kvantiteten av tillsatt smorjmedel ur perspektivet att sakerstalla flytbarheten. Om kvantiteten av det tillsatta smorjmedlet minskas sanks emellertid naturligtvis smOrjformagan avsevart, varvid friktionskoefficienten mellan en formad kropp och en formyta Okas nar den formade kroppen extraheras fran en form, och det orsakar karvande formdelar och skador pa formen. Foljaktligen har det varit svart att uppna bade smorjformaga och flytbarhet samtidigt.

Vidare är det svart att uppna bade smorjformaga och flytbarhet samtidigt ocksa ur perspektivet rorande typen och smaltpunkt av smOrjmedlet. Det vill saga, stearinsyra och stearinsyraamid som generellt har en lag smaltpunkt är utmarkta avseende smorjformaga, men for ett smorjmedel med en sa lag smaltpunkt kommer aggregation att ske och flytbarheten forsamras i vissa fall. Sarskilt nar en omgivningstemperatur är hog forefaller nackdelen vara framtradande. I motsats kan metallisk tval eller etylenbisamid som har en hog smaltpunkt bibehalla en bra flytbarhet aven nar en omgivningstennperatur okar, men smorgormagan är underlagsen stearinsyramidens eller liknande med lag smaltpunkt.

Salunda, med avseende pa den kvantitet och typ av ett smorjmedel som tillsatts, har att forkroppsliga en pulverblandning som bade har smorjbarhet och flytbarhet samtidigt varit en langsiktig utmaning. 3 LITTERATURFORTECKNING Patentlitteratur Patentlitteratur 1: JP-A nr S60(1985)-502158 Patentlitteratur 2: JP-A nr H6(1994)-49503 Patentlitteratur 3: JP-A nr H5(1993)-86403 Patentlitteratur 4:JP-A nr H7(1995)-173503 Patentlitteratur 5:JP-A nr H1(1989)-219101 BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Problemet som uppfinningen avser att losa Med anledning av den ovan beskrivna situationen är ett syfte med foreliggande uppfinning att astadkomma: ett blandat pulver for pulvermetallurgi som har god flytbarhet och smodfOrmaga; och ett forfarande for att framstIla det blandade pulvret.

Satt att losa problemet Ett framstallningsforfarande enligt foreliggande uppfinning som loser de ovannamnda problemen innefattar processerna av: att valja ett organiskt bindemedel som, nar losligheten av ett organiskt smbrjmedel vid en given temperatur i ett givet organiskt losningsmedel beclorns vara 1, har en loslighet av 2 eller hogre vid den givna temperaturen i det givna losningsmedlet; blanda det organiska smorjmedlet och det organiska bindemedlet med det givna organiska losningsmedlet tillsammans med ett jarnpulver for framstallning av en jarnpulveruppslamning i vilken det organiska smorjmedlet och det organiska bindemedlet är losta i det organiska losningsmedlet; och avlagsna det organiska losningsmedlet fran jarnpulveruppslamningen genom forangning for utfallning av organiska smorjmedlet och det organiska bindemedlet i denna ordning.

I en produktionsprocess i enlighet med foreliggande uppfinning är det foredraget att, nar forhallandet av losligheten av det organiska bindemedlet till losligheten av organiska 4 smoimedlet (den forra/den senare) representeras av a, kvantiteten av det organiska bindemedlet 5r mindre an 100 x a per 100 viktdelar av det organiska smorjmedlet.

Det är foredraget att: det organiska lbsningsmedlet är ett organiskt lbsningsmedel av aromatiska kolvaten; det organiska bindemedlet är en fettsyraester representerad av strukturuttrycket (1) nedan; och det organiska smOrjmedlet är en fettsyraamid representerad av strukturuttrycket (2) nedan. Vidare är det foredraget att fettsyraamiden är hexadekansyraamid, (N-oktadekenyl)hexadekansyraamid eller (N-oktadekyl)dokosensyraamid.

R1C00-CH2-CH2-000R2(1) R3CON N.H R4 (2) uttrycken representerar R1 och R2 alifatiska kolvategrupper son 5r identiska med eller olika varandra, R3 representerar en alifatisk kolvategrupp, och R4 representerar en vateatom eller en kolvategrupp).

Vidare är det fOredraget att jarnpulveruppslamningen dessutom innehner ett hogmolekylart antistatmedel och det ar vidare foredraget att det hogmolekyl5ra antistatmedlet 5r: en sampolymer av styren och syntetiskt gummi inneh8llande 5 till 95 viktdelar av styren och 95 till 5 viktdelar av butadien och/eller isopren som monomerkomponenter; eller en hydrid darav.

Ett blandat pulver for pulvermetallurgi kan erhallas genom ovanst5ende framstallningsforfarande.

Foreliggande uppfinning innefattar vidare ett blandat pulver for pulvermetallurgi, varvid ett jarnpulver är tackt med ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel, varvid proportionen av det organiska smorjmedlet är storre pa insidan an pa den yttre sidan av belaggningsskiktet med vilket jarnpuivret ar t5ckt, och varvid det organiska bindemedlet är en fettsyraester representerad av uttryck (1) och det organiska smorjmedlet Jr en fettsyraamid representerad av uttryck (2), dal- uttrycken (1) och (2) är enligt ovan.

Effekten av uppfinningen Framstallningsforfarande enligt Threliggande uppfinning gOr det mojligt: att erhalla ett blandat pulver for pulvermetallurgi, varvid ett jarnpulver är tackt med ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel; och att ge bade flytbarhet och smorjformaga till det blandade pulvret for pulvermetallurgi. Vidare, nar grafit anvands i ett framstallningsforfarande i enlighet med fOreliggande uppfinning Jr det mojligt att fOrhindra grafiten fran att segregera. 10 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är en graf som visar lbsligheten av hexadekansyraamid och losligheten och losligheten av stearinsyradiester av etylenglykol i toluen.

Fig. 2 är ett flodesschema som visar experimentproceduren i ett exempel som beskrivs senare.

Fig. 3 är en tvarsnittsvy av en matanordning for grafitutspridningsandel, vilken anvands i ett exempel som beskrivs senare.

BASTA SATT ATT UTFORA UPPFINNINGEN Framstallningsforfarande enligt foreliggande uppfinning är i hog grad karakteriserat av (i) att blanda bade ett organiskt smOrjmedel och ett organiskt bindemedel med ett jarnpulver och (ii) valja det organiska bindemedlet och det organiska smorjmedlet sa att losligheterna av dem skiljer sig ordentligt fran varandra i ett givet organiskt losningsmedel och losligheten av det organiska bindemedlet kan vara hogre an den hos det organiska smorjmedlet. Genom att Ora pa detta sat är det mojligt att tacka jarnpulvret med bade det organiska smorjmedlet och det organiska bindemed let och erhalla !pada egenskaperna avseende smodformaga och flytbarhet.

Vidare, aven om det organiska smOrjmedlet och det organiska bindemedlet som anvands i foreliggande uppfinning bade har egenskaperna avseende smodformaga respektive flytbarhet, gaiter att ett organiskt material som har en hogre loslighet i allmanhet uppvisar en battre 6 effekt avseende att forbattra flytbarhet, saledes utfalls det organiska bindemedlet som har en hog lOslighet, och allts8 har en god flytbarhet, darefter i foreliggande uppfinning, och foljaktligen kan flytbarheten hos det blandade pulvret maximeras.

Vidare, nar ett blandat pulver for pulvermetallurgi enligt foreliggande uppfinning innehaller en kolkalla, sasom grafit, har bade det organiska bindemedlet och det organiska smorjmedlet, enligt foreliggande uppfinning, funktionen som ett bindemedel, och s8ledes kan segregering av grafiten ocksa fOrhindras genom existensen av dem. SmOrjfiirmaga, i detta sammanhang,: innebar storleken p5 friktionen nar en formad kropp ar framstalld genom att forma ett blandat pulver med en form och den formade kroppen extraheras frAn formen; och kan utvarderas exempelvis med ett utmatningstryck som kommer att visas i ett exempel beskrivet senare.

Samtidigt, flytbarhet: innebar rorligheten av ett blandat pulver; och kan utvarderas exempelvis genom en flytbarhet och en kritisk uttomningsdiameter som visas i ett exempel som beskrivs senare.

Ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel är valda p5 foljande satt. Det viii saga, en kombination är vald sa att, i enlighet med ett organiskt losningsmedel som anvands, nar losligheten av ett organiskt smorjmedel betraktas som 1 vid en given temperatur, kan losligheten av ett organiskt bindemedel vara 2 eller hogre vid samma givna temperatur. Har kan en given temperatur sattas inom temperaturomr5det som anvands nar ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel blandas med ett anvant organiskt losningsmedel och upploses.

Organiska losningsmedel klassificeras i ett alkoholsystem, ett estersystem, ett etersystem, ett amidsystem, ett ketonsystem, ett aromatiskt kolvatesystem, ett alifatiskt kolvatesystem, etc. Som alkoholsystemets organiska losningsmedel är exempelvis metanol, etanol, propanol, butanol, etc. namngivna. Som estersystemets organiska losningsmedel är exempelvis etylacetat, butylacetat, etc. namngivna. Som etersystemets organiska losningsnnedel är exempelvis dimetyleter, metyletyleter, tetrahydrofuran, etylenglykoldimetyleter, etc. namngivna. Som amidsystemets organiska losningsmedel är exempelvis dimetylformamid, dimetylacetamid, acetanilid, etc. namngivna. Som ketonsystemets organiska losningsmedel Jr exempelvis aceton, metyletylketon, etc. namngivna. Som aromatiska kolvatesystemets organiska losningsmedel ar exempelvis bensen, toluen, xylen, etc. namngivna. Som alifatiska 7 kolvatesystemets organiska losningsmedel är exempelvis hexan, heptan, etc. namngivna. Ett foredraget organiskt losningsmedel är ett organiskt losningsmedel av ett aromatiskt kolvatesystem, annu hellre toluen.

I foreliggande uppfinning är ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel valda for att uppfylla det forutnamnda sambandet for loslighet i enlighet med den typen av ett organiskt losningsmedel sAsom angivits enligt ovan. Som ett foredraget organiskt bindemedel är en fettsyraester, representerad av uttrycket (1) visat nedan, namngiven och, som ett foredraget organiskt smorjmedel är en fettsyraamid, representerad av uttrycket (2) visat nedan, namngiven.

R1C00-CH2-CH2-000R2(1) IR3CON (2) uttrycken representeraroch R2 alifatiska kolvategrupper som är identiska med eller olika varandra, R3 representerar en alifatisk kolvategrupp, och R4 representerar en vateatom eller en kolvategrupp), En fettsyraester representerad av uttrycket (1) kan formellt betraktas som en substans som erhallits genom fOrestring av etylenglykol och en typ av fettsyra, men kan vara en substans som produceras genom en annan metod. Som RI- och R2 är en mattad kolvategrupp (alkylgrupp) och en ornattad kolvategrupp (alkenylgrupp eller alkynylgrupp) namngivna.

Antalet ornattade bindningar i en ornattad kolvategrupp kan vara antingen en eller ett flertal (exempelvis omkring 2 till 6, foretradesvis omkring 2 till 3). Var och en av RI* och R2 är foretradesvis en alkylgrupp och annu hellre en alkylgrupp med ett kolantal av 12 eller mer. Om ett kolantal ar 11 eller mindre, en fettsyraester (diester) representerad av uttrycket (1) ar i ett tillst5nd av en vatska eller ett halvfast amne (fett) och flytbarheten forsamras.

Som R1 och R2 Jr exempelvis mattade kolvategrupper inkluderande en tridekylgrupp, en tetradekylgrupp, en pentadekylgrupp, en hexadekylgrupp, en heptadekylgrupp, en oktadekylgrupp, en nonadekylgrupp, en ikosylgrupp, en dokosylgrupp, en tetrakosylgrupp, en 8 hexakosylgrupp, en oktakosylgrupp, en triakontylgrupp, etc. och °manacle kolvategrupper inkluderande en octadesylidengrupp, en ikosylidengrupp, etc. namngivna. Var och en av R1 och R2 är fOretradesvis en oktadekylgrupp och !Dada fettsyrorna innefattande R1 och R2 respektive ar foretradesvis stearinsyra.

En fettsyraamid som representeras av uttrycket (2) kan formellt betraktas som en dehydratiserad produkt av R3COOH och R4NH2, men kan vara en substans som framstalls genom en annan metod. Som R3 är, liksom R1 eller R2, en mattad kolvategrupp (alkylgrupp) och en omattad kolvategrupp (alkenylgrupp eller alkynylgrupp) namngivna. Antalet omattade bindningar i en omattad kolvategrupp kan vara antingen en eller ett flertal (exempelvis omkring 2 till 6, foretradesvis omkring 2 till 3). R3 är foretradesvis en alkylgrupp eller en alkenylgrupp. Kolvategruppen ar foretradesvis i tillstandet av en rak kedja men kan ocks5 bildas genom att ersatta en kolatom bildande en rak kedja (huvudkedja) med en eller flera lagre alkylgrupper (exempelvis alkylgrupper som var och en har ett antal kolatomer av 1 till 6, i synnerhet omkring 1 till 3). Antalet kolatomer av en kolvategrupp är foretradesvis inte mindre an 8 till inte mer an 24.1fallet av ersattning med en lagre alkylgrupp är antalet kolatomer av huvudkedjan till exempel inte mindre an 5 till inte mer an 26. R4 kan valjas fr5n intervallet motsvarande R3 och kan annars vara en vateatom. R4 är foretradesvis en alkylgrupp, en alkenylgrupp, eller en vateatom.

Nar R3 är en alkylgrupp, är exempelvis en oktylgrupp, en nonylgrupp, en dekylgrupp, en undekylgrupp, en dodekylgrupp, en tridekylgrupp, en tetradekylgrupp, en pentadekylgrupp, en hexadekylgrupp, en heptadekylgrupp, en oktadekylgrupp, en nonadekylgrupp, en ikosylgrupp, en henikosylgrupp, en dokosylgrupp, en trikosylgrupp, en tetrakosyl, etc. namngivna. R3 är thretradesvis en hexadekylgrupp och, sasom en fettsyra innefattande R3, är hexadekansyra namngiven.

Nar R3 är en alkenylgrupp är exempelvis en oktylidengrupp, en nonylidengrupp, en dekylidengrupp, en undekylidengrupp, en dodekylidengrupp, en tridekylidengrupp, en tetradekylidengrupp, en pentadekylidengrupp, en hexadekylidengrupp, en heptadekylidengrupp, en oktadekylidengrupp, en nonadekylidengrupp, en ikosylidengrupp, en dokosylidengrupp, en tetrakosylidengrupp, etc. namngivna. R3 Jr feretradesvis en dokosylidengrupp och, s5som en fettsyra innefattande R3, Jr doksensyra namngiven. 9 Nar R4 är en alkylgrupp är samma substanser som R3 namngivna. R4 är foretradesvis en oktadekylgrupp och, som en amin innefattande R4, 5r oktadekylamin namngiven. Nar R4 är en alkenylgrupp är samma substanser som R3 namngivna likaledes. R4 är foretradesvis en oktadekylidengrupp och, s5som en amin innefattande R4, är oktadekenylamin namngiven.

Exempel p5 en foredragen fettsyraamid som representeras av uttrycket (2) är hexadekanamid, (N-oktadekenyl)hexadekanamid, och (N-oktadekyl)dokosenamid.

Ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel valda pa det sat som beskrivits ovan blandas med ett givet organiskt losningsmedel tillsammans med ett jarnpulver for att framstalla en jarnpulveruppslamning.1 jarnpulveruppslamningen är bade det organiska smorjmedlet och det organiska bindemedlet upplosta i det organiska losningsmedlet.

Successivt forangas det organiska losningsmedlet fr5n jarnpulveruppslamningen. Genom att Ora sa utfalls det organiska smarjmedlet som har en lagre loslighet forst p5 ytan av Arnpulvret och darefter utfalls det organiska bindemedlet. Forhallandet av losligheten has det organiska bindemedlet till den for det organiska smorjmedlet (den forra/den senare) vid en given temperatur i ett givet losningsmedel är foretradesvis 5 eller hogre och annu hellre 8 eller hogre (annu hellre 10 eller hogre). Den ovre gransen for forhallandet av losligheten är inte specifikt begransad, men är 20 eller I5gre till exempel.

Nar en jarnpulveruppslamning framstalls är ordningen fOr blandning av ett organiskt smorjmedel, ett organiskt bindemedel, ett jarnpulver, och ett organiskt losningsmedel inte specifikt begr5nsad och till exempel är det mojligt att: satsa och rora am ett jarnpulver i en blandare; och, under omrOrning, tillsatta ett organiskt losningsmedel, i vilket ett organiskt smOrjmedel och ett organiskt bindemedel är lOsta, till jarnpulvret medelst instillation eller finfordelning.

Ett forfarande for fOrangning av ett organiskt losningsmedel är inte specifikt begransat, ett forfarande for att flocla en torkad gas eller ett forfarande for uppvarmning av en jarnpulveruppslamning är namngivna, och ett forfarande for uppvarmning av en jarnpulveruppslamning är att foredra. Trycket vid detta tillfalle är inte specifikt begransat heller, det atmosfariska trycket eller ett reducerat tryck kan antagas, och ett fOredraget tryck är ett reducerat tryck av 650 mmHg eller lagre i grad av vakuum. Nar ett organiskt losningsmedel forAngas, kan till exempel en jarnpulveruppslamning upphettas till 40 °C till 80 °C, och kvantiteten av det organiska losningsmedlet efter det är torkat är foretradesvis inte mer an 0,1 % av kvantiteten av det organiska losningsmedlet innan det torkas.

For att utfalla ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel i denna ordning är det foredraget att ytterligare anpassa kvantiteterna av dem som ska tillsattas. Specifikt, nar forh5llandet av losligheten av ett organiskt bindemedel till losligheten av ett organiskt smorjmedel (den forra/den senare) betraktas som a, är kvantiteten av det organiska bindemedlet foretradesvis mindre an 100 x a, hellre inte mer an 75 x a, och annu hellre inte mer an 50 x a, per 100 viktdelar av det organiska smOrjmedlet. Till exempel nar forhSllandet av losligheten av ett organiskt bindemedel till losligheten av ett organiskt smorjmedel (den f6rra/den senare) är 8 eller hogre vid en given temperatur i ett givet losningsmedel kan kvantiteten av det organiska bindemedlet vara 25 till 400 viktdelar, hellre 65 till 225 viktdelar, och annu hellre 80 till 130 viktdelar, per 100 viktdelar av det organiska smorjmedlet.

Vidare, den totala kvantiteten av ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel: bestams i enlighet med kvantiteten av grafit och kvantiteten av andra pulver som kommer att beskrivas senare; och är foretradesvis fran 0,3 till 2,0 viktdelar per 100 viktdelar av ett jarnpulver. Om den totala kvantiteten av ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel är mindre an 0,3 viktdelar är effekten av att forbattra flytbarhet uppvisad vara otillracklig och, am den daremot overstiger 2,0 viktdelar är pressbarhet (densitet av formad kropp) p5verkas negativt.

Nar ett jarnpulver ar tackt med ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel Asom angivits ovan, kan pulvret ibland laddas elektrostatiskt genom friktion mellan pulverpartiklarna eller liknande. Den statiska elektriciteten neutraliseras inom en tidsrymd men, eftersom den statiska elektriciteten Overkar flytbarhet, är det foredraget att pulvret inte elektrostatiskt laddas. Sam forfaranden for att forhindra elektrostatisk laddning, är ett forfarande att installera en neutraliserande utrustning sasom en jonisator och ett fOrfarande att tillsatta ett ytaktivt amne eller ett hogmolekylart antistatmedel namngivna, och i synnerhet är ett forfarande for att tillsatta ett hbgmolekylart antistatmedel foretradesvis antaget. Genom att anvanda ett hogmolekylart antistatmedel är det mojligt att undertrycka elektrifieringen av ett pulver och forhindra att flytbarheten forsamras. Som ett hOgmolekylart antistatmedel kan exempelvis ett sAdant styrensyntetgummi eller hydrid arav s5som beskrivs i japanska 11 patentet nr 289461 anvandas. Viktsmedelvardet av molekylvikten clarav är till exempel inte mindre an 10 000 och foretradesvis 50 000 till 200 000. Kvantiteten av ett tillsatt antistatmedel är omkring 0,01 till 3 viktdelar och foretradesvis 0,03 till 1 viktdelar per 100 viktdelar av ett jarnpulver till exempel. Om kvantiteten av ett tillsatt antistatmedel är mindre an 0,01 viktdelar är effekten av att forhindra elektrifiering otillrackligt uppn5dd och, am det daremot overstiger 3 viktdelar kan pressbarheten (densitet av formad kropp) ibland paverkas negativt.

Ett blandat pulver for pulvermetallurgi kan innehalla en kolkalla sasom grafit, ett legeringspulver, etc. vid behov. Sam ett legeringspulver, är till exempel ett pulver innehallande atminstone en typ vald fran gruppen best5ende av koppar, nickel, krom, molybden, fosfor och svavel namngivet. Specifika exempel är ett kopparpulver, ett nickelpulver, ett krompulver, ett molybdenpulver, ett fosforhaltigt legeringspulver, ett svavelinnehallande pulver, etc. Innehallet av en kolkalla ãr till exempel 0,5 till 3 viktdelar per 100 viktdelar av ett jarnpulver. Ett legeringspulver kan anyandas antingen ensamt eller i kombination av tv5 eller flera sorter och innehallet är till exempel 1 till 5 viktdelar, annu hellre 1,5 till 3 viktdelar, per 100 viktdelar av ett jarnpulver.

IframstallningsfOrfarandet enligt foreliggande uppfinning, nar grafit, ett antistatmedel, och ett legeringspulver ytterligare tillsatts, anyands exempelvis ett forfarande att, nar en jarnpulveruppslamning framstalls, satsa dessa material i en blandare tillsammans med ett jarnpulver, omrOra dem, och tillsatta ett organiskt losningsmedel, i vilket ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel är losta, till dem.

Har kan ett jarnpulver som anvands i foreliggande uppfinning vara antingen ett rent jarnpulver eller ett jarnlegeringspulver. Jarnlegeringspulvret kan vara antingen ett delvis legerat pulver bildat av att dispersivt fasta ett legeringspulver (exempelvis koppar, nickel, krom, molybden, eller liknande) pa ytan av ett jarnbaserat pulver eller ett forlegerat pulver erhallet fran smalt jam (eller smalt stal) innehallande en legeringskomponent. Det jarnbaserade pulvret framstalls vanligen genom att atomisera strait jarn eller smalt stal.lannat fall kan ett jarnbaserat pulver ocksa vara ett reducerat jarnpulver som framstallts genom att reducera jarnmalm eller glodsp5n. 12 I ett blandat pulver for pulvermetallurgi som erhallits genom ett framstallningsforfarande i enlighet med fOreliggande uppfinning faller ett organiskt smOrjmedel och ett organiskt bindemedel ut i sekvens p ytan av ett jarnpulver och det blandade pulvret har en utmarkt smorjfOrm5ga men, i syftet att ytterligare forbattra smorjform5gan, är det mojligt att ytterligare anvanda ett pulverformigt smorjmedel sasom metalltval (till exempel zinkstearat), vax (till exempel etylenbisamid), eller polyhydroxikarboxylsyraamid (till exempel beskriven i W02005/068588) i kombination. Ett sadant pulverformigt smorjmedel kan tillsattas efter att ett organiskt losningsmedel forangats fran en jarnpulveruppslamning.

Ett blandat pulver enligt foreliggande uppfinning: kan anvandas till en sintrad del for maskinstrukturell anvandning och liknande, i synnerhet fOretradesvis till en del som har en komplicerad, tunnvaggig form; har en bra sintrad kroppsdensitet, och kan darmed reducera vikt och forbattra hallfasthet.

EXEMPEL Foreliggande uppfinning är nedan forklarad mer konkret med hanvisning till exemplen.

Foreliggande uppfinning är inte begransad av foljande exempel, det är overflodigt att saga att foreliggande uppfinning kan modifieras pa lampligt satt inom ett omrade som overensstammer med anteroposterior innehall, och modifieringarna är alla inkluderade morn ramen for foreliggande uppfinning.

Exempel 1 Organiska smorjmedel och organiska bindemedel som har losligheter som skiljer sig fr5n varandra tv5 ganger eller mer vid en given temperatur undersoks genom anvandning av toluen sasom ett organiskt lasningsmedel. Som ett resultat har det funnits att nar hexadekansyraamid ar vald som ett organiskt smorjmedel och stearinsyradiester ay etylenglykol ar vald som ett organiskt bindemedel är losligheten av stearinsyradiestern av etylenglykolen omkring 10 ganger losligheten av stearinsyradiestern av etylenglykol i ett temperaturomrade av approximativt 10 °C till 60 °C. Fig. 1 är en graf som visar lasligheterna for hexadekansyraamid och stearinsyradiester av etylenglykol i toluen i ett temperaturomrade av 10 °C till 60 C. Ha r i Fig. 1, "fettsyraester" representerar stearinsyradiester av etylenglykol och "fettsyraamid" representerar hexadekansyraamid. 13 Jarnpulver (Atmel 300M producerat av Kobe Steel, Ltd., kornstorlek: 180 um eller mindre), kopparpulver (CE-15 producerad av Fukuda Metal Foil & Powder Co, Ltd.), och grafitpulver (JCPB framstalld av Nippon Graphite Industries, Ltd.) satsas i en blandare med blad och omrores kraftigt vid en hog hastighet under fern minuter medan ett toluenlosningsmedel i vilket tv5 (experiment nr 1) eller tre (experiment nr 2 och 3) typer av organiska foreningar är losta, droppas eller sprutas. Successivt omkopplas omrorningen till ett milt 'age och kvarh5lles under omkring 10 minuter under ett reducerat tryck medan varmt vatten av 60 °C cirkuleras genom manteln pa blandaren och salunda torkas och avlagsnas losningsmedlet. Fig. 2 visar blandningsforfarandet. De tv5 typerna av organiska foreningar är hexadekansyraamid (PNT framstalld av Nippon Fine Chemical Co., Ltd.) och stearinsyradiester av etylenglykol (EGOS producerad av Nippon Fine Chemical Co., Ltd.) och I ett fall da tre typer av organiska foreningar anvands, utover de tva typerna av organiska foreningar, en styren-butadiensampolymer (TR 2001C producerad avJSR Co., Ltd., molekylvikt: 100 000) innefattande 35 viktdelar styren och 65 viktdelar butadien som ett antistatmedel. Kvantiteterna av det tillsatta kopparpulvret och grafitpulvret är 2 respektive 0,8 viktdelar, per 100 viktdelar av jarnpulver.

Har är for jamforelse, ett exempel p5 anvandning av endast styren-butadien-sampolymer (experiment nr 4) och ett exempel pa anvandning av endast stearinsyradiester av etylenglykol (experiment nr 5) som den organiska fOreningen som skall upplosas i toluenlosningen ocksa testade. Kvantiteten av varje material som tillsattes per 100 viktdelar av jarnpulvret visas i tabell 1.

I vardera av experiment nr 1 till 5, efter det organiska losningsmedlet torkats, tillsatts ett smorjmedel i ett pulvertillstand beskrivet i tabell 1 och blandas (blandas under omrOrning vid en hog hastighet under tva minuter i blandaren med blad), saledes framstalls ett provmaterial for matning av pulveregenskaper, och egenskaperna mats genom foljande metoder. Har är, eftersom fettsyraester och fettsyraamid är losta i toluen och blandade i ett temperaturintervall av 10 °C till 60 °C, losligheterna i ett temperaturintervall av 10 °C till 60 °C amnena som ska beroras. 14 Rabe!! 11 Experiment nr Organiskt bindemedel Organiskt smorjmedel Antistatmedel Organiskt Itisningsmedel Smorjande pulver Experiment nr 1 0,2 viktdelar av stearinsyradiester av etylenglykol 0,2 viktdelar av hexadekansyraamid - 2 viktdelar av toluen 0,4 viktdelar av etylenbis-amid Experiment nr 2 0,2 viktdelar av stearinsyradiester av etylenglykol 0,2 viktdelar av hexadekansyraamid 0,05 viktdelar av styren-butadien- sampolymer 2 viktdelar av toluen 0,4 viktdelar av etylenbis-amid Experiment nr 3 0,2 viktdelar av stearinsyradiester av etylenglykol 0,2 viktdelar av hexadekansyraamid 0,05 viktdelar av styren-butadien- sampolymer 2 viktdelar av toluen 0,4 viktdelar av polyhydroxikarboxylsyraamid Experiment nr 4 0,1 viktdelar av styren-butadien- sampolymer - - 2 viktdelar av toluen 0,8 viktdelar av etylenbis-amid Experiment nr 0,2 viktdelar av stearinsyradiester av etylenglykol - - 2 viktdelar av toluen 0,8 viktdelar av etylenbis-amid *Kvantiteten av vart och ett av de tillsatta materialen är representerad av andel per 100 massandelar av jarnpulver.

Matning av grafitutspridningsandelen Sasom visas i Fig. 3, ett Nuclepore filter 1 (meshstorlek: 12 pm) är placerad i ett glasror 2 (innerdiameter: 16 mm, NO: 106 mm) av vilken den nedre deter har en tratt form, 25 g av ett pulverprov P är satsad i den, N2-gas matas fr5n batten av glasroret 2 med en hastighet av 0,8 liter per minut under 20 minuter, och en grafitutspridningsandel erh5lls ur foljande uttryck (3).

Grafitutspridningsandel (%) = (1 - kolkvantitet efter N2-gasflode/kolkvantitet fore N2-gasflOcle) x 100(3) Matning av skrymdensitet Skrymdensiteten (g/cm3) for ett pulverprov är matt i enlighet med JIS Z2504 (skrymdensitetstestmetod for metallpulver).

Matning av flytbarhet Flytbarheten (sek./50 g) av ett blandat pulver är matt i enlighet med JIS Z2502 (flytbarhetstestmetod for metallpulver). Det vill saga, en tid (sek.) som forflutit till dess att 50 g av ett blandat pulver floclar ut genom en oppning av 2,63 mm (I) mats och tiden (sek.) definieras som flytbarheten hos det blandade pulvret.

Vidare, en cylinderformad behallare 114 mm i innerdiameter och 150 mm i hi* med ett utlopp med en variabel uttomningsdiameter vid batten fylls med 2 kg av ett pulverprov, i tillstandet av att utloppet är stangt, och bevaras under 10 minuter. Successivt, oppnas utloppet gradvis, den minsta diametern som kan uttOmma pulverprovet mats, och den minsta diametern definieras som en kritisk uttomningsdiameter.

En mindre flytbarhet (sek.) och en mindre kritisk uttomningsdiameter innebar en mer overlagsen flytbarhet.

Matning av densitet has en formad kropp En pelarformig formad kropp av 25 mm cpoch en hojd av 15 mm är formad genom att komprimera ett pulverprov vid ordinar temperatur (25 °C) under ett tryck av 490,3 MPa ( T/cm2) och en formad kropps densitet (g/cm3) mats i enlighet med JSPM (Japan Society of Powder och Powder Metallurgy) Standard 1-64 (kompressionstestmetod for metallpulver). 16 (5) Matning av utmatningstryck Ett utmatningstryck (MPa) erh8lls genom att dividera en belastning som fordras for att extrahera en formad kropp erh5lIen nar en formad kropps densitet är matt fr5n en form med en kontaktyta mellan formen och den formade kroppen. Ett mindre utmatningstryck innebar en mer overlagsen smodform5ga.

Resultaten visas i tabell 2. [Tabell 2] Experi ment Grafitutsprid ningsandel Fylltathet (g/cm3) Flytbarhet (sek.) Kritisk uttomnings Formad kropps Utmatnings tryck (MPa) nr (%) diameter densitet (mm) (g/cm3) 1 0 3.25.2 12.6.98 8.8 2 1 3.23 24.8 12.6.98 8.9 3 0 3.33 24.1 10.0 6.99 7.9 4 0 3.12 29.8 30.0 6.97 10.2 3.31.3 25.0 6.97 10.8 I vart och ett av experimenten nr 1 till 3 är, eftersom bade ett organiskt bindemedel och ett organiskt smorjmedel am/ands, flytbarheten och den kritiska uttomningsdiametern liten och extra ktionstrycket är ocks5 litet i jamforelse med experiment nr 4 och 5, i vilka endast organiska bindemedel am/ands, men inga organiska smorjmedel anvands. Det innebar att det har funnits att flytbarheten och smorjform5ga är overlagsna i vart och ett av experimenten nr 1 till 3.

Exempel 2 De organiska smorjmedlen och de organiska bindemedlen blandas s5sorn visas i tabell 3 och egenskaperna has pulverproven är matta pa samma satt som i exempel 1. Resultaten visas i tabell 4. 17 [Tabell 3] Experiment nr Organiskt bindemedel Organiskt smorjmedel Antistatmedel Organiskt losningsmedel Smorjande pulver Experiment nr 6 0,2 viktdelar av stearinsyradiester av etylenglykol 0,2 viktdelar av hexadekansyraamid 0,05 viktdelar av styren-butadien- sampolymer 2 viktdelar av toluen 0,4 viktdelar av etylen-bisamid Experiment nr 7 0,2 viktdelar av stearinsyradiester av etylenglykol 0,3 viktdelar av hexadekansyraamid 0,05 viktdelar av styren-butadien- sampolymer 2 viktdelar av toluen 0,4 viktdelar av polyhydroxikarboxylsyra-amid Experiment nr 8 0,3 viktdelar av stearinsyradiester av etylenglykol 0,1 viktdelar av hexadekansyraamid 0,05 viktdelar av styren-butadien- sampolymer 2 viktdelar av toluen 0,4 viktdelar av polyhydroxikarboxylsyra-amid *Kvantiteten av vart och ett av de tillsatta materialen är representerad av andel per 100 viktdelar av jarnpulvret.

[TabeII 4] Experi ment nr Grafitutsprid ningsandel (%) Skrym densitet (g/cm3) Flytbarhet (sek.) Kritisk uttomnings diameter (mm) Gjuten kropps densitet (g/cm3) Utmatningstryck (MPa) , 6 1 3,23 24,8 12,6,98 8,9 7 2 3,26,1 15,0 6,98 6,8 8 0 3,22 23,2 10,0 6,98 9,6 Det framgar av tabell 4 att god flytbarhet och smodfOrmaga uppvisas i vart och ett av experimenten nr 6 till 8 och, i synnerhet, är smodformagan god (det vill saga utmatningstrycket är litet) nr kvantiteten fettsyraa mid är storre an kvantiteten fettsyraester (experiment nr 7) och omvant är flytbarheten god (det vill saga bade flytbarheten och den kritiska uttomningsdiametern är liten) nar kvantiteten fettsyraester är storre an kvantiteten av fettsyraamid (experiment nr 8). Foljaktligen är det foredraget att kvantiteterna av 'pada de blandade materialen ar lampligt justerade till WO av de egenskaper som kravs, och, for att erhalla bada effekterna av ett organiskt bindemedel och ett organiskt smorjmedel samtidigt, är det foredraget att kvantiteterna av !pada de blandade materialen är nastan lika.

Forklaring av referenser 1 Nuclepore filter 2 Glasror 19

Claims (9)

PATE NTKRAV

1. Ett forfarande for att framstalla ett blandat pulver far pulvermetallurgi innefattande forloppen av att: valja ett organiskt bindemedel som, nar losligheten av ett organiskt smorjmedel vid en given temperatur i ett givet organiskt losningsmedel bedoms vara 1, har en loslighet av 2 eller hogre vid den givna temperaturen i det givna losningsmedlet; blanda det organiska smorjmedlet och det organiska bindemedlet med det givna organiska losningsmedlet tillsammans med ett jarnpulver for att framstalla en jarnpulveruppslamning i vilken det organiska smorjmedlet och det organiska bindemedlet är losta i det organiska losningsmedlet; och avlagsna det organiska lasningsmedlet fran jarnpulveruppslamningen genom for5ngning for utfallning av det organiska smorjmedlet och det organiska bindemedlet i denna ordning.

2. Framstallningsforfarandet enligt krav 1, varvid, nar forhallandet av losligheten av det organiska bindemedlet till losligheten av det organiska smorjmedlet (den forra/den senare) representeras av a, är kvantiteten av det organiska bindemedlet mindre an 100 x a per 100 viktdelar av det organiska smorjmedlet.

3. Framstallningsforfarandet enligt krav 1, varvid det organiska smorjmedlet och det organiska bindemedlet är blandande s5 att de sammanlagt utgor 0,3 till 2,0 viktdelar per 100 viktdelar av ett jarnpulver.

4. Framstallningsforfarandet enligt krav 1, varvid det organiska losningsmedlet är ett organiskt losningsmedel av aromatiska kolvaten; det organiska bindemedlet är en fettsyraester representerad av foljande uttryck (1); och det organiska smorjmedlet är en fettsyraamid representerad av foljande uttryck (2), R1COO-CH2-CF12-000R2(1) R4 R3C0 (2) (i uttrycken representerar R3- och R2 alifatiska kolvategrupper som är identiska med eller skiljer sig fran varandra, R3 representerar en alifatisk kolvategrupp och R4 representerar en vateatom eller en kolvategrupp).

5. Framstallningsforfarandet enligt krav 1, varvid jarnpulveruppslamningen vidare innehaller ett hogmolekylart antistatmedel.

6. Framstallningsforfarandet enligt krav 5, varvid det hogmolekylara antistatmedlet är: en sampolymer av styren och syntetiskt gummi innehallande 5 till 95 viktdelar av styren och 95 till 5 viktdelar av butadien och/eller isopren som monomerkomponenter; eller en hybrid av 10 dessa.

7. Framstallningsforfarandet enligt krav 1, varvid det organiska smorjmedlet är hexadekansyraamid, (N-oktadekenyl)hexadekansyraamid eller (N-oktadekyl)dokosensyraamid.

8. Ett blandat pulver for pulvermetallurgi, varvid ett jarnpulver är belagt med ett organiskt smorjmedel och ett organiskt bindemedel, varvid proportionen av det organiska smorjmedlet är storre pa insidan an pa utsidan av belaggningsskiktet med vilket det namnda jarnpulvret är belagt, och varvid det organiska bindemedlet är en fettsyraester representerad av foljande uttryck (1); och det organiska smorjmedlet är en fettsyraamid representerad av foljande uttryck (2), R1COO-CH2-CF12-000R2(1) 0,4 R 3 C 0 N/F` (2) (i uttrycken representerar fe- och R2 alifatiska kolvategrupper som är identiska med eller skiljer sig fr5n varandra, R3 representerar en alifatisk kolvategrupp och R4 representerar en vateatom eller en kolvategrupp). 21 k

9. 6; F TT SY RAA MI D rr'rsrz,Ner..?.. CPT pr. LIJ 0 0 0 e.;t :: TO LU ENT EM P ER AT U R :t7.1 TORKMNG : Z i.• .\ ,,,,, ,,,,,,,, ....................................... ,, ,,,,,,,,,,,,,, ;. : , : 41' s., ,1, §kKU \ .: .,.; ,.•....,, ...'t .t^ .: iI k JARNPULVER,; :ORD, SR JIVIE D PULVERFORM1GT GRA F PU LVE R, LEGEMNGSPULVER ;ORS, LEISMNISSMEDEL,,,, 60 70 \ NNG NDAT PULVER) ; CO Cf) SN ,.„