[發明專利]包含干性油粘合劑的金屬粉末組合物

有效

• 申請號: 200680007914.4
• 申請日: 2006-01-27
• 公開（公告）號: CN101137455A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: B·喬漢松;H·維達松
• 申請（專利權）人: 霍加納斯股份有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C09F9/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

技術領域

本發明涉及用于制造壓制部件的粉末冶金組合物。具體地，本發明涉及包含改進的粘合劑的粘合鐵粉組合物。

背景技術

在工業上，通過壓制和燒結鐵基粉末組合物而制成的金屬產品的應用越來越普及。對這些金屬產品的質量要求持續提高，并因而開發出了具有改進性能的新型粉末組合物。最終燒結產品的一些最重要性能是密度和尺寸公差，它們尤其必須恒定。最終產品中的尺寸差異問題通常源于要壓制的粉末混合物中的不均勻性。對于包括尺寸、密度和形狀不同的粉狀組分的粉末混合物，這些問題尤其顯著，這是在粉末組合物的運輸、儲存和操作過程中出現分聚的原因。這種分聚意味著該組合物組成不均勻，這又意味著由該粉末組合物制成的部件在組成上不同并隨之具有不同性質。另一問題在于，細粒，特別是具有較低密度的那些，例如石墨，在粉末混合物操作過程中導致起塵。

通過在粉末組合物中添加粘合劑，可以減輕或消除分聚和起塵。粘合劑的用途是將添加劑的小尺寸粒子，例如合金組分，緊密有效地粘合到基底金屬粒子表面上，并隨之減輕分聚和起塵問題。

粘合劑的一種類型基于妥爾油，其是由樹脂構成并含有大約20-50％松香酸(妥爾松香)和大約35-55％游離脂肪酸的干性油。在美國專利4676831、4834800、6,682579?B2、6068813和5429792中公開了這類粘合劑。US?4676831()概括地公開了某些妥爾油作為粘合劑的用途。US?4834800(Semel)公開了某些成膜和水不溶性醇酸樹脂的用途，其是多元醇和多元酸在改性劑(可能是干性油或可聚合液體單體，例如亞麻子油、豆油、桐油或妥爾油)存在下的產物。

US?6682579?B2(Narasimhan)和US?6068813(Semel)公開了妥爾油酯在冶金粉末組合物中作為粘合劑的可能用途。

US?5429792(Luk)公開了能夠在升高溫度下壓制的、并包含鐵基粉末、合金粉末、高溫壓制潤滑劑和粘合劑的冶金粉末組合物。優選粘合劑包括纖維素酯樹脂、高分子量熱塑性酚醛樹脂、羥烷基纖維素樹脂、和它們的混合物。熱塑性酚醛樹脂是來自天然木松香和妥爾油松香的樹脂酸與含有醇殘基的化合物(例如甲醇、甲二醇和二甘醇、丙三醇和季戊四醇)之間的酯化反應的產物。

盡管基于干性油的粘合劑通常令人滿意地發揮作用，但在大規模生產中可能發生問題，這些問題可能導致不可接受的產品不均勻性和壓制部件過寬的重量分散范圍。在深入研究后，現在已經發現，在油的干燥時間改變且不能充分控制時出現這些問題。本發明涉及該問題的解決方案。

發明概要

因此，本發明的目的是提供用于制造具有低重量分散范圍的壓制部件的新型粉末冶金組合物。這種新型組合物非常適合壓制部件的大規模生產，且其以運輸、儲存和操作過程中的極低分聚、以低起塵程度和以足夠的流動特性為特征。

通過與干燥劑結合使用干性油作為粘合劑，實現了該目的。因此，本發明涉及用于制造壓制部件的粉末冶金組合物，該組合物包含鐵或鐵基粉末、石墨和任選其它合金元素、潤滑劑或添加劑、和含有干性油和干燥劑的粘合劑。

發明詳述

本發明的干燥劑是促進干性油的受控干燥的化合物，它能夠依照當前的工藝要求調節油的干燥時間。干燥劑應該可溶于干性油，且這些試劑可以在化學上被描述為含有堿土金屬或重金屬的金屬皂。干燥劑優選選自辛酸或環烷酸(優選環己烷甲酸)的Zn、Co、Mn、Pb、Zr或Ca鹽，其中環己烷甲酸鈷是最優選的。

根據所用干燥劑的類型，添加到干性油中的最佳速率可以容易地通過實驗確定。

在這方面，干性油可以在化學上被描述為多不飽和脂肪酸和多元醇的酯，其通過與氧的反應而聚合(固化)，形成能夠將較細粒子粘合到鐵基粉末粒子上的固體膜。在優選的干性油中，多不飽和脂肪酸衍生自妥爾油脂肪酸或亞麻子油脂肪酸，多元醇優選選自丙三醇、丙-1，3-二醇、季戊四醇、二季戊四醇或三季戊四醇。

粘合劑以0.01-1重量％、優選0.01-0.5重量％的量添加到鐵基粉末組合物中。根據所用干性油和干燥劑的類型和優選干燥時間，干燥劑在粘合劑中的量為0.01-5重量％。根據本發明目前優選的實施方案，干燥劑以粘合劑的0.05至.5、更優選0.1至1重量％的量使用。

如上所述，粘合劑的用途是將石墨、其它合金元素和其它添加劑的小尺寸粒子緊密有效地粘合到基底金屬粒子表面上，并因而減輕分聚和起塵問題。