[發明專利]包含炭黑作為流動增強劑的粉末冶金組合物

有效

• 申請號: 201010218069.3
• 申請日: 2005-07-01
• 公開（公告）號: CN101890496A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: N·索利姆亞德
• 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
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;牛曉玲

本申請是申請號為200580021375.5的專利申請的分案申請，原申請的申請日為2005年7月1日，發明名稱為“包含炭黑作為流動增強劑的粉末冶金組合物”。

技術領域

本發明涉及鐵基粉末冶金組合物。更具體地，本發明涉及包含流動劑以提高流動性而且提高松裝密度的組合物。

背景技術

用于生產粉末冶金零件的粉末冶金組合物為人們所熟知。生產粉末冶金零件包括將粉末裝填在壓制模具中、壓實粉末以及隨后對壓實體進行燒結。裝填粉末的先決條件是粉末可自由流動并且具有充分的流動性。要獲得能使生產成本更低并且使每個所生產零件的經濟性更高的高生產率，高粉末流速是必要的。

生產效率和經濟性的另一個必要要素是松裝密度。松裝密度對于模具設計來說很重要。松裝密度低的粉末需要更高的裝填高度，這會導致壓制模具不必要地變高，這進而又會導致更長的壓制行程和更低的壓制性能。

先前已知提高流動性能的作用劑。例如US專利3357818公開了硅酸可用于此目的。US?5782954公開了金屬、金屬氧化物或二氧化硅可用作流動劑。

本發明的目的是提供一種具有提高的粉末性能例如流動性和松裝密度的粉末冶金組合物。

發明內容

已經意外地發現，通過將少量的炭黑添加到鐵基粉末組合物中，可提高粉末組合物的性能。此外，添加受控量的炭黑不會使從新型鐵基組合物制備的生坯和燒結零件的性能惡化，反而甚至會提高這些性能。

具體實施方式

粉末冶金組合物一般包含鐵粉或鐵基粉末和潤滑劑。所述組合物還可包含粘結劑、石墨和其它合金元素。還可包含硬質相材料、液相成形材料和機械加工性能增強劑。

所述鐵基粉末可以是任意類型的鐵基粉末，例如水霧化鐵粉、還原鐵粉、預合金化鐵基粉末或擴散合金化鐵基粉末。這些粉末例如為鐵粉ASC100.29、包含Cu、Ni和Mo的擴散合金化鐵基粉末Distaloy?AB、與Cr和Mo進行預合金化的鐵基粉末Astaloy?CrM和Astaloy?CrL，所有這些粉末都可從瑞典的AB獲得。

根據本發明的鐵基粉末組合物中炭黑的量按重量計在0.001％至0.2％之間，優選在0.01％至0.1％之間。炭黑的主要粒度優選在200nm以下，更優選在100nm以下并且最優選在50nm以下。在一優選實施例中，通過BET-方法測得的比表面積在150m²/g至1000m²/g之間。然而，也可使用具有其它的表面積和主要粒度的其它類型的炭黑。

炭黑通常用作橡膠材料中的填料以及用作彩色顏料。它還由于其導電性而用在產品中以減少靜電。在US專利6602315中公開了炭黑與鐵粉或鐵基粉末的結合。該專利公開了這樣一種組合物，其中合金粉末通過粘結劑與鐵基粉末相粘結，在所述粘結劑中可加入炭黑。US?6602315沒有公開炭黑的任何含量、粒度或作用并且只與粘結材料相關。在專利申請JP7-157838中也公開了一種包含炭黑的粉末組合物。此處炭黑的用途是使基體材料脫氧。

根據本發明的組合物還可包含選自石墨、Cu、Ni、Cr、Mn、Si、V、Mo、P、W、S和Nb的合金元素。

為了提高粉末的可壓縮性并利于生坯部件的頂出，可向粉末冶金組合物中加入潤滑劑或不同潤滑劑的組合。潤滑劑可作為顆粒狀粉末存在或粘結在鐵基粉末的表面。通過加入溶解在溶劑中的粘結劑并隨后使溶劑蒸發，可使潤滑劑粘結到鐵基粉末的表面上。粘結劑也可以其能夠形成包圍鐵基粉末的薄膜的自然的液態形式加入。另一種可選方案是通過將組合物加熱到潤滑劑的熔點以上或加熱到潤滑劑組分中的至少一種的熔點以上，然后使組合物冷卻到所述熔點以下，而將潤滑劑用作粘結劑。

潤滑劑可選自脂肪酸，酰胺蠟例如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)，或脂肪酸的其它衍生物例如金屬硬脂酸鹽，聚烷撐(polyalkylene)例如聚乙烯、聚乙二醇，氨基聚合物，或氨基低聚物。優選地，潤滑劑選自聚烷撐、酰胺蠟、氨基聚合物或氨基低聚物。

粘結劑選自纖維素酯樹脂、高分子量彈塑性酚醛樹脂、羥烷基纖維素樹脂以及它們的混合物。優選地，粘結劑選自纖維素酯樹脂和羥烷基纖維素樹脂。

其它可能的添加劑為機械加工性能改進劑、硬質相材料和液相成形劑。