[發明專利]制備含粘合劑/潤滑劑的改進的冶金組合物的方法

有效

• 申請號: 201110032293.8
• 申請日: 1998-09-16
• 公開（公告）號: CN102172772A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 威廉·亨德里克森;悉尼·盧科
• 申請（專利權）人: 赫格納斯公司;阿韋卡公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 郇春艷;樊衛民

本申請是申請日為1998年9月16日、申請號為98810359.1、發明名稱為“含粘合劑/潤滑劑的改進的冶金組合物及其制備方法”的發明專利申請的分案申請。

發明領域

本發明涉及涂敷工藝和由該工藝制備的組合物。本發明特別涉及鐵基冶金組合物，更具體地說涉及含有粘合劑的冶金組合物，該粘合劑在用于形成部件的沖壓工藝中也提供潤滑作用。

發明背景

顆粒的涂敷是一種用于改進顆粒以及顆粒的表面性質的重要過程。顆粒涂敷的方法包括Wurster工藝，該工藝在USP2,648,609，3,117,027和3,253,944，以及最近的USP4,731,195和5,085,930中進行了描述；在該工藝中顆粒以某種方式流動，然后將流動的顆粒用溶解在各種溶劑中的涂敷材料進行噴涂，或者將涂敷材料以低粘度熔融物的形式噴涂在核心顆粒上；也可以將顆粒和涂敷材料通過一個合適的霧化器而進行噴涂。這種方法的一個例子如USP4,675,140中所描述，其中的涂敷材料為熔融的聚合物。USP5,262,240中提出了一種有趣的方法，其中通過將顆粒與一種膠乳混合并將所得混合物干燥而實行涂敷。在該工藝中會產生涂敷聚合體。用薄有機層涂敷顆粒的已知的方法可以使用表面活性劑如有機硅烷和碳氟化合物，以改進表面性質。在該方法中，顆粒被浸泡在溶液中，表面活性劑與顆粒反應。USP4,994,326是這種工藝和由該工藝所得材料的一個例子。最后，一種優選的顆粒涂敷的方法是翻滾混合法或高剪切力熱混合法。有一系列專利描述了該工藝。USP4,233,387描述了一種工藝，其中的靜電復印載體用大約325°F的熱塑性樹脂處理。然后將所得混合物冷卻，研磨成合適的大小，并用于裝填影印機中的色粉。USP4,774,139描述了一種用于將石蠟涂敷在熱塑性熱熔融樹脂上的方法。USP4,885,175描述了一種用熔融蠟涂敷甜料，將混合物冷卻，并將冷卻物研磨至所希望的大小的方法。最后，作為該熱熔融混合工藝的一個例子，USP4,136,566描述了一種通過將組分在高剪切力混合器中在高于聚合物涂敷材料的熔點的溫度下混合而用聚合物和添加劑涂敷鐵粉的方法。

所有上述情況下的方法在許多重要的方面有缺點。在Wurster類工藝中，該方法都包括具有可流動的顆粒。具體地說，這是一種具有至少50微米的平均大小的顆粒。另外，在Wurster類工藝中如果使用溶液作為涂敷載體，則其溶劑，水或者有機溶劑，必須通過干燥而除去。對于水這種干燥是冗長的，而對于可燃性液體這種干燥是危險的。在直接霧化方法中，存在著涂敷顆粒與未涂敷顆粒的分離的困難。雖然USP4,675,140描述了一種用于顆粒分離的方法，但這種技術不能普遍適用于所有材料。存在二個問題阻礙了加工溫度高于熔點的熱混合法的應用。第一，聚集對于該工藝是一種不希望有的負效應。對于許多應用來說，后研磨和分粒工作可能是困難的，或者成本太高。第二，高于熔點的工藝操作導致高的能耗，這一般是希望避免的。USP5,147,722提出了一種方法，其中顆粒的涂敷可以在低于聚合物粘合劑熔點下進行。在該方法的條件下，顆粒通過高剪切混合和高使用壓力而被涂敷，但是形成網狀基質。而且，對于各種組合物，聚集體是不希望的，并且高剪切混合器和高壓力增加了額外的資金和操作成本。USP5,236,649也提出顆粒涂敷可以在低于涂敷材料的熔點的溫度下進行。但是，與USP5,147,722一樣，該方法需要高剪切混合以獲得良好的涂敷。

涂敷顆粒已用于裝飾性磚石，油井支持者，食品和藥物工業的味覺掩蔽，以及粉末冶金工業中。粉末冶金工業已經開發了金屬基粉末組合物，一般是鐵基粉末，它可以被加工成具有各種形狀和大小的，可用于各種工業包括汽車和電子工業的整金屬部件。用于從基礎粉末生產該部件的一種加工技術是，用粉末裝填模槽，并在高壓力下沖壓該粉末。然后將所得生沖壓件從模槽取出并燒結，形成最后的部件。

由金屬粉末組合物的沖壓和燒結而制造的金屬部件的工業使用已迅速擴展到許多領域。這些帶有金屬粉末組合物的部件的制造與那些在制造步驟中必須使用熔融合金的方法相比具有巨大的好處。例如，金屬粉末組合物的制造工藝只需要一種高壓沖模機和一種燒結爐便可進行。通過簡單地更換沖模便可制造不同的部件。而且，不必運用熔融合金。