[發明專利]粉末冶金用粘結劑及粉末冶金用混合粉末

無效

• 申請號: 94118200.2
• 申請日: 1994-11-04
• 公開（公告）號: CN1068537C
• 公開（公告）日: 2001-07-18
• 發明（設計）人: 香川晶彥;藤澤和久;鈴木浩則;村上政博;吉岡邦宏;花岡宏卓
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C09J11/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 羅宏,楊麗琴

本發明通過在以鐵粉和鋼粉等金屬粉末為基體并加入了用于改善基體物性的成分合金元素、石墨等粉末以及硬脂酸鋅等潤滑劑粉末的粉末冶金用原料粉末中配合由特定成分構成的粘結劑，在不損害基體金屬粉末物性情況下，抑制了上述物性改善成分粉末和潤滑劑粉末的偏析，還抑制了處理時產生粉塵現象，并且還抑制潤滑性的下降。

在以鐵粉和鋼粉等金屬粉末為主要原料的粉末冶金中，制造燒結體的機械零件時，為了改善燒結體的物性(強度特性和加工性等)，一般先配合銅、鎳、鉻、鉬等合金元素和石墨、磷、硫黃等物性改善成分粉末以及硬脂酸鋅等潤滑劑粉末，而后再進行成形、燒結。可是這些物性改善成分粉末及潤滑劑粉末的粒子尺寸、比重等常常大不相同，例如基體金屬粉末是鐵粉和銅粉，物性改善成分粉末是石墨和磷等時，比重差很大，所以在混合后成形之前的處理過程中容易產生粉塵和偏析現象，解決此問題已成為長年的技術課題。

產生粉末問題主要源自石墨粉等比重小的微粉末，處理這樣的粉末不僅造成污染環境問題，同時也引起產率下降。另外，偏析易發生于比重差和粒度差大的粉末成分的混合過程，例如，眾所周知，混合粉末從料斗排出時，隨排出時間不同，合金用粉末的配合比一直在變化著。

作為防止上述產生粉塵和偏析現象的措施，此前已提出了各種方案，但可大致歸納為以下三種方法。第一種方法如在特開昭60-502158號所公開，將妥爾油等添加劑配合在原料粉末中的方法。第二種方法如特開昭63-103001號和特開平2-217403號等所公開，建議固體粘結劑用溶劑溶解、與粉末均勻混合后，再使溶劑蒸發的方法。而第三種方法如特開平1-219101號所公開，在配合操作中將固體粘結劑熔融的所謂熱熔法。特別是上述第二種方法，一般認為具有石墨粉的吸附力強，所用的潤滑劑選擇范圍廣的特點。

盡管上述任何一種方法都可謂是防止產生粉塵和偏析的優良手段，但是它們尚存在以下缺點。首先在上述第一種方法中存在著混合粉末的休止角變大，流動性變壞，從料斗排出時易于發生壅塞(bridging)現象的缺點。另外用某種方法將石墨粉末吸附在鐵粉等金屬粉末表面上時，雖然提高了混合粉末的流動性，但是損壞了石墨粉所具有的潤滑性，這樣在成形時增加了金屬模和粉末或粉末之間的摩擦，最終使得潤滑性比通常的混合粉末還低。在第二種及第三種方法中，當使用固體粘結劑時，往往存在著該粘結劑的分解性差的問題，造成在脫臘工序中的分解不充分，殘渣難免殘留在燒結體中。

用以往的防止石墨偏析的粉末，固然可以防止石墨粉末產生粉塵和偏析，而且流動性也不是很差，但由于破壞了石墨粉末所具有的潤滑性，所以具有在成形時不能達到混合粉末的良好潤滑性的缺點。

本發明是著眼于以上存在的問題而成的產物，其目的在于提供一種不出現潤滑性降低的問題，可以防止物性改善成分粉末及潤滑劑粉末的分散不良即偏析現象、而且還可以抑制處理時粉塵產生的粉末冶金用混合粉末以及提供可以制備上述混合粉末的粉末冶金用粘結劑。

能夠解決上述問題的本發明構成的要點在于配合在粉末冶金用原料粉末中使用的粘結劑，該粘結劑是由乙烯-丙烯單體成分的共聚物組成的。另外通過將上述的粘結劑與粉末冶金用原料粉末混合，可以得到所需的粉末冶金用混合粉末。

通過將上述粘結劑和(A)碘值在100以下，且在37.78℃(100°F)時的粘度為50cST以下的液狀脂肪酸酯及/或(B)碘值在15以下，且在37.78℃(100°F)時的粘度為50cST以下的液狀脂肪酸同時并用配合在粉末冶金用原料粉末中，可進一步改善防止混合粉末偏析的效果并進一步改善流動性。

本發明者們為解決上述以往技術中存在的問題，進行了各種研究，結果確認了使用上述的特定共聚物作為粘結劑，可以同時克服上述所存在的問題，不出現基體金屬粉末的潤滑性降低的問題，可以有效地防止物性改善成分粉末和潤滑劑粉末的偏析，同時還可抑制處理混合粉末時產生粉塵的現象。另外本發明的粘結劑還具有在脫臘工序中易于分解，難以存留殘渣的特點。

本發明的粘結劑由以乙烯和丙烯為單體成分的共聚物構成，其共聚合比優選乙烯∶丙烯為20～80重量份：80～20重量份。當乙烯的共聚比不足20重量份(即丙烯的共聚比超過80重量份)時，雖可以抑制石墨粉的飛散性，但混合粉末的流動性變壞，壓粉成形體性能出現問題。而乙烯的共聚比超過80重量份(即丙烯的共聚比不足20重量份)時，則不能充分抑制石墨粉的飛散性，而且不能充分發揮其作為粘結劑的功能。