MXPA01012080A

MXPA01012080A - Metodo mejorado para elaborar composiciones metalurgicas en polvo.

Info

Publication number: MXPA01012080A
Application number: MXPA01012080A
Authority: MX
Inventors: Frederick J Semel
Original assignee: Hoeganaes Corp
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2002-07-22
Also published as: CA2369927A1; US6068813A; AU765581B2; EP1198317A1; TW434063B; JP2003500538A; EP1198317A4; AU3511300A; KR20010104723A; WO2000073001A1

Abstract

La presente invencion proporciona un metodo para la elaboracion de composiciones metalurgicas en polvo y un metodo para usar las composiciones metalurgicas en polvo producidas. El metodo de la presente invencion incluye proporcionar un polvo de aleacion previa que contiene hierro y uno o mas aditivos de aleacion que es preferentemente molibdeno, y mezclar el polvo de aleacion previa basado en hierro con un polvo de cobre que contiene un tamano de particula promedio de 60 micras o menor, y un niquel que contiene polvo que tiene un tamano de particula promedio de 20 micras. La mezcla que contiene el polvo de la aleacion previa basada en hierro, el polvo que contiene cobre y el polvo que contiene niquel son enlazados de alguna manera para facilitar la adhesion del polvo de la aleacion previa con los otros polvos de aleacion. De preferencia, para efectuar el enlace se utiliza un agente de enlace. Las composiciones metalurgicas en polvo, producidas de este modo tienen, por ejemplo, propiedades mejoradas de resistencia mecanica cuando se forman con ellos partes de metal.

Description

MÉTODO MEJORADO PARA ELABORAR COMPOSICIONES METALÚRGICAS EN POLVO Campo del Invento La presente invención se refiere a un método mejorado para elaborar composiciones de polvo ferroso, preferentemente conteniendo ciertas cantidades de molibdeno, cobre y níquel. Las composiciones de polvo metalúrgico producidas de esta manera, proporcionan propiedades mecánicas mejoradas tales como, fuerza de producción y resistencia a la tensión cuando se forma en partes de metal. Antecedentes del Invento El uso industrial de partes de metal manufacturadas por medio de compactación y sinterización de composiciones de polvo de metal, se está expandiendo rápidamente en una multitud de áreas. En la manufactura de tales partes, las composiciones de metal de polvo están normalmente formadas de polvos con base de metal y otros aditivos tales como lubricantes y enlazadores. Los polvos con base de metal son normalmente polvos de hierro que pueden haber sido pre-mezclados opcionalmente con uno o más componentes de aleación. Una técnica común para pre-aleación comprende, la formación de una composición homogénea de metal fundido que contiene hierro y uno o más componentes deseados de aleación , y agua que atomiza el metal fundido para formar una composición homogénea de polvo. El polvo con base de metal, después de cualquier pre-aleación opcional, está frecuentemente mezclado con otros aditivos para mejorar las propiedades de la parte final. Por ejemplo, el polvo con base de metal, frecuentemente se mezcla con dosificación por lo menos con otro compuesto o elemento de aleación el cual está en forma de polvo ("polvo de aleación") . El polvo de aleación permite por ejemplo, el logro 5 de resistencia superior y otras propiedades mecánicas en la parte sinterizada final. Los polvos de aleación normalmente difieren de los polvos con base de metal ef tamaño, forma y densidad de partícula. Por ejemplo, el tamaño de partícu la promed io de los polvos con base de metal tales 10 como h ierro, normalmente es de aproximadamente 70-1 00 mieras o más, mientras que el tamaño de partícula promedio de la mayoría de los polvos de aleación puede ser menor de aproximadamente 20 mieras, frecuentemente menor de aproximadamente 1 5 mieras, y en algunos casos menor de aproximadamente 5 mieras. Sin embargo, el cobre 15 substancialmente pu ro que contiene polvo generalmente no ha sido utilizado en tamaños de partícula pequeños (por ejemplo 20 mieras o menos) debido a q ue un tamaño más pequeño de cobre puro que contiene polvo es más costoso con relación a un polvo que contiene cobre con tamaño de partícula más grande , y no ha habido otro 20 incentivo para utilizar el polvo que contiene cobre puro con un tamaño más peq ueño. La mezcla en polvo con base de metal y los polvos de aleación opcionales, también se mezclan con frecuencia con otros aditivos tales como un lubricante para formar la composición en polvo de metal final.

, V 1?"* y V -< (formalmente esta composición en polvo de metal se vacía en u n troquel de compactación y se compacta bajo presión (por ejemplo 5 a 70 toneladas por pulgada cuadrada (tpc)) , y en algu nas circu nstancias a temperaturas elevadas para formar la parte de compacto o "verde". Posteriormente, la parte verde usualmente se sinteriza para formar una parte metálica cohesiva. La operación de sinterizar también quema los materiales orgán cos. U n problema que surge en la formación de composiciones en polvo con base de hierro es q ue la d isparidad en el tamaño de la 10 partícula entre los polvos de aleación y los polvos con base de hierro pueden llevar a problemas tales como la segregación y la generación de polvo de las partículas de aleación más finas durante la transportación , almacenamiento y uso . Au nque los polvos con base de h ierro y los polvos de aleación inicialmente están mezclados con dosificación en un 15 polvo homogéneo, las dinámicas del manejo de la mezcla en polvo durante el almacenamiento y transferencia pueden ocasionar que las partículas en polvo de aleación más peq ueñas migren a través de los intersticios de la matriz en polvo con base de h ierro. Las fuerzas normales de gravedad , particularmente donde el polvo de aleación es 20 más denso que el polvo con base de hierro, ocasiona que el polvo de aleación migre ep forma descendente hacia el fondo del contenedor de la mezcla , dando como resultado una pérd ida de homogeneidad de la mezcla, o segregación . Por otro lado, las corrientes de aire que se pueden desarrollar dentro de la matriz en polvo como resultado del ,tnanejo, pueden ocasionar que los polvos de aleación más pequeños, particularmente si son menos densos que los polvos con base de hierro, migren en forma ascendente. Si estas fuerzas vigorosas son lo I suficientemente altas, alg unas de las partícu las de aleación pueden , en el fenómeno conocido como generación de polvo, escapar de la mezcla completamente, dando como resultado una reducción en la concentración de elemento de aleación . Una solución al problema de generación de polvo y segregación mencionado anteriormente, ha sido utilizar varios enlazadores orgán icos para enlazar o "pegar" el polvo de aleación más fino a las partículas con base de hierro más g ruesas para prevenir la segregación y generación de polvo en polvos que serán compactados a temperaturas ambiente. Por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 4,483,905 de Engstróm, enseña el uso de un agente en lazador el cual se describe ampliamente de "carácter pegajoso o grasiento" en u na cantidad de hasta aproximadamente 1 % por peso de la composición en polvo. La Patente Norteamericana No. 4,676,831 de Engstróm , describe el uso de ciertos aceites procedentes de madera como agentes enlazadores. Asimismo, la Patente Norteamericana No. 4,834,800 de Semel, describe el uso de ciertas resinas poliméricas que forman una película las cuales son generalmente insolubles en agua como agentes en lazadores. A pesar de las ventajas de los enlazadores, a veces éstos pueden reducir la capacidad de compresión y las propiedades mecánicas de una parte. y? Otra solución que ha sido utilizada desde mediados de la década de los 60's es emplear "partículas con base de hierro enlazadas por difusión". Las pa rtículas con base de hierro enlazadas por difusión son polvos de hierro puro en forma substancial, los cuales tienen uno o más 5 de otros metales tales como, acero que produce elementos enlazados por difusión y p arcialmente mezclado en sus superficies exteriores. Tales polvos disponibles en el mercado son Distaloy™ AB y Distaloy™ AE disponibles en Hoeganaes Corporation localizada en Cinnaminson, Nueva Jersey. Los polvos de metal Distaloy™ AB y AE, están 10 producidos para concordar con el estándar MPIF 35 FD-02 y el FD-04 respectivamente. Por lo tanto, el Distaloy™ AB contiene aproximadamente 1 .5% en peso de cobre, aproximadamente 1 .75% en peso de níquel, y aproximadamente 0.5% en peso de molibdeno. El Distaloy™ AE contiene aproximadamente 1 .5% en peso, 15 aproximadamente 4.0% en peso de níquel, y aproximadamente 0.5% en peso de molibdeno. Los polvos de metal Distaloy™ AB y AE están preparados preferentemente por medio de los métodos descritos en la especificación de la Patente Británica GB 1 , 162,702 publicada el 27 de 20 Agosto de 1969] la cual se incorpora en su totalidad en la presente invención como referencia. En un método preferido, los polvos de metal Distaloy™ AB y AE son preparados mezclando polvo de hierro substancialmente puro con cobre, molibdeno y níquel que contienen aditivos en polvo. El polvo de hierro substancialmente puro generalmente contiene menos de 0.5% en peso de impurezas residuales, tiene un tamaño de partícula máxima de 250 mieras en forma nominal, y u n tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 60 mieras hasta aproximadamente 75 mieras. Los aditivos de cobre y molibdeno están normalmente en forma de óxido (por ejemplo, el oxido cobrizo y el trióxido de molibdeno) , m ientras que el polvo de níq uel está normalmente en forma elemental. Los aditivos de cobre, níquel y molibdeno generalmente tienen un tamaño de partícula de peso promedio de 1 5 mieras o menos. Después de mezclar los ad itivos en polvo, la mezcla que resu lta se somete a endu recimiento por hidrógeno a temperaturas cuyo rango fluctúa normalmente de aproximadamente 800°C hasta aproximadamente 900°C. El endurecimiento primero reduce los óxidos de cobre y molibdeno hasta la forma elemental. Posteriormente el polvo que contiene cobre reducido, el pol o de molibdeno reducido, y el polvo de níquel se mezclan parcialmente con el polvo de h ierro, y también , en alg una medida , se mezclan parcialmente entre sí a través de u n mecanismo de difusión . Debido a que la mezcla tiende a aglomerarse durante el endurecimiento, después de enfriarse, la mezcla normalmente se vuelve a formar en u n polvo a través de un paso de desintegración . A veces, también es deseable someter al polvo después de la desinteg ración , a un segundo paso de mezclado, ya q ue la mezcla tiende a seg regarse a través de varios mecanismos du rante el end urecimiento y la desintegración . El polvo en lazado por difusión y parcialmente mezclado producido de este modo, puede en forma subsecuente ser mezclado con otros aditivos típicos, tales como lubricantes, agentes de maquinación y grafito. Los Distáloy™ AB y AE tienen en la industria, hasta ahora, los grados de desempeño más altos con respecto a fuerza y resistencia al impacto. A pesar de las ventajas, estos polvos son costosos debido tanto a los pasos de procesamiento extra que se necesitan para desempeñar el enlazado por difusión como a la inversión de capital significativa que se requiere para proporcionar el equipo de procesamiento asociado. Sería deseable, desarrollar métodos alternativos para preparar estas composiciones metalúrgicas en polvo. Preferentemente, tales métodos podrían proporcionar composiciones metalúrgicas en polvo con propiedades mecánicas comparables o mejoradas a las de las composiciones Distaloy™. Sumario del Invento La presente invención proporciona métodos para elaborar composiciones en polvo metalúrgico con base de hierro que exhiben propiedades mecánicas mejoradas cuando se forman en partes de metal. En una modalidad de la presente invención, el método incluye proporcionar un polvo de la pre-mezcla que contiene hierro y por lo menos un aditivo de mezcla que es preferentemente molibdeno, donde la cantidad del aditivo de mezcla en el polvo de la pre-mezcla es por lo menos de aproximadamente 0.10% en peso, preferentemente de aproximadamente 0.10% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso basado en el peso total del polvo de la pre-mezcla; mezclar con dosificación con el polvo de pre-mezcla u n polvo que contiene cobre que tiene un j tamaño de partícula de peso promed io de aproximadamente 60 mieras o menos, y un polvo que contiene níquel que tiene un tamaño de partícula de peso promed io de aproximadamente 20 mieras o menos; y enlazar el polvo que contiene cobre, el polvo que contiene n íquel, y el polvo de pre-mezcla en presencia de ur agente en lazador para formar una composición en polvo metalúrgico. La composición en polvo metalúrgico de este modo preparado, contiene por lo menos aproximadamente 0.5% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 4.0% en peso de cobre; por lo menos aproximadamente 0.5% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 8.0% en peso de n íq uel; y por lo menos aproximadamente 83% en peso del polvo de pre-aleación . En una modalidad preferida del método mencionado anteriormente, la composición metalúrgica también incluye preferentemente grafito en una cantidad de aproximadamente 0.1 % en peso hasta aproximadamente 1 .2% en peso, y por lo menos u n lubricante en una cantidad de hasta aproximadamente 2% en peso basado en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. El lubricante y el grafito preferentemente se agregan a la composición metalúrg ica antes del paso de enlazado.

En otra modalidad, el método de fabricar una composición de polvo metalúrgico incluye proporcionar un polvo de pre-aleación que contiene hierro y molibdeno, donde la cantidad de molibdeno en el polvo de pre-aleación es por lo menos aproximadamente 0.10% en peso, basado en el peso total del polvo de pre-aleación; mezclar con dosificación con el polvo de pre-aleación, un polvo que contiene cobre que tiene un tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 60 mieras o menos, y un polvo que contiene níquel que tiene un tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 20 mieras o menos para formar una mezcla; y endurecer la mezcla que contiene el polvo que contiene cobre, el polvo que contiene níquel, y el polvo de pre-aleación a una temperatura de por lo menos 800°C. Después del endurecimiento, la mezcla puede ser mezclada opcionalmente con dosificación de grafito, lubricante, agente enlazador y/o cualquier otro aditivo en polvo metalúrgico convencional. La composición metalúrgica en polvo formada de este modo, contiene por lo menos aproximadamente 0.5% en peso de cobre, por lo menos aproximadamente 0.5% en peso de níquel, y por lo menos aproximadamente 83% en peso de del polvo de pre-aleación . La presente invención también proporciona una composición de polvo metalúrgico mejorada que incluye por lo menos 83% en peso de un polvo de pre-mezcla de hierro-molibdeno que contiene hierro y molibdeno, donde la cantidad de molibdeno es de aproximadamente 0.10% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso, basado en el peso de polvo de pre-aleación; de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 4.0% en peso de un polvo que contiene cobre que tiene un tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 60 mieras o menos; de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 8% en peso de un polvo que contiene níquel; y por lo r enos aproximadamente 0.005% en peso de un agente enlazador, efecti o para enlazar el polvo que contiene cobre, polvo que contiene níquel y el polvo de pre-aleación . La presente invención, también proporciona un método para formar una parte de metal de las composiciones de polvo metalúrgico elaboradas de acuerdo con la presente invención que incluye, compactar la composición de polvo metalúrgico a una presión de por lo menos 5 toneladas por pulgada cuadrada (tpc). Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 , es una gráfica que muestra la presión de compactación contra la fuerza de producción de partes compactadas formadas de: (a) una composición de polvo de metal, elaborada a través del método de la presente invención (Ejemplo 3), y (b) una composición de polvo de metal, elaborada por medio del proceso de enlazado por difusión (Ejemplo Comparativo 1 ). Las líneas sólidas representan la fuerza de producción de partes compactadas que fueron sinterizadas, y las líneas punteadas representan la fuerza de producción de partes compactadas que fueron sinterizadas y templadas.

?HAJ - yti ák? ¿á¡*? La Figura 2, es una gráfica que muestra la presión de compactación contra la fuerza de producción de partes compactadas formadas de: (a) una composición de polvo de metal, elaborada a través del método de la presente invención (Ejemplo 4), y (b) una composición de polvo de metal, elaborada por medio de un proceso de enlazado por difusión (Ejemplo Comparativo 2). Las líneas sólidas representan la fuerza de producción de partes compactadas que fueron sinterizadas y las líneas punteadas representan la fuerza de producción de partes compactadas que fueron sinterizadas y templadas. La Figura 3, es una gráfica que muestra la presión de compactación contra la resistencia a la tensión de partes compactadas formadas de: (a) una composición de polvo de metal, elaborada por medio del método de la presente invención (Ejemplo 3), y (b) una composición de polvo de metal, elaborada por medio de un proceso de enlazado por difusión (Ejemplo Comparativo 1 ). Las líneas sólidas representan la resistencia a la tensión de partes compactadas que fueron sinterizadas y las líneas punteadas representan la resistencia a la tensión de partes compactadas que fueron sinterizadas y templadas. La Figura 4, es una gráfica que muestra la presión de compactación contra la resistencia a la tensión de partes compactadas formadas de: (a) una composición de polvo de metal, elaborada a través del método de la presente invención (Ejemplo 4), y (b) una composición de polvo de metal, elaborada por medio de un proceso de enlazado por difusión (Ejemplo Comparativo 2). Las líneas sólidas representan la resistencia a la tensión de partes compactadas que fueron sinterizadas y las líneas punteadas representan la resistencia a la tensión de partes compactadas que fueron sinterizadas y templadas. La Figura 5, es una gráfica que muestra la presión de 5 compactación contra la extensión de partes compactadas formadas de: (a) una composición de polvo de metal, elaborada por medio del método de la presente invención (Ejemplo 3), y (b) una composición de polvo de metal, elaborada por medio de un proceso de enlazado por difusión (Ejemplo Comparativo 1 ). Las líneas sólidas representan la extensión 10 de partes compactadas que fueron sinterizadas y las líneas punteadas representan la extensión de partes compactadas que fueron sinterizadas y templadas. La Figura 6, es una gráfica que muestra la presión de compactación contra la extensión de partes compactadas formadas de: 15 (a) una composición de polvo de metal, elaborada a través de la presente invención (Ejemplo 4), y (b) una composición de polvo de metal, elaborada por medio de un proceso de enlazado por difusión (Ejemplo Comparativo 2). Las líneas sólidas representan la extensión de partes compactadas que fueron sinterizadas y las líneas punteadas 20 representan la extensión de partes compactadas que fueron sinterizadas y templadas. La Figura 7, es una gráfica que muestra la presión de compactación contra la fuerza de producción y las propiedades de extensión de partes compactadas sinterizadas. Las partes compactadas fueron formadas e (a) una composición de polvo de metal, elaborada a través del método de la presente invención (Ejemplo 5, líneas sólidas), y (b) una composición de polvo de metal, elaborada por medio de un proceso de enlazado por difusión (Ejemplo Comparativo 1 , líneas punteadas). La Figura 8, es una gráfica que muestra la presión de compactación contra la fuerza de producción y las propiedades de extensión de partes compactadas sinterizadas. Las partes compactadas fueron formadas de: (a) una composición de polvo de metal, elaborada a través del método de la presente invención (Ejemplo 6 líneas sólidas), y (b) una composición de polvo de metal, elaborada por medio de un proceso de enlazado por difusión (Ejemplo Comparativo, líneas punteadas). Descripción Detallada del Invento La presente invención , proporciona un método mejorado para elaborar composiciones de polvo metalúrgico. El método de la presente invención incluye proporcionar un polvo de pre-aleación con base de hierro que contiene hierro y por lo menos un aditivo de aleación que es preferentemente molibdeno, y mezclar con dosificación el polvo premezclado con por lo menos dos aditivos en polvo de aleación (por ejemplo, compuestos, elementos o aleaciones) que incluye preferentemente polvos que contienen cobre y níquel de tamaño de partícula relativamente pequeño. El método de la presente invención también incluye, enlazar de alguna manera, el polvo de pre-mezcla y los tá?i j LkJdúJí y ... .¡5».. t-2 li. -*.l &- i . »& aditivos de aleac :ión , por ejemplo, como se describe posteriormente con . Y mayor detalle, e una modalidad, en donde por lo menos un agente enlázador se utilliza para enlazar el polvo de pre-mezcla, el polvo que contiene cobre y el polvo que contiene n íq uel . En esta modalidad, se prefiere que el lubricante y cualquier otro ad itivo de polvo metalúrgico deseado se mezcle con el polvo de pre-aleación y los ad itivos de aleación antes del tratamiento con el agente enlazador. En otra modalidad , los polvos q ue contienen cobre y níq uel son "en lazados por difusión y parcialmente mezclados" con el polvo de pre-aleación. El polvo enlazado p|or difusión y parcialmente mezclado q ue resulta puede, si se desea, ser mezclado subsecuentemente con u no o más de otros polvos de aleación , tales como grafito, uno o más lubricantes, uno o más enlazadores, o cualquier otro ad itivo metalúrg ico en polvo convencional o combinaciones de los mismos. Las composiciones de polvo mejoradas ! proporcionan excelentes propiedades "verdes", y las partes de metal formadas de las composiciones de polvo metalúrgico mejoradas, exhiben propiedades mecánicas superiores, tales como fuerza de producción y resistencia a la tensión . El polvo de pre-aleación con base de h ierro útil en el método de la presente invención , está elaborado preferentemente pre-mezclando hierro con uno o más aditivos de aleación (por ejemplo, compuestos que contienen molibdeno) que aumentan la fuerza , capacidad de endurecimiento, u otras propiedades deseables del prod ucto final. Por "pre-aleación" se entiende q ue los compuestos y/o elementos que serán pre-mezclados están íntimamente mezclados con dosificación en una fusión para lograr la mezcla en u n nivel atómico. Los polvos de pre- aleación con base de hierro pueden estar formados de acuerdo con cualquier técnica conocida por los expertos en la materia. Por ejemplo, los polvos con base de hierro pre-mezclados pueden ser preparados elaborando u na fusión de h ierro y u no o más compuestos o elementos de aleación deseados, y posteriormente atomizando la fusión , por medio de la cual las gotitas atomizadas forman un polvo al momento de la solidificación . El hierro que puede ser utilizado para formar el polvo de pre- aleación es preferentemente hierro substancialmente puro que contiene no más de aproximadamente 1 .0% por peso, preferentemente no más de aproximadamente 0.5% por peso de impurezas normales. El hierro puede estar en cualquier forma física antes de pre-mezclarlo. Por ejemplo, el hierro puede estar en forma de polvo o en forma de metal fragmentado. Ejemplos de aditivo de aleación adecuados para formar el polvo de pre-aleación incluyen , pero no están limitados a , elementos o compuestos, de molibdeno, manganeso, magnesio, tungsteno, cromo, silicón , cobre, n íquel , oro, vanadio, columbio (niobio) , grafito , fósforo, o aluminio, o combinaciones de los mismos. Normalmente, los ad itivos de aleación están generalmente combinados con el hierro en una cantidad de hasta aproximadamente 5% por peso, preferentemente de aproximadamente 0.1 0% hasta aproximadamente 4% por peso , y más preferentemente de aproximadamente 0.10% hasta aproximadamente 2% por peso. Sin embargo, un experto en la técnica reconocerá que la cantidad y tipo del aditivo de mezcla pre-mezclado con el hierro depende de las propiedades deseadas en la parte de metal final. En una modalidad preferida, el hierro es pre-mezclado con por lo menos un compuesto o elemento de aleación que preferentemente contiene molibdeno para formar un polvo de pre-mezcla de hierro-molibdeno. Los compuestos que contienen molibdeno útiles en la formación de un polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno son cualesquiera compuestos que contienen molibdeno que tienen la capacidad de mezclarse con hierro en el proceso de pre-aleación. El compuesto que contiene molibdeno puede ser, por ejemplo, un óxido de molibdeno tal como trióxido de molibdeno o una aleación de ferromolibdeno. El compuesto que contiene molibdeno puede también ser molibdeno elemental substancialmente puro (preferentemente teniendo una pureza mayor de aproximadamente 90% en peso). Preferentemente! el compuesto que contiene molibdeno es un óxido de molibdeno tal co o trióxido de molibdeno. Se ha encontrado que mediante la pre-aleación de hierro y el molibdeno, se alcanzan en la parte de metal sinterizado final, propiedades de resistencia inesperadamente mejoradas, tales como fuerza de producción y resistencia a la tensión , en comparación con las partes de metal sinterizadas donde el molibdeno y el hierro están mezclados en forma simple, o donde el molibdeno y el hierro están iIaá .» -,-- * ^i.-^."™**-.-^ ^.éM. .*...««->> ti-. - «**»>*. i-.-yy- -Jyl t£i&)¡ta¡á>&>Yrí. t ¿ ii-y syy. n -tt- jL enlazados por difusión y parcialmente mezclados. Aunque de ninguna manera se prete nde estar limitados por la teoría, se cree que el pre- mezclando el hierro y molibdeno logra una mezcla más completa en un nivel atómico, lo cual da como resultado, que la parte de metal sinterizada final recibe los beneficios completos del molibdeno. Además, se cree que pre-mezclando el hierro y el molibdeno, los rangos de difusión de otros polvos de aleación tales como níquel y cobre, se incrementa la extensión a la cual los polvos de aleación se mezclan eventualmente en comparación con un proceso donde una mezcla de hierro, molibdeno, y otros polvos de aleación están enlazados por. difusión y parcialmente mezclados. El polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno útil en la presente invención, contiene por lo menos aproximadamente 0.10% en peso de molibdeno, preferentemente de aproximadamente 0.10% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso de molibdeno, más preferentemente de aproximadamente 0.20% en peso hasta aproximadamente 1 .6% en peso de molibdeno y lo más preferentemente de aproximadamente 0.40 hasta aproximadamente 0.65% en peso de molibdeno, basado en el peso total del polvo de aleación de hierro-molibdeno. La cantidad de hierro en el polvo de aleación de hierro-molibdeno es preferentemente de aproximadamente 97.1 % en peso hasta aproximadamente 99.8% en peso de hierro, más preferentemente de aproximadamente 97.5% en peso hasta aproximadamente 99.7% en peso de hierro y lo más preferentemente de aproximadamente 98.45% en peso de hierro hasta aproximadamente 99.50% en fj so de hierro. En una modalidad más preferida de la presente invención, el polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno contiene preferentemente suficiente molibdeno de tal manera que la composición de polvo metalúrgico, ela borada de acuerdo con el método de la presente invención, cumple con el Estándar MPIF 35 después de la compactación y sinterización. En tal modalidad, el polvo de pre-aleación de hierro- molibdeno contiene preferentemente de aproximadamente 0.45% en peso hasta aproximadamente 0.65% en peso de molibdeno, basado en el peso total del polvo de aleación de hierro-molibdeno, y de aproximadamente 98.45% en peso hasta aproximadamente 99.50% en peso de hierro. l polvo de pre-alaeción de hierro-molibdeno también contiene preferentemente un nivel mínimo de impurezas residuales de por lo menos 0.15% en peso y más preferentemente por lo menos 0.25% en peso, y contiene impurezas residuales máximas de hasta aproximadamente 1 .0% en peso, y más preferentemente impurezas residuales máximas hasta aproximadamente 0.9% en peso, basado en el peso total del polvo de pre-aleación . El polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno contiene preferentemente impurezas residuales máximas de aproximadamente 0.03% en peso de azufre, aproximadamente 0.02% en peso de carbono, aproximadamente 0.02% en peso de silicón, y aproximadamente 0.01 % en peso de nitrógeno, basado en el peso total del polvo de pre-aleación .

El polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno útil en la presente invención, tiene preferentem^jite un tamaño de partícula máximo de aproximadamente 250 mieras, y más preferentemente un tamaño de partícula máximq de aproximadamentf 180 mieras. Además, el tamaño de partícula de peso promedio del polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno preferentemente es menor de aproximadamente 100 mieras, más preferentemente fluctúa de aproximadamente 65 mieras hasta aproximadamente 100 mieras, y lo más preferentemente fluctúa de aproximadamente 60 mieras hasta aproximadamente 75 mieras. Ejemplos de polvos de pre-aleación de hierro-molibdeno adecuados disponibles en el mercado, incluyen polvo de acero ANCORSTEEL 150H P, polvo de acero 85HP, o polvo de acero 50HP de Hoeganaes, o combinaciones de los mismos. Las cantidades de molibdeno en Ips polvos de acero 150HP, 85HP, y 50HP son respectivamente aproximadamente 1 .5% en peso, 0.85% en peso y 0.55% en peso basado en el peso total de la pre-aleación. Estos polvos de pre-aleación de hierro-molibdeno contienen menos de aproximadamente 0.75% en peso de materiales tales como manganeso, cromo, silicón , cobre, níquel o aluminio, y menos de aproximadamente 0.02% en peso de carbono, siendo el balance substancialmente hierro. Otro ejem pío de un polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno disponible en el mercado es el polvo de acero ANCORSTEEL 4600V de Hoeganaes, el cual contiene aproximadamente 0.5-0.6% en peso de molibdeno, aproximadamente 1 .5-2.0% en peso de níquel, lláñ.ááyíM i--.» JJ- >.».-4 ?tftefe rifcli .

-- Jf aproximadamente 0.1 -.25% en peso de manganeso, menos de aproximadamente 0.02% en peso de carbono, siendo el balance preferentemente substancialmente h ierro. Otros polvos de pre-aleación de hierro-molibdeno ANCORSTEEL que son útiles en la presente 5 invención incluyen por ejemplo, polvos de acero ANCORSTEEL 2000 y 737. Los polvos de acero 1 50H P, 85H P, ó 50H P son preferidos para utilizarlos como pre-aleación de h ierro-molibdeno en la presente invención . El polvo de pre-aleación de h ierro-molibdeno también puede 10 contener opcionalmente otros componentes o elementos de aleación . La aleación de esos otros compuestos o elementos de aleación puede realizarse mientras se pre-mezclan el hierro y el molibdeno, o puede realizarse antes pe, o subsecuente a la formación de la pre-aleación de hierro-molibdeno. Puede ser utilizado cualq uier compuesto o elemento 15 de aleación . Otros compuestos o elementos de aleación preferidos son o contienen cobre, óxidos de cobre, n íquel, manganeso, cromo o combinaciones de los mismos. Preferentemente, la cantidad de compuestos o elementos de aleación opcionales en el polvo de aleación de hierro-molibdeno es no más de 2.0% en peso, y preferentemente de 20 aproximadamente 0.1 0% en peso hasta aproximadamente 1 .5% en peso basado en el peso total del polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno. La aleación puede ser realizada por ejemplo, atomizando una fusión de hierro y la cantidad deseada de compuesto q ue contiene molibdeno y otros compuestos de aleación opcionales. La aleación de otros compuestos o elementos de aleación opcionales también puede realizarse, mediante un proceso de enlazado por difusión como . se describirá con mayor detalle posteriormente. Las composiciones de la presente invención , también pueden contener otros polvos con base de hierro mezclados con dosificación con el polvo de pre-aleación descrito anteriormente . Otros polvos con base de h ierro que pueden ser mezclados con dosificación con el polvo de pre-aleación incluyen por ejemplo, polvos de hierro substancialmente puro preferentemente conteniendo menos de aproximadamente 1 % en peso de impu rezas, o combinaciones de los mismos. Ejemplos de polvos de hierro substancialmente puro incluyen polvos de hierro de grado metalúrgico altamente comprimibles, en las series ANCORSTEEL 1000 de polvos de hierro puro, por ejemplo, la 1000, 1 000B y 1 000C dispon ibles en Hoeganaes Corporation , en Cinnaminson , Nueva Jersey. El polvo de hierro ANCORSTEEL 1 000 tiene un análisis de cernido típico de aproximadamente 22% por peso de partículas debajo de un tam iz No. 325 (series Norteamericanas) y aproximadamente 1 0% por peso de partícu las más g randes a u n tamiz No. 1 00 con el remanente entre estos dos tamaños (cantidades de trazos más grandes al tamiz No. 60). El polvo ANCORSTEEL 1 000 tiene una densidad aparente de aproximadamente 2.85-3.00 g/cm3, normalmente 2.94 g/cm3. El polvo de pre-aleación , preferentemente está presente en la composición de polvo metalúrgico de esta manera formado, en una cantidad de por lo menos aproximadamente 83% en peso, más ÍÚÁAÉ?J? ? . J«»f<í< *'*~H,y. í yr „ I preferentemente de aproximadamente 85.0% en peso hasta aproximadamente 99.0% en peso, y lo más preferentemente de aproximadamente 88.0% en peso hasta aproximadamente 98.0% en peso basado en el peso total de la composición metalúrg ica en polvo. En una modalidad más preferida de la presente invención , la cantidad de polvo de pre-aleación presente en la composición de polvo metalúrg ico es tal que la composición , después de la compactación y sinterización , concuerda con el Estándar M PI F 35, y fluctúa, de aproximadamente 88.0% en peso hasta aproximadamente 98.0% en peso, basado en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. En el método de la presente invención, el polvo de pre-aleación con base de hierro descrito anteriormente, está mezclado preferentemente con polvo que contiene cobre. El polvo que contiene cobre es preferentemente cobre elemental que tiene relativamente pocas impurezas! Preferentemente el polvo que contiene cobre contiene por lo menos 90% en peso, más preferentemente por lo menos 98% en peso, y lo más preferentemente por lo menos 99.5% en peso de cobre basado en el peso total del polvo q ue contiene cobre. El polvo que contiene cobre tiene u n tamaño de partícula de peso promedio relativamente pequeño que es aproximadamente 60 mieras o menos, preferentemente aproximadamente 20 mieras o menos, y más preferentemente aproximadamente 1 5 mieras o menos. U n polvo que contiene cobre preferido tiene u n tamaño de partícu la de peso promedio dentro del rango de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 mieras, preferentemente entre aproximadamente 9 y aproximadamente 1 3 mieras. Se ha enc ontrado que el uso de polvo que contiene cobre de tamaño de panícula relativamente pequeño, imparte propiedades mecánicas aumentadas a las partes de metal formadas de acuerdo con la presente invención . Se ha encontrado que el polvo q ue contiene cobre de un tamaño de partícula de peso promedio mayor de 60 mieras, no logra los resultados de los polvos que contienen cobre que tienen tamaños de partículas más pequeños. Asimismo, ya que el tamaño de partícula de peso promedio del polvo que contiene cobre es red ucido de aproximadamente 60 mieras hasta aproximadamente 20 mieras o menos, se han observado aún mejoras adicionales en propiedades mecán icas. La cantidad de polvo q ue contiene cobre presente en la composición de polvo metalúrg ico de acuerdo con el método de la presente invención , es preferentemente por lo menos 0.5% en peso, más preferentemente de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 4.0% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 1 .0 hasta aproximadamente 2.0, basado en el peso total de la composición de polvo metalúrg ico. En una modalidad más preferida de la presente invención , la cantidad de cobre presente en la composición metalúrgica, después de la compactación y sinterización de la composición , cumple con el Estándar M PI F 35, y fluctúa de aproximadamente 1 .3% en peso hasta aproximadamente 1 .7% en peso, basado en el pes p total de la composición de polvo metalúrgico. El polvo de pre-aleaci?n con base de hierro también está preferentemente mezclado con dosificación con uno o más polvos que contienen ñ ique . Los polvos que contienen n íquel preferentemente están mezclados con el polvo de pre-aleación con base de hierro para proporcionar n íquel en u na cantidad de por lo menos 0.5% en peso, más preferentemente de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 8.0% en peso y más preferentemente de aproximadamente 1 .0% en peso hasta aproximadamente 6.0% en peso basado en el peso total de la composición de polvo metalúrg ico formada. En u na modalidad más preferida de la presente invención , la cantidad de n íq uel presente en la composición metalúrgica, después de la compactación y sinterización de la composici ón , cumple con el Estándar MPI F 35, y fluctúa de aproximadamente 1 .5% en peso hasta aproximadamente 4.4.% en peso, basado en el peso total de la composición de polvo metalúrg ico. El tamaño de partícula de peso promedio del polvo que contiene n íquel preferentemente es aproximadamente 20 mieras o menos, y más preferentemente aproximadamente 1 5 mieras o menos. Los polvos que contienen níquel adecuados útiles en la presente invención son cualesq uiera ad itivos (por ejemplo, elementos, compuestos, o aleaciones) que contienen n íquel. Preferentemente, el compuesto que contiene n íquel es n íquel elemental substancialmente puro que tiene una pu reza de más de aproximadamente 98% en peso.

El polvo que contiene níquel también puede ser níquel mezclado con otros elementos que aumentan la fuerza, capacidad de endurecimiento, propiedades electromagnéticas, u otras propiedades deseables del producto final. Preferiblemente, sin embargo, es utilizado el polvo de 5 níquel elemental substancialmente puro. Las composiciones de polvo metalúrgico preparadas en el método de la presente invención , también pueden contener otros polvos de aleación además del polvo que contiene cobre y polvo que contiene níquel. El término "polvo de aleación" como es utilizado en la presente 10 invención, se refiere a cualquier elemento de particulado, compuesto, o aditivo de aleación físicamente mezclado con la composición de polvo metalúrgico, ya sea que ese aditivo se mezcle o no en forma última con la composición de polvo metalúrgico. Ejemplos de otros polvos de aleación que puedan ser mezclados 15 con la composición de polvo metalúrgico, incluyen elementos o compuestos que contienen molibdeno, manganeso, silicón, oro, vanadio, columbio, (niobio), grafito, fósforo, aluminio, boro, u óxidos de los mismos; mezclas binarias de cobre y estaño, cobre y níquel, o cobre y fósforo; ferro-njiezclas de manganeso, cromo, boro, fósforo, o silicón; 20 fusión deficiente de eutécticos tenarios o cuaternarios de carbono en combinación con dos o tres elementos seleccionados de hierro, vanadio, manganeso, cromo y molibdeno; carburos de tungsteno o silicón: nitruro de silicón, óxido de aluminio y sulfuros de manganeso o molibdeno, y combinaciones de los mismos. Los polvos de aleación preferidos incluyen polvos que contienen grafito. Los otros polvos de aleación están preferentemente presentes en ta composición de polvo metalúrgico en cantidades de hasta aproximadamente 4% en peso. En una modalidad preferida de la presente invención, los otros polvos de aleación se agregan a la composición metalúrgica en una cantidad para que la composición metalúrgica compactada y sinterizada concuerde con el Estándar MPI F 35. En tal modalidad, la composición de polvo metalúrgico contiene preferentemente de aproximadamente 0.20% en peso hasta aproximadamente 3.0% en peso y más preferentemente de aproximadamente 0.25 hasta aproximadamente 0.90% en peso de otros polvos de aleación. Los otros polvos de aleación tienen preferentemente un tamaño de partícula de peso promedio debajo de aproximadamente 100 mieras, preferentemente debajo de aproximadamente 75 mieras, más preferentemente debajo de aproximadamente 30 mieras, y lo más preferentemente dentro del rango de aproximadamente 5 mieras hasta aproximadamente 20 mieras. En una modalidad preferida de la presente invención, en adición al polvo que contiene cobre y el polvo que contiene níquel, se mezcla con dosificación el polvo de grafito en la composición de polvo metalúrgico para mejorar las propiedades de resistencia del compuesto.

Preferentemente el grafito (por ejemplo, carbono) se mezcla con dosificación en la composición de polvo metalúrgico en una cantidad de y.i..?-A -' l,., Jálx iSi-i, jti t .i aproximadamente 0.1 % en peso hasta aproximadamente 1 .2% en peso basado en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. En una modalidad la más preferida de la presente invención , el grafito está presente en la composición de polvo metalúrgico en una cantidad que cumple los requerimientos de porcentaje de carbono del estándar MPIF 35 en la composición metalúrgica compactada y sinterizada, y por lo tanto, está preferentemente presente en una cantidad de aproximadamente 0.35% en peso hasta aproximadamente 0.95% en peso, basado en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. Las composiciones de polvo metalúrgico elaboradas de acuerdo con los métodos de la presente invención, también pueden incluir cualquier aditivo con propósito especial utilizado comúnmente con polvos con base de hierro tales como lubricantes, agentes de maquinación y plastificadores. En una modalidad preferida de la presente invención, la composición de polvo metalúrgico contiene un lubricante para reducir la fuerza de expulsión requerida para remover una parte compactada de la cavidad del troquel. Ejemplos de lubricantes metalúrgicos en polvo típicos incluyen los estearatos, tales como estearato de zinc, estearato de litio, estearato de manganeso, o estearato de calcio; ceras sintéticas, tales como bisestearamida de etileno o poliolefinas; o combinaciones e las mismas. El lubricante también puede ser un lubricante de poliamida, tal como PROMOLD-450, descrito en la Patente Norteamericana No. 5,368,630, éteres de particulado descritos en la l ááiAiAiÜtfc :w ¿b ¡ * y »-«*S «a. » 1 »f 4*i Patente Norteamericana No. 5,498,276, de Luk, o una sal de metal de un ácido graso descrito en la patente Norteamericana No 5,330,792 de Johnson y asociados; cuyas descripciones se encuentran incorporadas en su totalidad en la presente invención como referencia . El lubricante también puede ser una combinación de cualesq uiera de los lubricantes anteriormente descritos. El lubricante se agrega generalmente en una cantidad de hasta aproximadamente 2% en peso, preferentemente de aproximadamente ; 0.1 hasta aproximadamente 1 .5% en peso, más preferentemente de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 1 % en peso, y lo más preferentemente de aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 0.75% en peso de la composición de polvo metalúrgico. Los lubridantes preferidos son bisestearamida de etileno, estearato de zinc Kenolube™ (abastecido por Hoganas Corporation , localizada en Hoganas, Suecia), Ferrolube™ (abastecido por Blanchford), y pera de polietileno. Estos lubricantes se ag regan preferentemente en una cantidad de aproximadamente 0.2% en peso hasta aproximadamente 1 .5% en peso basado en el peso total de la composición de polvo metalúrg ico formada . También pueden estar presentes otros aditivos en las composiciones de polvo metalúrgico, tales como plastificadores y agentes de maquinación . Los plastificadores tales como copolímero polietileno-polipropileno, son utilizados normalmente en conjunto con enlazadores y/o lubricantes. Los agentes de maquinación tales como sulfuros de molibdeno, sutfuros de hierro, nitruro de boro, ácido bórico, o combinaciones de los mis son utilizados normalmente para ayudar en las operaciones de maquinación finales (por ejemplo, taladrar, rotar, moler, etc.). Pre ferentemente, estos otros aditivos están presentes en la composición de polvo metalúrgico en una cantidad de aproximadamente 0.05% en peso hasta aproximadamente 1 0% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 0.1 % en peso hasta aproximadamente 0.5% en peso basado en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. En el método de la presente invención, la composición de polvo metalúrgico que contiene el polvo de pre-aleación con base de hierro y el polvo que contiene cobre y níquel, están "enlazados" de alguna manera para prevenir por ejemplo, la generación de polvo y segregación de los polvos de aleación y para mantener la homogeneidad de la mezcla. Por "enlazados" como se utiliza en la presente invención, se entiende cualquier método físico o químico que facilita la adhesión de polvo de pre-aleación con polvos de aleación, tales como polvos que contienen cobre y níquel. En una modalidad preferida de la presente invención, el enlazado se realiza a través del uso de por lo menos un agente enlazador. El agente enlazador se mezcla por dosificación con una mezcla que contiene polvo de pre-aleación con base de hierro, polvo que contiene cobre y polvo que contiene níquel para proporcionar el enlazado entre los polvos. Asimismo, otros polvos de aleación tales como grafito, y aditivos tales como lubricantes y agentes de maquinación pueden ser mezclados por dosificación con polvo de pre-aleación con base de hierro, polvo que contiene cobre, y polvo que contiene níquel antes de agregar el agente enlazador. Los agentes enlazadores que pueden ser utilizados en la presente invención, son los empleados comúnmente en las técnicas de metalurgia en polvo. Ejemplos de tales agentes enlazadores se encuentran en la Patente Norteamericana No. 4,834,800 de Semel, en la Patente Norteamericana No. 4,483,905 de Engstróm , en la Patente Norteamericana No. 5, 154,881 de Rutz y asociados, y en la patente Norteamericana No. 5,298.055 de Semel y asociados; cuyas descripciones se encuentran incorporadas en su totalidad en la presente invención como referencia. Tales agentes enlazadores incluyen, por ejemplo, poliglicoles tales como polietilénglicol o polipropilénglicol; glicerina, alcohol polivinílico; homopolímeros o copolímeros de acetato vin ílico; éster celulósico o resinas de éter; polímeros o copolímeros de metacrilato; resinas de álcido; resinas de poliuretano; resinas de poliéster; o combinaciones de los mismos. Otros ejemplos de agentes enlazadores que son útiles, son las composiciones con base de óxido de polialquileno con peso molecular relativamente alto descritas en la Patente Norteamericana No. 5,298,055 de Semel y asociados. Los agentes enlazadores útiles también incluyen ácido orgánico dibásico, tal como ácido azelaico, y uno o más componentes polares tales como poliéteres (líq u idos o sólidos) y resinas de acrílico tal como se describe en la Patente Norteamericana No. 5,290,336 de Luk, la cual se incorpora en su totalidad en la presente invención como referencia. Los agentes enlazadores en la Patente '336 de Luk también pueden actuar 5 convenientemente como lubricantes. Agentes enlazadores útiles adicionales incluyen resinas de éster de celulosa, resinas de hidroxialquilcelulosa, y resinas fenólicas termoplásticas descritas en la Patente Norteamericana No. 5,368,630 de Lu k, la cual se incorpora en su totalidad en la presente invención como referencia. 10 El agente enlazador puede adicionalmente ser polímeros o ceras sólidas de fusión deficiente, por ejemplo, un polímero o cera que tenga una temperatura de reblandecimiento de abajo de 200°C (390°F), tales como poliésteres, polietilenos, epoxis, uretanos, parafinas, bisstearamidas de etileno, y ceras de sem illa de algodón , y también 15 poliolefinas con pesos moleculares de peso promedio abajo de 3,000, y aceites vegetales hidrogenados que son triglicéridos de porción de alqu ilo de C-, +24 y derivados de los mismos, que incluyen derivados hidrogenados, por ejemplo aceite de semilla de algodón , aceite de semilla de soya, aceite de jojoba y mezclas de los mismos como se 20 describe en WO99/20689, publicada el 29 de Abril de 1 999, la cual se incorpora en su totalidad en la presente invención como referencia. Estos agentes en lazadores pueden ser aplicados por med io de las técnicas de en lazado en seco tratadas en esa solicitud y en las cantidades generales establecidas anteriormente para los agentes enlazadores. Agentes enlazadores ad icionales que pueden ser utilizados en la presente invención son pirrolidona polivinílica tal como se describe en la Patente Norteamericana No. 5,069, 714 la cual se incorpora en su totalidad en la presente invención como referencia, o esteres de acei l e proven iente de madera . Los agentes en lazadores preferidos son óxido de polietileno, polivinilacetato, los agentes enlazadores descritos en WO99/20689, o combinaciones de los mismos. La cantidad de agente enlazador q ue será agregada a las partículas con base de hierro depende de factores tales como la densidad y la distribución del tamaño de partícu la de polvo de aleación , y el peso relativo de polvo de aleación en la composición. Generalmente, el agente enlazador se agregará en u na cantidad de por lo menos aproximadamente 0.005% en peso, más preferentemente de aproximadamente 0.005% en peso hasta aproximadamente 2% en peso, y lo más preferentemente de aproximadamente 0.05% en peso hasta aproximadamente 1 % en peso, basado en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. El agente enlazador puede ser agregado a la mezcla de polvo de acuerdo con cualq u ier técnica conocida por los expertos en la materia. Por ejemplo, pueden ser utilizados los procedimientos mostrados en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,834,800 de Semel; 4,483,905 de Engstróm ; 5, 1 541881 de Rutz y asociados; y 5,298.055 de Semel y asociados ; y WO 99/20689, publicadas el 29 de Abril de 1 999; cuyas descripciones se encuentran incorporados en su totalidad en la \| ; ?5 presente invención como refererfri¡ Preferentemente, el agente enlazador se añade en forma, líquida y se mezcla con los polvos hasta lograr una buena humedad cü* los polvos. Esos agentes enlazadores que están en fo rma líquida en condiciones ambientales pueden ser agregados a los polvos como tales, pero se prefiere que el agente enlazador, ya sea líquido o sólido, se disuelva o disperse en un solvente orgánico y se agregue como una solución líquida, con lo cual se proporciona una distribución substancialmente homogénea del • agente enlazador a lo largo de la mezcla. Posteriormente, el polvo húmedo es procesado utilizando técnicas convencionales para remover el solvente. Normalmente si las mezclas son pequeñas, generalmente de 5 libras o menos, el polvo húmedo se extiende sobre una charola poco profunda y se deja secar con aire. Por otro lado, en el caso de mezclas más grandes, el paso de secado se puede realizar en el recipiente de mezclado empleando calor y vacío. Asimismo, la secuencia de adición del agente enlazador y un lubricante, si se desea, puede variar para alterar las características finales de la composición de polvo metalúrgico. Por ejemplo, pueden ser utilizados los procedimientos enseñados en la patente Norteamericana No. 5,256, 185 de Semel y asociados, la cual se incorpora en su totalidad en la presente invención como referencia. Asimismo, por ejemplo, el lubricante puede ser mezclado con polvo de pre-aleación con base de hierro, polvos de aleación (por ejemplo un compuesto que cpntiene cobre y/o níquel), y otros aditivos opcionales, y - , posteriormente, en forma subsecuente, aplicarse el agente enlazador a esa composición } En otro método, se agrega una porción del lubricante, preferentemente de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 99% en peso, más preferentemente de aproximadamente 75 hasta aproximadamente 95% en peso a una mezcla de polvo de pre-aleación con base de h ierro y otros aditivos, posteriormente se agrega el agente enlazador, seg uido por la remoción del solvente, y en forma subsecuente se agrega el resto del lubricante a la composición de polvo de metal. Un método adicional es ag regar primero el agente enlazador a la mezcla de polvo de pre-aleación con base de hierro y otros aditivos, remover el solvente y agregar en forma subsecuente la cantidad completa del lubricante. En una modalidad preferida, el polvo que contiene cobre, el polvo que contiene níq uel, los polvos de aleación opcionales, tales como grafito, lubricantes y agentes de maq uinación se mezclan con el polvo de pre-aleación con base de h ierro antes de agregar el agente enlazador. el en lazado puede ser llevado a cabo "enlazando por difusión y mezclando parcialmente" una mezcla que contiene el polvo de pre-aleación con base de hierro, y los polvos q ue cpntienen cobre y n íquel. Puede ser utilizado cualquier método conocido para enlazar por d ifusión y mezclar parcialmente. Un método particularmente preferido para en lazar por difusión y mezclar parcialmente est*á descrito en GB 1 , 162,702, la cual está incorporada en su totalidad comb referencia en la presente invención. Por ejemplo, en una modalidad preferida de enlazado por difusión y mezclado parcialmente, el polvo de pre-aleación con base de hierro se mezcla por dosificación con los polvos de aleación que incluyen un polvo que contiene cobre y un polvo que contiene níquel. El polvo que contiene cobre preferentemente está en forma de óxido (por ejemplo óxido cobrizo) y el pojvo que contiene níquel preferentemente es polvo de níquel substancialmente puro. Esta mezcla que contiene el polvo de pre-aleación , el polvo que contiene cobre y el polvo que contiene níquel se endurece a una temperatura alta, preferentemente por lo menos a 800°C o más alta, y más preferentemente en el rango de aproximadamente 800°C hasta aproximadamente 900°C. El endurecimiento también es llevado a cabo preferentemente en una atmósfera de hidrógeno. Durante el endurecimiento, el cobre se reduce a su forma elemental, y el cobre y el níquel se mezclan parcialmente con la pre-aleación con base de hierro y también, en alguna medida, entre sí por medio de un mecanismo de difusión. Después del endurecimiento, frecuentemente es necesario desintegrar la mezcla en forma de pasta resultante hasta obtener un polvo. Asimismo puede desearse volver a mezclar el polvo para volver a homogeneizar los elementos de aleación los cuales tienen una tendencia a segregarse. Si se desea, también pueden ser agregados en forma subsecuente para el endurecimiento otros aditivos comunes a las composiciones de polvo metalúrgico, tales como lubricantes y grafitos.

Y Aunque se pueden utilizar ambos métodos de enlazado en los métodos de la presente invención , se prefiere el uso de un agente enlazador. Esto se debe parcialmente a q ue el proceso de en lazado por difusión y mezclado parcialmente requiere en forma presente pasos de procesam iento extras, y también requiere inversión de capital significativo para proporcionar el eq uipo de procesamiento asociado. Ad icionalmente, el proceso de enlazado por difusión generalmente no puede ser llevado a cabo en presencia de g rafito y lubricante. En cambio, estos aditivos generalmente deben ser agregados en forma subsecuente al enlazado por difusión . La presente invención también proporciona composiciones de polvo metalúrg ico, preparadas preferentemente de acuerdo con el método de la presente invención . Tales composiciones de polvo metalúrg ico contienen preferentemente el polvo de pre-aleación con base de hierro, p¡olvo que contiene cobre y polvo q ue contiene n íq uel en las cantidades descritas anteriormente en la presente invención . Las composiciones de polvo metalúrg ico también pueden contener opcionalmente otros polvos de aleación y aditivos como están descritas anteriormente en la presente invención . En una modalidad preferida de la presente invención , las composiciones de polvo metalúrgico son preparadas para concordar con el estándar M P I F 35 para acero pre-mezclado por difusión , sin embargo, los expertos en la materia pod rían reconocer q ue se pueden elaborar desviaciones de este estándar para adecuarse a la solicitud particular. Por jejemplo, preferentemente, la composición de polvo metalúrgico contiene por lo menos 83% en peso, más preferentemente de aproximadamente 85% en peso hasta aproximadamente 99% en peso, y lo más preferentemente de aproximadamente 88% en peso hasta aproximadamente 98% en peso de polvo de pre-aleación con base de hierro; de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 4.0% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 1 .0% en peso hasta aproximadamente 2 0% en peso de polvo que contiene cobre elemental que tiene u n tamaño de partícula de 60 mieras o menos, y de aproximadamente 0 5% en peso hasta aproximadamente 8.0% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 1 .0% en peso hasta aproximadamente 6.0% en peso de un polvo que contiene n íq uel que es preferentemente polvo de n íquel elemental con u na pureza de aproximadamente 99% en peso o mayor. Los porcentajes de níquel y cobre en la composición de polvo metalúrgico se pueden determinar por ejemplo, mediante un análisis elemental. El polvo de pre-aleación con base de hierro en la composición de polvo metalúrgico preferida anteriormente mencionada, es preferentemente un polvo de pre-aleación de hierro y molibdeno que tiene cantidades suficientes de hierro y molibdeno para proporcionar a la composición de polvo metalúrgico entre aproximadamente 0.2% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 0.40% en peso hasta aproximadamente 0.65% en peso de molibdeno; y de aproximadamente 97.1 hasta aproximadamente 9.8% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 97.5% en pueden determinar por ejemplo, por med io de un análisis elemental. Ya que el estándar MPI F 35 para acero mezclado por difusión incluye carbono, preferentemente el carbono (por ejemplo grafito), está presente en las composiciones de polvo metalúrg ico preferidas mencionadas anteriormente. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán q ue puede ser deseado d ismin uir o aumentar la cantidad de carbono para ajustar tales propiedades como resistencia y extensión . Preferentemente el carbono está presente en la composición metalúrgica en una cantidad de aproximadamente 0.1 % en peso hasta aproximadamente 1 .2% en peso, y más preferentemente de aproximadamente 0.35% en peso hasta aproximadamente 0.95% en peso, basado en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. La cantidad de carbono en la composición metalúrgica se puede determinar por ejemplo, mediante un análisis elemental. Asimismo se prefiere q ue la composición de polvo metalúrgico contenga por lo menos un lubricante y por lo menos un agente enlazador en las cantidades anteriormente descritas en la presente invención . Las composiciones de polvo metalúrg ico de la presente invención así formadas, pueden ser compactadas en u n troquel de acuerdo con las técnicas metalúrg icas estándar para formar partes de metal. Las presiones de compactación típicas fluctúan entre aproximadamente 5 y 200 toneladas por pu lgada cuadrada (tpc) (69-2760 Mpa), preferentemente de aproximadamente 20-1 00 tpc (276-1 379 Mpa) , y más preferentem ente de aproximadamente 25-60 tpc (345-828 Mpa). Sig u iendo la compactada, la parte puede ser sinterizada de acuerdo con las técnicas metalúrg icas estándar a temperaturas, tiempos de sinterización , y otras condiciones apropiadas para la composición del polvo metalúrgico. Por ejemplo, en u na modalidad preferida, las temperaturas de sinterización fluctúan de aproximadamente 1 900°F hasta aproximadamente 2400°F y son conducidas durante un tiempo suficiente para log rar el enlace y aleación metalúrgicos. La composición de polvo metalúrgico también puede ser dos veces prensada y dos veces sinterizada por medio de técnicas bien conocidas para los expertos en la técn ica. Se pueden formar partes de metal de varias formas y para varios usos de las composiciones de polvo metalúrgico de la presente invención . Por ejemplo, se pueden formar las partes de metal para usarse en las ind ustrias automovilísticas, aeroespaciales o energía nuclear. Se ha encontrado que las composiciones de polvo metalúrgico elaboradas de acuerdo con los métodos de la presente invención inesperadamente tienen propiedades mecán icas superiores tales como fuerza de prod ucción mejorada y resistencia a la tensión cuando se forman en partes de metal. Estas mejoras son observadas LiiiiiiÍAi t... liai-k» . — tk&. j,fe . .<: .. tisi especialmente cuando la composición de polvo metalúrgico concuerda con el Estándar MPIF 35 para acero de aleación por difusión. Las composiciones particularmente útiles contienen de aproximadamente 90% en peso hasta aproximadamente 97.5% de pre-aleación de hierro-molibdeno, de aproximadamente 1 .3% en peso hasta aproximadamente 1.7% en peso de polvo que contiene cobre que tiene un tamaño de partícula de peso promedio menor de aproximadamente 20 mieras, de aproximadamente 1 .5% en peso hasta aproximadamente 4.4% en peso de níquel elemental que tiene un tamaño de partícula de peso promedio de menos de aproximadamente 20 mieras, de aproximadamente 0.3 hasta aproximadamente 0.9% en peso de carbono y menos de aproximadamente 2.0% en peso de otros aditivos. En esta modalidad, la pre-aleación de hierro-molibdeno está formada preferentemente de hierro substancialmente puro pre-mezclado con trióxido de molibdeno en una proporción de aproximadamente 0.40 hasta aproximadamente 0.65 partes por peso de molibdeno por 100 partes por peso de hierro substancialmente puro. E J E M P L O S Algunas modalidades de la presente invención serán descritas ahora en detalle en los Ejemplos siguientes. Las composiciones de polvo metalúrgico fueron preparadas de acuerdo con el método de la presente invención. Asimismo se prepararon composiciones de polvo de metal comparativas que utilizan Distaloy™ AB y Distaloy™ AE como el polvo con base de hierro. Las composiciones de polvo preparadas Li ¿a at.j H if fA tfi.mii .ÍA.XI . y.-.., y , -»A« y,-.t. y . ¿ ^ -.--faj-jif-fa-fe-, -. r. y -S- i A tiJj fueron compactadas y sinterizadas para formar partes de metal. Ambas partes compactadas sinterízadas y no sinterizadas fueron evaluadas por varias propiedades mecán icas y físicas a presiones de compactación variadas. Ejemplos Comparativos 1 y 2 Las sigu ientes composiciones de polvo comparativas fueron preparadas de acuerdo con las proporciones mostradas en la Tabla 1 mezclando uniformemente Distaloy™ AB o polvo AE con los otros ingredientes. Tabla 1: Composición de Ejemplos Comparativos 1 y 2 Los Polvos AB y AE de Distaloy™ están dispon ibles en Hoeganaes Corporation , localizada en Cinnaminson , Nueva Jersey. Los polvos de Distaloy™ están preparados mediante óxido de cobre enlazado por difusión , trióxido de molibdeno, y n íq uel elemental con polvo de hierro sustancialmente puro. Las composiciones nominales de los polvos AB y AE de Distaloy™ se muestran en la tabla 2.

Tabla 2: Composiciones Nominales de Polvos de Distaloy1 El g rafito utilizado en las composiciones comparativas tiene u n tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 6 hasta 8 mieras y se obtuvo de Asbu ry Graphite Mills, Inc. localizado en Asbury, N ueva Jersey. l lubricante C Acrawax™, es una cera sintética y se obtuvo de Algroup Lonza localizado en Fair Lawn , Nueva Jersey. En las composiciones en polvo de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 se evaluaron varias propiedades físicas y mecán icas descritas en mayor detalle posteriormente en los Ejemplos 7 a 9. Ejemplos 3 a 6 Las composiciones de polvo metalúrg ico de la presente invención , fueron preparadas mediante mezclado uniforme de un polvo de pre- aleación de molibdeno de hierro, descrito posteriormente, con cobre elemental q ue contiene polvo y polvo de n íquel elemental. El cobre, utilizado, que contiene polvo fue Grado 1 700H , abastecido por American Chemet Corporation localizada en East Helena , Montana. El cobre que contiene polvo tuvo un tamaño de particulado de u n peso promedio de aproximadamente 10 mieras hasta aproximadamente 14 mieras y una pureza de 99.5% en peso. El polvo de níquel utilizado fue Grado Inco 123, abastecido por lnfe »tional Nickel Company (oficinas de ventas localizadas en S ddlebroók, N .J.). El polvo de níquel tuvo un tamaño de partícula de peso promedio menor a 15 mieras y una pureza mínima de 99% en peso. El grafito y el lubricante Acrawax, utilizados en los ejemplos comparativos, también fueron mezclados con el polvo de pre-aleación de molibdeno de hierro. El polvo de pre-aleación de molibdeno de hierro tuvo los siguientes resultados en el análisis químico y de tamaño de partícula.

A la mezcla resultante, se le aplicó un agente enlazador de óxido de polietileno plastificado. El agente enlazador contenía 70% en peso de óxido de polietileno y 30% en peso de plastificador. El óxido de polietileno fue Grado N-10, abastecido por Union Carbide Corporation, y el plastificador fue copolímero de polipropileno de polietileno Grado P- 1 5 también abastecido por U nion Carbide. El agente enlazador se aplióó de acuerdo con los métodos descritos en la Patente Norteamericana No. 5,298 ,055 de Semel y Asociados. Las composiciones de polvo metalúrgico formadas tuvieron las composiciones mostradas en la Tabla 3: Tabla 3: Composiciones de Polvo Metalúrgico para Ejemplos 3 a 6 En las composiciones en polvo de los Ejemplos 3 a 6 se evaluaron varias propiedades físicas y mecánicas descritas posteriormente en detalle en los Ejemplos 7 a 9. Ejemplos 7-9 En las composiciones en polvo de metal de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 y Ejemplos 3 a 6 se evaluaron las propiedades de polvo, y propiedades verdes y sinterizadas. Las propiedades evaluadas y métodos de prueba utilizados en los Ejemplos 7-9 se muestran en la Tablas 4 a 6. Para los métodos de prueba ASTM , se utilizaron los métodos de prueba del manual ASTM de 1 997.

Tabla 4 Propiedades Evaluadas de Polvo Tabla 5: Propiedades Verdes Evaluadas Las propiedades verdes fueron determinadas en las presiones de compactación indicadas en el Ejemplo 7 y con el troquel a temperatura ambiente d urante la compactación.

Tabla 6: Propiedades Sinterizadas Evaluadas Las propiedades de ruptura transversal (ASTM B331, ASTM B528, y ASTM B610) en la tabla íi a.nterior fueron determinadas en el estándar de barras de 0 25 pulgadas 10mm) a una densidad de 6.8 g/cm .

Después de la compactación, las barras fueron sinterizadas durante 30 minutos en un horno de banda Lucifer a una temperatura de 2050 °F (1120 °C) bajo la cubierta de una atmósfera de amonia disasociada sintética. Las propiedades mecánicas restantes, probadas en los Ejemplos 8 y 9, (Dureza Rockwell, Ultima Resistencia a la Tensión, Fuerza de Producción, Porcentaje de Extensión, y Resistencia al Impacto) fueron ejecutadas en partes compactadas formadas a partir de las composiciones de polvo de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 y los Ejemplos 3 a 6 en rangos de presiones desde 30 tsi hasta 50 tsi. Después de la compactación, las partes fueron sinterizadas o sinterizadas y templadas. La sinterización se llevo a cabo en un horno impulsor Hayes en condiciones similares a las descritas para sinterización utilizando el horno de banda Lucifer. El templado se realizó a una temperatura de 350°F durante 30 minutos en aire. La Ultima Resistencia a la Tensión (UTS), la Fuerza de Producción, y el porcentaje de extensión (Ext) se ejecutaron en especímenes compactados formados por hueso de perro utilizando una máquina Instron. La máquina Instron se operó a una velocidad de crucero de 0.05cm por minuto. La máquina Instron también fue equipada con un extensómetro de 1 pulgada (25mm), y tuvo la máAiáLJbá * .&** i-s „« ..». . «. y ^l- - -> -*<**i «»* -«- *-..».» A i ií capacidad de proporcionar lecturas automáticas de los valores de 0.2% de desplazamiento de fuerza de producción , de la última resistencia a la tensión y del porcentaje de desplazamiento. Antes de realizar la prueba de tensión utilizando la máquina Instron , se llevo a cabo la prueba de dureza en las caras del extremo con mordazas de los especímenes formados por h ueso de perro. Las medidas de d ureza se realizaron utilizando la escala de Rockwell A (indentador de diamante y carga de 60kgf). La resistencia al impacto se determinó a temperatura ambiente utilizando especímenes Charpy no dentados estándar de acuerdo con los métodos de prueba ASTM E23-96. Los especímenes en estos estudios fueron prensados a 30, 40, ó 50 tsi como se ind ica en la Tabla 12. Ejemplo 7 La Tabla 7 hiuestra propiedades de polvo y propiedades verdes en una presión de compactación de 30 tsi para los Ejemplos Comparativos (Comp.) 1 -2 y Ejemplos 3-4. Tabla 7: Propiedades de Polvo y Propiedades Verdes La Tabla 8 muestra la den |¡pd verde contra la presión de compactación para los Ejemplos Comparativos 1 -2 y Ejemplos Comparativos 3-4. i Tabla: 8 Densidad Verde contra Presión de Compactación La Tabla 9 muestra propiedades sinterizadas para los Ejemplos Comparativos 1 -2 y los Ejemplos Comparativos 3-4 comprimidos a presiones variables para proporcionar barras q ue tengan una densidad sinterizada de 6.8 g/cm3.

Tabla: 9 Propiedades de la Barras Sinterizadas en Densidad Constante Fortaleza de Rockwelll, Escala-A Los datos len las Tablas 7 a 9 indican que las composiciones metalúrgicas de la presente invención, (Ejemplos 3 y 4) tienen propiedades de polvo y propiedades verdes aceptables. Con respecto a las propiedades sinterizadas mostradas en la Tabla 9, los Ejemplos 3 y 4 tienen propiedades mejoradas de resistencia a la ruptura transversal en comparación con los Ejemplos Comparativos 1 y 2 respectivamente. Es inesperado que los Ejemplos 3 y 4, que contienen cantidades equivalentes de cobre, níquel, hierro, molibdeno, grafito, y lubricante en comparación a los Ejemplos Comparativos 1 y 2 respectivamente, exhiban propiedades de resistencia mecánica superior. Ejemplo 8 En las partes compactadas sinterizadas y las partes compactadas sinterizadas y templadas formadas a partir de composiciones de polvo de metal de los Ejemplos Comparativos 1 y 2, y los Ejemplos 3 a 6 se analizaron varias propiedades mecánicas y físicas. Los resultados para las partes compactadas sinterizadas se muestran en la Tabla 10 y los resultados para las partes compactadas sinterizadas y templadas se muestran en la Tabla 1 1 .

Tabla 10: Propiedades de Partes Compactadas Sinterizadas Tabla 11 : Propiedades de Partes Compactadas Sinterizadas y Templadas A partir de los datos reportados en las Tablas 1 0 y 1 1 , las densidades sinterizadas de los Ejemplos 3 y 4 son comparables a las densidades sinterizadas de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 respectivamente. Sin embargo, las propiedades de resistencia mecánica • y de los Ejemplos 3 y 4 (f^etza de producción , última resistencia a K tensión, y dureza) son mejoradas significativamente, con respecto a los Ejemplos Comparativos 1 y 2 respectivamente. Estos resultados son inesperados, en los Ejemplos 3 y 4, que contienen cantidades equivalentes de cobre, níquel, hierro, molibdeno, y grafito, en comparación con los Ejemplos Comparativos 1 y 2 respectivamente, exhiben propiedades de resistencia mecánica superiores. Por ejemplo, las Figuras 1 y 2 representan gráficamente los datos mostrados en las Tablas 10 y 1 1 para la fuerza de producción de las partes compactadas contra la presión de compactación . En la Figura 1 , se muestra la fuerza de producción de las partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y de las partes compactadas sinterizadas y templadas (línea punteada) realizadas a partir del Ejemplo 3 se muestran contra la fuerza de producción de partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) realizadas a partir del Ejemplo Comparativo 1 . En la Figura 2, se muestra la fuerza de producción de las partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) realizadas a partir del Ejemplo 4 contra la fuerza de producción de las partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) a partir del Ejemplo Comparativo 2. Por lo tanto, las partes compactadas elaboradas a partir de composiciones de polvo metalúrgico de los Ejemplos 3 y 4 han mejorado la fuerza de producción "'**• t<$8Sßl' , -. . . -y.a *í.m?Yiiy. ., i , á$ í li en comparación con las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos Comparativos 1 respectivamente. Las Fig u ras 3 y 4 representan gráficamente los datos mostrados en las Tablas 1 0 y 1 1 para resistencia a la tensión de las partes compactadas contra la presión de compactación. En la Figura 3, se muestran la resistencia a la tensión de las partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea pu nteada) realizadas a partir del Ejemplo 3 contra la resistencia a la tensión de partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) elaboradas a partir del Ejemplo Comparativo 1 . En la Figura 4, se muestran la resistencia a la tensión de las partes compactadas sinterizadas (l ínea sólida) y sinterizadas y templadas (línea pu nteada) elaboradas a partir del Ejemplo 4 contra ia resistencia a la tensión de las partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) elaboradas a partir del Ejemplo Comparativo 2. Por lo tanto, las partes compactadas elaboradas a partir de composiciones de polvo metalúrg ico de los Ejemplos 3 y 4 tienen resistencia a la tensión mejorada en comparación con las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 respectivamente. Las fig u ras 5 y 6 representan gráficamente los datos mostrados en las Tablas 1 0 y 1 1 para extensión de las partes compactadas contra lá presión de compactación . En la Figura 5, se muestra la extensión de partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) elaboradas a partir del Ejemplo 3 contra la extensión de partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) elaboradas a partir del Ejemplo Comparativo 1 . En la Fig ura 6, se muestra la extensión de partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) elaboradas a partir del Ejemplo 4 contra la extensión de partes compactadas sinterizadas (línea sólida) y sinterizadas y templadas (línea punteada) elaboradas a partir del Ejemplo Comparativo 2. Como se muestra en las Figuras 5 y 6, las propiedades de extensión de las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos 3 y 4 no es tan alta como las propiedades de extensión de las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 (respectivamente) en una presión determinada. Sin embargo, como se muestra en las Figuras 7 y 8, si se desean las propiedades mejoradas de extensión , la cantidad de grafito en la composición de polvo metalúrg ico puede ser red ucida como en las composiciones de los Ejemplos 5 y 6. Las Figuras 7 y 8 representan gráficamente los datos en la Tabla 1 0 (sinterizados) para fuerza de producción y extensiones de las partes compactadas contra la presión de compactación . En la Figura 7, se muestran la fuerza de producción y extensión de las partes compactadas sinterizadas elaboradas a partir del Ejemplo 5 (líneas sólidas) contra la fortaleza de producción y extensión de las partes compactadas sinterizadas elaboradas a partir -¿i¿jA.A,ifciiÍJÍ ¡«A-. 'in£?, A yly í » del Ejemplo Comparativo 1 (líneas punteadas). En la Figura 8, se muestra la fuerza de producción, y extensión de partes compactadas sinterizadas elaboradas a partir del Ejemplo 6 (líneas sólidas) contra la fuerza de producción y extensión de las partes compactadas sinterizadas elaboradas a partir del Ejemplo Comparativo 2 (líneas punteadas). En ambas figuras, cuando el grafito es reducido desde 0.60% en peso como en los Ejemplos 3 y 4, hasta 0.45% en peso como en los Ejemplos 5 y 6, la fuerza de producción de las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos 5 y 6 se vuelven comparativas a la fuerza de producción de las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos comparativos 1 y 2 (respectivamente), De forma adicional, la extensión de las partes compactadas elaporadas a partir de los Ejemplos 5 y 6 es comparativa a las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 (respectivamente). Ejemplo 9 En las partes compactadas elaboradas a partir de las composiciones de polvo de metal de los Ejemplos Comparativos 1 y 2, y Ejemplos 3 y 4 que fueron sinterizadas o sinterizadas y templadas se evaluó el cambio dimensional, dureza y resistencia al impacto. Los resultados se reportan en la Tabla 12. lái-ti-yi- , .~itiá?áim& i yH- .i i. Í i La Tabla 12: Propiedades Adicionales de Partes Compactadas Sinterizadas y Sinterizadas y Templadas 1 Valores reportados a la izq uierda son para partes compactadas si nterizadas y valores a la derecha son para partes compactadas sinterizadas y templadas.

Los resultados en la Tabla 12 muestran que la resistencia al impacto y cambio dimensional para las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos 3 y 4 son comparables con las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos Comparativos 1 y 2, respectivamente. Las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos 3 y 4 tienen mayor dureza, en comparación con las partes compactadas elaboradas a partir de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 respectivamente. De este modo, en la presente invención se han descrito ciertas modalidades preferidas de las composiciones mejoradas de polvo metalúrgico, y métodos para elaborar y utilizar los mismos. Aunque se han expuesto y descrito las modalidades preferidas, los expertos en la técnica reconocerán que las variaciones y modificaciones se encuentran dentro del espíritu real y alcance de la presente invención. Las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir todas las variaciones y modificaciones.

Claims

REIVINDICACIONES 1 .- Un método paña elaborar u na composición de polvo metalúrgico que comprende los pasos de: (a) proporcionar un polvo de pre-aleación que comprende hierro y molibdeno, en donde la cantidad de molibdeno en el polvo de pre- aleación <ÍS de aproximadamente 0. 1 0% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso, con base en el peso total del polvo de pre-aleación . (b) mezclar con dosificación el polvo de pre-aleación de polvo de cobre q ue contiene polvo que tiene un tamaño de partícula de peso promed io de aproximadamente 60 mieras o menos, y un n íquel que contiene polvo q ue tiene un tamaño de partícula de peso prom dio de aproximadamente 20 mieras o menos; y (c) enlazar el cobre que contiene polvo, el n íquel que contiene polvo y el polvo de pre-aleación en la presencia de u n agente enlazador para formar una composición de polvo metalúrg ico, en donde la composición de polvo metalúrgico comprende aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 4.0% en peso de cobre, de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 8.0% en peso de n íquel, y por lo menos aproximadamente 83% en peso de polvo de pre-aleación . 2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la cantidad de molibdeno en el polvo de pre-aleación es de * I s t l ij-Áil . * JS *•* <**- - - - »-...»• * ÍMMM \. < aproximadamente 0.20% en peso hasta aproximadamente 1 .6% en peso con base en el peso total del polvo de pre-aleación. 3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la cantidad de cobre en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 1 .0% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso con base en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. 4.- El método de conformidad con la reivindicación 3, en donde el tamaño de partícula de peso promedio del cobre q ue contiene polvo es de aproximadamente 20 mieras o menos. 5.- El método de conformidad con la reivindicación 4, en donde el tamaño del partícula de peso promedio del cobre que contiene polvo es de aproximadamente 5 mieras hasta aproximadamente 1 5 mieras. 6.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la cantidad de n íquel en la composición de polvo metalúrg ico es de aproximadamente 1 .0% en peso hasta aproximadamente 6.0% en peso con base en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. 7.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el polvo de pre-aleación comprende aproximadamente 98.5% en peso hasta aproximadamente 99.5% en peso de hierro y de aproximadamente 0.4% en peso hasta aproximadamente 0.65% en peso de molibdeno 8.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el agente en lazador está presente en la composición metalúrgica en una cantidad de por lo menos 0.005% en peso y es seleccionado del grupo que consiste de esteres de aceite procedente de la madera , polig licoles, glicerina , alcohol polivin ílico, homopolímeros de acetato de vinilo, copolímeros de acetato de vinilo, resinas de éster celulósico, resinas de éter celulósico, resinas de alquilcelulosa hidroxi, homopolímeros de metacrilato, copolímeros de metacrilato, resinas álcido, resinas de poliuretano, resinas de poliéster, polímeros de óxido de polialq uileno, ácidos orgánicos dibásicos con poliéteres, ácidos orgánicos dibásicos con resinas acrílicas, resinas fenólicas termoplásticas, poliésteres, epoxis, uretanos, parafinas, bisestearamidas de etileno, ceras de semilla de algodón , poliolefinas, aceites vegetales hid rogenados, pirrolidona polivin ílica, y combinaciones de los mismos. 9.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la cantidad de molibdeno en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 0.4% en peso hasta aproximadamente 0.65% en peso; la cantidad de cobre en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 1 .3% en peso hasta aproximadamente 1 .7% en peso: la cantidad de n íquel en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 1 .5% en peso hasta aproximadamente 4.4% en peso; y la cantidad de hierro en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 89.0% en peso hasta aproximadamente 98.0% en peso, con base en el peso total de la composición de polvo metalúrg ico. 10.- El m odo de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la composición de polvo metalúrgico comprende adicionalmente grafito en u na cantidad de aproximadamente 0.1 % en peso hasta aproximadamente 1 .2% en peso. 1 1 .- El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la composición metalúrg ica comprende ad icionalmente por lo menos un lubricante en una cantidad de hasta aproximadamente 2% en peso con base en el peso total de la composición de polvo metalúrg ico. 12.- U n método para elaborar una composición de polvo metalúrgico que comprende los pasos de: (a) proporcio?[?ar un polvo de pre-aleación q ue comprende h ierro y uno o más ad itivos de aleación , en donde la cantidad de aditivos aleados én el polvo de pre-aleación es de por lo menos aproximadamente 0.1 0% en peso, con base en el peso total del polvo de pre-aleación . (b) mezclar con dosificación el polvo de pre-aleación con un polvo q ue contiene cobre, teniendo el polvo de pre-aleación un tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 60 mieras o menos y un polvo que contiene n íquel que tiene u n tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 20 mieras o menos; y (c) enlazar el polvo que contiene cobre, el polvo que contiene n íquel y el polvo de pre-aleación en la presencia de un agente enlazador para formar una composición de polvo metalúrgico, en donde la composición metalúrgica comprende por lo menos aproximadamente 0.5% en peso de cobre, por lo menos aproximadamente 0.5% en peso de n íquel , y por lo menos aproximadamente 83% en peso del polvo de pre-aleación . 13.- U n método para elaborar una composición de polvo metalúrg ico que comprende los pasos de: (a) proporcionar un polvo de pre-aleación que comprende hierro y molibdeno, en donde la cantidad del molibdeno en el polvo de pre-aleacjón es de por lo menos aproximadamente 0.1 0% en peso, coii base en el peso total del polvo de pre-aleación ; (b) mezclar con dosificación el polvo de pre-aleación con polvo que contiene cobre que tiene un tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 60 mieras o menos, y un polvo q ue contiene n íq uel q ue tiene un tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 20 mieras o menos para formar un mezcla; y (c) templar la mezcla a una temperatura de por lo menos 800°C para formar una composición de polvo metalúrgico , en donde la composición metalúrgica comprende por lo menos aproximadamente 0.5% en peso de cobre, por lo menos aproximadamente 0.5% en peso de n íq uel, y por lo menos aproximadamente 83% en peso del polvo de pre-aleación . 14.- U na composición mejorada de polvo metalúrg ico que comprende: (a) por lo menos 83% en peso de polvo de pre-aleación de híerro- molibdeno que corrtprende hierro y molibdeno, en donde la cantidad de molibdeno es de aproximadamente 0.1 0% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso con base en el peso del polvo de pre-aleación . (b) de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 4% en peso de un polvo que contiene cobre que tiene un tamaño de partícu la de peso promedio de aproximadamente 60 mieras o menos. (c) de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 8% en peso de un polvo que contiene níquel, y (d) por lo menos aproximadamente 0.005% en peso de u n agente en lazador, en donde el agente enlazador enlaza el polvo que contiene cobre, el polvo que contiene n íq uel y el polvo de pre- aleación . 15.- La composición de polvo metalúrgico de conformidad con la reivindicación 14, en donde la cantidad de molibdeno en el polvo de pre-aleación es de aproximadamente 0.2% en peso hasta aproximadamente 1 .6% en peso. 16.- La composición de polvo metalúrgico de conformidad con la reivindicación 1 5, en donde el polvo q ue contiene cobre está presente en la composición metalúrgica en una cantidad de aproximadamente 1 .0% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso, con base en el peso total de la composición de polvo metalúrg ico. 1 7.- La cbmpos¡cijís? deí|M¡»tvo metalúrgico de conformidad con la reivindicación 1 6, en dond |É§*n íquel que contiene polvo está presehte en la composición metalúrg ica en una cantidad de aproximadamente 1 .0% en peso hasta aproximadamente 6.0% en peso, con base en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. 1 8.- La composición de polvo metalúrgico de conformidad con la reivindicación 1 7, en donde el polvo de pre-aleación de hierro- molibdeno comprende aproximadamente 98.5% en peso hasta aproximadamente 99.5% en peso de h ierro y de aproximadamente 0.4% en peso hasta aproximadamente 0.65% en peso de molibdeno. 1 9.- La composición de polvo metalúrgico de conformidad con la reivindicación 14 en donde el agente enlazador es seleccionado del grupo q ue consiste de esteres de aceite procedente de la madera, poliglicoles, glicerina, alcohol polivin ílico, aceite procedente de la madera, homopolímeros de acetato de vinilo, copolímeros de acetato de vinilo, resinas de éster celulósico, resinas de éter celulósico, resinas de hidroxi alquilcelulosa, homopolímeros de metacrilato, copolímeros de metacrilato, resinas de álcido, resinas de poliuretano, resinas de poliéster, polímeros de óxido de polialquileno, ácidos orgán icos dibásicos con resinas acrílicas, resinas fenólicas termoplásticas, poliésteres, epoxis, uretanos, parafinas, bisestearamidas de etileno, ceras de semilla de algodón , poliolefinas, aceites vegetales hidrogenados, pirrolidona polivin ílica, y combinaciones de los mismos. 20.- La composición de polvo metalúrgico de conformidad con la reivindicación 14, en donde (a cantidad de molibdeno en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 0.4% en peso hasta aproximadamente 0.65% en peso; la cantidad de cobre en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 1 .3% en peso hasta aproximadamente 1 .7% en peso; la cantidad de níquel en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 1 .5% en peso hasta aproximadamente 4.4% en peso; y ia cantidad de hierro en la composición de polvo metalúrgico es de aproximadamente 89.0% en peso hasta aproximadamente 98.0% en peso, con base en el peso total de la composición de polvo metalúrgico. 21 .- Un método para formar una parte de metal que comprende ^ los pasos de: (a) proporcionar una composición de polvo metalúrgico que comprende una mezcla de: (i) por lo menos 83% en peso de un polvo de pre-aleación de hierro-molibdeno que comprende hierro y molibdeno, en donde la cantidad de molibdeno es de aproximadamente 0.10% en peso hasta aproximadamente 2.0% en peso con base en el peso del polvo de pre-aleación ; (ii) de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 4% en peso de un polvo que contiene cobre que tiene u n tamaño de partícula de peso promedio de aproximadamente 60 mieras o menos; (iii) de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 8% en peso de un polvo que contiene níquel; y (iv) por lo menos aproximadamente 0.005% en peso de un agente enlazador, en donde el agente en lazador enlaza el polvo que contiene cobre, el polvo que contiene n íquel y el polvo de pre-aleación; y (b) compactar la composición de polvo metalúrg ico a una presión de por lo menos aproximadamente 5 tsi para formar una parte de metal. • rtfs ** .- • ....j.-a.i.=. .¡¡ .¿. i. t¿ j„