DE602005000921T2 - Use of a powder mixture for powder metallurgy for the production of a green body - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Pulvergemisches für Pulvermetallurgie als ein Einsatzmaterial eines Grünlings mit einer ausreichenden Dichte und Festigkeit sogar vor dem Sinterungsverfahren und mit einer ausgezeichneten Bearbeitbarkeit.The The present invention relates to the use of a powder mixture for powder metallurgy as a feed of a green compact with a sufficient density and strength even before the sintering process and with an excellent workability.
Die Pulvermetallurgie ist eine Technologie, die zur Herstellung von Maschinenteilen und ölimprägnierten Lagerelementen aus einem Metallpulver verwendet wird. Da sehr genaue Produkte effizient massenproduziert werden können, ist die Pulvermetallurgie insbesondere in der Automobilindustrie und dergleichen unentbehrlich. Bei dieser Pulvermetallurgie wird im allgemeinen ein Pulvergemisch, einschließlich eines Metallpulvers, durch Kompression geformt und der resultierende Grünling wird dann entwachst. Anschließend wird beispielsweise bei der Pulvermetallurgie auf Eisenbasis der Preßling bei einer Temperatur von etwa 1.000°C bis etwa 1.300°C gesintert. Bei diesem Sinterungsverfahren bildet das Metallpulvergemisch eine Legierung, wodurch die Festigkeit des Preßlings erhöht wird. Ein Schneidvorgang wird dann auf dem resultierenden gesinterten Preßling durchgeführt.The Powder metallurgy is a technology used to manufacture Machine parts and oil-impregnated Bearing elements is used from a metal powder. Because very accurate Products can be efficiently mass-produced, is the powder metallurgy especially in the automotive industry and the like indispensable. In this powder metallurgy is generally a powder mixture, including a metal powder, formed by compression and the resulting Greenfinch is then dewaxed. Subsequently For example, in the powder metallurgy based on iron compact sintered at a temperature of about 1,000 ° C to about 1,300 ° C. In this sintering process, the metal powder mixture forms a Alloy, whereby the strength of the compact is increased. A cutting process is then performed on the resulting sintered compact.
Jedoch weist ein solcher gesinterter Preßling eine unmäßig hohe Festigkeit im Hinblick auf einen Schneidvorgang auf. Ferner wird die Haltbarkeit eines Schneidwerkzeuges aufgrund der hohen Festigkeit des gesinterten Preßlings verkürzt. Andererseits kann ein Grünling dem Schneidvorgang nicht vor dem Sintern unterzogen werden, da der Grünling brüchig ist. Folglich ist eine Technologie erwünscht, durch die die Festigkeit eines Grünlings vor dem Sinterungsverfahren erhöht wird, so daß der Grünling anschließend einem Schneidvorgang unterzogen und schließlich gesintert werden kann.however For example, such a sintered compact has an unduly high Strength with regard to a cutting operation. Furthermore, will the durability of a cutting tool due to the high strength of the sintered compact shortened. On the other hand, a green can be subjected to the cutting process before sintering, since the Greenfinch brittle is. Consequently, a technology is desired by which the strength of a green compact increased before the sintering process so that the Greenfinch subsequently subjected to a cutting process and finally sintered.
Ein Dokument von Tianjun Liu et al. (Funtai oyobi Funmatsu yakin (Journal of the Japan Society of Powder and Powder metallurgy) Bd. 50, Nr. 11, S. 832–836 (2003)) offenbart ein Beispiel einer solchen Technologie. Gemäß dieser Technologie wird ein Polymerschmiermittel zu einem Pulvergemisch zugegeben, das ein Einsatzmaterial bildet, und ein Grünling aus dem resultierenden Pulvergemisch wird bei einer Temperatur unter der Sintertemperatur erhitzt. Folglich kann die Festigkeit des Preßlings nur durch diese Wärmebehandlung erhöht werden und daher kann ein Schneidvorgang vor dem Sinterungsverfahren durchgeführt werden. Jedoch kann, da ein Polymerschmiermittel als ein Schmiermittel verwendet wird, seine Schmierfähigkeit während des Formpressens unzureichend sein. Obwohl die Temperatur mit 190°C relativ gering ist, dauert es ferner etwa eine Stunde, um die Wärmebehandlung zu beenden, bevor der Schneidvorgang durchgeführt wird. Deshalb verringert diese Wärmebehandlung die Produktivität.One Document by Tianjun Liu et al. (Funtai oyobi Funmatsu yakin (Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy) vol. 50, no. 11, pp. 832-836 (2003)) discloses an example of such a technology. According to this Technology turns a polymer lubricant into a powder mixture added, which forms a feedstock, and a green compact the resulting powder mixture is at a temperature below the sintering temperature heated. Consequently, the strength of the compact can only through this heat treatment elevated and therefore can be a cutting process before the sintering process carried out become. However, as a polymer lubricant as a lubricant is used, its lubricity while be insufficient in compression molding. Although the temperature is relative to 190 ° C is low, it also takes about an hour to complete the heat treatment to finish before the cutting process is performed. Therefore reduced this heat treatment the productivity.
Bei der Pulvermetallurgie ist die Fließfähigkeit des Pulvergemisches eines der wichtigsten Merkmale, wenn ein Pulvergemisch aus einem Vorratstrichter entladen wird oder wenn eine Preßform mit dem Pulvergemisch gefüllt wird. Speziell verursacht eine geringe Fließfähigkeit eines Pulvergemisches die folgenden Probleme. Beispielsweise kann eine Aufbauchung an der oberen Seite einer Entladungsöffnung eines Trichters auftreten, was zu Entladungsversagen führt. Ebenso kann das Pulvergemisch einen Schlauch verstopfen, der den Trichter mit einem Vorsatzteilbehälter verbindet. Ferner kann, selbst wenn ein Pulvergemisch mit einer geringen Fließfähigkeit aus dem Schlauch zwangsweise entladen wird, das Pulver eine Preßform nicht zufriedenstellend füllen, insbesondere eine Preßform mit dünnen Wänden. Folglich kann ein zufriedenstellender Preßling nicht gebildet werden. Aus diesen Gründen ist ein Rohpulver für die Pulvermetallurgie mit ausgezeichneter Fließfähigkeit stark wünschenswert.at Powder metallurgy is the fluidity of the powder mixture one of the most important features when making a powder mixture of a Stock funnel is unloaded or if a mold with the powder mixture filled becomes. Specially causes a low flowability of a powder mixture the following problems. For example, a bulge may occur the upper side of a discharge opening of a funnel occur which leads to discharge failure. Likewise, the powder mixture can clog a tube, the Funnel with a header container connects. Furthermore, even if a powder mixture with a low flowability is forcibly discharged from the tube, the powder is not a mold fill satisfactorily, in particular a mold with thin ones Walls. Consequently, a satisfactory compact can not be formed. For these reasons is a raw powder for powder metallurgy with excellent flowability is highly desirable.
Obwohl sich der Gegenstand von dem der vorliegenden Erfindung unterscheidet, ist die folgende Technologie zur Herstellung eines gebundenen Magneten bekannt: Ein durch Wärme härtendes Harz wird zu einem magnetischen Pulver oder dergleichen zugegeben, und eine Wärmebehandlung wird dann durchgeführt. Folglich wird ein Preßling ohne Sintern gehärtet, während die magnetischen Eigenschaften des Preß lings sichergestellt werden. Der resultierende Preßling wird ohne weitere Behandlung verwendet. Folglich kann diese Herstellungstechnologie eines gebundenen Magneten auf die Pulvermetallurgie angewendet werden. Jedoch können bekannte Herstellungstechnologien von gebundenen Magneten als solche nicht auf die Pulvermetallurgie angewendet werden.Even though the object differs from that of the present invention, is the following technology for making a bonded magnet known: one by heat curing Resin is added to a magnetic powder or the like and a heat treatment is then carried out. Consequently, a compact becomes hardened without sintering, while the magnetic properties of the pressed lings are ensured. The resulting compact is used without further treatment. Consequently, this manufacturing technology can a bonded magnet can be applied to the powder metallurgy. however can known manufacturing technologies of bonded magnets as such not be applied to powder metallurgy.
Beispielsweise offenbaren die japanischen ungeprüften Patentanmeldungen Veröffentlichungs-Nr. 4-284602 (Absatz Nr. 0007 und Beispiele), 6-112022 (Absätze Nr. 0015 und 0016 und Beispiele), 6-188137 (Absätze Nr. 0015 und 0020 und Beispiele) und 8-31677 (Absätze Nr. 0031 und 0033 und Beispiele) Verfahren zur Herstellung eines gebundenen Magneten, bei dem ein Gemisch aus einer Pulverlegierung und einem durch Wärme härtenden Harz (Bindemittel) als ein Einsatzmaterial verwendet wird. Jedoch sind der Typ und der Teilchendurchmesser des durch Wärme härtenden Harzes nicht ausführlich untersucht, da sich diese Technologien auf einen gebundenen Magneten beziehen, und ihre Gegenstände unterscheiden sich von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Außerdem ist der Gehalt an durch Wärme härtendem Harz aus Sicht der Anwendung auf die Pulvermetallurgie relativ groß. Beispielsweise beträgt gemäß der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 4-284602 der Gehalt eines durch Wärme härtenden Harzbindemittels 0,5 bis 4 Masse-%, bezogen auf eine Legierung. Gemäß der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 6-112022 werden 0,5 bis 5 Gewichtsteile (insbesondere 1 bis 3 Gewichtsteile) eines durch Wärme härtenden Harzes zu 100 Gewichtsteilen eines magnetischen Pulvers zugegeben. Jedoch beträgt in den Beispielen dieser Patentdokumente die Menge eines durch Wärme härtenden Harzes in bezug auf die Gesamtmenge einer Pulverlegierung 2 Masse-% oder mehr. Gemäß Untersuchungen, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, werden, wenn ein durch Wärme härtendes Harz übermäßig zu einem Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie zugegeben wird, die Fließfähigkeit des Pulvers und die Dichte des Grünlings verringert.For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 4-284602 (paragraph No. 0007 and examples), 6-112022 (paragraphs Nos. 0015 and 0016 and examples), 6-188137 (paragraph Nos. 0015 and 0020 and examples) and 8-31677 (paragraph Nos. 0031 and 0033 and Examples) A method of producing a bonded magnet using a mixture of a powder alloy and a thermosetting resin (binder) as a feedstock. However, the type and particle diameter of the thermosetting resin have not been studied extensively since they are Technologies relate to a bonded magnet, and their objects are different from the subject of the present invention. In addition, the content of thermosetting resin is relatively large from the viewpoint of application to powder metallurgy. For example, according to Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei. 4-284602, the content of a thermosetting resin binder is 0.5 to 4 mass% based on an alloy. According to Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 6-112022, 0.5 to 5 parts by weight (especially 1 to 3 parts by weight) of a thermosetting resin is added to 100 parts by weight of a magnetic powder. However, in the examples of these patent documents, the amount of a thermosetting resin with respect to the total amount of a powder alloy is 2 mass% or more. According to research conducted by the inventors of the present invention, when a thermosetting resin is excessively added to a powder mixture for powder metallurgy, the flowability of the powder and the density of the green compact are lowered.
Gemäß der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 10-303009 (Ansprüche) wird ein Epoxidharzpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm oder weniger, das als ein Harzbindemittel verwendet wird, mit einem magnetischen Pulver gemischt, um einen gebundenen Magneten zu formen. Das Mischverhältnis des Epoxidharzpulvers zu dem magnetischen Pulver beträgt 0,1 bis 0,5 Masse-%. Ein anorganisches Additiv wird zu dem Pulvergemisch zugegeben, um den Abrieb in einer Preßform während des Formens zu unterdrücken. Jedoch wird in diesem Pulvergemisch eine Komponente, die die Festigkeit und Bearbeitbarkeit des Preßlings verbessert, nicht in Betracht gezogen. Außerdem ist der Gehalt dieses anorganischen Additivs sehr gering (20 bis 40 Masseprozent der Gesamtmenge des Harzbindemittels, 0,02 bis 0,2 Masse-% der Gesamtmenge des magnetischen Pulvers). Deshalb kann, selbst wenn das anorganische Additiv die Funktion zur Verbesserung der Festigkeit des Preßlings oder dergleichen aufweist, die Funktion in einem solchen geringen Gehalt nicht erfüllt werden.According to the Japanese unaudited Patent Application Publication No. 10-303009 (claims) an epoxy resin powder having an average particle diameter of 50 μm or less, which is used as a resin binder, with a mixed magnetic powder to form a bonded magnet. The mixing ratio of the epoxy resin powder to the magnetic powder is 0.1 to 0.5 mass%. An inorganic additive becomes the powder mixture added to suppress abrasion in a mold during molding. however In this powder mixture, a component that has the strength and workability of the compact improved, not considered. Besides, the salary is this inorganic additive very low (20 to 40 percent by mass of the total of the resin binder, 0.02 to 0.2 mass% of the total amount of the magnetic Powder). Therefore, even if the inorganic additive the Having a function of improving the strength of the compact or the like, the function can not be fulfilled in such a low content.
US-A-5980603 offenbart die Verwendung eines durch Wärme härtenden Harzes zur Herstellung von gepreßten und gehärteten Teilen.US-A-5980603 discloses the use of a thermosetting resin for manufacturing of pressed and hardened Share.
Im Hinblick auf die oben beschriebene Situation ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren unter Verwendung eines Pulvergemisches für die Pulvermetallurgie als ein Einsatzmaterial eines Grünlings bereitzustellen. Aufgrund seiner ausgezeichneten Fließfähigkeit stellt das Pulvergemisch eine hohe Produktivität bereit. Ferner weist ein Grünling unter Verwendung des Pulvergemisches als ein Einsatzmaterial ausreichende Dichte und Festigkeit auf und ist hinsichtlich der Bearbeitbarkeit ausgezeichnet. Deshalb kann ein Schneidvorgang vor dem Sinterungsverfahren durchgeführt werden, und außerdem kann die Haltbarkeit eines verwendeten Schneidwerkzeuges verlängert werden. Ebenso ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Grünling unter Verwendung dieses Pulvergemisches als ein Einsatzmaterial für die Pulvermetallurgie bereitzustellen, wobei der Grünling ausgezeichnete Festigkeit und dergleichen sogar vorm Sintern aufweist.in the In view of the situation described above, it is an object of the present invention, a method using a Powder mixture for to provide powder metallurgy as a feed to a green compact. Due to its excellent flowability, the powder mixture provides a high productivity ready. Furthermore, a green body using the powder mixture as a feed sufficient Density and strength and is in terms of workability excellent. Therefore, a cutting process before the sintering process carried out be, and besides The durability of a cutting tool used can be extended. It is also an object of the present invention, a green compact under Use of this powder mixture as a feedstock for powder metallurgy provide, wherein the green compact having excellent strength and the like even before sintering.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, untersuchten die Erfinder der vorliegenden Erfindung intensiv insbesondere die Zusammensetzung eines Pulvergemisches für die Pulvermetallurgie und fanden folgendes heraus: Wenn eine Komponente zum Verbessern der mechanischen Eigenschaften und ein durch Wärme härtendes Harz zu einem Grundpulver zugegeben werden, und außerdem ein entspre chendes durch Wärme härtendes Harz verwendet wird, kann ein Grünling mit einer ausreichenden Dichte und Festigkeit hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Ergebnisse gemacht worden.Around To solve the problems described above, the inventors examined of the present invention, in particular, the composition a powder mixture for the powder metallurgy and found out the following: If a component for improving the mechanical properties and a thermosetting Resin to be added to a base powder, and also a accordingly by heat curing Resin used can be a green be made with a sufficient density and strength. The present invention is based on these results been made.
Speziell wird in der vorliegenden Erfindung ein Pulvergemisch-für-die-Pulvermetallurgie als ein Einsatzmaterial eines Grünlings verwendet, und das Pulvergemisch umfaßt ein Eisenpulver und/oder ein Eisenlegierungspulver, eine Komponente zum Verbessern mechanischer Eigenschaften und ein durch Wärme härtendes Harzpulver. In dem Pulvergemisch besteht das durch Wärme härtende Harzpulver aus mindestens einem Harz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Harz auf Epoxy-Polyester-Basis, einem Harz auf Epoxy-Basis und einem Harz auf Acryl-Basis. Außerdem beträgt der durchschnittliche Teilchendurchmesser des durch Wärme härtenden Harzpulvers 100 μm oder weniger, und der Gehalt des durch Wärme härtenden Harzpulvers, relativ zu der Gesamtmenge des Eisenpulvers und/oder des Eisenlegierungspulvers, 0,05 bis 1,0 Masse-%.specially For example, in the present invention, a powder mix for the powder metallurgy as a feed of a green compact used, and the powder mixture comprises an iron powder and / or an iron alloy powder, a mechanical improving component Properties and a by heat curing Resin powder. In the powder mixture is the thermosetting resin powder of at least one resin selected from the group consisting made of an epoxy-polyester-based resin, an epoxy-based resin and an acrylic-based resin. Furthermore is the average particle diameter of the thermosetting Resin powder 100 μm or less, and the content of the thermosetting resin powder, relative to the total amount of iron powder and / or iron alloy powder, 0.05 to 1.0 mass%.
Das Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie umfaßt bevorzugt ferner ein Schmiermittel. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Schmiermittel den Reibungskoeffizienten zwischen dem Grünling und einer Preßform verringert. Infolgedessen können die Erzeugung von Preßformreibung und eine Schädigung der Preßform unterdrückt werden. Das Schmiermittel ist bevorzugt mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenbisstearamid, Stearamid, Zinkstearat und Lithiumstearat. Dies ist darauf zurückzuführen, daß diese Verbindungen als eine zusätzliche Komponente des Pulvergemisches für die Pulvermetallurgie ausgezeichnet sind.The powder mixture for powder metallurgy preferably further comprises a lubricant. This is because the lubricant reduces the coefficient of friction between the green compact and a mold. As a result, generation of molding friction and damage to the mold can be suppressed. The lubricant is preferably at least one compound selected from Group consisting of ethylenebisstearamide, stearamide, zinc stearate and lithium stearate. This is because these compounds are excellent as an additional component of the powder metallurgy powder mixture.
Die Komponente zum Verbessern mechanischer Eigenschaften ist mindestens eine Substanz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kupfer, Nickel, Chrom, Molybdän, Graphit und Mangansulfid. Dies ist darauf zurückzuführen, daß diese Substanzen in das Eisenpulver oder dergleichen während des Sinterungsverfahrens diffundieren. Folglich kann die Härte oder die Zähigkeit des Preßlings verbessert werden, oder die Bearbeitbarkeit des Preßlings kann verbessert werden.The Component for improving mechanical properties is at least a substance selected from the group consisting of copper, nickel, chromium, molybdenum, graphite and manganese sulfide. This is due to the fact that these substances are in the iron powder or the like during diffuse the sintering process. Consequently, the hardness or the tenacity of the compact can be improved, or the workability of the compact can be improved.
Ferner wird ein Grünling, der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wird, aus dem oben beschriebenen Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie hergestellt werden.Further becomes a green, obtained by the method of the present invention made from the above powder mixture for powder metallurgy become.
Das Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist ausgezeichnete Fließfähigkeit und dergleichen auf und stellt eine ausgezeichnete Produktivität bereit. Ferner kann ein Grünling einem Schneidvorgang unterzogen werden, da der Grünling unter Verwendung dieses Pulvergemisches als ein Einsatzmaterial eine ausreichende Dichte und Festigkeit sogar vor dem Sintern aufweist. Außerdem kann, da der Grünling keine übermäßig hohe Festigkeit aufweist, die Haltbarkeit eines verwendeten Schneidwerkzeugs verlängert werden. Folglich sind das Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und der Grünling, der das Pulvergemisch als ein Einsatzmaterial verwendet, für industrielle Anwendungen aus der Sicht, daß die Produktivität der Pulvermetallurgie verbessert werden kann, ausgezeichnet.The Powder mixture for the powder metallurgy used in the present invention has excellent flowability and the like, and provides excellent productivity. Furthermore, a green compact be subjected to a cutting process, since the green body under Use of this powder mixture as a feed sufficient Having density and strength even before sintering. In addition, there the greenling not overly high Strength, the durability of a cutting tool used extended become. Consequently, the powder mixture for powder metallurgy, the is used in the present invention, and the green compact, the the powder mixture used as a feedstock, for industrial Applications from the point of view that the productivity powder metallurgy can be improved.
Ein Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfaßt ein Eisenpulver und/oder ein Eisenlegierungspulver, eine Komponente zum Verbessern mechanischer Eigenschaften und ein durch Wärme härtendes Harzpulver. Das durch Wärme härtende Harzpulver besteht aus mindestens einem Harz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Harz auf Epoxy-Polyester-Basis, einem Harz auf Epoxy-Basis und einem Harz auf Acryl-Basis; der durchschnittliche Teilchendurchmesser des durch Wärme härtenden Harzpulvers beträgt 100 μm oder weniger; und der Gehalt des durch Wärme härtenden Harzpulvers, relativ zu der Gesamtmenge des Eisenpulvers und/oder des Eisenlegierungspulvers, beträgt 0,05 bis 1,0 Masse-%.One Powder mixture for the powder metallurgy used in the present invention is included an iron powder and / or an iron alloy powder, a component for improving mechanical properties and a thermosetting Resin powder. That by heat curing Resin powder consists of at least one resin selected from the group consisting of an epoxy-polyester-based resin, an epoxy-based resin and an acrylic-based resin; the average particle diameter by heat curing Resin powder is 100 μm or fewer; and the content of the thermosetting resin powder, relative to the total amount of iron powder and / or iron alloy powder, is 0.05 to 1.0% by mass.
Beispielsweise können kommerziell erhältliche, normale Eisenpulver und/oder Eisenlegierungspulver, die für ein Material für die Metallurgie verwendet werden, in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.For example can commercially available, normal iron powder and / or iron alloy powder, for a material for the Metallurgy used in the present invention become.
Die Komponente zum Verbessern mechanischer Eigenschaften wird zugegeben, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, wie die Härte und die Zähigkeit ei nes Preßlings, oder um die Bearbeitbarkeit des Preßlings durch Diffundieren in ein Grundeisenpulver oder dergleichen während des Sinterungsverfahrens zu verbessern. Beispiele der Komponente zum Verbessern mechanischer Eigenschaften umfassen Metallpulver, die für Legierungen verwendet werden, wie Kupfer-, Nickel-, Chrom- und Molybdänpulver; und anorganische Pulver, wie Graphit- und Mangansulfidpulver. Diese Komponenten können allein oder in Kombinationen von zwei oder mehr Pulvern verwendet werden. Die Komponente zum Verbessern mechanischer Eigenschaften kann mit einem Eisenpulver oder dergleichen, falls verwendet, gemischt werden. Alternativ kann beispielsweise Graphit gleichmäßig an einem Eisenpulver oder dergleichen haften, mit einem Bindemittel dazwischen, falls eingesetzt.The Component for improving mechanical properties is added to improve the mechanical properties, such as hardness and the tenacity a compact, or by the workability of the compact by diffusing into a base iron powder or the like during the sintering process to improve. Examples of the component for improving mechanical Properties include metal powders used for alloys such as copper, nickel, chromium and molybdenum powders; and inorganic powders, such as graphite and manganese sulphide powder. These components can be alone or in combinations of two or more powders. The component for improving mechanical properties can be used with an iron powder or the like, if used. Alternatively, for example, graphite may be uniformly attached to an iron powder or the like, with a binder in between, if used.
Der Gehalt an Metallpulver, das für Legierungen verwendet wird und als Komponente zum Verbessern mechanischer Eigenschaften dient, beträgt 0,1 bis 4 Masse-% (hierin nachstehend wird, wenn nicht anders angegeben, „Masse-%" einfach durch „%" dargestellt), relativ zu der Gesamtmenge eines Grundeisenpulvers oder dergleichen. Bei einem Gehalt von weniger als 0,1% kann keine zufriedenstellend Verbesserung der mechanischen Eigenschaften aufgrund einer kleinen Menge an Diffusion in das Grundpulver erreicht werden. Andererseits wird bei einem Gehalt von über 4% die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ebenso verringert. Außerdem kann bei einem solch übermäßig hohen Gehalt ein Grünling mit einer zufriedenstellenden Dichte nicht hergestellt werden, da die Komprimierbarkeit beeinträchtigt wird. Der Gehalt an anorganischem Pulver, wie Graphit, beträgt 0,1% bis 1%, relativ zu der Gesamtmenge eines Grundeisenpulvers oder dergleichen. Bei einem Gehalt von weniger als 0,1% kann die Verbesserung nicht zufriedenstellend sein. Bei einem Gehalt über 1% können die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.Of the Content of metal powder for Alloys is used and as a component to improve mechanical Properties serves, amounts 0.1 to 4 mass% (Hereinafter, unless otherwise specified, "mass%" is simply represented by "%"), relative to the total amount of a basic iron powder or the like. at a content of less than 0.1% can not be a satisfactory improvement the mechanical properties due to a small amount of diffusion be achieved in the base powder. On the other hand, at a Salary of over 4% also reduced the improvement in mechanical properties. Furthermore can be at such an excessively high Salary a green can not be produced with a satisfactory density, since compromises compressibility becomes. The content of inorganic powder, such as graphite, is 0.1% to 1%, relative to the total amount of a ground iron powder or like. At a content of less than 0.1%, the improvement not be satisfactory. At a content above 1%, the mechanical properties impaired become.
Das durch Wärme härtende Harzpulver, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird auf der Oberfläche oder innerhalb eines Grünlings durch eine einfache Wärmebehandlung gehärtet, um die Bindungsfestigkeit zwischen Grundeisenteilchen oder dergleichen zu erhöhen. Infolgedessen kann sogar vor dem Sinterungsverfahren ein Schneidvorgang durchgeführt werden. Beispiele des Materials des durch Wärme härtenden Harzpulvers der vorliegenden Erfindung umfassen hauptsächlich (1) Harze auf Epoxy-Polyester-Basis, (2) Harze auf Epoxy-Basis, (3) Harze auf Acryl-Basis und (4) Gemische, umfassend mindestens zwei von diesen.The thermosetting resin powder used in the present invention is cured on the surface or within a green compact by a simple heat treatment to form the resin strength increase between ground iron particles or the like. As a result, even before the sintering process, a cutting operation can be performed. Examples of the material of the thermosetting resin powder of the present invention mainly include (1) epoxy-polyester-based resins, (2) epoxy-based resins, (3) acrylic-based resins, and (4) mixtures comprising at least two of these.
Das durch Wärme härtende Harzpulver ist keine Flüssigkeit, sondern muß ein Pulver sein, da es Fließfähigkeit während des Herstellungsverfahrens eines Grünlings zeigen muß. Folglich können Pulverbeschichtungen, die kein Pigment umfassen und farblos sind (d. h. klare Pulverbeschichtungen), für das durch Wärme härtende Harzpulver verwendet werden.The by heat curing Resin powder is not a liquid but you have to Be powder as it has flowability while of the production process of a green body. consequently can Powder coatings that do not comprise pigment and are colorless (i.e., clear powder coatings) for the thermosetting resin powder be used.
Das „Harz auf Epoxy-Polyester-Basis" bezieht sich auf ein Epoxygruppen-enthaltendes Harz, das mit einem Carbonsäuregruppen-enthaltenden Harz, das als ein Härtungsmittel dient, vernetzt ist.The "resin on Epoxy polyester base "refers refers to an epoxy group-containing resin having a carboxylic acid group-containing Resin as a curing agent serves, is networked.
Beispiele des Epoxygruppen-enthaltenden Harzes umfassen Verbindungen mit mindestens zwei Epoxygruppen pro Molekül. Spezieller umfassen Beispiele des Epoxygruppen-enthaltenden Harzes Reaktionsprodukte eines Phenolharzes vom Novolaktyp und Epichlorhydrin; Reaktionsprodukte eines Bisphenolharzes (A-, B-, F-Typen und dergleichen) und Epichlorhydrin; Reaktionsprodukte eines Phenolharzes vom Novolaktyp, eines Bisphenolharzes (A-, B-, F-Typen und dergleichen) und Epichlorhydrin; Reaktionsprodukte eines Phenolharzes vom Novolaktyp und eines Bisphenolharzes (A-, B-, F-Typen und dergleichen); Reaktionsprodukte einer Cresolverbindung, wie Cresolnovolak, und Epichlorhydrin; Glycidylether, erhalten durch Umsetzen einer Alkoholverbindung, wie Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,4-Butandiol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Neopentylglycol oder Glycerol, mit Epichlorhydrin; Glycidylester, erhalten durch Umsetzen einer Carbonsäure, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Hexahydrophthalsäure oder Trimellithsäure, mit Epichlorhydrin; Reaktionsprodukte einer Hydroxycarbonsäure, wie p-Hydroxybenzoesäure oder β-Oxynaphthoesäure, und Epichlorhydrin; Triglycidylisocyanurat und Derivate davon. Diese Epoxygruppen-enthaltenden Harze können in Kombinationen von zwei oder mehr Harzen verwendet werden.Examples The epoxy group-containing resin includes compounds having at least two epoxy groups per molecule. More specifically, examples of the epoxy group-containing resin include Reaction products of a novolak type phenolic resin and epichlorohydrin; Reaction products of a bisphenol resin (A, B, F types and the like) and epichlorohydrin; Reaction products of a novolak type phenol resin, a bisphenol resin (A, B, F types and the like) and epichlorohydrin; Reaction products of a novolak-type phenol resin and a bisphenol resin (A, B, F types and the like); Reaction products of a cresol compound, such as cresol novolak, and epichlorohydrin; Glycidyl ethers obtained by Reacting an alcohol compound such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, neopentyl glycol or glycerol, with epichlorohydrin; Glycidyl esters, obtained by Reacting a carboxylic acid, like succinic acid, adipic acid, phthalic acid, terephthalic acid, hexahydrophthalic or trimellitic acid, with epichlorohydrin; Reaction products of a hydroxycarboxylic acid, such as p-hydroxybenzoic acid or β-oxynaphthoic acid, and epichlorohydrin; Triglycidyl isocyanurate and derivatives thereof. These Epoxy group-containing resins can be used in combinations of two or more resins are used.
Das „Carbonsäuregruppen-enthaltende Polyesterharz" umfaßt mindestens zwei Carbonsäuregruppen oder Carbonsäureanhydridgruppen. Beispiele des Carbonsäure gruppen-enthaltenden Polyesterharzes umfassen Harze, erhalten durch Kondensationspolymerisation unter Verwendung einer Säurekomponente, die hauptsächlich aus einer Polycarbonsäure besteht, und einer Alkoholkomponente, die hauptsächlich aus einem mehrwertigen Alkohol besteht.The "carboxylic acid group-containing Polyester resin "comprises at least two carboxylic acid groups or Carboxylic anhydride. Examples of the carboxylic acid group-containing Polyester resin includes resins obtained by condensation polymerization using an acid component, the main ones from a polycarboxylic acid consists of, and an alcohol component, mainly of a polyvalent Alcohol exists.
Beispiele der Säurekomponente umfassen Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure und Anhydride davon; aromatische Dicarbonsäure, wie 2,6-Naphthalindicarbonsäure, 2,7-Naphthalindicarbonsäure und Anhydride davon; gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure und Anhydride davon; Lactone, wie γ-Butyrolacton und ε-Caprolacton; aromatische Hydroxymonocarbonsäuren, wie p-Hydroxyethoxybenzoesäure; und Hydroxycarbonsäuren, die diesen entsprechen. Diese Säurekomponenten können in Kombinationen von zwei oder mehr Komponenten verwendet werden.Examples the acid component include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic and anhydrides thereof; aromatic dicarboxylic acid such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid and anhydrides from that; saturated aliphatic dicarboxylic acids, like succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic, dodecane, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and anhydrides thereof; Lactones such as γ-butyrolactone and ε-caprolactone; aromatic hydroxymonocarboxylic acids, such as p-hydroxyethoxybenzoic acid; and hydroxy, which correspond to these. These acid components can in combinations of two or more components.
Beispiele der Alkoholkomponente umfassen Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,2-Pentandiol, 2,3-Pentandiol, 1,4-Pentandiol, 1,5-Pentandiol, 1,4-Hexandiol, 1,5-Hexandiol, 2,5-Hexandiol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Alkylenoxidaddukte von Bisphenol A, Alkylenoxidaddukte von Bisphenol S, Neopentylglycol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,2-Dodecandiol, 1,2-Octadecandiol, Trimethylolpropan, Glycerin und Pentaerythritol. Diese Alkoholkomponenten können in Kombinationen von zwei oder mehr Komponenten verwendet werden.Examples the alcohol component include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, 2,3-pentanediol, 1,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,4-hexanediol, 1,5-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, alkylene oxide adducts of bisphenol A, alkylene oxide adducts of bisphenol S, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,2-dodecanediol, 1,2-octadecanediol, trimethylolpropane, glycerol and pentaerythritol. These alcohol components can in combinations of two or more components.
Das Molverhältnis der Gesamtmenge an Epoxygruppen in dem Epoxygruppenenthaltenden Harz zu der Gesamtmenge an Säuregruppen in dem Carbonsäuregruppen-enthaltenden Polyesterharz wird geeigneterweise gemäß der minimalen Schmelzviskosität bestimmt. Im allgemeinen beträgt das Molverhältnis bevorzugt 1/1 bis 1/0,5 und stärker bevorzugt 1/0,8 bis 1/0,6.The molar ratio the total amount of epoxy groups in the epoxy group-containing Resin to the total amount of acid groups in the carboxylic acid group-containing Polyester resin is suitably determined according to the minimum melt viscosity. In general the molar ratio preferably 1/1 to 1 / 0.5 and stronger preferably 1 / 0.8 to 1 / 0.6.
Das „Harz auf Epoxy-Basis" bezieht sich auf ein Epoxygruppen-enthaltendes Harz, das mit einem Aminhärtungsmittel oder einem Säurehärtungsmittel vernetzt ist. Dieselben Epoxygruppen-enthaltenden Harze wie die, die als eine Komponente des obigen Harzes auf Epoxy-Polyester-Basis beschrieben sind, können für dieses Epoxygruppen-enthaltend Harz verwendet werden.The "resin on Epoxy-based "refers refers to an epoxy group-containing resin containing an amine curing agent or an acid hardener is networked. The same epoxy group-containing resins as the as a component of the above epoxy-polyester based resin can be described for this Epoxy group-containing resin can be used.
Beispiele des Aminhärtungsmittels umfassen kettenaliphatische Amine, wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Dipropylendiamin, Diethylaminopropylamin und Hexamethylendiamin; cyclische aliphatische Amine, wie Menthandiamin, Isophorondiamin, Bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)methan, Diaminocyclohexylmethan, Bis(aminomethyl)cyclohexan, N-Aminoethylpiperazin und 3,9-Bis(3-aminopropyl)2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan; und aromatische Amine, wie m-Xyloldiamin, Metaphenylendiamin, Diaminodiphenylmethan, Diaminodiphenylsulfon und Diaminodiethyldiphenylmethan.Examples of the amine curing agent include chain aliphatic amines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, Triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenediamine, diethylaminopropylamine and hexamethylenediamine; cyclic aliphatic amines, such as menthanediamine, Isophoronediamine, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, diaminocyclohexylmethane, Bis (aminomethyl) cyclohexane, N-aminoethylpiperazine and 3,9-bis (3-aminopropyl) 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; and aromatic amines, such as m-xylenediamine, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, Diaminodiphenylsulfone and diaminodiethyldiphenylmethane.
Beispiele des Säurehärtungsmittels umfassen aliphatische Säureanhydride, wie Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, Polyadipinsäureanhydrid, Polyazelainsäureanhydrid, Polysebacinsäureanhydrid, Poly(ethyloctadecandisäure)anhydrid und Poly(phenylhexadecandisäure)anhydrid; alicyclische Säureanhydride, wie Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid, Methyl-3,6-endomethylen-tetrahydro-phthalsäureanhydrid (Methyl Himic Anhydride), Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, ein Trialkyltetrahydrophthalsäureanhydrid und Methylcyclohexendicarbonsäureanhydrid; aromatische Säureanhydride, wie Phthalsäureanhydrid, Trimellithsäureanhydrid, Pyromellithsäureanhydrid, Benzophenontetracarbonsäureanhydrid, Ethylenglycolbistrimellitat und Glyceroltristrimellitat; und Halogen-enthaltende Säureanhydride, wie Het-Säureanhydrid und Tetrabromphthalsäureanhydrid.Examples of the acid hardener include aliphatic acid anhydrides, such as dodecenyl succinic anhydride, polyadipic polyazelaic, polysebacic, Poly (ethyloctadecandisäure) anhydride and poly (phenylhexadecanedioic acid) anhydride; alicyclic acid anhydrides, such as methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic Methyl 3,6-endomethylene-tetrahydro-phthalic anhydride (Methyl Himic Anhydride), anhydride, tetrahydrophthalic a trialkyltetrahydrophthalic anhydride and methylcyclohexene dicarboxylic anhydride; aromatic acid anhydrides, like phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic benzophenone, Ethylene glycol bistrimellitate and glycerol tristrimellitate; and halogen-containing acid anhydride, like het acid anhydride and tetrabromophthalic anhydride.
Das „Harz auf Acryl-Basis" bezieht sich auf ein Acrylharz mit einer Glycidylgruppe in der Seitenkette, wobei das Acrylharz mit einer zweiwertigen Säure, die als ein Härtungsmittel dient, vernetzt ist.The "resin on Acrylic base "refers on an acrylic resin with a glycidyl group in the side chain, wherein the acrylic resin with a dibasic acid acting as a curing agent serves, is networked.
Beispiele eines Monomers, das das „Acrylharz mit einer Glycidylgruppe in der Seitenkette" bildet, umfassen Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, β-Methylglycidylacrylat und β-Methylglycidylmethacrylat. Diese Monomere können in Kombinationen von zwei oder mehr Monomeren verwendet werden. Alternativ können diese Monomere mit einem anderen Monomer copolymerisiert werden, um das Acrylharz herzustellen. Beispiele des anderen Monomers umfassen Alkylvinylether, wie Ethylvinylether, Propylvinylether, Butylvinylether, Isobutylvinylether und Cyclohexylvinylether; Ester einer Alkylcarbonsäure und Vinylalkohol, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylisobutyrat, Vinylvalerat und Vinylcyclohexancarboxylat; Alkylallylether, wie Ethylallylether, Propylallylether, Butylallylether, Isobutylallylether und Cyclohexylallylether; Alkylallylester, wie Ethylallylester, Propylallylester, Butylallylester, Isobutylallylester und Cyclohexylallylester; Alkene, wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen; Acrylverbindungen; Ester von Acrylsäure oder Methacrylsäure, wie Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Isobutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat und 2-Ethylhexylmethacrylat; Styrol und Derivate davon, wie Styrol und α-Methylstyrol; Acrylamide, wie Acrylamid und Methacrylamid; Acrylnitrile, wie Acrylnitril und Methacrylnitril; Halogen-enthaltende Vinylmonomere und Silicium-enthaltende Vinylmonomere. Diese Monomere können in Kombinationen von zwei oder mehr Monomeren verwendet werden.Examples a monomer containing the "acrylic resin with a glycidyl group in the side chain "include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, β-methylglycidyl acrylate and β-methylglycidyl methacrylate. These monomers can in combinations of two or more monomers. Alternatively, these can Monomers copolymerized with another monomer to the To produce acrylic resin. Examples of the other monomer include Alkyl vinyl ethers, such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether and cyclohexyl vinyl ether; Esters of an alkylcarboxylic acid and Vinyl alcohol, such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, Vinyl valerate and vinyl cyclohexane carboxylate; Alkyl allyl ethers, such as ethyl allyl ether, Propyl allyl ether, butyl allyl ether, isobutyl allyl ether and cyclohexyl allyl ether; Alkylallyl esters, such as ethylallyl esters, propyl allyl esters, butyl allyl esters, Isobutylallyl esters and cyclohexylallyl esters; Alkenes, such as ethylene, propylene, Butylene and isobutylene; Acrylics; Esters of acrylic acid or methacrylic acid, such as ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, Isobutyl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate; Styrene and derivatives such as styrene and α-methylstyrene; Acrylamides such as acrylamide and methacrylamide; Acrylonitriles, such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Halogen-containing Vinyl monomers and silicon-containing vinyl monomers. These monomers can in combinations of two or more monomers.
Die oben beschriebenen Monomere werden polymerisiert und dann mit einer zweiwertigen Säure vernetzt, um das Harz auf Acryl-Basis herzustellen, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Dieselben Säurehärtungsmittel wie die, die in dem Harz auf Epoxy-Basis verwendet werden, können als diese zweiwertige Säure verwendet werden.The Monomers described above are polymerized and then with a divalent acid crosslinked to produce the acrylic-based resin described in the present Invention is used. The same acid hardeners as those used in The epoxy-based resin can be used as these divalent ones Acid used become.
Zusätzlich zu den obigen Harzen kann ein anderes Harz zugegeben werden. Beispiele des anderen Harzes umfassen Harze auf Polyurethan-Basis, hergestellt durch Härten eines Hydroxylgruppen-enthaltenden Polyesterharzes mit einem Isocyanathärtungsmittel, eines Harzes auf Polyester-Basis, hergestellt durch Härten eines Carboxylgruppen-enthaltenden Polyesterharzes mit Triglycidylisocyanat oder dergleichen, Harze, hergestellt durch Härten eines Hydroxylgruppen-enthaltenden Polyesterharzes mit einem Acrylharz mit einer Isocyanatgruppe in der Seitenkette, und Harze, hergestellt durch Härten eines Carboxylgruppen-enthaltenden Polyesterharzes mit einem Acrylharz mit einer Glycidylgruppe in der Seitenkette.In addition to Another resin can be added to the above resins. Examples of the other resin include polyurethane-based resins by hardening a hydroxyl group-containing polyester resin with an isocyanate curing agent, a polyester-based resin prepared by curing a Carboxyl group-containing polyester resin with triglycidyl isocyanate or the like, resins prepared by curing a hydroxyl group-containing Polyester resin with an acrylic resin having an isocyanate group in the side chain, and resins prepared by curing a carboxyl group-containing polyester resin with an acrylic resin having a glycidyl group in the side chain.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des durch Wärme härtenden Harzpulvers beträgt 100 μm oder weniger. Wenn ein durch Wärme härtendes Harzpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser über 100 μm verwendet wird, ist es schwierig, die gesamten Grundeisenteilchen oder dergleichen mit dem Harz, das durch eine Wärmebehandlung geschmolzen wird, zu beschichten. In einem solchen Fall kann die Festigkeit eines Preßlings nicht zufriedenstellend verbessert werden. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des durch Wärme härtendes Harzpulvers beträgt stärker bevorzugt 80 μm oder weniger, insbesondere 60 μm oder weniger. Obwohl die untere Grenze nicht besonders eingeschränkt ist, beträgt die untere Grenze im allgemeinen etwa 30 μm. In bezug auf den „durchschnittlichen Teilchendurchmesser" in der vorliegenden Erfindung sollte, wenn ein kommerziell erhältliches Harzpulver verwendet wird, der Wert, der in einem Katalog oder dergleichen beschrieben ist, als der durchschnittliche Teilchendurchmesser betrachtet werden. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser nicht bekannt ist, wird die Teilchengrößenverteilung durch einen normalen Teilchengrößenverteilungsanalysator gemessen. Folglich wird der Teilchendurchmesser bei dem kumulativen Wert von 50% (D50) von dem kleinsten Teilchendurchmesser aus dem Ergebnis bestimmt und als der durchschnittliche Teilchendurchmesser definiert.The average particle diameter of the thermosetting resin powder is 100 μm or less. When a thermosetting resin powder having an average particle diameter larger than 100 μm is used, it is difficult to coat the whole ground iron particles or the like with the resin which is melted by a heat treatment. In such a case, the strength of a compact can not be satisfactorily improved. The average particle diameter of the thermosetting resin powder is more preferably 80 μm or less, more preferably 60 μm or less. Although the lower limit is not particularly limited, the lower limit is generally about 30 μm. With respect to the "average particle diameter" in the present invention, when a commercially available resin powder is used, the value described in a catalog or the like should be regarded as the average particle diameter the particle size distribution by a nor measure particle size distribution analyzer. Thus, the particle diameter at the cumulative value of 50% (D 50 ) of the smallest particle diameter is determined from the result and defined as the average particle diameter.
Der Gehalt an Harzpulver beträgt 0,05% bis 1,0%, relativ zu der Gesamtmenge eines Eisenpulvers und/oder eines Eisenlegierungspulvers. Bei einem Harzpulvergehalt von weniger als 0,05% kann die Festigkeit eines Grünlings nicht zufriedenstellend verbessert werden, und der Schneidvorgang vor dem Sinterungsverfahren kann nicht durchgeführt werden. Andererseits wird bei einem Harzpulvergehalt über 1,0% die Fließfähigkeit eines Pulvergemisches verringert, wodurch die Produktivität verringert wird. In einem solchen Fall wird die Dichte eines Grünlings ebenso verringert.Of the Content of resin powder is 0.05% to 1.0%, relative to the total amount of an iron powder and / or an iron alloy powder. At a resin powder content of less than 0.05%, the strength of a green compact can not be satisfactory be improved, and the cutting process before the sintering process can not be done become. On the other hand, with a resin powder content exceeding 1.0% the fluidity of a powder mixture, thereby reducing productivity becomes. In such a case, the density of a green compact becomes the same reduced.
Einige der kommerziell erhältlichen Harzpulver umfassen ein Pigment für den Zweck der Färbung. Ein kommerziell erhältliches Harzpulver, einschließlich eines Pigments, kann für das Harzpulver in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Jedoch wird, da das Pigment eine nachteilige Wirkung auf die Festigkeit eines Grünlings haben kann, ein pigmentfreies Harzpulver bevorzugt verwendet werden.Some the commercially available Resin powders comprise a pigment for the purpose of coloring. A commercial one available Resin powder, including of a pigment, can for the resin powder can be used in the present invention. however is because the pigment has a detrimental effect on the strength a greenhair may have a pigment-free resin powder are preferably used.
Ein Schmiermittel kann zu dem Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie der vorliegenden Erfindung zugegeben werden. Das Schmiermittel verringert den Reibungskoeffizienten zwischen dem Grünling und einer Preßform, wodurch die Erzeugung der Preßformreibung und eine Schädigung der Preßform unterdrückt werden. Bevorzugte Beispiele des Schmiermittels, das in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, umfassen Ethylenbisstearamid, Stearamid, Zinkstearat, Lithiumstearat und Gemische aus mindestens zwei von diesen. Diese Schmiermittel, falls verwendet, sollten gemäß dem beabsichtigten Zweck des Preßlings ausgewählt sein.One Lubricant may be added to the powder mixture for powder metallurgy be added to the present invention. The lubricant is reduced the coefficient of friction between the green compact and a mold, thereby the generation of compression molding friction and damage the mold repressed become. Preferred examples of the lubricant used in the present This invention includes ethylene bisstearamide, stearamide, Zinc stearate, lithium stearate and mixtures of at least two of this. These lubricants, if used, should be in accordance with the intended Purpose of the compact be selected.
Der Gehalt des Schmiermittels beträgt 0,05% bis 1,0%, relativ zu der Gesamtmenge eines Grundeisenpulvers oder dergleichen. Bei einem Gehalt von weniger als 0,05% kann die Schmierfähigkeit unzureichend sein. Bei einem Gehalt über 1,0% kann das Härten eines Harzpulvers nicht zufriedenstellend durchgeführt werden, und die Fließfähigkeit des Pulvergemisches kann unzureichend sein.Of the Content of the lubricant is 0.05% to 1.0%, relative to the total amount of a ground iron powder or similar. At a content of less than 0.05%, the lubricity be inadequate. At a level above 1.0%, hardening of a Resin powder can not be satisfactorily performed, and the flowability of the powder mixture may be insufficient.
Das oben beschriebene Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird durch ein normales Verfahren geformt, um einen Grünling herzustellen. Beispielsweise wird eine Preßform mit dem Pulvergemisch gefüllt, und ein Druck von 5 bis 7 t/cm2 (490 bis 686 MPa) wird angelegt. Anschließend wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, damit das durch Wärme härtende Harzpulver gehärtet wird, um die Festigkeit des Grünlings zu erhöhen. Obwohl die Bedingungen für die Wärmebehandlung hauptsächlich von dem Typ des zugegebenen durch Wärme härtenden Harzpulvers abhängen, wird die Wärmebehandlung im allgemeinen bei lediglich etwa 150°C bis etwa 200°C für 10 bis 30 Minuten durchgeführt (stärker bevorzugt 15 bis 20 Minuten).The powder metallurgy powder mixture described above used in the present invention is molded by a normal method to prepare a green compact. For example, a mold is filled with the mixed powder and a pressure of 5 to 7 t / cm 2 (490 to 686 MPa) is applied. Subsequently, a heat treatment is performed to harden the thermosetting resin powder to increase the strength of the green compact. Although the conditions for the heat treatment mainly depend on the type of the thermosetting resin powder added, the heat treatment is generally conducted at only about 150 ° C to about 200 ° C for 10 to 30 minutes (more preferably 15 to 20 minutes).
Im allgemeinen kann ein Grünling einem Schneidvorgang vor dem Sintern nicht unterzogen werden, da der Grünling brüchig ist. Jedoch weist beispielsweise, wenn das Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie der vorliegenden Erfindung bei einem Druck von 5 t/cm2 (490,3 MPa) geformt wird, der resultierende Grünling eine Festigkeit von mindestens 30 MPa auf, gemessen gemäß dem Standard M09-1992 der Japan Powder Metallurgy Association (JPMA). Daher kann die Verwendung des Pulvergemisches für die Pulvermetallurgie der vorliegenden Erfindung als ein Einsatzmaterial einen Grünling bereitstellen, der einem Schneidvorgang unterzogen werden kann. Mit anderen Worten kann, da der Grünling, erhalten durch die vorliegende Erfindung, eine ausreichende Dichte und Festigkeit noch vor dem Sinterungsverfahren aufweisen, der Grünling einem Schneidvorgang unterzogen werden, und außerdem kann die Haltbarkeit eines verwendeten Schneidwerkzeuges verlängert werden.In general, a green compact can not be subjected to a cutting operation before sintering because the green compact is brittle. However, for example, has, when the mixed powder for powder metallurgy of the present invention at a pressure of 5 t / cm 2 (490.3 MPa) is formed, the resultant green compact has a strength of at least 30 MPa, as measured according to the Standard M09-1992 of Japan Powder Metallurgy Association (JPMA). Therefore, the use of the powder metallurgy powder mixture of the present invention as a feedstock can provide a green compact which can be subjected to a cutting operation. In other words, since the green compact obtained by the present invention has sufficient density and strength prior to the sintering process, the green compact can be subjected to cutting and, moreover, the durability of a cutting tool used can be prolonged.
Die vorliegende Erfindung wird nun durch die Beispiele ausführlicher beschrieben, aber der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch diese Beispiele nicht eingeschränkt.The The present invention will now be more fully understood by way of example described, but the scope of the present invention is characterized by these examples are not limited.
BEISPIELEEXAMPLES
BEISPIEL 1EXAMPLE 1
Ein reines Eisenpulver (Markenname: „Atomel 300M" von Kobe Steel, Ltd.) wurde als ein Grundmetallpulver verwendet. Ein kommerziell erhältliches Kupferpulver (2,0 Masse-% der Menge des reinen Eisenpulvers) (hierin nachstehend wird „Masse-%" einfach als „%" bezeichnet), ein Graphitpulver (0,8%), Ethylenbisstearamid (0,75%) und eine klare Pulverbeschichtung (0,3%), bestehend aus einem Harz auf Epoxy-Polyester-Basis (Konac Nr. 2700 von BASF NOF Coatings Co., Ltd., ein Harz, hergestellt durch Umsetzen eines Epoxyharzes mit einem zweiwertigen Säurepolyester, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 40 μm), wurden zu dem reinen Eisenpulver zugegeben. Das Gemisch wurde bei einer hohen Geschwindigkeit mit einem Mischer mit Schaufeln gerührt. Die Schüttdichte des resultierenden Pulvergemisches wurde gemäß Japanese Industrial Standard (JIS) Z2504 gemessen. Die Fließgeschwindigkeit wurde ebenso gemäß JIS Z2502 gemessen.A pure iron powder (trade name: "Atomel 300M" by Kobe Steel, Ltd.) was used as a base metal powder, A commercially available copper powder (2.0% by mass of the amount of pure iron powder) (hereinafter "mass%" becomes simple as "%"), a graphite powder (0.8%), ethylenebisstearamide (0.75%) and a clear powder coating (0.3%) consisting of a resin on epoxy-poly ester base (Konac No. 2700 from BASF NOF Coatings Co., Ltd., a resin prepared by reacting an epoxy resin with a diacid-acid polyester, average particle diameter: 40 μm) was added to the pure iron powder. The mixture was stirred at a high speed with a mixer with paddles. The bulk density of the resulting powder mixture was measured according to Japanese Industrial Standard (JIS) Z2504. The flow rate was also measured according to JIS Z2502.
Ein Grünling mit einem Durchmesser von 11,3 mm und einer Höhe von 10 mm wurde bei einem Druck von 5 t/cm2 (490,3 MPa) gemäß dem Standard 1-64 der Japan Society of Powder and Powder Metallurgy (JSPM) (ein Metallpulver-Komprimierbarkeits-Testverfahren) unter Verwendung des obigen Pulvergemisches als ein Einsatzmaterial hergestellt. Der Grünling wurde bei 170°C für 15 Minuten erhitzt. Die Dichte des Grünlings wurde dann gemessen. Ebenso wurde die Festigkeit des Grünlings gemäß JPMA M09-1992 gemessen.A greenware 11.3 mm in diameter and 10 mm high was molded at a pressure of 5 t / cm 2 (490.3 MPa) according to the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy (JSPM) standard 1-64 (JSPM) ( a metal powder compressibility test method) using the above powder mixture as a feedstock. The green compact was heated at 170 ° C for 15 minutes. The density of the green compact was then measured. Also, the strength of the green compact was measured according to JPMA M09-1992.
Ferner wurde ein Grünling mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Höhe von 15 mm bei einem Oberflächendruck von 490 MPa unter Verwendung des obigen Pulvergemischs als ein Einsatzmaterial hergestellt, um eine Entformungskraft zu messen, die ein Indikator der Schmierfähigkeit ist. Speziell wurde der Abzugsdruck durch Teilen der Ladung, die für das Abziehen des Grünlings aus der Preßform während des Formens erforderlich ist, durch die Kontaktfläche zwischen der Preßform und dem Grünling berechnet. Diese Proben werden als Nr. 1 bezeichnet, und die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.Further became a greengrocer with a diameter of 25 mm and a height of 15 mm at a surface pressure of 490 MPa using the above powder mixture as a feedstock made to measure a demolding force, which is an indicator lubricity is. Specifically, the withdrawal pressure was by dividing the charge, the for the Peeling off the green body from the mold while the molding is required by the contact surface between the mold and the greenling calculated. These samples are referred to as # 1, and the results are shown in Table 1.
BEISPIEL 2EXAMPLE 2
Ein Pulvergemisch wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß eine klare Pulverbeschichtung, bestehend aus einem Harz auf Acryl-Basis (Konac Nr. 4600 von BASF NOF Coatings Co., Ltd., ein Harz, hergestellt durch Vernetzen eines Acrylharzes mit einer Glycidylgruppe in der Seitenkette mit einer zweiwertigen Säure, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 40 μm) anstelle der klaren Pulverbeschichtung verwendet wurde, die aus dem Harz auf Epoxy-Polyester-Basis bestand, das in Beispiel 1 verwendet wurde. Ferner wurde ein Grünling wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß der Grünling bei 180°C für 15 Minuten erhitzt wurde. Diese Proben werden als Nr. 2 bezeichnet. Die Schüttdichte des Pulvergemisches, die Dichte des Grünlings und dergleichen wurden wie in Beispiel 1 gemessen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.One Powder mixture was prepared as in Example 1, except that a clear Powder coating consisting of an acrylic-based resin (Konac No. 4600 of BASF NOF Coatings Co., Ltd., a resin by crosslinking an acrylic resin having a glycidyl group in the Side chain with a dibasic acid, average particle diameter: 40 μm) instead The clear powder coating that was used was from the resin epoxy-polyester based used in Example 1. Furthermore, a green was prepared as in Example 1, except that the green compact at 180 ° C for 15 minutes was heated. These samples are referred to as # 2. Bulk density of the powder mixture, the density of the green compact and the like as measured in Example 1. Table 1 shows the results.
Ein Pulvergemisch und ein Grünling aus dem Pulvergemisch wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß eine klare Pulverbeschichtung, bestehend aus einem Harz auf Epoxy-Basis (Konac Nr. 3700 von BASF NOF Coatings Co., Ltd., ein Harz, hergestellt durch Härten eines nicht gehärteten Epoxyharzes mit einem Aminhärtungsmittel, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 40 μm), als ein durch Wärme härtendes Harzpulver verwendet wurde und der Grünling bei 160°C für 15 Minuten erhitzt wurde. Diese Proben werden als Nr. 3 bezeichnet. Die Schüttdichte des Pulvergemisches und dergleichen wurden durch dieselben Verfahren gemessen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.One Powder mixture and a green compact from the powder mixture were prepared as in Example 1, except that a clear Powder coating consisting of an epoxy-based resin (Konac No. 3700 of BASF NOF Coatings Co., Ltd., a resin by hardening an unhardened one Epoxy resin with an amine curing agent, average particle diameter: 40 μm) as a thermosetting resin powder was used and the greenling at 160 ° C for 15 Minutes was heated. These samples are referred to as # 3. Bulk density of the powder mixture and the like were obtained by the same methods measured. Table 1 shows the results.
BEISPIEL 3EXAMPLE 3
Pulvergemische und Grünlinge aus den Pulvergemischen wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß der Gehalt der klaren Pulverbeschichtung, bestehend aus dem Harz auf Epoxy-Polyester-Basis (Konac Nr. 2700 von BASF NOF Coatings Co., Ltd., durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 40 μm) 1,0% (Nr. 4) oder 0,1% (Nr. 5) betrug. Die Schüttdichte der Pulvergemische und dergleichen wurde wie in Beispiel 1 gemessen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.powder mixtures and greenlings from the powder mixtures were prepared as in Example 1, except that the content the clear powder coating, consisting of the epoxy-polyester-based resin (Konac No. 2700 of BASF NOF Coatings Co., Ltd., average Particle diameter: 40 μm) 1.0% (# 4) or 0.1% (# 5). The bulk density of the powder mixtures and the like were measured as in Example 1. Table 1 shows the results.
VERGLEICHSBEISPIEL 1COMPARATIVE EXAMPLE 1
Pulvergemische und Grünlinge aus den Pulvergemischen wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die klare Pulverbeschichtung, bestehend aus dem Harz auf Epoxy-Polyester-Basis (Konac Nr. 2700 von BASF NOF Coatings Co., Ltd., durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 40 μm), nicht enthalten war (Nr. 6), oder der Gehalt der klaren Pulverbeschichtung, bestehend aus dem Harz auf Epoxy-Polyester-Basis (Konac Nr. 2700 von BASF NOF Coatings Co., Ltd., durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 40 μm) 0,03% (Nr. 7) oder 1,2% (Nr. 8) betrug.powder mixtures and greenlings from the powder mixtures were prepared as in Example 1, except that the clear Powder coating consisting of the epoxy-polyester-based resin (Konac No. 2700 of BASF NOF Coatings Co., Ltd., average Particle diameter: 40 μm), was not included (# 6), or the content of the clear powder coating, consisting of the epoxy-polyester resin (Konac No. 2700 from BASF NOF Coatings Co., Ltd., average particle diameter: 40 μm) 0.03% (No 7) or 1.2% (No 8).
Ferner wurden die Pulvergemische und Grünlinge aus den Pulvergemischen wie in Beispiel 1 hergestellt, außer das der durchschnittliche Teilchendurchmesser der klaren Pulverbeschichtung, bestehend aus dem Harz auf Epoxy-Polyester-Basis, 150 μm (Nr. 9) oder 250 μm (Nr. 10) anstelle von 40 μm betrug.Further were the powder mixtures and green compacts from the powder mixtures as prepared in Example 1, except that the average particle diameter of the clear powder coating, consisting of the epoxy-polyester-based resin, 150 μm (No. 9) or 250 μm (No. 10) instead of 40 μm amounted to.
Die Schüttdichte dieser Pulvergemische und dergleichen wurde wie in Beispiel 1 gemessen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.The bulk density of these powder mixtures and the like was measured as in Example 1. Table 1 shows the results.
Tabelle
1
Die Ergebnisse zeigten, daß die Grünlinge, bestehend aus einem Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie, das kein Harzpulver enthielt, oder einem Pulvergemisch für die Pulvermetallurgie, bei dem der Gehalt eines Harzpulvers weniger als die in der vorliegenden Erfindung spezifizierte Menge betrug, eine unzureichende Festigkeit aufwiesen und einem Schneidvorgang nicht unterzogen werden konnten (Nr. 6 und 7). Die Grünlinge, bestehend aus einem Pulvergemisch, bei dem der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Harzpulvers den Bereich in der vorliegenden Erfindung überschritt, zeigten ebenso dieselben Ergebnisse (Nr. 9 und 10). Außerdem wies, wenn der Gehalt des Harzpulvers den in der vorliegenden Erfindung spezifizierten Bereich überschritt, der Grünling eine zufriedenstellende Festigkeit auf, aber eine niedrige Dichte. Dieser Grünling war ebenso nicht für einen Schneidvorgang geeignet, und außerdem wies das Pulvergemisch selbst geringe Fließfähigkeit auf (Nr. 8).The Results showed that the Green compacts, consisting of a powder mixture for powder metallurgy, the contains no resin powder or a powder mixture for powder metallurgy, wherein the content of a resin powder is less than that in the present Invention specified amount, insufficient strength and could not be subjected to a cutting process (Nos. 6 and 7). The greenlings, consisting of a powder mixture in which the average Particle diameter of the resin powder the range in the present Invention exceeded, also showed the same results (entries 9 and 10). In addition, When the content of the resin powder in the present invention specified area exceeded, the greenling a satisfactory strength, but a low density. This greenbelt was not for a cutting process suitable, and also had the powder mixture even low flowability on (# 8).
Im Gegensatz dazu wiesen die Pulvergemische für die Pulvermetallurgie, enthaltend ein Harzpulver innerhalb des in der vorliegenden Erfindung spezifizierten Gehaltbereiches, ausgezeichnete Fließfähigkeit auf, und Grünlinge aus diesen Pulvergemi schen wiesen eine ausreichende Dichte und Festigkeit auf, und waren daher für einen Schneidvorgang geeignet. Diese Beispiele zeigen, daß gemäß der vorliegenden Erfindung, da der Grünling eine ausreichende Dichte und Festigkeit sogar vor dem Sinterungsverfahren aufweist, der Grünling einem Schneidvorgang unterzogen werden kann, und außerdem die Haltbarkeit eines verwendeten Schneidwerkzeuges verlängert werden kann.in the In contrast, the powder mixtures for powder metallurgy containing a resin powder within that specified in the present invention Salary range, excellent flowability, and green compacts These powder mixtures had sufficient density and strength on, and were therefore for a cutting process suitable. These examples show that according to the present Invention, since the green body sufficient density and strength even before the sintering process has, the greenling a cutting process can be subjected, and also the Durability of a used cutting tool can be extended can.
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