DE60201903T2 - IRON POWDER COMPOSITION USING AN AMID LUBRICANT AND PROCESS FOR MAKING IT - Google Patents
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Abstract
Description
GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft Metallpulverzusammensetzungen. Insbesondere betrifft die Erfindung Zusammensetzungen auf Eisenbasis, welche zur Verdichtung bei erhöhten Temperaturen geeignet sind.The The present invention relates to metal powder compositions. Especially The invention relates to iron-based compositions which for compaction at elevated Temperatures are suitable.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Der Stand der Technik der Pulvermetallurgie verwendet im allgemeinen unterschiedliche Standardtemperaturbereiche zur Verdichtung eines Metallpulvers, um einen metallischen Bestandteil zu bilden. Diese umfassen das Kältepressen (Pressen unterhalb der Umgebungstemperatur), Kaltpressen (Pressen bei Umgebungstemperatur), Heißpressen (Pressen bei Temperaturen oberhalb derer, bei welchen das Metallpulver geeignet ist, die Kaltverfestigung beizubehalten), und Warmpressen (Pressen bei Temperaturen zwischen dem Kaltpressen und Heißpressen).Of the The prior art of powder metallurgy generally uses different standard temperature ranges for compression of a Metal powder to form a metallic component. These include the cold pressing (Pressing below the ambient temperature), cold pressing (pressing at ambient temperature), hot pressing (Pressing at temperatures above those at which the metal powder is suitable to maintain strain hardening), and hot pressing (Pressing at temperatures between cold pressing and hot pressing).
Einige Vorteile werden erzielt, indem bei Temperaturen oberhalb der Umgebungstemperatur gepresst wird. Die Zugfestigkeit und die Kaltverfestigungsgeschwindigkeit der meisten Metalle wird durch erhöhte Temperaturen reduziert, und verbesserte Dichte und Festigkeit kann bei niedrigeren Verdichtungsdrücken erzielt werden. Die extrem erhöhten Temperaturen beim Heißpressen führen jedoch zu Verarbeitungsproblemen und zu einem beschleunigten Verschleiß der Pressformen. Daher richten sich die heutigen Bemühungen auf die Entwicklung von Metallzusammensetzungen, die für Warmpressverarbeitungen geeignet sind.Some Benefits are achieved by operating at temperatures above ambient is pressed. The tensile strength and the work hardening rate most metals are reduced by elevated temperatures, and improved density and strength can be achieved at lower compaction pressures. The extremely elevated Temperatures during hot pressing to lead however, to processing problems and accelerated wear of the dies. Therefore, today's efforts are focused on development of metal compositions suitable for hot press processing are.
Das US-Patent 4,955,789 (Musella) beschreibt die Warmverdichtung im allgemeinen. Gemäß dieses Patentes können Schmiermittel, die im allgemeinen für die Kaltverdichtung verwendet werden, z. B. Zinkstearat, auch für die Warmverdichtung benutzt werden. In der Praxis hat es sich jedoch als unmöglich herausgestellt, Zinkstearat oder Äthylenbisstearamid (herkömmlich erhältlich als ACRAWAX®), welche zur Zeit die Schmiermittel sind, die am häufigsten bei der Kaltverdichtung eingesetzt werden, bei der Warmverdich tung zu verwenden. Das Problem, das auftritt, liegt an den Schwierigkeiten, die Pressform auf geeignete Weise anzufüllen.U.S. Patent 4,955,789 (Musella) describes hot compaction in general. According to this patent, lubricants that are generally used for cold compression, z. As zinc stearate, are also used for hot compression. In practice, however, it has proved impossible, zinc stearate or Äthylenbisstearamid (available conventionally as ACRAWAX ®), which are used in cold compaction most frequently, which are the lubricant for the time at which Warmverdich tung to use. The problem that arises is due to the difficulties in properly filling the mold.
Die US-Patente 5,744,433 (Storstrom et al) und 5,154,881 (Rutz) offenbaren Metallpulverzusammensetzungen umfassend Amid-Schmiermittel, welche insbesondere für die Warmverdichtung verwendet werden.The U.S. Patents 5,744,433 (Storstrom et al) and 5,154,881 (Rutz) Metal powder compositions comprising amide lubricants which especially for the hot compression can be used.
Das Schmiermittel gemäß des US-Patentes 5,744,433 enthält ein Oligomer des Amidtyps, welches ein massegemitteltes Molekulargewicht Mw von höchstens 30.000 aufweist. Sehr hohe Dichten und Rohfestigkeiten können erhalten werden, indem die Pulverzusammensetzungen warm verdichtet werden, wenn das Schmiermittel ein Molekulargewicht von über 4.000 aufweist, wobei das bevorzugte Schmiermittel-Molekül ein Molekulargewicht von ungefähr 6.500 aufweist. Man hat jedoch herausgefunden, dass dieses Schmiermittel eine Tendenz hat, an der Wand der Pressform festzukleben, wodurch ein häufiges Reinigen der Pressform notwendig wird. Ein weiterer Nachteil ist, dass die erhaltenen Rohkörper bzw. Grünkörper Flecken aufweisen.The lubricant according to US Pat. No. 5,744,433 contains an amide-type oligomer having a weight-average molecular weight M w of at most 30,000. Very high densities and raw strengths can be obtained by hot compacting the powder compositions when the lubricant has a molecular weight of over 4,000, with the preferred lubricant molecule having a molecular weight of about 6,500. However, it has been found that this lubricant has a tendency to stick to the wall of the mold, thereby necessitating frequent cleaning of the mold. Another disadvantage is that the resulting green bodies or green bodies have stains.
In dem US-Patent 5,154,881 besteht das Amid-Schmiermittel aus dem Reaktionsprodukt einer Monokarbonsäure, einer Dikarbonsäure und einem Diamin. Das einzige Schmiermittel, welches gemäß dieses Patentes getestet wurde, ist ADVAWAX® 450, wobei die Zusammensetzungen nicht im Detail beschrieben sind, sondern wobei das erhaltene Reaktionsprodukt unter anderem Ethylenbisstearamid gemäß Chemis-CIVS enthält. Unsere Erfahrung mit diesem Produkt ist, dass es schwierig ist, eine konstante Zusammensetzung und Qualität zu erzielen, was zu Bestandteilen mit unterschiedlichen Qualitäten führen kann. Dies kann zu Problemen führen, wenn das Schmiermittel in der industriellen Produktion in großem Maßstab eingesetzt wird.In US Pat. No. 5,154,881, the amide lubricant consists of the reaction product of a monocarboxylic acid, a dicarboxylic acid and a diamine. The only lubricant that has been tested according to this patent is ADVAWAX® 450 ®, which compositions are not described in detail but the reaction product obtained contains, inter alia, ethylene bisstearamide according to Chemis-CIVS. Our experience with this product is that it is difficult to achieve consistent composition and quality, which can lead to components with different qualities. This can lead to problems when the lubricant is used in industrial production on a large scale.
GEGENSTÄNDE DER ERFINDUNGOBJECTS OF INVENTION
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, die jetzigen Probleme, die mit der Produktion in großem Maßstab zusammenhängen, zu reduzieren oder zu eliminieren.One The object of the present invention is to solve the present problems those with the production in big scale related, to reduce or eliminate.
Ein zweiter Gegenstand ist es, eine neue Art von Schmiermittel bereitzustellen, welches bei Metallzusammensetzungen geeignet ist, die bei erhöhten Temperaturen verdichtet werden sollen. Ein dritter Gegenstand ist es, ein Metallpulver zur Herstellung von Komponenten ohne Flecken bereitzustellen.One second object is to provide a new type of lubricant, which is suitable for metal compositions which are at elevated temperatures should be compressed. A third object is a metal powder to provide components without stains.
Ein vierter Gegenstand ist es, eine Metallzusammensetzung bereitzustellen, umfassend ein Schmiermittel, welches sich während der Verdichtung des Metallpulvers nicht an der Wand der Pressform abscheidet.A fourth object is to provide a metal composition comprising a lubricant medium, which does not deposit on the wall of the mold during compaction of the metal powder.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION
Diese Aufgaben werden erzielt, indem eine Pulverzusammensetzung verwendet wird, umfassend ein Pulver auf Eisenbasis und ein neues Schmiermittel vom Oligomeramid-Typ. Die Zusammensetzung kann auch eine oder mehrere Zusatzstoffe, wie Bindemittel, Fließmittel, Verarbeitungshilfen und harte Phasen umfassen.These Tasks are achieved by using a powder composition comprising an iron-based powder and a new lubricant of the oligomeramide type. The composition may also contain one or more additives, such as Binders, flow agents, Processing aids and hard phases include.
Die Warmverdichtung kann durchgeführt werden, indem ein Pulver auf Eisenbasis mit dem Schmiermittel vom Oligomeramid-Typ und gegebenenfalls mit einem Bindemittel vermischt wird, Vorwärmen der Pulverzusammensetzung und Verdichten der Metallpulverzusammensetzung in einem vorgewärmten Werkzeug.The Hot compression can be performed by using an iron-based powder with the lubricant of Oligomeramid type and optionally mixed with a binder will, preheat the powder composition and compacting the metal powder composition in a preheated Tool.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Das
neue Schmiermittel vom Amid-Typ, welches gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, kann durch die folgende Formel dargestellt werden.
D
-H, COR, CNHR ist, wobei R eine gerade oder verzweigte aliphatische
oder aromatische Gruppe ist, umfassend 2–21 C Atome
C die Gruppe
-NH(CH2)nCO- ist
B
Amino oder Carbonyl ist
A Alkylen mit 4–16 C Atomen ist, gegebenenfalls
umfassend bis zu 4 O Atomen
ma eine Zahl von 1–10 ist
mb
eine Zahl von 1–10
ist
n eine Zahl von 5–11
ist.The novel amide-type lubricant used in the present invention can be represented by the following formula.
D is -H, COR, CNHR, wherein R is a straight or branched aliphatic or aromatic group comprising 2-21 C atoms
C is the group -NH (CH 2 ) n CO-
B is amino or carbonyl
A is alkylene having 4-16 C atoms, optionally comprising up to 4 O atoms
ma is a number from 1-10
mb is a number from 1-10
n is a number from 5-11.
Es ist bevorzugt, dass D COR ist, wobei R eine aliphatische Gruppe mit 16–20 C Atomen ist, C -NH(CH2)nCO- ist, wobei N 5 oder 11 ist; B ein Amino ist; A ein Alkylen mit 6–14 C Atomen ist, gegebenenfalls umfassend bis zu 3 O Atomen und ma und mb jeweils eine Zahl von 2–5 sind, wobei ma und mb gleich oder voneinander verschieden sein können.It is preferred that D is COR, wherein R is an aliphatic group having 16-20 C atoms, C is -NH (CH 2 ) n CO-, wherein N is 5 or 11; B is an amino; A is an alkylene having 6-14 C atoms, optionally comprising up to 3 O atoms and ma and mb are each a number from 2-5, wherein ma and mb may be the same or different.
Beispiele
bevorzugter Schmiermittel, welche in den Zusammensetzungen auf Eisenbasis
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können,
sind:
CH3(CH2)16CO-[HN(CH2)11CO]2-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]2-OC(CH2)16CH3
CH3(CH2)16CO-[HN(CH2)11CO]2-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]3-OC(CH2)16CH3
CH3(CH2)16CO-[HN(CH2)11CO]3-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]3-OC(CH2)16CH3
CH3(CH2)16CO-[HN(CH2)11CO]3-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]4-OC(CH2)16CH3
CH3(CH2)16CO-[HN(CH2)11CO]4-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]4-OC(CH2)16CH3
CH3(CH2)16CO-[HN(CH2)11CO]4-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]5-OC(CH2)16CN3
CH3(CH2)16CO-[HN(CH2)11CO]5-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]5-OC(CH2)16CH3 Examples of preferred lubricants which can be used in the iron-based compositions according to the present invention are:
CH 3 (CH 2 ) 16 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 2 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 2 -OC (CH 2 ) 16 CH 3
CH 3 (CH 2 ) 16 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 2 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 3 -OC (CH 2 ) 16 CH 3
CH 3 (CH 2 ) 16 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 3 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 3 -OC (CH 2 ) 16 CH 3
CH 3 (CH 2 ) 16 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 3 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 4 -OC (CH 2 ) 16 CH 3
CH 3 (CH 2 ) 16 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 4 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 4 -OC (CH 2 ) 16 CH 3
CH 3 (CH 2 ) 16 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 4 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 5 -OC (CH 2 ) 16 CN 3
CH 3 (CH 2 ) 16 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 5 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 5 -OC (CH 2 ) 16 CH 3
Weitere
Beispiele sind:
CH3)CO-HN(CH2)5CO-HN(CH2)2NH-OC(CH2)5NH-OC(CH3) mit dem MW 370.49;
CH3(CH2)2OCO-HN(CH2)11CO-HN(CH2)12NH-OC(CH2)11NH-OC(CH2)20CH3 mit
dem MW 1240.10
CH3(CH2)20CO-[HN(CH2)11CO]10-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]10-OC(CH2)20CH3 mit
dem MW 8738.04
CH3(CH2)4CO-[HN(CH2)11CO]3-HN(CH2)12NH-[OC(CH2)11NH]3-OC(CH2)4CH3 mit
dem MW 1580.53
CH3(CH2)4CO-[HN(CH2)5CO]7-HN(CH2)6NH-[OC(CH2)5NH]7-OC(CH2)4CH3 mit
dem MW 1980.86
CH3(CH2)20CO-[HN(CH2)5CO]7-HN(CH2)6NH-[OC(CH2)5NH]7-OC(CH2)20CH3 mit
dem MW 2429.69
und
CH3(CH2)16NH-[OC(CH2)11NH]4-CO(CH2)10CO-[HN(CH2)11CO]4-HN(CH2)16CH3 mit
dem MW 2283,73Further examples are:
CH 3 ) CO-HN (CH 2 ) 5 CO-HN (CH 2 ) 2 NH-OC (CH 2 ) 5 NH-OC (CH 3 ) with MW 370.49;
CH 3 (CH 2) 2 OCO-HN (CH 2) 11 CO-HN (CH 2) 12 NH-OC (CH 2) 11 NH-OC (CH2) 20 CH3 having the MW 1240.10
CH 3 (CH 2 ) 20 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 10 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 10 -OC (CH 2 ) 20 CH 3 with MW 8738.04
CH 3 (CH 2 ) 4 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 3 -HN (CH 2 ) 12 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 3 -OC (CH 2 ) 4 CH 3 with MW 1580.53
CH 3 (CH 2 ) 4 CO- [HN (CH 2 ) 5 CO] 7 -HN (CH 2 ) 6 NH- [OC (CH 2 ) 5 NH] 7 -OC (CH 2 ) 4 CH 3 with MW 1980.86
CH 3 (CH 2 ) 20 CO- [HN (CH 2 ) 5 CO] 7 -HN (CH 2 ) 6 NH- [OC (CH 2 ) 5 NH] 7 -OC (CH 2 ) 20 CH 3 with MW 2429.69
and
CH 3 (CH 2 ) 16 NH- [OC (CH 2 ) 11 NH] 4 -CO (CH 2 ) 10 CO- [HN (CH 2 ) 11 CO] 4 -HN (CH 2 ) 16 CH 3 MW 2,283.73
Die chemischen Unterschiede zwischen dem neuen Schmiermittel und dem Schmiermittel, welches in dem US-Patent 5,744,433 beschrieben ist, ist dass das neue Molekül einen zentralen Diamid- oder zweibasigen Säureteil und identische Anschlussgruppen an beiden Enden aufweist. Der chemische Unterschied zwischen dem neuen Schmiermittel und dem Schmiermittel, welches in dem US-Patent 5,154,881 beschrieben ist, ist dass das neue Schmiermittelmolekül die Einheit -NH(CH2)nCO- umfasst.The chemical differences between the new lubricant and the lubricant described in U.S. Patent 5,744,433 is that the new molecule has a central diamide or dibasic acid moiety and identical terminal groups at both ends. The chemical difference between the new lubricant and the lubricant described in U.S. Patent 5,154,881 is that the new lubricant molecule comprises the unit -NH (CH 2 ) n CO-.
Im Gegensatz zu dem aus dem US-Patent 5,154,881 bekannten Schmiermittel, wird kein EBS gebildet, wenn das Schmiermittel gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. EBS weist die chemische Formel auf: CH3(CH2)16CO-HN(CH2)2NH-OC(CH2)16CH3) und ist ein Molekül ohne Laktameinheiten, welches im Kontrast zu den Schmiermitteln gemäß der vorliegenden Erfindung steht.In contrast to the lubricant known from US Pat. No. 5,154,881, no EBS is formed when the lubricant according to the present invention is produced. EBS has the chemical formula: CH 3 (CH 2 ) 16 CO-HN (CH 2 ) 2 NH-OC (CH 2 ) 16 CH 3 ) and is a molecule without lactam units which is in contrast to the lubricants according to the present invention stands.
In Bezug auf das Molekulargewicht des neuen Schmiermittelmoleküls wurde herausgefunden, dass die bevorzugten Schmiermittel ein Molekulargewicht zwischen 1.000 und 5.000 aufweisen, besonders bevorzugt zwischen 1.500 und 3.000.In Reference was made to the molecular weight of the new lubricant molecule found that the preferred lubricants have a molecular weight between 1,000 and 5,000, more preferably between 1,500 and 3,000.
Das Schmiermittelmolekül kann gemäß Standardverfahren für ein Amid-Oligomer hergestellt werden, wie z. B. in „Prnciples of Polymerization" dritte Ausgabe, von George Odian (John Wiley & Sons, Inc.) beschrieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Schmiermittel vorzugsweise aus wenigstens 80% des Amids mit der oben beschriebenen Formel. Daher können bis zu 20 Gew.-% anderer Arten von Schmiermitteln zugegeben werden, solang die vorteilhaften Eigenschaften des neuen Schmiermittels nicht nachteilig beeinflusst werden.The lubricant molecule can according to standard procedures for a Amide oligomer can be prepared, such as. In "Prnciples of Polymerization" third edition, by George Odian (John Wiley & Sons, Inc.). According to the present Invention, the lubricant is preferably at least 80% of the amide having the formula described above. Therefore, up to added to 20% by weight of other types of lubricants, as long as the beneficial properties of the new lubricant not be adversely affected.
Dieses Schmiermittel, welches zu dem Pulver auf Eisenbasis zugegeben wird, liegt vorzugsweise in der Form eines festen Pulvers vor, und kann bis zu 0,1–1 Gew.-% der Metallpulverzusammensetzung ausmachen, vorzugsweise 0,2–0,8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Metallpulverzusammensetzung. Die Möglichkeit, das Schmiermittel gemäß der vorliegenden Erfindung in geringen Mengen zu verwenden, ist ein besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, da es ermöglicht dass hohe Dichten erzielt werden können.This Lubricant added to the iron-based powder, is preferably in the form of a solid powder, and may up to 0.1-1 Wt .-% of the metal powder composition, preferably 0.2-0.8 wt .-%, based on the total amount of the metal powder composition. The possibility, the lubricant according to the present invention To use invention in small quantities is a particularly advantageous Feature of the invention, as it allows that high densities can be achieved.
Wie in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet, umfasst der Ausdruck „Pulver auf Eisenbasis" Pulver, die im wesentlichen aus reinem Eisen bestehen; Eisenpulver, die mit anderen Substanzen zur Verbesserung der Festigkeit, der Härteeigenschaften, der elektromagnetischen Eigenschaften oder anderer gewünschten Eigenschaften des Endproduktes vorlegiert wurden; und Eisenteilchen, die mit Teilchen solcher Legierungselemente vermischt sind (diffusionsgeglühte Mischung oder reine mechanische Mischung). Beispiele der Legierungselemente sind Kupfer, Molybdän, Chrom, Mangan, Phosphor, Kohlenstoff in der Form von Graphit und Wolfram, welche entweder getrennt oder in Kombination verwendet werden, z. B. in der Form von Verbindungen (Fe3P und FeMo). Unerwartet gute Ergebnisse werden erhalten, wenn die Schmiermittel gemäß der Erfindung in Kombination mit Pulvern auf Eisenbasis verwendet werden, die eine hohe Verdichtbarkeit aufweisen. Im allgemeinen weisen solche Pulver einen niedrigen Kohlenstoffgehalt auf, vorzugsweise unterhalb von 0,04 Gew.-%. Diese Pulver umfassen z. B. Distaloy AE, Astaloy Mo und ASC 100.29, die alle kommerziell erhältlich sind von Höganäs AB, Schweden.As used in the specification and the appended claims, the term "iron-based powder" includes powders consisting essentially of pure iron; iron powder containing other substances to improve the strength, hardness properties, electromagnetic properties or other desired properties of the iron And iron particles mixed with particles of such alloying elements (diffusion annealed mixture or pure mechanical mixture) Examples of the alloying elements are copper, molybdenum, chromium, manganese, phosphorus, carbon in the form of graphite and tungsten, either separated or can be used in combination, for example in the form of compounds (Fe 3 P and FeMo) Unexpectedly good results are obtained when the lubricants according to the invention are used in combination with iron-based powders having high compressibility in general, such powders are egg low carbon content, preferably below 0.04 wt%. These powders include, for. Distaloy AE, Astaloy Mo and ASC 100.29, all of which are commercially available from Höganäs AB, Sweden.
Abgesehen von dem Pulver auf Eisenbasis und dem Schmiermittel, kann die neue Pulverzusammensetzung ein oder mehrere Zusatzstoffe wie Bindemittel, Fließmittel, Verarbeitungshilfen und harte Phasen enthalten.apart from the iron-based powder and the lubricant, the new one can Powder composition one or more additives such as binder, Flow agents, Processing aids and hard phases included.
Das Bindemittel kann zu der Pulverzusammensetzung gemäß des Verfahrens zugegeben werden, welches in dem US-Patent 5,368,630 beschrieben ist (welches hier durch Bezugnahme aufgenommen wird) und kann organische Verbindungen wie Zellulose-Esterharze, Hydroxylalkyl-Zelluloseharze mit 1–4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe oder thermoplastische Phenolharze sein.The Binder may be added to the powder composition according to the method which is described in U.S. Patent 5,368,630 is (which is incorporated herein by reference) and may be organic Compounds such as cellulose ester resins, Hydroxylalkyl cellulose resins having 1-4 carbon atoms in the Alkyl group or thermoplastic phenolic resins.
Eine Art eines Fließmittels, welches gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in dem US-Patent 5,782,954 offenbart (welche hier durch Bezugnahme aufgenommen wird). Das Fließmittel, welches vorzugsweise ein Siliziumdioxid ist, wird in einer Menge von ungefähr 0,005 bis ungefähr 2 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,01 bis ungefähr 1 Gew.-% verwendet und besonders bevorzugt zwischen ungefähr 0,025 bis ungefähr 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der metallurgischen Zusammensetzung. Des weiteren sollte das Fließmittel eine mittlere Teilchengröße unterhalb von ungefähr 40 Nanometer aufweisen. Bevorzugte Siliziumoxide sind Siliziumdioxidmaterialien, sowohl hydrophile als hydrophobe Formen, kommerziell erhältlich als die Aerosil-Reihe der Siliziumdioxide, wie Aerosil 200 und R812, von Degussa Corporation.A Type of a superplasticizer, which according to the present This invention can be used in U.S. Patent 5,782,954 (which is incorporated herein by reference). The eluant, which preferably a silica is used in an amount of about 0.005 until about 2% by weight, preferably between about 0.01 to about 1% by weight and more preferably between about 0.025% to about 0.5% by weight, based on the total weight of the metallurgical composition. Furthermore, the flow agent should a mean particle size below of about 40 nanometers. Preferred silicon oxides are silicon dioxide materials, both hydrophilic and hydrophobic forms, commercially available the Aerosil series of silicas, such as Aerosil 200 and R812, from Degussa Corporation.
Die bei der Metallpulverzusammensetzung verwendeten Verarbeitungshilfen können aus Talk, Forsterit, Mangansulfit, Schwefel, Molybdändisulfit, Bornitrid, Tellur, Selen, Bariumdiflorid und Kalziumdiflorid bestehen, welche entweder separat oder in Kombination verwendet werden.The processing aids used in the metal powder composition can talc, forsterite, manganese sulphite, sulfur, molybdenum disulphite, Boron Nitride, Tellurium, Selenium, Barium Di- fluoride and Calcium Di- which are used either separately or in combination.
Die in der Metallpulverzusammensetzung verwendete harte Phase kann aus Karbiden von Wolfram, Vanadium, Titan, Niob, Chrom, Molybdän, Tantal und Zirkon bestehen, Nitriden von Aluminium, Titan, Vanadium, Molybdän und Chrom, Al2O3 und verschiedenen keramischen Materialien.The hard phase used in the metal powder composition may consist of carbides of tungsten, vanadium, titanium, niobium, chromium, molybdenum, tantalum and zirconium, nitrides of aluminum, titanium, vanadium molybdenum and chromium, Al 2 O 3 and various ceramic materials.
Die Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele beschrieben, welche nur als Beispiele und nicht zur Begrenzung des Umfanges des Schutzes dienen sollen.The Invention is further described by the following examples, which serve only as examples and not to limit the scope of the To serve protection.
BEISPIEL 1EXAMPLE 1
Die folgenden Tabellen offenbaren einen Vergleich der Eigenschaften zwischen Bestandteilen, hergestellt aus den Pulvermischungen umfassend das Schmiermittel gemäß der vorliegenden Erfindung, und das Schmiermittel vom Amidtyp offenbart in dem US Patent 5,744,433.The The following tables reveal a comparison of the properties between constituents prepared from the powder mixtures the lubricant according to the present invention Invention, and the amide-type lubricant disclosed in the US Patent 5,744,433.
Tabelle
1
Tabelle
2
- Temperatur des Pulvers/der Pressform: 120°C/120°CTemperature of the powder / mold: 120 ° C / 120 ° C
Das Pulver auf Eisenbasis war Distaloy AE erhältlich von Höganäs AB, Schweden. Dieses Pulver wurde mit 0,3 Gew.-% ultrafeinem Graphit und 0,6 Gew.-% eines Schmiermittels gemäß der vorliegenden Erfindung vermischt. Ein das Fließverhalten steigernde Mittel Aerosil® 200 wurde in einer Menge von 0,06 Gew.-% zugegeben.The iron-based powder was Distaloy AE available from Höganäs AB, Sweden. This powder was mixed with 0.3 wt% ultrafine graphite and 0.6 wt% of a lubricant according to the present invention. A flow behavior enhancing agent Aerosil ® 200 was added in an amount of 0.06 wt .-% added.
Es wird deutlich, dass das neue Schmiermittel vom Oligomer-Amidtyp gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur bezüglich der Ausstoßkraft, der Ausstoßenergie, der Rückfederung überragend ist, sondern auch wenn das Erscheinungsbild der verdichteten Bestandteile berücksichtigt wird. Zusätzlich haftet das Schmiermittel nicht an der Formwand.It it becomes clear that the new lubricant of the oligomer amide type according to the present Invention not only with respect the ejection force, the ejection energy, the springback outstanding is, but also if the appearance of the compressed components considered becomes. additionally The lubricant does not adhere to the mold wall.
BEISPIEL 2EXAMPLE 2
Die folgende Tabelle offenbart einen Vergleich der Eigenschaften zwischen Bestandteilen hergestellt aus Pulvermischungen umfassend das Schmiermittel gemäß der folgenden Erfindung und das Schmiermittel vom Amidtyp, welches in dem US-Patent 5,154,881 offenbart ist.The The following table discloses a comparison of the properties between Ingredients made from powder mixtures comprising the lubricant according to the following Invention and the amide-type lubricant disclosed in US Pat 5,154,881.
Es wird deutlich, dass das Schmiermittel gemäß der vorliegenden Erfindung bezüglich der Ausstoßkraft, der Ausstoßenergie und der Rückfederung überragend ist.It It will be apparent that the lubricant according to the present invention in terms of the ejection force, the ejection energy and the springback outstanding is.
Tabelle
3
- Verdichtungsdruck 700 MPaCompression pressure 700 MPa
- Temperatur des Pulvers/der Form 130°C/150°CTemperature of the powder / mold 130 ° C / 150 ° C
Das Pulver auf Eisenbasis war Distaloy AE erhältlich von Höganäs AB, Schweden.The Iron-based powder was available from Distaloy AE of Höganäs AB, Sweden.
Dieses Pulver wurde mit 0,3 Gew.-% ultrafeinem Graphit und 0,6 Gew.-% eines Schmiermittels gemäß der vorliegenden Erfindung vermischt.This Powder was treated with 0.3 wt% ultrafine graphite and 0.6 wt% of a Lubricant according to the present Invention mixed.
Ein das Fließverhalten steigernde Mittel Aerosil wurde in einer Menge von 0,06 Gew.-% zugegeben.One the flow behavior enhancing agents Aerosil was added in an amount of 0.06 wt%.
BEISPIEL 3EXAMPLE 3
Das folgende Beispiel offenbart einen Vergleich der Dichten von Rohkörpern, erhalten mit den Oligomeramid-Schmiermitteln, welche gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden und welche unterschiedliche Molekulargewichte aufweisen.The The following example discloses a comparison of the densities of green bodies obtained with the oligomeramide lubricants which are in accordance with the present invention used and which have different molecular weights.
Das Pulver auf Eisenbasis war Distaloy AE erhältlich von Höganäs AB, Schweden.The Iron-based powder was available from Distaloy AE of Höganäs AB, Sweden.
Dieses Pulver wurde mit 0,3 Gew.-% ultrafeinem Graphit und 0,6 Gew.-% eines Schmiermittels vermischt, gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein das Fließverhalten unterstützendes Mittel Aerosil wurde in einer Menge 0,06 Gew.-% zugegeben.This Powder was treated with 0.3 wt% ultrafine graphite and 0.6 wt% of a Lubricant mixed, according to the present Invention. A the flow behavior supportive Agent Aerosil was added in an amount of 0.06 wt%.
Das
Pulver wurde auf eine Temperatur von 130°C erwärmt und die Temperatur der
Pressform betrug 150°C.
Der Verdichtungsdruck betrug 700 MPa.
Wenn das Molekulargewicht des Oligomeramid-Schmiermittels niedriger als (ungefähr) 2.000 ist, werden die Eigenschaften der Pulverzusammensetzung in Bezug auf das Fließverhalten schlecht, und das Schmiermittel weist eine Tendenz auf, an der Pressformwand und der Oberfläche der ausgestoßenen Presslinge zu haften. Die klebende Natur dieser Oberflächen erhöht das Risiko, dass raue Oberflächen an dem fertigen Teil gebildet werden, aufgrund des Pulvers, welches von dem ausgestoßenen Pressling aufgesammelt werden kann.If the molecular weight of the oligomeramide lubricant is lower than (approximately) 2,000, the properties of the powder composition are in Reference to the flow behavior bad, and the lubricant has a tendency on the mold wall and the surface the rejected one To stick compacts. The adhesive nature of these surfaces increases the risk that rough surfaces be formed on the finished part, due to the powder, which from the expelled one Pressling can be collected.
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