[发明专利]粉末冶金组合物的润滑剂

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金组合物。具体而言，本发明涉及包含新型微粒复合润滑剂的粉末金属组合物。本发明还涉及该新型微粒复合润滑剂以及制备该润滑剂的方法。

背景技术

在粉末冶金工业(PM工业)中，粉末化的金属(大多数通常是铁基的)被用于制造部件。制造过程包括将模具中的粉末金属混合物压实以形成生坯，将坯块从模具中脱出，并在某些温度下烧结生坯，并在这些条件下制造出具有足够强度的烧结坯块。通过利用PM制造途径，与传统的由固态金属加工部件相比，能够避免高成本的加工和材料损耗，因为能够形成终形或者接近终形的部件。PM制造途径最适于小的、非常复杂的部件，例如齿轮。

为了便于PM零件的制造，可在压制之前向铁基粉末中加入润滑剂。通过使用润滑剂，在压实阶段中，可以减小各个金属颗粒之间的内部摩擦力。加入润滑剂的另一原因是减小脱模力和压实后使生坯从模具中脱模的总能量。润滑不足会在生坯块的脱模过程中在模具上留下磨损和划痕，从而导致工具损坏。

润滑不足的问题主要可以通过两种方式解决，或者增加润滑剂的量，或者选择更有效的润滑剂。但是增加润滑剂的量会产生副作用，因为通过更好的润滑获得的密度增益由于润滑剂的量增加而抵消。那么更好的选择就是选择更有效的润滑剂。

授予Vidarsson的美国专利6395688中描述了制造复合润滑剂的方法，该复合润滑剂包含第一润滑剂和第二润滑剂的亚稳相，其中第一润滑剂选自饱和或非饱和的脂肪酸酰胺或双酰胺，第二润滑剂选自脂肪酸双酰胺类。通过使组分熔融、使该熔体快速冷却，得到亚稳定的润滑相。

授予Vidarsson的美国专利6413919公开了制备润滑剂组合物的方法，包括下述步骤：选择第一润滑剂和第二润滑剂，将这些润滑剂混合，并使该混合物经过下述条件：使第一润滑剂的表面被第二润滑剂涂覆。

日本专利申请2003-338526(公开号2005-105323)教导了低熔点润滑剂的芯材料的润滑剂组合物，其表面被高熔点润滑剂颗粒覆盖。

WO2007078228描述了一种铁基粉末组合物，其包含润滑剂，该润滑剂包含芯，芯的表面被微粒碳材料涂覆。

发明概要

本发明的目的是获得改进的微粒润滑剂。本发明的其它目的和优点根据下文的描述将是明显的。

根据本发明的一个方面，提供了铁基粉末冶金组合物，其包含铁或者铁基粉末以及复合润滑剂颗粒，所述复合润滑剂颗粒包含下述物质的芯：10-60重量％的至少一种具有多于18个而不多于24个碳原子的伯脂肪酸酰胺和40-90重量％的至少一种脂肪酸双酰胺，所述润滑剂颗粒还包含粘附在所述芯上的至少一种金属氧化物的纳米颗粒。

根据本发明的另一方面，提供了微粒复合润滑剂颗粒，其包含下述物质的芯：10-60重量％的至少一种具有多于18个而不多于24个碳原子的伯脂肪酸酰胺和40-90重量％的至少一种脂肪酸双酰胺，所述润滑剂颗粒还包含粘附在所述芯上的至少一种金属氧化物的纳米颗粒。

根据本发明的另一方面，提供了制造复合润滑剂颗粒的方法，包括：将10-60重量％的至少一种具有多于18个而不多于24个碳原子的伯脂肪酸酰胺和40-90重量％的至少一种脂肪酸双酰胺混合；使该混合物熔融；将该混合物粉碎，形成复合润滑剂颗粒的芯；将至少一种金属氧化物的纳米颗粒粘附在所述芯上。

附图简述

图1是显示对于不同的润滑剂组合物在不同的工具模具温度获得的生坯密度的图。

图2是显示对于不同的润滑剂组合物在不同的工具模具温度获得的脱模能量的图。

图3是显示对于不同的润滑剂组合物在不同的工具模具温度的静态脱模峰值力的图。

图4是显示对于不同的润滑剂组合物在不同的工具模具温度获得的生坯强度的图。

图5是显示不同的润滑剂复合物的整体性能的图。

发明详述

本发明的润滑剂复合物包含至少一种伯脂肪酸酰胺。所述伯脂肪酸酰胺应当包含多于18个碳原子并且不多于24个、例如少于24个碳原子。如果碳原子数是18个或更少，复合润滑剂在存储期间可能形成团块，压制的部件将具有发粘的表面。所述至少一种伯脂肪酸酰胺可以选自由花生酸酰胺、芥酸酰胺和山萮酸酰胺组成的组。