[发明专利]用于粉末冶金学的改进的润滑剂系统

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求2013年2月24日提交的美国临时申请号61/602,748的利益，所述临时申请的全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本发明涉及包含改进的润滑剂系统的冶金粉末组合物。这些冶金粉末组合物可用于形成压实部件。

背景技术

有机润滑剂通常在粉末冶金领域中用于协助压实金属部件从模具脱模。但是尽管润滑剂是必需的，但它们的使用损害了压实部件的可获得的最大压坯密度。因此，本领域技术人员为了充分润滑压实部件以便可以将它从模具脱模，必须牺牲压坯和烧结密度。对最大化压坯密度的润滑剂仍有需求。

发明简述

本发明涉及冶金粉末组合物，其包含至少90重量％的铁基冶金粉末、1族或2族金属硬脂酸盐、熔化范围在约80至100℃之间的第一种蜡、熔化范围在约80至90℃之间的第二种蜡、磷酸锌、硼酸、乙酸、磷酸和聚乙烯吡咯烷酮。还描述了压实这样的冶金粉末组合物的方法，以及根据那些方法制备的压实物。

附图说明

图1示出了本发明的一种冶金粉末组合物与其他冶金粉末组合物相比的板条滑动数据。

示例性实施方式的详细描述

本发明涉及包含改进的有机润滑剂组合物的冶金粉末组合物。使用本发明的组合物，提供了与使用另一种有机润滑剂组合物制造的部件相比具有更高压坯密度的压实部件。

本发明涉及包含铁基粉末的冶金粉末组合物。本发明的冶金粉末组合物优选地包含至少90重量％的铁基冶金粉末。

基本上纯的铁粉是含有不超过约1.0重量％、优选不超过约0.5重量％的正常杂质的铁粉。这样的可高度压缩的冶金级铁粉的实例是可以从Hoeganaes Corporation,Riverton,New Jersey获得的ANCORSTEEL1000系列的纯铁粉，例如1000、1000B和1000C。例如，ANCORSTEEL1000铁粉具有约22重量％的颗粒小于325号筛(美国系列)，约10重量％的颗粒大于100号筛，并且剩余颗粒在这两个尺寸之间(痕量颗粒大于60号筛)的典型筛分分布情况。ANCORSTEEL1000粉末具有约2.85-3.00g/cm³、通常为2.94g/cm³的表观密度。可用于本发明的其他基本上纯的铁粉是典型的海绵铁粉，例如Hoeganaes的ANCORMH-100粉末。

示例性的预合金铁基粉末是不锈钢粉。这些不锈钢粉可以以各种不同级别，以Hoeganaes系列的名称商购，例如303L、304L、316L、410L、430L、434L和409Cb粉末。此外，铁基粉末还包括通过粉末冶金方法制造的工具钢。

其他示例性的铁基粉末是与合金元素例如钼(Mo)预合金的基本上纯的铁粉。与钼预合金的铁粉，通过将含有约0.5至约2.5重量％的Mo的基本上纯的铁的熔体雾化来生产。这样的粉末的实例是Hoeganaes的ANCORSTEEL85HP钢粉，其含有约0.85重量％的Mo，总计少于约0.4重量％的诸如锰、铬、硅、铜、镍、钼或铝的其他材料，以及少于约0.02重量％的碳。含钼铁基粉末的其他实例是Hoeganaes的ANCORSTEEL737粉末(含有约1.4重量％Ni–约1.25重量％Mo–约0.4重量％Mn；其余为Fe)、ANCORSTEEL2000粉末(含有约0.46重量％Ni–约0.61重量％Mo–约0.25重量％Mn；其余为Fe)、ANCORSTEEL4300粉末(约1.0重量％Cr–约1.0重量％Ni–约0.8重量％Mo–约0.6重量％Si–约0.1重量％Mn；其余为Fe)和ANCORSTEEL4600V粉末(约1.83重量％Ni–约0.56重量％Mo–约0.15重量％Mn；其余为Fe)。其他示例性铁基粉末公开在美国申请系列号10/818,782中，以其全部内容通过参考并入本文。

另一种预合金铁基粉末公开在美国专利号No.5,108,493中，以其全部内容通过参考并入本文。这些钢粉组合物是两种不同的预合金铁基粉末的混合物，一种是铁与0.5-2.5重量％的钼的预合金，另一种是铁与碳和至少约25重量％的过渡元素组分的预合金，其中所述组分包含选自由铬、锰、钒和铌组成的组的至少一种元素。所述混合物处于向钢粉组合物提供至少约0.05重量％的过渡元素组分的比例。这样的粉末的实例可以作为Hoeganaes的ANCORSTEEL41AB钢粉商购，其含有约0.85重量％的钼、约1重量％的镍、约0.9重量％的锰、约0.75重量％的铬和约0.5重量％的碳。