[发明专利]一种铁基粉末冶金组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金组合物。具体而言，本发明涉及一种铁基粉末冶金组合物及其制备方法。

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2003338526(公开号2005105323)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。

CN102227274A公开了一种铁基粉末冶金组合物，该组合物包含铁或铁基粉末以及复合润滑剂颗粒，该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，所述芯具有粘附在其上的至少一种金属氧化物的纳米颗粒。该发明还涉及微粒复合润滑剂和制备该润滑剂的方法。

CN1302879C公开了一种包含聚乙烯醚和低聚酞胺的新型润滑剂以及包括大量铁基粉末和少量该新型润滑剂的改良的冶金粉末组合物。此外，本发明涉及需要低排出利和低排出能的、用于生产高压坏强度的压坏产物的方法，该方法包括将铁基粉末和任选的添加剂与新型润滑剂混合以及将所得组合物压制的步骤。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种粉末冶金组合物，所述粉末冶金混合物具有高密度但兼具高润滑性(从金属模具脱出的低脱模力)。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

所述铁基粉末冶金组合物，包含铁或铁基粉末以及润滑剂，其中，所述润滑剂包括聚乙烯醚、低分子聚酰胺和硬脂酸锌的混合物。

聚乙烯醚：由通式为(R是烷基或芳基的)的乙烯基醚类经聚合而成的高分子化合物的总称。具有工业生产价值的是聚乙烯基烷基醚。其中，R可以是任意的有机基团，例如甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基、芳香基团等，典型但非限制性的聚乙烯醚例如聚乙烯基甲醚、聚乙烯基乙醚和聚乙烯基异丁醚等。所述聚乙烯醚优选固体、颗粒状物质。

优选地，所述润滑剂按重量份数包括：

聚乙烯醚1～10

低分子聚酰胺1～10

硬脂酸锌25～60。

优选地，所述润滑剂按重量份数包括：

聚乙烯醚2～8

低分子聚酰胺2～8

硬脂酸锌35～50。

优选地，所述润滑剂按重量份数包括：

聚乙烯醚3～7

低分子聚酰胺3～7

硬脂酸锌40～50。

所述聚乙烯醚的重量份数为1～10，例如2、3、4、5、6、7、8或9。

所述低分子聚酰胺的重量份数为1～10，例如2、3、4、5、6、7、8或9。

所述硬脂酸锌的重量份数25～60，例如30、32、35、38、41、44、47、50、53、56或59。