[发明专利]容易加工的粉末金属组合物

说明书

本发明涉及铁基粉末组合物，其除铁基粉末外还包含次要量的加工性增强添加剂，所述添加剂包含至少埃洛石。本发明进一步涉及加工性增强添加剂的用途和生产容易加工的铁基烧结组件的方法。

本发明技术领域

本发明涉及用于生产粉末金属部件的粉末金属组合物，以及生产具有改进加工性的粉末金属部件的方法。

发明背景

粉末冶金制造的一个主要优点是可通过压实和烧结生产最终或者非常接近最终形状的组件。然而，存在要求随后加工(machining)的情况。例如，由于高耐受性要求或者因为最终组件具有不能直接挤压的形状，这可能是必需的。更具体而言，几何形状，例如与压制方向垂直的孔、下切口和螺纹要求随后的加工。

通过连续开发具有较高强度和较高硬度的新烧结钢，在组件的粉末冶金制造中，加工变成了挑战。它通常是在评估粉末冶金制造是否是制造组件的最划算方法时的限制因素。

目前，存在加入铁基粉末混合物中以促进烧结以后的组件的加工的大量已知物质。最常用的粉末添加剂为MnS(硫化锰)，其例如在EP 0 183 666中提到，其描述了烧结钢的加工性如何通过该粉末的混合改进。

美国专利No.4,927,461描述了将0.01％和0.5％(以重量计)六方BN(氮化硼)加入铁基粉末混合物中以改进烧结以后的加工性。

美国专利No.5,631,431涉及用于改进铁基粉末组合物的加工性的添加剂。根据该专利，添加剂包含以粉末组合物的0.1％-0.6％(以重量计)的量包含的氟化钙颗粒。

日本专利申请08-095649描述了加工性增强剂。该试剂包含Al₂O₃-SiO₂-CaO且具有钙长石或钙黄长石晶体结构。钙长石为网硅酸盐(tectosilicate)，属于长石族，具有6-6.5的莫氏硬度，钙黄长石为具有5-6的莫氏硬度的俦硅酸盐(sorosilicate)。

美国专利7,300,490描述了用于生产挤压和烧结部件的粉末混合物，其由硫化锰粉(MnS)和磷酸钙粉或羟基磷灰石粉的组合组成。

WO公开2005/102567公开了用作加工增强剂的六方氮化硼和氟化钙粉组合。

与硫组合的含硼粉末如氧化硼、硼酸或硼酸铵描述于US 5,938,814中。

待用作加工添加剂的粉末的其它组合描述于EP 1985393A1中，该组合包含选自talc和steatite中的至少一种和脂肪酸。

作为加工增加剂的滑石在JP1-255604中提到。

申请EP1002883描述了用于制造金属部件，尤其是阀座嵌入物的粉状金属混合物。所述混合物包含0.5-5％固体润滑剂以提供低摩擦并防止滑动磨损以及提供加工性的改进。在一个实施方案中，云母作为固体润滑剂提到。用于生产耐磨损且高温稳定组件的这些类型的粉末混合物总是包含高量，通常10％(以重量计)的合金元素，和硬质相，通常硬质合金(carbide)。

US 4,274,875教导了通过粉末冶金生产制品的方法，其类似于EP1002883中所述的，包括在压制和烧结以前将粉状云母以0.5％至2％(以重量计)的量加入金属粉末中得的步骤。具体而言，公开了可使用任何类型的云母。

另外，日本专利申请JP10317002描述了具有降低的摩擦系数的粉末和具有降低的摩擦系数的烧结压实体。粉末具有1-10％(以重量计)硫、3-25％(以重量计)钼和余量铁的化学组成。另外，加入固体润滑剂和硬质相材料。