專利名稱：潤滑劑復(fù)合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于粉末冶金的潤滑劑復(fù)合物以及該潤滑劑復(fù)合物的制備和用途。更具體地，本發(fā)明涉及一種包括至少兩種潤滑劑的組合的潤滑劑復(fù)合物。
金屬粉如鐵粉用來制備小且相當(dāng)復(fù)雜的部件如齒輪。采用粉末冶金技術(shù)制造這類金屬部件包括下述步驟金屬粉與潤滑劑及其它添加劑混合形成混合物，將獲得的混合物倒入模具中并且采用高壓，通常為200-1000Mpa的量級，壓制成部件，將該部件從模具中取出并且加熱至高溫以使?jié)櫥瑒┓纸獠⑾?，將該部件加熱至更高溫度以使部件中所有金屬粒子燒結(jié)一起，將該部件冷卻，之后備用。
向金屬粉末中添加潤滑劑有幾個原因，一個原因是在壓制過程中潤滑劑通過對粉末內(nèi)部進(jìn)行潤滑有助于用于燒結(jié)的壓坯的制備，通過選擇適當(dāng)?shù)臐櫥瑒?，能夠獲得通常所要求的較高密度。另外，潤滑劑能夠提供將壓實(shí)件從模具中取出時所必需的潤滑作用，潤滑不充分會由于在取出過程中的過度摩擦使模具表面發(fā)生磨損和劃傷，從而導(dǎo)致模具的早期失效。潤滑不充分的問題可以通過兩種方式解決增大潤滑劑的量或選擇更有效的潤滑劑。然而，增加潤滑劑的量會產(chǎn)生不希望的副作用，即由更好的“內(nèi)部潤滑”帶來的密度增加會由于潤滑劑體積的增加而受到損害。因此，更好的選擇應(yīng)該是選擇更有效的潤滑劑。
然而，已知的高效潤滑劑均具有低熔點(diǎn)。這一顯著特點(diǎn)導(dǎo)致在壓制過程之前就已在粉末流動和表觀密度上出現(xiàn)問題。相當(dāng)自由的粉末流動對生產(chǎn)壓機(jī)中的平穩(wěn)操作是必需的，而穩(wěn)定的表觀密度則有助于生產(chǎn)中獲得高密度。結(jié)果，所獲部件均具有相等的重量并且表現(xiàn)出嚴(yán)格的尺寸公差，從而減少了對后處理如校正的需要。
非常有效的潤滑劑由于對粉末性能的有害作用，迄今它們的使用一直受到限制。本發(fā)明的目的是提供一種使這些潤滑劑得到工業(yè)應(yīng)用的方法。
簡言之，根據(jù)本發(fā)明的制備新的潤滑劑復(fù)合物的方法包括下述步驟選擇熔點(diǎn)或其主要部分的熔點(diǎn)低于110℃的第一種潤滑劑以及熔點(diǎn)或其主要部分的熔點(diǎn)高于120℃的第二種潤滑劑；在高溫下將所述潤滑劑混合以使?jié)櫥瑒┤刍约埃瑢⑺@混合物快速冷卻以獲得亞穩(wěn)態(tài)的潤滑劑復(fù)合物。
屬于第一組潤滑劑的實(shí)例有飽和和不飽和脂肪酸酰胺和二酰胺，例如硬脂酰胺、油酰胺和亞乙基-二酸酰胺，第一種潤滑劑的量取決于具體的潤滑劑，可以在5至75％(重量)之間變化。
第二種潤滑劑可以選自目前在粉末冶金中使用的潤滑劑，并且，優(yōu)選該潤滑劑選自于脂肪酸二酰胺，例如亞乙基-二硬脂酰胺(EBS)。
這兩種類型的潤滑劑的混合物在混合期間加熱至高于第二種潤滑劑的熔點(diǎn)的溫度達(dá)一定時間以充分形成一種均勻的混合物，之后，將其快速冷卻，此為根據(jù)本發(fā)明的方法的關(guān)鍵特征。
快速冷卻速度可以通過幾種公知方法獲得，例如，將熔體倒入液氮或水中，對熔體中的材料霧化處理或者將熔體倒在冷卻的金屬表面上。如需的冷卻速度與組成有關(guān)，而且也可以隨著第一種與第二種潤滑劑的相對量改變。例如，高于100℃/S的冷速對于某些組成和含量而言是必需的，而在其它情況下，1℃/S的冷卻速度可能就已足夠。無論如何，加速或強(qiáng)制冷卻都是必需的，以便獲得亞穩(wěn)相，此為根據(jù)本發(fā)明的新型潤滑劑復(fù)合物的區(qū)別特征，而且，亞穩(wěn)相也能夠使較低熔點(diǎn)的潤滑劑的有價值的潤滑性能得到利用，因?yàn)閬喎€(wěn)相形式的低熔點(diǎn)潤滑劑仍保持良好的潤滑效果但又減輕了對流動的不利影響。
根據(jù)制備模式，然后，固化的潤滑劑復(fù)合物可以采用例如研磨破碎成適當(dāng)?shù)牧Ｗ映叽?，?yōu)選的平均粒子尺寸為3-150μm。
球形最為理想，因?yàn)檫@會獲得最高的流動速率和表觀密度。
當(dāng)與金屬粉末混合時，所述潤滑劑復(fù)合物加之任選的傳統(tǒng)固體潤滑劑的合適濃度為0.1-5％(重量)，優(yōu)選為0.3-1％(重量)。
下面通過非限制性實(shí)例來對本發(fā)明進(jìn)行說明。
鐵粉末混合物采用由不同方法制備的潤滑劑組合物制備而成。所述潤滑劑包括75％的熔點(diǎn)約145℃的亞乙基-二硬脂酰胺(EBS，即市售的德國Hoechst AG公司的Hoechst蠟)和25％的熔點(diǎn)約70℃的油酰胺(Croda公司出品)的普通配方(Common recipy)。鐵粉末為ASC100.29(可購自瑞典的Hoganas AB公司)，如將0.5％(重量)的石墨與鐵粉末混合一起。
第一種潤滑劑組合物的制備包括將兩種組分分別微粉化至低于30μm的平均粒子尺寸并且隨后混合至鐵粉末混合物中。
第二種潤滑劑組合物的制備包括先將兩種組分物理混合，然后在180℃進(jìn)行熔化至充分時間以使各組分混合。之后，緩慢冷卻至室溫。然后將所獲材料微粉化至與第一種潤滑劑組合物相似的粒子尺寸并且混合至鐵粉末混合物中。
第三種潤滑劑組合物的制備方法與第二種相類，只是熔化的組合物被強(qiáng)制通過狹窄的毛細(xì)管送入液氮中。從而實(shí)現(xiàn)快速冷卻，物料是最終微粉化的組合物并且被混合至如前述的鐵基粉末中。
歸納在下表中的結(jié)果證實(shí)只有當(dāng)快冷時才能獲得有用的粉末混合物。
權(quán)利要求
1.用于粉末冶金的潤滑劑復(fù)合物的制備方法，其特征在于選擇熔點(diǎn)或其主要部分的熔點(diǎn)高于120℃的第一潤滑劑和熔點(diǎn)或其主要部分的熔點(diǎn)低于110℃的第二種潤滑劑；在高溫下將各潤滑劑混合以使所述潤滑劑熔化；將所述混合物快速冷卻以獲得包括亞穩(wěn)相的潤滑劑復(fù)合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于第一種潤滑劑選自于飽和和不飽和脂肪酸酰胺和二酰胺，例如硬脂酰胺、油酰胺和亞乙基-二油酰胺，第二種潤滑劑選自于脂肪酸二酰胺，例如亞乙基-二硬脂酰胺(EBS)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于第一種潤滑劑是EBS，第二種是油酰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于油酰胺在總潤滑劑中的比例為5-75％重量，優(yōu)選15-45％重量，最優(yōu)選20-30％重量。
5.用于粉末冶金的潤滑劑復(fù)合物，其特征在于其基本上是由至少兩種如權(quán)利要求1中限定的潤滑劑構(gòu)成的并且通過將所述潤滑劑的熔融混合物快速冷卻獲得的復(fù)合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的潤滑劑復(fù)合物，其特征在于它包括亞乙基-二硬脂酰胺和油酰胺的亞穩(wěn)相。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于粉末冶金的潤滑劑復(fù)合物的制備方法,包括下述步驟:選擇熔點(diǎn)高于120℃的第一種潤滑劑和熔點(diǎn)低于110℃的第二種潤滑劑;在高溫下將所述潤滑劑混合以使?jié)櫥瑒┤刍⑶覍⑺@混合物快速冷卻以獲得包括亞穩(wěn)相的潤滑劑復(fù)合物。本發(fā)明也涉及所獲得的潤滑劑復(fù)合物。
文檔編號C10M105/68GK1373684SQ0081265
公開日2002年10月9日 申請日期2000年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月10日
發(fā)明者H·維達(dá)森 申請人:赫加奈斯公司