本發(fā)明專利技術(shù)涉及制備粘結(jié)的冶金粉末組合物的方法，該方法包括熔融粘結(jié)劑并在基本無溶劑條件下將該熔融的粘結(jié)劑與冶金粉末混合物混合，歷時(shí)足以形成粘結(jié)的冶金粉末組合物的時(shí)間。還描述了使用這些方法制備的粘結(jié)的冶金粉末組合物，以及使用這些組合物制備的壓實(shí)粉末冶金部件。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】【專利說明】 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 本申請(qǐng)要求2013年3月14日提出的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/781,331的優(yōu)先權(quán)，該 申請(qǐng)?jiān)诖巳恳胱鳛閰⒖肌?br> 本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N用于粘結(jié)的冶金粉末組合物的無溶劑方法。 金屬粉末的涂覆或者粘結(jié)對(duì)于提高粉末性能以及用于在粉末混合物的處理過程 中減少污染是很重要的。粉末材料的涂覆和粘結(jié)方法之前已經(jīng)被公開。參看美國(guó)專利 US2, 648, 609、US3, 117, 027、US4, 731，195、US6, 280, 683 和 US6, 602, 315。 -些粘結(jié)方法使用高剪切力和高外加壓力的組合來用聚合物或者蠟涂覆粉末顆 粒。這些方法引起粉末結(jié)塊，產(chǎn)生料片樣結(jié)構(gòu)。在其他方法中，粉末被流體化，之后用溶解 在溶劑中的粘結(jié)材料來進(jìn)行涂覆。通常，這些粘結(jié)材料處于包含重量百分比為75% -95% 溶劑的溶液中。在粉末顆粒被涂覆后，溶劑必須被除去-因?yàn)樵S多溶劑是可燃液體，該過程 是非常耗時(shí)、昂貴并且危險(xiǎn)的。 在美國(guó)專利US6, 602, 315和US6, 280, 683中描述的涂覆工藝使用了無溶劑"干粘 結(jié)"。這些方法在低于聚合物熔點(diǎn)的溫度，利用具有小粒度范圍的聚合物粘結(jié)劑將金屬粉末 與添加劑混合。該方法盡管具有優(yōu)點(diǎn)，但其范圍受到限制，因?yàn)橐笳辰Y(jié)劑小粒度。 仍然需要新的制備粘結(jié)的冶金粉末組合物的方法。 專利技術(shù)概要 本專利技術(shù)涉及用于制備粘結(jié)的冶金粉末組合物的方法，該方法包括在基本無溶劑條 件下將粘結(jié)劑加熱到高于粘結(jié)劑的熔點(diǎn)的溫度，歷時(shí)足以熔融該粘結(jié)劑的時(shí)間；在基本無 溶劑條件下混合該熔融的粘結(jié)劑與冶金粉末混合物，歷時(shí)足以形成粘結(jié)的冶金粉末組合物 的時(shí)間。本專利技術(shù)還包括使用這些方法制備的粘結(jié)的冶金粉末組合物，以及使用其制備的壓 實(shí)粉末冶金部件。 示例性實(shí)施方案的詳細(xì)描述 本專利技術(shù)提出了用于粘結(jié)、即顆粒涂覆來制造非聚集的覆層顆粒的改進(jìn)的方法。這 些方法基本上不使用溶劑來制造粘結(jié)的冶金粉末組合物。 根據(jù)本專利技術(shù)，粘結(jié)的冶金粉末組合物可以如下制備：在基本無溶劑條件下通過加 熱粘結(jié)劑至粘結(jié)劑的熔點(diǎn)溫度或者高于粘結(jié)劑的熔點(diǎn)的溫度，歷時(shí)足以熔融該粘結(jié)劑的時(shí) 間。 本文所述的"溶劑"是指任何有機(jī)溶劑，例如丙酮、二氯甲烷、甲苯、苯、乙醇、己烷 等。 本文所述的"基本無溶劑"是指粘結(jié)劑中溶劑的重量百分比為0%到小于5%。優(yōu) 選實(shí)施方案包括粘結(jié)劑中溶劑的重量百分比小于5%。更優(yōu)選的實(shí)施方案包括粘結(jié)劑中溶 劑的重量百分比小于2%。更加優(yōu)選的實(shí)施方案包括粘結(jié)劑中溶劑的重量百分比小于1%。 在示例性實(shí)施方案中，粘結(jié)劑不包括被添加的溶劑。溶劑的存在量可以通過現(xiàn)有技術(shù)中任 何常規(guī)方法來確定。 在本專利技術(shù)的方法中，涂覆材料，也被稱為"粘結(jié)劑"，可以是任何具有明確熔點(diǎn)的 固體聚合物或蠟。處在本專利技術(shù)說明書范圍下的粘結(jié)劑的例子包括但不限于：硬脂酰胺、山 崳酸、油酰胺、聚乙烯、石蠟、亞乙基雙硬脂酰胺和棉籽蠟。在本專利技術(shù)的一些實(shí)施例中，當(dāng)粘 結(jié)劑被加熱到約50°c到約150°C之間的溫度時(shí)熔融。在其他實(shí)施例中，當(dāng)粘結(jié)劑加熱到約 50°C到約IKTC之間的溫度時(shí)熔融。在本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例中，粘結(jié)劑是聚乙烯。 本專利技術(shù)使用的其他粘結(jié)劑包括，例如，聚二醇，例如聚乙二醇或聚丙二醇；甘油； 聚乙烯醇；乙酸乙烯脂的均聚物或共聚物；纖維素酯或醚樹脂；甲基丙烯酸酯聚合物或共 聚物；烷基樹脂；聚氨酯樹脂；聚酯樹脂；或其組合。其他一些有用的粘結(jié)劑的例子，是 US5, 298, 055中描述的相對(duì)高分子量的聚氧化烯烴基組合物。有用的粘結(jié)劑還包括二元有 機(jī)酸，例如壬二酸，以及一種或多種極性組分，例如US5, 290, 336中公開的聚醚（液體或固 體）和丙烯酸系樹脂，所述文獻(xiàn)在此全部引入作為參考。US5, 290, 336中的粘結(jié)劑還可以有 利的地作為粘結(jié)劑和潤(rùn)滑劑的組合。其他有用的粘結(jié)劑包括US5, 368, 630中公開的纖維素 酯樹脂、羥烷基纖維素樹脂和熱塑性酚醛樹脂。 粘結(jié)劑還可以是固體聚合物或蠟，例如聚酯、聚乙烯、環(huán)氧化合物、聚氨酯、石蠟、 亞乙基雙硬脂酰胺和棉籽蠟，還可以是平均分子量低于3000的聚烯烴。 在本專利技術(shù)的示例性實(shí)施方案中，粘結(jié)劑的重量為粘結(jié)的冶金粉末組合物的重量的 約10重量％。在其他實(shí)施方案中，本專利技術(shù)的粘結(jié)的冶金粉末組合物基于粘結(jié)的冶金粉末組 合物的重量包括約〇. 1重量％到約5. 0重量％的粘結(jié)劑。在其他實(shí)施方案中，本專利技術(shù)的粘 結(jié)的冶金粉末組合物基于粘結(jié)的冶金粉末組合物的重量包括約〇. 1重量％到約3. 0重量％ 的粘結(jié)劑。在其他實(shí)施方案中，本專利技術(shù)的粘結(jié)的冶金粉末組合物基于粘結(jié)的冶金粉末組合 物的重量包括約0. 1重量％到約2. 0重量％的粘結(jié)劑。在其他實(shí)施方案中，本專利技術(shù)的粘結(jié) 的冶金粉末組合物基于粘結(jié)的冶金粉末組合物的重量包括約〇. 1重量％到約1. 〇重量％的 粘結(jié)劑。 根據(jù)本專利技術(shù)，熔融的粘結(jié)劑在基本無溶劑的件下被施加到冶金粉末混合物。 本文中使用的"冶金粉末混合物"是指包含金屬基粉末的冶金粉末。本專利技術(shù)的冶 金粉末組合物優(yōu)選包括至少80重量％的金屬基冶金粉末。優(yōu)選的,本專利技術(shù)的冶金粉末組合 物優(yōu)選包含至少90重量％的金屬基冶金粉末。 本專利技術(shù)優(yōu)選的金屬基冶金粉末是鐵基粉末。 基本上純的鐵粉末是雜質(zhì)重量百分比不超過1.0 %、優(yōu)選不超過0.5%的鐵 粉。如此高壓縮性、冶金級(jí)的鐵粉的例子是可從新澤西里弗頓的Hoeganaes公司購(gòu)買的 ANC0RSTEEL1000 系列的純鐵粉，例如 1000、1000B、1000C。例如，ANC0RSTEEL1000 鐵粉具 有重量百分比為約22%的小于No. 325篩（US系列）的顆粒和重量百分比為約10%的大 于No. 100篩的顆粒以及其余是位于兩種尺寸之間的（大于No. 60篩的痕量）的顆粒的典 型的篩特性。ANC0RSTEEL1000粉末的表觀密度約為2. 85-3. 00g/cm3,典型的是2. 94g/cm3。 其他可以在本專利技術(shù)中使用的基本上純的鐵粉是典型的海綿鐵粉，例如Hoeganaes的ANCOR MH-100 粉末。 本專利技術(shù)的冶金粉末混合物可以是預(yù)合金化鐵基粉末，是不銹鋼粉末。這些 不銹鋼粉末是在市場(chǎng)上可買到的Hoeganaes ANCOR?系列中的各種等級(jí)，例如 ANCORANCOR? 3031^、30禮、3161^、4101^43(^、43禮、和 409〇3粉末。同時(shí)，鐵基粉末包 括由粉末冶金方法制得的工具鋼。 本專利技術(shù)的冶金粉末混合物還可以是由合金元素諸如例如鑰（Mo)進(jìn)行預(yù)合金化的 基本上純的鐵粉末。用鑰預(yù)合金化的鐵粉通過將含有重量百分比為約〇. 5到2. 5的Mo的 基本上純的鐵熔體進(jìn)行霧化而制得的。該粉末的例子是Hoeganaes的ANCORSTEEL 85HP鋼 粉，其含有約〇. 85重量百分比的Mo,總共小于0. 4重量百分比的其他材料，例如錳、鉻、硅、 銅、鎳、鑰或鋁，以及小于0. 02重量百分比的碳。含鑰鐵基粉末的其他例子是Hoeganaes的 ANCORSTEEL 737粉末（含有約1. 4重量％的Ni,約1. 25重量％的Mo,約0. 4重量％的Mn, 余量為鐵），ANC0RSTEEL2000粉末（含有約0. 46重量％的Ni，約本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制備粘結(jié)的冶金粉末組合物的方法，該方法包括：在基本無溶劑條件下熔融粘結(jié)劑；和在基本無溶劑條件下將熔融的粘結(jié)劑與冶金粉末混合物相混合，歷時(shí)足以形成粘結(jié)的冶金粉末組合物的時(shí)間。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：凱勒瑟·S·納拉辛漢，克里斯托弗·T·謝德，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：赫格納斯公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US
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