本发明专利技术涉及制备粘结的冶金粉末组合物的方法，该方法包括熔融粘结剂并在基本无溶剂条件下将该熔融的粘结剂与冶金粉末混合物混合，历时足以形成粘结的冶金粉末组合物的时间。还描述了使用这些方法制备的粘结的冶金粉末组合物，以及使用这些组合物制备的压实粉末冶金部件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求2013年3月14日提出的美国临时申请No. 61/781,331的优先权，该 申请在此全部引入作为参考。
本申请提出了一种用于粘结的冶金粉末组合物的无溶剂方法。 金属粉末的涂覆或者粘结对于提高粉末性能以及用于在粉末混合物的处理过程 中减少污染是很重要的。粉末材料的涂覆和粘结方法之前已经被公开。参看美国专利 US2, 648, 609、US3, 117, 027、US4, 731，195、US6, 280, 683 和 US6, 602, 315。 -些粘结方法使用高剪切力和高外加压力的组合来用聚合物或者蜡涂覆粉末颗 粒。这些方法引起粉末结块，产生料片样结构。在其他方法中，粉末被流体化，之后用溶解 在溶剂中的粘结材料来进行涂覆。通常，这些粘结材料处于包含重量百分比为75% -95% 溶剂的溶液中。在粉末颗粒被涂覆后，溶剂必须被除去-因为许多溶剂是可燃液体，该过程 是非常耗时、昂贵并且危险的。 在美国专利US6, 602, 315和US6, 280, 683中描述的涂覆工艺使用了无溶剂"干粘 结"。这些方法在低于聚合物熔点的温度，利用具有小粒度范围的聚合物粘结剂将金属粉末 与添加剂混合。该方法尽管具有优点，但其范围受到限制，因为要求粘结剂小粒度。 仍然需要新的制备粘结的冶金粉末组合物的方法。 专利技术概要 本专利技术涉及用于制备粘结的冶金粉末组合物的方法，该方法包括在基本无溶剂条 件下将粘结剂加热到高于粘结剂的熔点的温度，历时足以熔融该粘结剂的时间；在基本无 溶剂条件下混合该熔融的粘结剂与冶金粉末混合物，历时足以形成粘结的冶金粉末组合物 的时间。本专利技术还包括使用这些方法制备的粘结的冶金粉末组合物，以及使用其制备的压 实粉末冶金部件。 示例性实施方案的详细描述 本专利技术提出了用于粘结、即颗粒涂覆来制造非聚集的覆层颗粒的改进的方法。这 些方法基本上不使用溶剂来制造粘结的冶金粉末组合物。 根据本专利技术，粘结的冶金粉末组合物可以如下制备：在基本无溶剂条件下通过加 热粘结剂至粘结剂的熔点温度或者高于粘结剂的熔点的温度，历时足以熔融该粘结剂的时 间。 本文所述的"溶剂"是指任何有机溶剂，例如丙酮、二氯甲烷、甲苯、苯、乙醇、己烷 等。 本文所述的"基本无溶剂"是指粘结剂中溶剂的重量百分比为0%到小于5%。优 选实施方案包括粘结剂中溶剂的重量百分比小于5%。更优选的实施方案包括粘结剂中溶 剂的重量百分比小于2%。更加优选的实施方案包括粘结剂中溶剂的重量百分比小于1%。 在示例性实施方案中，粘结剂不包括被添加的溶剂。溶剂的存在量可以通过现有技术中任 何常规方法来确定。 在本专利技术的方法中，涂覆材料，也被称为"粘结剂"，可以是任何具有明确熔点的 固体聚合物或蜡。处在本专利技术说明书范围下的粘结剂的例子包括但不限于：硬脂酰胺、山 嵛酸、油酰胺、聚乙烯、石蜡、亚乙基双硬脂酰胺和棉籽蜡。在本专利技术的一些实施例中，当粘 结剂被加热到约50°c到约150°C之间的温度时熔融。在其他实施例中，当粘结剂加热到约 50°C到约IKTC之间的温度时熔融。在本专利技术的优选实施例中，粘结剂是聚乙烯。 本专利技术使用的其他粘结剂包括，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；纤维素酯或醚树脂；甲基丙烯酸酯聚合物或共 聚物；烷基树脂；聚氨酯树脂；聚酯树脂；或其组合。其他一些有用的粘结剂的例子，是 US5, 298, 055中描述的相对高分子量的聚氧化烯烃基组合物。有用的粘结剂还包括二元有 机酸，例如壬二酸，以及一种或多种极性组分，例如US5, 290, 336中公开的聚醚（液体或固 体）和丙烯酸系树脂，所述文献在此全部引入作为参考。US5, 290, 336中的粘结剂还可以有 利的地作为粘结剂和润滑剂的组合。其他有用的粘结剂包括US5, 368, 630中公开的纤维素 酯树脂、羟烷基纤维素树脂和热塑性酚醛树脂。 粘结剂还可以是固体聚合物或蜡，例如聚酯、聚乙烯、环氧化合物、聚氨酯、石蜡、 亚乙基双硬脂酰胺和棉籽蜡，还可以是平均分子量低于3000的聚烯烃。 在本专利技术的示例性实施方案中，粘结剂的重量为粘结的冶金粉末组合物的重量的 约10重量％。在其他实施方案中，本专利技术的粘结的冶金粉末组合物基于粘结的冶金粉末组 合物的重量包括约〇. 1重量％到约5. 0重量％的粘结剂。在其他实施方案中，本专利技术的粘 结的冶金粉末组合物基于粘结的冶金粉末组合物的重量包括约〇. 1重量％到约3. 0重量％ 的粘结剂。在其他实施方案中，本专利技术的粘结的冶金粉末组合物基于粘结的冶金粉末组合 物的重量包括约0. 1重量％到约2. 0重量％的粘结剂。在其他实施方案中，本专利技术的粘结 的冶金粉末组合物基于粘结的冶金粉末组合物的重量包括约〇. 1重量％到约1. 〇重量％的 粘结剂。 根据本专利技术，熔融的粘结剂在基本无溶剂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"是指包含金属基粉末的冶金粉末。本专利技术的冶 金粉末组合物优选包括至少80重量％的金属基冶金粉末。优选的,本专利技术的冶金粉末组合 物优选包含至少90重量％的金属基冶金粉末。 本专利技术优选的金属基冶金粉末是铁基粉末。 基本上纯的铁粉末是杂质重量百分比不超过1.0 %、优选不超过0.5%的铁 粉。如此高压缩性、冶金级的铁粉的例子是可从新泽西里弗顿的Hoeganaes公司购买的 ANC0RSTEEL1000 系列的纯铁粉，例如 1000、1000B、1000C。例如，ANC0RSTEEL1000 铁粉具 有重量百分比为约22%的小于No. 325筛（US系列）的颗粒和重量百分比为约10%的大 于No. 100筛的颗粒以及其余是位于两种尺寸之间的（大于No. 60筛的痕量）的颗粒的典 型的筛特性。ANC0RSTEEL1000粉末的表观密度约为2. 85-3. 00g/cm3,典型的是2. 94g/cm3。 其他可以在本专利技术中使用的基本上纯的铁粉是典型的海绵铁粉，例如Hoeganaes的ANCOR MH-100 粉末。 本专利技术的冶金粉末混合物可以是预合金化铁基粉末，是不锈钢粉末。这些 不锈钢粉末是在市场上可买到的Hoeganaes ANCOR?系列中的各种等级，例如 ANCORANCOR? 3031^、30礼、3161^、4101^43(^、43礼、和 409〇3粉末。同时，铁基粉末包 括由粉末冶金方法制得的工具钢。 本专利技术的冶金粉末混合物还可以是由合金元素诸如例如钥（Mo)进行预合金化的 基本上纯的铁粉末。用钥预合金化的铁粉通过将含有重量百分比为约〇. 5到2. 5的Mo的 基本上纯的铁熔体进行雾化而制得的。该粉末的例子是Hoeganaes的ANCORSTEEL 85HP钢 粉，其含有约〇. 85重量百分比的Mo,总共小于0. 4重量百分比的其他材料，例如锰、铬、硅、 铜、镍、钥或铝，以及小于0. 02重量百分比的碳。含钥铁基粉末的其他例子是Hoeganaes的 ANCORSTEEL 737粉末（含有约1. 4重量％的Ni,约1. 25重量％的Mo,约0. 4重量％的Mn, 余量为铁），ANC0RSTEEL2000粉末（含有约0. 46重量％的Ni，约本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备粘结的冶金粉末组合物的方法，该方法包括：在基本无溶剂条件下熔融粘结剂；和在基本无溶剂条件下将熔融的粘结剂与冶金粉末混合物相混合，历时足以形成粘结的冶金粉末组合物的时间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：凯勒瑟·S·纳拉辛汉，克里斯托弗·T·谢德，
申请(专利权)人：赫格纳斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。