ES2205585T3 - Lubricante para composiciones pulvimetalurgicas. - Google Patents
Lubricante para composiciones pulvimetalurgicas.Info
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-
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Abstract
Una composición de polvos, que comprende un polvo metálico y un lubricante en forma de polvo, caracterizada porque 50 a 100% en peso del lubricante es un poliéster aromático o parcialmente aromático, que tiene un peso molecular promedio en número, Mn, de 5.000-50.000, siempre que la composición no incluya resinas fluóricas.
Description
Lubricante para composiciones
pulvimetalúrgicas.
Esta invención se refiere a composiciones de
polvos metálicos que comprenden un lubricante y especialmente a
composiciones pulvimetalúrgicas. La invención se refiere, también,
a un método para fabricar productos sinterizados usando el
lubricante, así como al uso del lubricante en una composición de
polvo metálico, en compactación en caliente.Usando el lubricante de
acuerdo con la invención, se puede obtener una alta solidez antes
del tratamiento.
En la industria, el uso de productos metálicos
fabricados compactando y sinterizando composiciones de polvos
metálicos ha llegado a propagarse de manera creciente. Se está
produciendo un número de diferentes productos de espesores y formas
variables, y los requisitos de calidad exigidos a estos productos
son que los productos metálicos manufacturados tengan alta
densidad, así como alta solidez.
En la compactación de metales, se usan diferentes
intervalos de temperaturas estándar. Tanto comprimir en frío como
comprimir en caliente exigen el uso de un lubricante.
La compactación a temperaturas por encima de la
temperatura ambiente tiene evidentes ventajas, dando lugar a un
producto con una densidad más alta y una solidez más alta que la
compactación realizada a temperaturas más bajas.
La mayor parte de los lubricantes usados en
compactación en frío no se pueden usar en compactación a
temperaturas altas, ya que parece que sólo son eficaces en un
limitado intervalo de temperaturas. Un lubricante que no es eficaz
incrementa considerablemente el desgaste del útil de
compactación.
El grado de desgaste del útil está influido por
diversos factores, tales como la dureza del material del útil, la
presión aplicada y la fricción entre el material compacto y la
pared del útil cuando se extrae el material compacto. Este último
factor está fuertemente unido al lubricante usado.
La fuerza de extracción es la fuerza requerida
para extraer del útil el material compacto. Puesto que una fuerza
de extracción alta no solamente incrementa el desgaste del útil de
compactación, sino que también puede dañar el material compacto,
esta fuerza preferiblemente deberá ser reducida.
Sin embargo, el uso de un lubricante puede crear
problemas en la compactación y, por tanto, es importante que el
lubricante sea apropiado para el tipo de compactación llevada a
cabo.
A fin de obrar satisfactoriamente, el lubricante
se deberá hacer salir de la estructura porosa de la composición del
polvo en la operación de compactación, y al intersticio entre el
material compacto y el útil, lubricando por medio de ello las
paredes del útil de compactación. Mediante tal lubricación de las
paredes del útil de compactación, se reduce la fuerza de
extracción.
Otra razón por la que el lubricante ha de emerger
del material compacto es que, de otra manera, se crearían poros en
el material compacto después de la sinterización. Es bien conocido
que los poros grandes tienen un efecto adverso sobre las propiedades
de resistencia dinámica del producto.
Un objeto del nuevo lubricante de acuerdo con la
presente invención es hacer posible manufacturar productos
compactados que tienen una alta solidez antes de tratamiento, alta
densidad antes de tratamiento así como productos sinterizados que
tienen una alta densidad después de sinterización y una fuerza de
extracción baja a causa del lubricante en combinación con los
polvos metálicos. Puesto que el material compacto está sometido a
un considerable esfuerzo cuando se extrae del útil de compactación y
puesto que el producto debe conservar su integridad durante la
manipulación entre la compactación y la sinterización sin
desintegrarse o ser dañado de otra manera, es importante que tenga
una alta solidez antes del tratamiento. Esto es especialmente
importante en el caso de piezas delgadas.
El lubricante usado de acuerdo con la invención
comprende un poliéster, que es un polímero formado, por ejemplo,
mediante esterificación por condensación de alcoholes y ácidos
bifuncionales. Poliésteres están disponibles como resinas y
termoplásticos y están subdivididos en poliésteres alifáticos y
aromáticos, que dependen principalmente del tipo de monómero del
ácido usado. Los poliésteres aromáticos no son usualmente
higroscópicos, sin embargo es conocido que los poliésteres
alifáticos son más sensibles a la humedad. También, los poliésteres
se pueden clasificar en poliésteres saturados e insaturados,
dependiendo de si dobles enlaces están presentes en el esqueleto
del polímero. Mientras que los poliésteres saturados son
relativamente no reactivos, los poliésteres no saturados son
apropiados como resinas por copolimerización con otros monómeros,
tales como estirenos, ftalatos de dialilo, etc.
El poliéster de acuerdo con la invención es un
poliéster saturado, aromático o parcialmente aromático, que tiene un
peso molecular promedio en número, Mn, de
5.000-50.000, y 50-100% en peso,
preferiblemente 60-100% en peso y lo más
preferiblemente, 70-100% en peso del lubricante está
fabricado de este poliéster. Además del poliéster, el lubricante de
acuerdo con la invención, puede contener otros
PM-lubricantes, tales como estearato de zinc,
estearato de litio, y/o lubricantes de tipo de ceras de amidas,
tales como etilen-bis-estearamida.
Un lubricante preferido de acuerdo con la invención comprende
0-30% en peso de estearato de zinc,
0-30% en peso de estearato de litio, y/ó
0-30% en peso de un lubricante del tipo de cera de
amidas, siendo el resto poliéster.
Preferiblemente, el poliéster es un polímero o
copolímero de ftalato de alquileno, en el que ftalato de alquileno
es un ftalato de alquileno de C_{2}-C_{8}, por
medio del cual el poliéster tiene preferiblemente un máximo del
punto de fusión superior a 100ºC.
Lo más preferido, el poliéster es un
poli(tereftalato de alquileno) o un poli(isoftalato
de alquileno).
La invención se refiere a una composición de
polvo metálico que comprende un polvo metálico y un lubricante tal
como se sugiere en la reivindicación 1. Esta composición de polvo
metálico se puede usar para compactación en caliente.
La composición de polvo metálico de acuerdo con
la invención comprende 0,1 a 2% en peso del lubricante de acuerdo
con la invención, 0,005-3% en peso de agente
aglutinante, 0-0,5% en peso de plastificante,
0,01-3% en peso de grafito, 0-2% en
peso de compuestos termoplásticos, 0-15% en peso, y
preferiblemente 0-7% en peso de elementos de
aleación, 0 a 2% en peso de adyuvantes de elaboración y 0 a 2% en
peso de fases duras, siendo el resto polvo de hierro elegido en el
grupo que comprende polvos de hierro esencialmente puros, polvos de
hierro parcialmente prealeados y polvos de hierro prealeados.
El lubricante preferiblemente representa
0,2-0,8% en peso de la composición del polvo
metálico de acuerdo con la invención, basado en la cantidad total de
la composición de polvo metálico. La posibilidad de usar el
lubricante de acuerdo con la presente invención en cantidades
pequeñas es una característica especialmente ventajosa de la
invención, ya que permite conseguir materiales compactos y
productos sinterizados, que tienen alta densidad, eficaces en
relación con el coste.
Tal como se usa en la descripción y en las
reivindicaciones anexas, la expresión "parcialmente aromático"
incluye un poliéster en el que algo de los ácidos dicarboxílicos
aromáticos se han sustituido con ácidos dicarboxílicos alifáticos a
fin de modificar la dependencia de la temperatura/comportamiento de
la masa fundida (reología) del poliéster resultante.
Tal como se usa en la descripción y en las
reivindicaciones anexas, la expresión "polvo metálico" incluye
polvos a base de hierro esencialmente formados de polvos de hierro
que no contienen más de aproximadamente 1,0% en peso, y
preferiblemente no más de aproximadamente 0,5% en peso, de
impurezas normales. Ejemplos de tales polvos de hierro de calidad
metalúrgica y altamente compresibles son la serie ANCORSTEEL 1000
de polvos de hierro puro, por ejemplo, 1000, 1000B y 1000C,
disponible de Höganäs Corporation, Riverton, New Jersey y polvos
similares disponibles de Höganäs AB, Suecia. Por ejemplo, el polvo
de hierro ANCORSTEEL 1000 tiene un perfil de tamización típico de
aproximadamente 22% en peso de partículas por debajo del tamiz No.
325 (series de U.S.) y aproximadamente 10% en peso de partículas
mayores que un tamiz No. 100, estando el resto entre estos dos
tamaños ( cantidades traza mayores que el tamiz No. 60). El polvo
ANCORSTEEL 1000 tiene una densidad aparente de aproximadamente
2,85-3,00 g/cm^{3}, y típicamente 2,94 g/cm^{3}.
Otros polvos de hierro que se pueden usar en la invención son
polvos típicos de esponja de hierro, tales como polvo ANCOR
MH-100 de Höganäs.
Los polvos a base de hierro pueden incluir
también hierro, y preferiblemente hierro sustancialmente puro, que
se ha prealeado, aglutinado por difusión o mezclado con uno o más
elementos de aleación. Ejemplos de elementos de aleación que se
pueden combinar con las partículas de hierro incluyen, pero no
están limitados a ellos, molibdeno, manganeso, magnesio, cromo,
silicio, cobre, níquel, oro, vanadio, columbio (niobio), grafito,
fósforo, aluminio, aleaciones binarias de cobre y estaño o fósforo,
ferroaleaciones de manganeso, cromo, boro, fósforo, o silicio,
eutécticos ternarios y cuaternarios de bajo punto de fusión de
carbono y dos o tres de entre hierro, vanadio, manganeso, cromo, y
molibdeno; carburos de volframio o silicio; nitruro de silicio;
óxido de aluminio, y sulfuros de manganeso o molibdeno y sus
combinaciones. Típicamente, los elementos de aleación generalmente
se alean con polvos de hierro, preferiblemente el polvo de hierro
sustancialmente puro, en una cantidad de hasta aproximadamente 7% en
peso, más preferiblemente de aproximadamente 0,25% a
aproximadamente 5% en peso, y lo más preferiblemente de
aproximadamente 0,25% a aproximadamente 4% en peso, aunque en
ciertos usos especializados, tales como la fabricación de acero
inoxidable, los elementos de aleación pueden estar presentes en una
cantidad de aproximadamente 7% a aproximadamente 15% en peso, de
polvo de hierro y elemento de aleación.
Los polvos a base de hierro pueden incluir, por
tanto, partículas de hierro que están mezclados con los elementos
de aleación que están en forma de polvos de aleación. La expresión
"polvo de aleación" tal como se usa en la presente memoria
descriptiva se refiere a cualquier elemento o compuesto en forma de
partículas, tal como se ha mencionado previamente, mezclado
físicamente con las partículas de hierro, sea o no que ese elemento
o compuesto se alee finalmente con el polvo de hierro. Las
partículas de elementos de aleación generalmente tienen un tamaño de
partícula promedio en peso inferior a aproximadamente 100 \mum,
preferiblemente inferior a aproximadamente 75 \mum y más
preferiblemente inferior a aproximadamente 30 \mum. Agentes
aglutinantes se incluyen preferiblemente en mezclas de partículas de
hierro y polvos de aleación para evitar la formación de polvo y
segregación del polvo de aleación del polvo de hierro. Ejemplos de
agentes aglutinantes usados corrientemente incluyen los
establecidos en las Patentes de EE.UU. Nos. 4.483.905 y 4.676.831,
ambas para Engström y en la Patente de EE.UU. No. 4.834.800 para
Semel.
El polvo a base de hierro puede estar, además, en
forma de hierro que ha sido prealeado con uno o más de los
elementos de aleación. Los polvos prealeados se pueden preparar
produciendo una masa fundida de hierro y los elementos de aleación
deseados y, luego, pulverizando la masa fundida, por medio de lo
cual las gotitas pulverizadas forman el polvo por solidificación.
La cantidad del elemento o elementos de aleación incorporados
depende de las propiedades deseadas en la pieza metálica final.
Polvos de hierro prealeados que incorporan tales elementos de
aleación están disponibles de Höganäs Corp. como parte de su línea
ANCORSTEEL de polvos.
Un ejemplo adicional de polvos a base de hierro
es el polvo a base de hierro aglutinado por difusión, que comprende
partículas de hierro esencialmente puro que tienen elementos de
aleación establecidos más arriba aglutinados por difusión a su
superficie exterior. Tales polvos disponibles comercialmente
incluyen el polvo aglutinado por difusión DYSTALOY 4600A disponible
de Höganäs Corporation que comprende aproximadamente 1,8% de
níquel, aproximadamente 0,55% de molibdeno y aproximadamente 1,6%
de cobre, y polvo aglutinrado por difusión DISTALOY 4800A
disponible de Höganäs Corporation, que comprende aproximadamente
4,05% de níquel, aproximadamente, 0,55% de molibdeno y
aproximadamente 1,6% de cobre. Polvos de calidad similar están
también disponibles de Höganäs AB, Suecia.
Un polvo a base de hierro preferido se fabrica de
hierro prealeado con molibdeno (Mo). El polvo se produce
pulverizando una masa fundida de hierro, sustancialmente puro, que
contiene de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 2,5% en peso de
Mo. Un ejemplo de tal polvo es el polvo de acero ANCORSTEEL 85HP de
Höganäs, que contiene aproximadamente 0,85% en peso de Mo, menos de
aproximadamente 0,4% en peso, en total, de otros materiales tales
como manganeso, cromo, silicio, cobre, níquel, molibdeno o
aluminio, y menos de aproximadamente 0,02% en peso de carbono. Otro
ejemplo de tal polvo es polvo de acero ANCORSTEEL 4600V de Höganäs,
que contiene aproximadamente 0,5-0,6% en peso de
molibdeno, aproximadamente 1,5-2,0% en peso de
níquel, y aproximadamente 0,1-0,25% en peso de
manganeso y menos de aproximadamente 0,02% en peso de carbono.
Otro polvo a base de hierro prealeado que se
puede usar en la invención se describe en la Patente de EE.UU. No.
5.108.93 para Causton, titulada "Steel Powder Admixture Having
Distinct Pre-alloyed Powder of Iron Alloys". Esta
composición de polvo de acero es una mezcla de dos polvos
diferentes a base de hierro prealeados, siendo uno una prealeación
de hierro con 0,5-2,5% en peso de molibdeno, y
siendo el otro una prealeación de hierro con carbono y con al
menos aproximadamente 25% en peso de un componente de elemento de
transición, en la que este componente comprende al menos un
elemento elegido en el grupo que comprende cromo, manganeso, vanadio
y columbio. La mezcla es en cantidades que proporcionan al menos
aproximadamente 0,05% en peso del componente de elemento de
transición a la composición de polvo de acero. Un ejemplo de tal
polvo está disponible comercialmente en forma de polvo de acero
ANCOSTEEL 41 AB de Höganäs, que contiene aproximadamente 0,85% en
peso de molibdeno, aproximadamente 1% en peso de níquel,
aproximadamente 0,9% en peso de manganeso, aproximadamente 0,75% en
peso de cromo y aproximadamente 0,5% en peso de carbono.
Otros polvos a base de hierro que son útiles en
la práctica de la invención son polvos ferromagnéticos. Un ejemplo
es una composición de polvos de hierro sustancialmente puros en
mezcla con polvo de hierro que ha sido prealeado con algo de
fósforo.
Todavía otros polvos a base de hierro que son
útiles en la práctica de la invención son partículas de hierro
revestidos con un material termoplástico para proporcionar un
revestimiento sustancialmente uniforme con el material termoplástico
tal como se describe en la patente de EE.UU. No. 5.198.137 para
Rutz et al. Preferiblemente, cada partícula tiene un revestimiento
circunferencial sustancialmente uniforme alrededor de la partícula
de núcleo de hierro. Material termoplástico suficiente resultó
proporcionar un revestimiento de aproximadamente
0,001-15% en peso de las partículas de hierro cuando
estaban revestidas. Generalmente, el material termoplástico está
presente en una cantidad de al menos 0,2% en peso, preferiblemente,
aproximadamente 0,4-2% en peso y más
preferiblemente, aproximadamente 0,6-0,9% en peso de
las partículas revestidas. Se prefieren termoplásticos tales como
poliétersulfonas, poliéter- imidas, policarbonatos, o
polifenilenéteres, que tienen un peso molecular promedio en peso en
el intervalo de aproximadamente 10.000 a 50.000. Otros polvos a base
de hierro con un revestimiento polímero, incluyen los que
comprenden un revestimiento interior de fosfato de hierro tal como
se establece en la Patente de EE.UU. No. 6.063.011 para Rutz y
al.
Las partículas de hierro puro, hierro prealeado,
hierro aglutinado por difusión o hierro revestido con termoplástico
pueden tener un tamaño de partícula promedio en peso tan pequeño
como 1 \mum o inferior, o hasta aproximadamente
850-1.000 \mum, pero generalmente las partículas
tendrán un tamaño de partícula promedio en peso en el intervalo de
aproximadamente 10-500 \mum. Se prefieren los que
tienen un tamaño de partícula promedio en número máximo de hasta
aproximadamente 350 \mum y con preferencia 50 a 150 \mum.
Además del polvo metálico y del lubricante de
acuerdo con la invención, la composición de polvo metálico puede
contener, tal como se establece más arriba, uno o más aditivos
elegidos en el grupo que comprende aglutinantes, adyuvantes de
elaboración, y fases duras.
El aglutinante se puede añadir a la composición
de polvo de acuerdo con el método descrito en el documento
US-P-4.834.800 (que se incorpora a
la presente memoria descriptiva para referencia) y mezclarse en las
composiciones de metal en polvo en cantidades de aproximadamente
0,005-3% en peso, preferiblemente, aproximadamente
0,05-1,5% en peso y más preferiblemente,
aproximadamente 0,1-1% en peso, basadas en el peso
de los polvos de hierro y de aleación, y puede comprender, por
ejemplo, resinas de ésteres de celulosa, resinas de
hidroxialquilcelulosa que contienen 1-4 átomos de
carbono en el grupo alquilo o resinas fenólicas termoplásticas.
\newpage
Los agentes aglutinantes descritos en la patente
de EE.UU. No. 5.368.630 son materiales de resinas polímeras que
pueden ser solubles o insolubles en agua, aunque se prefiere que la
resina sea insoluble en agua. Preferiblemente, la resina tendrá la
capacidad de formar películas, tanto en su estado líquido natural
como disuelto en un disolvente, alrededor del polvo a base de
hierro y el polvo de aleación. Es importante que la resina de
agente aglutinante se elija de manera que no afecte de manera
adversa el proceso de compactación a temperatura elevada. Agentes
aglutinantes preferidos incluyen resinas de ésteres de celulosa
tales como acetatos de celulosa que tienen un peso molecular (PM)
promedio en número de aproximadamente 30.000-70.000,
acetato-butiratos de celulosa que tienen un PM de
aproximadamente 10.000-100.000,
acetato-propionatos de celulosa que tienen un PM de
aproximadamente 10.000-100.000, y sus mezclas. Son
también útiles resinas fenólicas termoplásticas de alto peso
molecular que tienen un PM de aproximadamente
10.000-80.000 y resinas de hidroxialquilcelulosa, en
las que el resto alquilo contiene 1-4 átomos de
carbono, que tienen un PM de aproximadamente
50.000-1.200.000 y sus mezclas. Otro agente
aglutinante preferido es polivinilpirrolidona que se usa
preferiblemente en combinación con plastificantes tales como PEG,
glicerol y sus ésteres, ésteres de diácidos orgánicos, sorbitol,
ésteres fosfato, ésteres de celulosa, resinas de
arilsulfonamida-formaldehído y alcoholes de cadena
larga tal como se describe en la Patente de EE.UU. 5.432.223.
Los adyuvantes de elaboración usados en la
composición de polvos metálicos pueden comprender talco,
forsterita, sulfuro de manganeso, azufre, disulfuro de molibdeno,
nitruro de boro, telurio, selenio, difluoruro de bario y difluoruro
de calcio, los cuales se usan separadamente o en combinación.
Las fases duras usadas en la composición de
polvos metálicos pueden comprender carburos de volframio, vanadio,
titanio, niobio, cromo, molibdeno, tántalo y circonio, nitruros de
aluminio, titanio, vanadio, molibdeno y cromo, Al_{2}O_{3},
B_{4}C, y diversos materiales cerámicos.
Con ayuda de técnicas convencionales, el polvo
metálico y las partículas de lubricante se mezclan para formar una
composición de polvo sustancialmente homogénea.
Preferiblemente, el lubricante de acuerdo con la
invención se añade a la composición de polvo metálico en forma de
partículas sólidas. El tamaño medio de partícula del lubricante
puede variar, pero preferiblemente está en el intervalo de
3-100 \mum.
Si el tamaño de partícula es demasiado grande,
llega a ser difícil que el lubricante salga de la estructura del
polvo de la composición de polvo metálico durante la compactación y
el lubricante puede dar origen a grandes poros después de la
sinterización, que resulta en un material compacto que presenta
peores propiedades de solidez.
Si el lubricante, además del poliéster, comprende
estearato de zinc, estearato de litio y/o lubricantes del tipo de
ceras de amidas, los ingredientes de la composición lubricante se
pueden añadir separadamente o en forma de lubricante de una sola
fase. Tal como se usa en la descripción, la expresión "lubricante
de una sola fase" se refiere a una composición lubricante en la
que los diferentes ingredientes se han fundido juntos para crear
partículas lubricantes uniformes, en la que sustancialmente todos
los ingredientes están presentes en cada una de las partículas del
lubricante.
La invención se refiere, también, a un método
para fabricar productos sinterizados, en el que se incluyen las
etapas siguientes:
a) mezclar un polvo metálico, un lubricante de
acuerdo con la invención y aditivos adicionales, a una composición
de polvo metálico,
b) precalentar la composición de polvo metálico a
una temperatura predeterminada,
c) compactar la composición de polvo metálico
calentada, en un útil precalentado para obtener un cuerpo
compactado, y
d) sinterizar el cuerpo compactado.
La composición de polvo metálico en la etapa b)
preferiblemente se calienta a una temperatura inferior al máximo
del punto de fusión del poliéster, y el útil antes de la etapa c)
se precalienta preferiblemente a la temperatura del máximo del punto
de fusión del poliéster o a una más baja. Lo más preferiblemente,
la composición del polvo metálico se precalienta a una temperatura
de 90-130ºC y el útil de precalienta a una
temperatura de 110-140ºC. El cuerpo compactado se
sinteriza preferiblemente durante 15-60 min a una
temperatura de 1.100-1.250ºC.
En la compactación en caliente de acuerdo con la
invención, la composición de polvo metálico, tal como se sugiere
más arriba, preferiblemente se precalienta antes de añadirse al
útil de compactación precalentado. En tal precalentamiento de la
composición de polvo metálico es importante que el lubricante no se
reblandezca o se funda, lo cual haría que la composición de polvo
fuera difícil de manipular al llenar el útil de compactación, que a
su vez daría lugar a un cuerpo compactado que tendría una densidad
no uniforme y mala reproducibilidad en los pesos de las piezas.
Se da razón de unos pocos ensayos a fin de
ilustrar que la invención es eficaz y da lugar a productos de alta
densidad antes del tratamiento así como a alta solidez antes del
tratamiento.
Ensayo
1
La Tabla 1 de más abajo sugiere un número de
lubricantes indicando la temperatura del polvo (ºC), temperatura
del útil (ºC), presión de compactación (Pres. comp., MPa), densidad
antes de tratamiento (D a.t., g/cm^{3}) y fuerza de extracción
(F.ex., N/mm^{2}).
Las composiciones de polvo metálico comprendían
los siguientes ingredientes:
- Distaloy^{R} AE, disponible de Höganäs
AB,
- 0,3% en peso de grafito.
- 0,6% en peso de lubricantes de acuerdo con la
Tabla 1.
La composición de polvo metálico se mezcló en una
mezcladora Lödige.
| Lubricante | Temp. polvo ºC | Temp. útil ºC | Presión comp. MPa | Densidad a.t. G/cm^{3} | F. ex N/mm^{2} |
| WCE 34 | 125 | 150 | 600 | 7,34 | 10,1 |
| WCE 34 | 125 | 150 | 800 | 7,44 | 12,3 |
| WCS 4 | 100 | 120 | 600 | 7,32 | 16,9 |
| WCS 4 | 100 | 120 | 800 | 7,46 | 16,8 |
| WCS 4 + H-WAX | 110 | 120 | 700 | 7,40 | - |
| WCS 5 | 100 | 120 | 600 | 7,32 | 15,9 |
| WCS 5 | 100 | 120 | 800 | 7,47 | 17,6 |
| Lubricant X1 | 150 | 150 | 600 | 7,16 | 13,1 |
WCE 34 es un lubricante de acuerdo con la
invención y tiene un peso molecular promedio en número, Mn, de
aproximadamente 10.000-20.000, es un poliéster
parcialmente aromático con ácido tereftálico como ácido más
representado, punto máximo de fusión en el intervalo de 150 a160ºC,
viscosidad de la masa fundida de 700 Ps (160ºC, carga de 2,16 kg,
método ISO 1133), y Tg de 10ºC.
WCS 4 es un lubricante de acuerdo con la
invención y tiene un peso molecular promedio en número, Mn, de
20.000 y es poli(tereftalato de hexileno).
WCS 4 + H-WAX es un lubricante de
acuerdo con la invención y es una mezcla de 75% en peso de WCS 4,
como más arriba, y 25% en peso de H-WAX que es una
cera de etilen-bis-estearamida.
WCS 5 es un lubricante de acuerdo con la
invención y tiene un peso molecular promedio en número, Mn, de
40.000 y es poli(tereftalato de hexileno).
Lubricant X1 es un lubricante de acuerdo con
PCT/SE95/00636, que esencialmente es un oligómero de tipo amida con
un peso molecular promedio en peso, Mw, de 18.000, y este
lubricante está fuera del alcance de la invención.
La densidad antes del tratamiento se midió de
acuerdo con ISO 3927, 1985, y la fuerza de extracción se midió de
acuerdo con Höganäs Method 404.
Tal como aparece en la Tabla 1, se pueden obtener
densidades más altas, antes del tratamiento, con los lubricantes de
acuerdo con la invención que con Lubricant X1, mientras que las
fuerzas de extracción varían y en algunos casos son más bajas que
con Lubricant X1 y en algunos casos más altas, si bien están todavía
dentro de un intervalo aceptable.
En comparación con el material que comprende
Lubricant X1, los materiales mezclados con lubricantes de acuerdo
con la invención dan una densidad antes del tratamiento (D a.t.) y
unas fuerzas de extracción (F. ex.) comparables después de
compactación. Los lubricantes de acuerdo con la invención
constituyen, por tanto, lubricantes tan buenos como Lubricant
X1.
Claims (13)
1. Una composición de polvos, que comprende un
polvo metálico y un lubricante en forma de polvo,
caracterizada porque 50 a 100% en peso del lubricante es un
poliéster aromático o parcialmente aromático, que tiene un peso
molecular promedio en número, Mn, de 5.000-50.000,
siempre que la composición no incluya resinas fluóricas.
2. Composición de polvos de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicha composición de polvos incluye 0,1
a 2% en peso de lubricante, del cual el poliéster constituye 50 a
100% en peso.
3. Composición de polvos de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el lubricante
contiene 0-30% en peso de estearato de litio y/o
0-30% en peso de un lubricante de tipo de cera de
amidas, siendo el resto poliéster.
4. Composición de polvos de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que
el poliéster es un polímero o un copolímero de ftalato de
alquileno, en el que el ftalato de alquileno es un ftalato de
alquileno de C_{2}-C_{8}.
5. Composición de polvos de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que
el poliéster tiene un máximo de punto de fusión por encima de
100ºC.
6. Una composición de polvo de hierro que
comprende:
- -
- 0,1 a 2% en peso de un lubricante que comprende 50 a 100% en peso de un poliéster aromático o parcialmente aromático, que tiene un peso molecular promedio en número, Mn, de 5.000-50.000;
- -
- 0,01-3% en peso de grafito;
- -
- 0,005 -3% en peso de agente aglutinante;
- -
- 0-0,5% en peso de plastificante;
- -
- 0-2% en peso de compuestos termoplásticos;
- -
- 0-15% en peso, y preferiblemente 0-7% en peso de elementos de aleación;
- -
- 0-2% en peso de adyuvantes de elaboración; y
- -
- 0-2% en peso de fases duras;
siendo el resto polvo de hierro elegido en el
grupo que comprende polvos de hierro esencialmente puros, polvos de
hierro parcialmente prealeados, y polvos de hierro prealeados.
7. Un método para fabricar productos
sinterizados, que comprende las etapas de:
a) mezclar una composición de polvos de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones
1-6;
b) precalentar la composición de polvo metálico a
una temperatura predeterminada;
c) compactar la composición de polvo metálico
calentada, en forma de cuerpo compactado en un útil precalentado;
y
d) sinterizar el cuerpo compactado.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7,
en el que la composición de polvo metálico en la etapa b) se
precalienta a una temperatura inferior al punto máximo de fusión
del poliéster.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 7 u
8, en el que la composición de polvo metálico se precalienta a una
temperatura de 90-130ºC.
10. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 7-9, en el que el útil antes
de la etapa c) se calienta a la temperatura del máximo del punto de
fusión del poliéster o por debajo.
11. Un método de acuerdo con la reivindicación
10, en el que el útil se precalienta a una temperatura de
110-140ºC.
12. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 11, en el que la masa compactada se
sinteriza a una temperatura de 1.100-1.250ºC
durante 15-60 min.
\newpage
13. Uso de una composición de polvo de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para compactación
en caliente de componentes metalúrgicos a base de hierro.
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