COMPOSICIÓN DE METAL EN POLVO QUE COMPRENDE AMIDAS SECUNDARIAS COMO LUBRICANTE Y/O AGLUTINANTE.

Composición de metal en polvo, que comprende un polvo a base de hierro seleccionado de hierro puro,

polvo de hierro prealeado, recocido por difusión o mezclado mecánicamente con uno o más elementos de aleación seleccionados de Cu, Mo, Cr, Mn, P, C en forma de grafito, Ni, Si, B, V, Ti, Al, Co, W, o mezclas de los mismos y un lubricante y/o aglutinante que comprende el 0,05-2% en peso de al menos una amida secundaria de fórmula general: R1-NH-CO-R2 caracterizada porque R1 y R2 son grupos hidrocarbonados alifáticos saturados o insaturados, lineales o ramificados, iguales o diferentes

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2005/001343.

Solicitante: HOGANAS AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: 263 83 HÖGANÄS SUECIA.

Inventor/es: RAMSTEDT, MARIA, AHLIN,ASA.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 16 de Septiembre de 2005.

Clasificación PCT:

  • B22F1/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B22 FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS.B22F TRABAJO DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE OBJETOS A PARTIR DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE POLVOS METALICOS (fabricación de aleaciones mediante metalurgia de polvos C22C ); APARATOS O DISPOSITIVOS ESPECIALMENTE ADAPTADOS PARA POLVOS METALICOS. › Tratamiento especial de polvos metálicos, p. ej. para facilitar su trabajo, mejorar sus propiedades; Polvos metálicos en sí , p. ej. mezclas de partículas de composiciones diferentes.
  • C22C33/02 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS.C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › C22C 33/00 Fabricación de aleaciones ferrosas (mediante tratamiento con calor C21D 5/00, C21D 6/00). › por metalurgia de polvo.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2356177_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una composición de metal en polvo. Específicamente, la invención se refiere a una composición de metal en polvo que incluye un lubricante y/o aglutinante que comprende al menos una amida secundaria. La invención se refiere además a un método de producción de un cuerpo en verde, un método de producción de una composición de polvo a base de hierro ligada y al uso del lubricante y/o aglutinante.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los polvos de metal en la industria para la fabricación de productos metálicos compactando el polvo de metal en un molde a altas presiones, expulsando el producto compactado del molde y opcionalmente sinterizando el producto. En la mayoría de las aplicaciones pulvimetalúrgicas (PM), en el polvo está comprendido un lubricante con el fin de proporcionar la acción de lubricación necesaria entras las partículas de polvo durante la compactación y entre el molde y el producto compactado durante la expulsión del molde. La lubricación conseguida mediante un lubricante incluido en el polvo de metal se denomina lubricación interna, a diferencia de la lubricación externa, que se consigue aplicando un lubricante a las paredes del molde, en el que se compacta el polvo. Una lubricación insuficiente durante la expulsión da como resultado una fricción excesiva entre el producto compactado y el molde, dando como resultado altas energías de expulsión y el daño de las superficies del molde y de las superficies del producto.

La lubricación interna se consigue usando lubricantes especiales. Normalmente estos lubricantes se mezclan con el polvo a base de hierro o de hierro en forma de polvo.

Algunos lubricantes pueden usarse también para ligar aditivos tales como, por ejemplo elementos de aleación, a las partículas a base de hierro o de hierro. En estos casos los lubricantes funcionan por tanto como agentes ligantes y reducen o eliminan la segregación de los aditivos durante el transporte y la manipulación.

Lubricantes usados comúnmente para aplicaciones PM son jabones metálicos, tales como estearato de litio y zinc. Una desventaja de este tipo de lubricante es que los óxidos de los metales en el lubricante contaminan el interior del horno de sinterización como resultado de la liberación de metales desde el lubricante durante la sinterización, otro problema es que pueden formarse manchas sobre el componente tras la sinterización. Otro lubricante usado comúnmente es etilen-bis-estearamida (EBS). También pueden formarse manchas sobre el componente tras la sinterización cuando se usa este lubricante, pero en menor medida en comparación con el uso de, por ejemplo, estearato de zinc. Debido a que los lubricantes afectan considerablemente las propiedades de compactación y sinterización de los polvos de metal, la optimización de la cantidad, composición y estructura del lubricante usado es de vital importancia para obtener densidades altas y constantes y buenos acabados de superficie de las piezas producidas. OBJETOS DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es proporcionar una nueva composición de metal en polvo que comprende un

lubricante y/o aglutinante que reduce o elimina los problemas de las altas fuerzas de expulsión y las superficies manchadas de las piezas sinterizadas.

Otros objetos de la invención son proporcionar un

método de producción de productos compactados y piezas

sinterizadas o tratadas térmicamente, un método de producción de una composición de metal en polvo ligada y uso del lubricante y/o aglutinante. SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Estos objetos se logran mediante la composición de metal en polvo definida en la reivindicación 1, que comprende un polvo a base de hierro y un lubricante y/o aglutinante que comprende al menos una amida secundaria. La invención se refiere además a un método de producción de un cuerpo en verde sometiendo a compactación la composición mencionada anteriormente.

El método de producción de una composición de metal en polvo ligada comprende: mezclar un polvo a base de hierro con al menos una amida secundaria y calentar la mezcla hasta una temperatura superior al punto de fusión de la al menos una amida secundaria.

Adicionalmente, la invención se refiere al uso de la al menos una amida secundaria como agente lubricante y/o ligante para polvos a base de hierro, y a su uso para la lubricación de paredes de moldes. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El lubricante y/o aglutinante en la composición de metal en polvo según la invención es al menos una amida secundaria que puede definirse mediante la fórmula general:

R1-NH-CO-R2, en la que los grupos R1 y R2, que pueden ser iguales o diferentes, son grupos hidrocarbonados alifáticos saturados

o insaturados, lineales o ramificados. Preferiblemente, R1 y R2 incluyen independientemente de 10 a 24 átomos de carbono.

Preferiblemente, R1 y R2 se seleccionan del grupo que consiste en alquilo y alquenilo.

Los grupos alquilo pueden elegirse de decilo,

undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, nonadecilo, eicosilo, heneicosilo, docosilo, tricosilo, tetracosilo.

Los grupos alquenilo pueden elegirse de decenilo, undecenilo, dodecenilo, tridecenilo, tetradecenilo, pentadecenilo, hexadecenilo, heptadecenilo, octadecenilo, nonadecenilo, eicosenilo, heneicosenilo, docosenilo, tricosenilo, tetracosenilo.

Ejemplos de amidas secundarias preferidas se muestran 10 en la tabla 1. Tabla 1

Fórmula general: R1-NH-CO-R2 Nº de Nº de átomos átomos Nombre de C de C R1 R2 Nombre químico Estructura química común de R1 de R2 18 15 Octadecenilo Pentadecilo Octadecenilhexadecanamida CH3(CH2)7HC=CH(CH2)8NHCO (CH2)14CH4 Oleilpalmitamida 18 17 Octadecilo Heptadecilo Octadeciloctadecanamida CH3(CH2)17NHCO(CH2)16CH3 Estearilestearamida 18 17 Octadecenilo Heptadecilo Octadeceniloctadecanamida CH3(CH2)7HC=CH(CH2)8NHCO (CH2)16CH3 Oleilestearamida 18 17 Octadecilo Heptadecenilo Octadeciloctadecenenamida CH3(CH2)17NHCO(CH2)7HC=CH (CH2)7CH3 Esteariloleamida 18 17 Octadecenilo Heptadecenilo Octadeceniloctadecenenamida CH3(CH2)7HC=CH(CH2)8NHCO (CH2)7HC=CH(CH2)7CH3 Oleiloleamida 18 21 Octadecilo Heneicosenilo Octadecildocosenenamida CH3(CH2)17NHCO (CH2)11HC=CH(CH2)7CH3 Estearilerucamida 18 21 Octadecenilo Heneicosenilo Octadeceniloctadecenenamida CH3(CH2)7HC=CH(CH2)11NHCO (CH2)11HC=CH(CH2)7CH3 Oleilerucamida 22 17 Docosenilo Heptadecilo Docoseniloctadecanamida CH3(CH2)7HC=CH(CH2)12NHCO (CH2)18CH4 Erucilestearamida 22 17 Docosenilo Heptadecenilo Docoseniloctadecenenamida CH3(CH2)7HC=CH(CH2)12NHCO (CH2)7HC=CH(CH2)7CH3 Eruciloleamida 22 21 Docosenilo Heneicosenilo Docosenildocosenenamida CH3(CH2)7HC=CH(CH2)12NHCO (CH2)11HC=CH(CH2)7CH3 Erucilerucamida 24 11 Tetracosilo Undecilo Tetracocildodecanamida CH3(CH2)23NHCO(CH2)10CH3 Lignocerillauramida 24 17 Tetracosilo Heptadecilo Tetracociloctadecanamida CH3(CH2)23NHCO(CH2)16CH3 Lignocerilestearamida

La cantidad de amidas secundarias puede constituir el 0,05-2,0% en peso de la composición de metal en polvo, preferiblemente el 0,05-1,0% en peso.

Una realización de la invención se refiere a una composición de metal en polvo que comprende un lubricante y/o aglutinante que comprende además al menos una amida primaria además de la al menos una amida secundaria. La al menos una amida primaria es preferiblemente una amida de ácido graso saturado o insaturado que tiene 12-24, preferiblemente 14-22 átomos de C y lo más preferiblemente 16-22 átomos de C.

Amidas primarias especialmente preferidas son amida del ácido esteárico (estearamida), amida del ácido behénico (behenamida), amida del ácido erúcico (erucamida), amida del ácido palmítico (palmitamida) y amida del ácido araquídico (araquidamida).

Las amidas primarias y secundarias según la invención

o bien pueden obtenerse comercialmente o bien pueden producirse a partir de material obtenible comercialmente mediante el uso de procesos bien conocidos en la técnica.

La cantidad de amidas primarias y secundarias puede constituir un total del 0,05-2,0% en peso de la composición de metal en polvo, preferiblemente del 0,05-1,0% en peso.

La cantidad de la al menos una amida primaria puede ser del 0,05-1,0% en peso y la cantidad de la al menos una amida secundaria puede ser del 0,05-1,0% en peso para la realización... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición de metal en polvo, que comprende un polvo a base de hierro seleccionado de hierro puro, polvo de hierro prealeado, recocido por difusión o mezclado mecánicamente con uno o más elementos de aleación seleccionados de Cu, Mo, Cr, Mn, P, C en forma de grafito, Ni, Si, B, V, Ti, Al, Co, W, o mezclas de los mismos y un lubricante y/o aglutinante que comprende el 0,05-2% en peso de al menos una amida secundaria de fórmula general:

R1-NH-CO-R2 caracterizada porque R1 y R2 son grupos hidrocarbonados alifáticos saturados o insaturados, lineales o ramificados, iguales o diferentes.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que R1 y R2 incluyen independientemente de 10 a 24 átomos de carbono.

3. Composición de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en la que R1 y R2 se seleccionan del grupo que consiste en alquilo y alquenilo.

4. Composición de acuerdo con la reivindicación 3, en la que los grupos alquilo se eligen de decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, nonadecilo, eicosilo, heneicosilo, docosilo, tricosilo, tetracosilo.

5. Composición de acuerdo con la reivindicación 3, en la que los grupos alquenilo se eligen de decenilo, undecenilo, dodecenilo, tridecenilo, tetradecenilo, pentadecenilo, hexadecenilo, heptadecenilo, octadecenilo, nonadecenilo, eicosenilo, heneicosenilo, docosenilo, tricosenilo, tetracosenilo.

6. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la amida secundaria se elige de oleilpalmitamida, estearil-estearamida, oleil-estearamida,

estearil-oleamida, oleil-oleamida, estearil-erucamida, oleil-erucamida, erucil-estearamida, erucil-oleamida, erucil-erucamida, lignoceril-lauramida, lignocerilestearamida.

7. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además al menos una amida primaria.

8. Composición de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la amida primaria es una amida de un ácido graso lineal, saturado o insaturado, que tiene 12-24 átomos de carbono.

9. Composición de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la amida primaria se selecciona del grupo que consiste en palmitamida, estearamida, araquidamida, behenamida y erucamida.

10. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que el lubricante es particulado.

11. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en la que el lubricante comprende una mezcla particulada fundida y posteriormente solidificada de la al menos una amida secundaria y la al menos una amida primaria.

12. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, siendo la composición una mezcla ligada.

13. Composición de acuerdo con la reivindicación 12, en la que se usa al menos una amida secundaria como agente ligante.

14. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que las partículas a base de hierro están rodeadas por un recubrimiento inorgánico aislante.

15. Método de producción de un cuerpo en verde, que

comprende compactar la composición de metal en polvo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9 para dar un cuerpo compactado.

16. Método de acuerdo con la reivindicación 15, que 5 comprende además una etapa de sinterización o tratamiento térmico. 17. Método de producción de una composición de polvo a base de hierro ligada, que comprende: -mezclar un polvo a base de hierro con al menos una 10 amida secundaria de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9; -calentar la mezcla hasta una temperatura superior al punto de fusión de la al menos una amida secundaria. 18. Método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la mezcla comprende además al menos una amida primaria y en el que la temperatura de calentamiento es inferior al punto de fusión de la amida primaria.

19. Uso de un lubricante y/o aglutinante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, como agente 20 lubricante y/o ligante para polvos a base de hierro.

20. Uso de un lubricante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, como lubricante para paredes de moldes.


 

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