Aglutinante para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas.

Aglutinante para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas,

que comprende

a) una primera sustancia con un primer punto de fusión y una primera presión de vapor a 80º C;

b) una segunda sustancia con un segundo punto de fusión y una segunda presión de vapor a 80 º C, siendo el punto de fusión de la primera y segunda sustancia como máximo de 150 º C y siendo la presión de vapor de la primera y segunda sustancia por lo menos de aproximadamente 5 Torr (667 Pa) a 80 º C.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/005925.

Solicitante: GKN SINTER METALS HOLDING GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KREBSOGE 10 42477 RADEVORMWALD ALEMANIA.

Inventor/es: Wimbert,Lars, KRUZHANOV,Vladislav, DE CRISTOFARO,Nicola.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • 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.

PDF original: ES-2377184_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Aglutinante para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas.

La presente invención se refiere a un aglutinante para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas, así como a una mezcla para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas, abarcando un aglutinante de este tipo y un procedimiento para la fabricación de una mezcla para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas y un procedimiento para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas.

Para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas, ya sea mediante moldeo por compresión o mediante moldeo por inyección o prensado por extrusión, es necesario utilizar aglutinantes, para que se pueda fabricar una pieza en bruto que mantenga la forma a partir de una mezcla de polvos. Esta pieza en bruto es sinterizada entonces a continuación. Los polvos pueden ser al mismo tiempo polvos de plástico, cerámicos o metálicos, pudiendo ser los propios polvos también mezclas de diferentes plásticos, materiales cerámicos y/o metales, respectivamente aleaciones, o polvos procesados de otra manera cualquiera, por ejemplo polvos revestidos. En el caso de polvos de metal se pueden utilizar al mismo tiempo tanto polvos de metal puros, por ejemplo polvo de hierro, polvos aleados o también polvos revestidos, también en mezclas de polvos distintos entre sí.

Los aglutinantes utilizados deben ser retirados después de la fabricación de una pieza en bruto. Esto puede suceder, por ejemplo, de forma térmica antes de la etapa de sinterización, si bien puede estar prevista una retirada catalítica, o la utilización de disolventes, mediante los cuales los aglutinantes son disueltos y retirados de la pieza en bruto. En este procedimiento conocido es desventajosa, por un lado, la utilización de temperaturas más altas y/o de sustancias adicionales, de manera que durante la desaglutinación, como se designa también la retirada del aglutinante de piezas en bruto, se influye de forma negativa de una forma o de otra, ya sea porque los costes aumentan debido a la utilización de sustancias adicionales, o porque tiene lugar un aumento de los costes a causa de la utilización de temperaturas más altas, o ya sea porque no se pueden conseguir piezas suficientemente estancas.

De este modo, el documento De 43 14 694 C1 da a conocer un procedimiento para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas mediante la formación de una mezcla formada por un polvo metálico o cerámico que se puede sinterizar y polioximetileno o un copolomerizado con proporciones mayoritarias de unidades de oximetileno como aglutinante para dar un cuerpo en verde, retirada del aglutinante de forma catalítica con ácidos, utilizándose para la retirada del aglutinante un ácido que es sólido a temperatura ambiente y que sublima o funde y se evapora a temperaturas más elevadas. El procedimiento descrito allí comprende, por consiguiente, una etapa de desaglutinación, en el cual se utiliza un medio adicional, es decir aquí un ácido.

Por ello, la presente invención se plantea el problema de proporcionar un aglutinante así como también mezclas que se pueden sinterizar y procedimientos para la fabricación de mezclas de este tipo así como también para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas, mediante los cuales se eviten las desventajas conocidas del estado de la técnica.

Para la solución de este problema, se propone según la invención un aglutinante para la fabricación de piezas preformada sinterizadas que comprende a) una primera sustancia con un primer punto de fusión y una primera presión de vapor a 80 º C;

b) una segunda sustancia con un segundo punto de fusión y una segunda presión de vapor a 80 º C, siendo el punto de fusión de la primera y segunda sustancia como máximo de 150 º C y siendo la presión de vapor de la primera y segunda sustancia por lo menos de aproximadamente 5 Torr (667 Pa) a 80 º C. Preferentemente, la primera y segunda presiones de vapor difieren entre sí como máximo en aproximadamente el 60 %. Preferentemente es diferente al mismo la presión de vapor de la primera y segunda sustancia, si bien puede ser también idéntica. De manera ventajosa, la primera presión de vapor y la segunda presión de vapor de la primera sustancia y de la segunda sustancia puede ser como máximo de aproximadamente 100 Torr (13332 Pa = 133, 32 hPa = 13, 32 kPa) , correspondiendo por consiguiente a aproximadamente 13 kPa, estando de forma más preferida la primera y segunda presiones de vapor de la primera y segunda sustancias en un intervalo de aproximadamente 5 Torr (667 Pa) , preferentemente de aproximadamente 8 Torr (1067 Pa) , hasta aproximadamente 70 Torr (9333 Pa) , referidos en cada caso a 80 º C. La presión de vapor se puede determinar al mismo tiempo según la fórmula general siendo p la presión de vapor en Torr (1 Torr = 133, 3 Pa) , A una constante, la cual puede extraerse de trabajos numéricos, en K, T la temperatura en K y siendo B una constante en Torr. La conversión de Torr a Pascalios debe tener lugar tras la determinación de la presión de vapor con la unidad Torr. El logaritmo en la fórmula que aparece más arriba es un logaritmo decimal. Las constantes A y B pueden tomarse de obras numéricas, por ejemplo de Landolt-Börnstein, Zahlenwerke und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomie, Geophysik und Technik, 6ª edición, Springer Verlag Berlín Gotinga Heidelberg, 1960, Tomo II, 2º Parte pág. 89 y ss (Ejemplo: para naftalina en A = 3616 y B = 11, 109 a 1 Torr (133 Pa) , para 1, 2, 4, 5 tetrametilbenceno es A = 2313 y B = 8, 281 a 1 Torr (133 Pa) .

Al mismo tiempo, 0 º C corresponde a 273, 15 K. La presión de vapor se puede medir y determinar, por ejemplo, según las normas ASTM E 1194 ó ASTM E 1782.

Sorprendentemente se ha demostrado que mediante la utilización de dos sustancias en el aglutinante según la invención con un punto de fusión más bajo y en especial una divergencia de la primera y segunda presión de vapor de la primera y segunda sustancias entre sí de como máximo aproximadamente el 60 %, en caso de utilización del aglutinante según la invención en mezclas sinterizables, éstas presentan una buena fluidez, la pieza en bruto obtenida tras la compresión presenta una alta estabilidad de forma así como también una elevada densidad en verde. La primera y segunda sustancias actúan también como formadoras de poro. Se prefiere al mismo tiempo especialmente la utilización del aglutinante según la invención en el procedimiento de moldeo por inyección de metal, respectivamente, prensado por extrusión de metal. Se puede trabajar entonces, para temperaturas de tornillo sin fin del extrusionador utilizado de no más de aproximadamente 100º C, preferentemente de no más de aproximadamente 90º C, comparadas con temperaturas de tornillo sin fin altas sino usuales de los extrusionadores utilizados que están, usualmente, en un intervalo comprendido entre aproximadamente 150 y aproximadamente 180º C.

En el sentido de la presente invención, se entiende el concepto de “aproximadamente” en especial en relación con la temperatura de fusión y la presión de vapor de la primera y/o segunda sustancia, aunque también en relación con otros parámetros numéricos, como que son posibles divergencias de los valores indicados de +-3 %, preferentemente +-2 %, de forma aún más preferida de +-1 %, sin que el éxito perseguido con la presente invención sea puesto con ello en peligro. También fuera de los intervalos mencionados con anterioridad, siempre que los parámetros elegidos no estén muy alejados, se puede conseguir, por lo menos en parte, el éxito de la presente invención.

La primera y segunda sustancias del aglutinante según la invención se selecciona, al mismo tiempo, de entre el grupo que comprende sustancias orgánicas, de forma más preferida que comprende sustancias orgánicas con una masa molar inferior a aproximadamente 300 g/mol. De forma especialmente preferida, la primera y segunda sustancias se seleccionan de entre el grupo que comprende hidrocarburos cíclicos, hidrocarburos aromáticos y/o hidrocarburos halogenados, pudiendo los hidrocarburos halogenados estar parcial aunque también en su caso completamente halogenados. Se prefiere especialmente al mismo tiempo la primera y/o segunda sustancias seleccionadas de entre el grupo que comprende canfeno, tetrametilbenceno, en especial 1, 2, 4, 5 tetrametilbenceno, naftalina o tetrabromocarbono u otros derivados. Por derivados en el sentido de la presente invención se entienden sustancias tales que en lugar de sustituyentes como hidrógeno, metilo o bromo presenta otros sustituyentes como, por ejemplo,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aglutinante para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas, que comprende a) una primera sustancia con un primer punto de fusión y una primera presión de vapor a 80º C; b) una segunda sustancia con un segundo punto de fusión y una segunda presión de vapor a 80 º C, siendo el punto de fusión de la primera y segunda sustancia como máximo de 150 º C y siendo la presión de vapor

de la primera y segunda sustancia por lo menos de aproximadamente 5 Torr (667 Pa) a 80 º C.

2. Aglutinante según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera y segunda presión de vapor difieren entre sí como máximo en aproximadamente el 60 %.

3. Aglutinante según la reivindicación 1, caracterizado porque la presión de vapor de la primera y segunda sustancia es diferente.

4. Aglutinante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera presión de vapor de la primera sustancia y la segunda presión de vapor de la segunda sustancia es como máximo de aproximadamente 100 Torr (13332 Pa) a 80 º C.

5. Aglutinante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera y segunda sustancia se selecciona de entre un grupo que comprende hidrocarburos cíclicos, hidrocarburos aromáticos y/o hidrocarburos halogenados.

6. Aglutinante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el punto de fusión de la primera y segunda sustancia es de como máximo aproximadamente 100 º C.

7. Aglutinante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera sustancia es naftalina.

8. Aglutinante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la segunda sustancia es 1, 2, 4, 5tetrametilbenceno.

9. Mezcla para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas, que comprende a) por lo menos un material sinterizable; y b) por lo menos un aglutinante según una de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Mezcla según la reivindicación 9, caracterizada porque ésta comprende además por lo menos un estabilizante y/o por lo menos un antiaglomerante.

11. Mezcla según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizada porque la mezcla contiene un aglutinante en una cantidad comprendida entre aproximadamente el 2 % en peso y aproximadamente el 8 % en peso, en relación con la cantidad total de la mezcla.

12. Procedimiento para la fabricación de una mezcla según una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que está presente por lo menos un material sinterizable y éste se mezcla con el aglutinante.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque al material sinterizable se le añade por lo menos un antiaglomerante antes de mezclarse con el aglutinante.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque se disuelve por lo menos un antiaglomerante en un disolvente y se mezcla esta solución con dicho por lo menos un material sinterizable.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque una mezcla formada por el antiaglomerante disuelto y el material sinterizable se seca antes de la adición del aglutinante.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque junto con el aglutinante o tras la adición del aglutinante se añade por lo menos un estabilizante.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque la mezcla es extrusionada.

18. Procedimiento para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas mediante la formación de una mezcla según una de las reivindicaciones 9 a 11 y la retirada de la primera y/o la segunda sustancia de dicho por lo menos un aglutinante mediante calentamiento.

19. Procedimiento para la fabricación de piezas conformadas sinterizadas mediante la formación de una mezcla según una de las reivindicaciones 9 a 11 y la retirada de la primera y/o segunda sustancia de dicho por lo menos un aglutinante mediante la utilización de una presión de menos de aproximadamente 50 Torr (6666 Pa) .

20. Procedimiento según la reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque la retirada de por lo menos un aglutinante se lleva a cabo a una temperatura de como máximo hasta aproximadamente 150 º C.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizado porque tras la retirada del aglutinante se sinteriza una pieza en bruto obtenida.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizado porque la deformación tiene lugar a una temperatura de una herramienta de deformación utilizada de como máximo aproximadamente 120 º C.

 

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