CN103060055A

CN103060055A - 一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂及其制备方法

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Publication number: CN103060055A
Application number: CN2013100244336A
Authority: CN
Inventors: 曾锐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明涉及一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂及其制备方法，属于粉末冶金材料添加剂技术领域。本发明提出一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂及其制备方法，其以硬脂酸盐、乙烯基双硬脂酰胺和油酸酰胺为原材料，将原材料混合均匀，加热至一定温度，随后进行冷却、研磨、粉碎和筛分，即得不锈钢专用粉末冶金润滑剂成品。本发明提出的不锈钢专用粉末冶金润滑剂，其适合于不锈钢304、316的粉末的压制；其压制脱模力低，生产成本低，生产效率高，同时可保证模具的安全使用。

Description

一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金材料添加剂技术领域，特别是涉及一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂及其制备方法。

背景技术

目前国内粉末冶金市场上使用的润滑剂主要有微粉蜡（阿克蜡）、硬脂酸锌、硬脂酸锂和一些复合类的润滑剂，例如赫格纳斯Kenolube P11的产品。但是这些润滑剂都存在着或多或少的问题，主要体现在以下方面：

微粉蜡类产品在使用过程中挥发性能比较好，但是产品的流速和压制性能方面对粉末冶金制品的改善不理想，有时候还会降低粉末的流动性能，造成混合粉末的充填不稳定。

硬脂酸锌和硬脂酸锂是常用的润滑剂，但因为产品本身化学性能的原因，会造成产品烧结后表面残留大量的碳，烧结过后的氧化锌也会造成烧结炉的污染，对产品的生坯强度影响比较大。

进口的的赫格纳斯Kenolube P11虽然综合性能的优势比较明显，但只是局限于某些产品的装粉高度高，对于尺寸大的产品，还是会影响产品脱模，并且Kenolube P11含有金属锌，所以烧结的过程中还是会存在一些表面的积碳，同时会对炉子产生污染。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提出一种复合润滑剂来解决现有润滑剂存在的问题，该发明提出的不锈钢专用粉末冶金润滑剂，压制脱模力低，生产成本低，生产效率高，同时可保证模具的安全使用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂，由以下重量百分比的原材料组成：

硬脂酸盐10%～40%，

油酸酰胺10%～40%，

乙烯基双硬脂酰胺40%～70%。

优选地，所述硬脂酸盐的重量百分比为20%。

进一步的，所述硬脂酸盐为硬脂酸锂。

优选地，所述油酸酰胺的重量百分比为20%；所述乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为60%。

优选地，其粒度为≤200目。

一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂的制备方法，具体步骤为：将所述原材料在常温20℃～25℃下混合，加热至温度T₁为150℃～170℃，恒温加热20min～40min后，将所述原材料混合物冷却至温度T₂为20℃～30℃，进行研磨、粉碎和筛分，即得所述不锈钢专用粉末冶金润滑剂成品。

本发明的有益效果是：

1、本发明生产工艺简单，操作方便，利于大规模工业化；

2、经过本发明润滑剂后的混合粉末冶金流速优异，能保证粉末的流速和充填；

3、优异的挥发性，温度≤500℃可以完全挥发，残留灰分少；

4、压制脱模力低，降低生产成本低，大大提高生产效率，保证模具的安全使用。

具体实施方式

本发明所述的实例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明相当的含义和范围内的任何改变和调整，都应认为是在本发明的范围内。

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂的制备方法，具体操作步骤为：将原材料硬脂酸盐、油酸酰胺和乙烯基双硬脂酰胺在常温20℃～25℃下混合，加热至温度T₁为150℃～170℃，恒温加热20min～40min后，待原材料混合均匀，将混合均匀的原材料混合物冷却至温度T₂为20℃～30℃，进行研磨、粉碎和筛分，即得不锈钢专用粉末冶金润滑剂成品。

硬脂酸盐的质量百分比为10%～40%，油酸酰胺的重量百分比为10%～40%，所述乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为40%～70%。

常用的硬脂酸盐润滑剂有硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钡、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸铝、12-羟基硬脂酸锂和硬脂酸锂，由于硬脂酸锌在生产工艺中会残留有氧化锌从而对炉子造成污染；硬脂酸钙有吸湿性和其他性能方面的不足；硬脂酸镁其不稳定，会影响产品的稳定性。本发明中硬脂酸盐优选硬脂酸锂，在本实施例中优选硬脂酸锂的重量百分比为10%。

乙烯基双硬脂酰胺，亦称乙撑双硬脂酰胺（EBS），是粉末冶金常用的润滑剂之一。该化合物为硬而脆的白色高熔点蜡，其工业品为呈略带黄色的细小颗粒，无毒，对人体无副作用，常温下不溶于大多数溶剂，对酸碱和水介质稳定，能溶于热的氯化烃类和芳香烃类溶剂，其粉状物滑腻感较强，80℃以上对水具有可湿性。在本实施例中乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为50%。

油酸酰胺，又称油酰胺或(Z)-9-十八烯酸酰胺，其是一种内外润滑都比较优异的粉末，可以用作聚烯烃注塑成型的脱模剂使脱模容易，从而增加产量，改善制品的表面光泽，本实施例中优选油酸酰胺的重量百分比为40%。

其中将原材料混合物冷却至温度T₂为20℃～30℃时，将混合物进行切片处理，接着进行研磨和粉碎成细粉，再通过高频振动筛进行筛分，其中的目数选用筛分后的不锈钢专用粉末冶金润滑剂粒度为≤200目，最后得出的即为不锈钢专用粉末冶金润滑剂成品。

高频振动筛选用上海凯贺机电科技有限公司生产的KH-1型高频振动筛分过滤机，筛分时选用标准目数为200目的震动筛，其中目数指筛网每英寸(25.4mm)长度上所具有的网眼数，筛孔尺寸：0.0750mm。

实施例2

与实施例1相同，不同之处在于：

硬脂酸锂的重量百分比为20%，油酸酰胺的重量百分比为20%，乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为60%。

实施例3

与实施例1相同，不同之处在于：

硬脂酸锂的重量百分比为40%，油酸酰胺的重量百分比为10%，乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为50%。

实施例4

与实施例1相同，不同之处在于：

硬脂酸锂的重量百分比为40%，油酸酰胺的重量百分比为20%，乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为40%。

实施例5

与实施例1相同，不同之处在于：

硬脂酸锂的重量百分比为15%，油酸酰胺的重量百分比为15%，乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为70%。

实施例6

对添加实施例1～5后的粉末做如下性能测试：

粉末流动速度：粉末流动速度测量装置选用TBX-50，TBX-50适用于自由流过孔径为5.0mm标准漏斗的粉末，均可用此仪器测量粉末的流动性。具体的计算方法为以50g粉末流过标准漏斗所需要的时间来表示粉末流动速度，其中粉末指分别添加实施例1～5制备的润滑剂后的粉末。

松装密度：松装密度是用以表征粉末颗粒松装堆积的重要参数，它是指粉末在规定条件下自然填充容器时测得的粉末密度，单位是g/cm3。粉末松装密度的测量方法有3种：漏斗法、斯柯特容量计法、振动漏斗法。

（1）漏斗法：粉末从漏斗孔按一定高度自由落下充满杯子；

（2）斯柯特容量计法：是把粉末放入上部组合漏斗的筛网上，自由或靠外力流入布料箱，交替经过布料箱中4块倾斜角为25°的玻璃板和方形漏斗，最后从漏斗孔按一定高度自由落下充满杯子；

（3）振动漏斗法：是将粉末装入带有振动装置的漏斗中，在一定条件下进行振动，粉末借助于振动，从漏斗孔按一定高度自由落下充满杯子。

其中粉末指分别添加实施例1～5制备的润滑剂后的粉末，表1为分别添加实施例1～5后的粉末性能测试表，如表1所示。

表1

由表1可以看出，实施例2的流动速度比相同条件下其他实施例的流动速度要快，实施例2的松装密度、脱模力和生坯强度最好。因此实施例2为最佳实施例，实施例2中硬脂酸锂的重量百分比为20%，油酸酰胺的重量百分比为20%，乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为60%为最佳原材料配比。

对比例1

对实施例2中所得到的不锈钢专用粉末冶金润滑剂的性能与微粉蜡、硬脂酸锂做比较，选用原料：铁粉ASC100.2950Kg，润滑剂添加量0.8%，其中润滑剂添加量百分比为以铁粉为基准计算的润滑剂量，添加润滑剂种类：实施例2、微粉蜡、硬脂酸锂；其具体操作步骤为首先先称取10Kg的ASC100.29的铁粉，与待试验润滑剂、石墨混合10分钟后，再加入剩下的40Kg ASC100.29的铁粉，混合20分钟后，将得到的混合粉末进行压制实验，在100T的实验压机上，压制密度到7.0g/cm³，实验的样品长宽高：分别是30mm×13mm×7mm的标准圆柱体。表2为铁粉ASC100.29分别添加待试验润滑剂后的性能测试，如表2所示。

表2

性能测试	润滑剂添加量	实施例2	微粉蜡	硬脂酸锂
					流动速度（s）	0.8%	26.3	34.4	27.7
松装密度（g/cm³）	0.8%	3.19	3.23	3.34

脱模力（KN）	0.8%	28	60.4	46.5
					生坯强度（Mpa）	0.8%	14.32	15.45	11.45

由表2可以看出，铁粉ASC100.29添加实施例2制得不锈钢专用粉末冶金润滑剂后的流动速度比微粉蜡可以提高8.1秒，比硬脂酸锂提高近1.4秒，铁粉ASC100.29添加上述三种润滑剂后的松装密度方面三个产品相差不大。实施例2制得不锈钢专用粉末冶金润滑剂的脱模力比微粉蜡可以降低43%，比硬脂酸锂低30.8%，其生坯强度比硬脂酸锂高25%。

对比例2

对实施例2中所得到的不锈钢专用粉末冶金润滑剂的性能与微粉蜡、硬脂酸锂做比较，选用原料：铁粉Kobelco300MA50Kg，铜粉2%，石墨0.8%，润滑剂添加量0.8%，其中铜粉、石墨和润滑剂添加量百分比为以铁粉为基准计算的润滑剂量，添加润滑剂种类：实施例2、微粉蜡、硬脂酸锂；其具体操作步骤为：首先先称取10Kg的Kobelco300MA的铁粉，与待试验润滑剂0.8%，石墨0.8%，铜粉2%混合10分钟后，再加入剩下的40Kg Kobelco300MA铁粉，混合20分钟后，将得到的混合粉末进行压制实验，在100T的实验压机上，压制密度到7.0g/cm3,实验的样品长宽高：分别是30mm*13mm*7mm的标准圆柱体。表3为铁粉Kobelco300MA分别添加待试验润滑剂后的性能测试，如表3所示。

表3

性能测试	润滑剂添加量	实施例2	微粉蜡	硬脂酸锂
					流动速度（s）	0.8%	28.2	31.4s	35.8
松装密度（g/cm³）	0.8%	3.22	3.06	3.32
					脱模力（KN）	0.8%	26.8	30.2	29.3
生坯强度（Mpa）	0.8%	10.72	12.11	8.82

由表3可以看出，在添加了合金粉末铜粉和石墨后，铁粉Kobelco300MA添加实施例2制得不锈钢专用粉末冶金润滑剂后的流动速度比微粉蜡要快3.2秒，比硬脂酸锂快7.6秒，铁粉Kobelco300MA添加上述润滑剂后的松装密度相差不大，铁粉Kobelco300MA添加实施例2制得不锈钢专用粉末冶金润滑剂后的脱模力比微粉蜡脱模力降低12.7%，比硬脂酸锂低12.2%，其生坯强度比硬脂酸锂提高21.5%。

本发明提出的不锈钢专用粉末冶金润滑剂，其专门针对粉末冶金不锈粉研制生产，适合于不锈钢304、316的粉末的压制。其能大幅度提高不锈钢产品的压缩性，改善产品的脱模性能。其使用性能远高于目前市场上所使用的微粉蜡和硬脂酸锂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种不锈钢专用粉末冶金润滑剂，其特征在于，由以下重量百分比的原材料组成：

硬脂酸盐10%～40%，

油酸酰胺10%～40%，

乙烯基双硬脂酰胺40%～70%。

2.如权利要求1所述的不锈钢专用粉末冶金润滑剂，其特征在于：所述硬脂酸盐的重量百分比为20%。

3.如权利要求2所述的不锈钢专用粉末冶金润滑剂，其特征在于：所述硬脂酸盐为硬脂酸锂。

4.如权利要求1所述的不锈钢专用粉末冶金润滑剂，其特征在于：所述油酸酰胺的重量百分比为20%。

5.如权利要求1所述的不锈钢专用粉末冶金润滑剂，其特征在于：所述乙烯基双硬脂酰胺的重量百分比为60%。

6.如权利要求1所述的不锈钢专用粉末冶金润滑剂，其特征在于：粒度为≤200目。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的不锈钢专用粉末冶金润滑剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将所述原材料在常温20℃～25℃下混合，加热至温度T₁为150℃～170℃，恒温加热20min～40min后，将所述原材料混合物冷却至温度T₂为20℃～30℃，进行研磨、粉碎和筛分，即得所述不锈钢专用粉末冶金润滑剂成品。