ES2620444T3 - Lubricante para composiciones metalúrgicas en polvo - Google Patents

Lubricante para composiciones metalúrgicas en polvo Download PDF

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ES2620444T3 ES09829409.3T ES09829409T ES2620444T3 ES 2620444 T3 ES2620444 T3 ES 2620444T3 ES 09829409 T ES09829409 T ES 09829409T ES 2620444 T3 ES2620444 T3 ES 2620444T3
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Abstract

Composición metalúrgica en polvo a base de hierro que comprende un polvo de hierro o basado en hierro y partículas de lubricante de material compuesto, comprendiendo dichas partículas de material compuesto lubricante un núcleo de 10-60% en peso de al menos una amida de ácido graso primario que tiene más de 18 y no más de 24 átomos de carbono y del 40 al 90% en peso de al menos una bisamida de ácido graso, comprendiendo dichas partículas lubricantes también nanopartículas de al menos un óxido metálico adherido sobre el núcleo.

Description

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DESCRIPCION
Lubricante para composiciones metalurgicas en polvo CAMPO TECNICO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a una composicion metalurgica en polvo. Espedficamente, la invencion se refiere a una composicion de metal en polvo que comprende un nuevo material compuesto lubricante en partfculas. La invencion se refiere ademas al nuevo material compuesto lubricante de partfculas, asf como a un metodo para preparar este lubricante.
TECNICA ANTECEDENTE
En la industria de la metalurgia en polvo (industria PM) se utilizan metales en polvo, generalmente a base de hierro, para la produccion de componentes. El proceso de produccion implica la compactacion de una mezcla de metal en polvo en una matriz para formar un compacto verde, expulsando el compacto de la matriz y sinterizando el compacto verde a temperaturas y bajo condiciones tales que se produce un compacto sinterizado que tiene suficiente resistencia. Mediante el uso de la ruta de produccion PM se puede evitar el mecanizado costoso y las perdidas de material en comparacion con el mecanizado convencional de componentes de metales solidos como forma neta o componentes de forma casi neta. La ruta de produccion de PM es la mas adecuada para la produccion de piezas pequenas y bastante complejas, tales como engranajes.
Con el fin de facilitar la produccion de partes de PM se pueden anadir lubricantes al polvo de hierro antes de la compactacion. Mediante el uso de lubricantes, las fricciones internas entre las partfculas de metal individuales durante la etapa de compactacion se reducen. Otra razon para anadir lubricante es que la fuerza de eyeccion y la energfa total necesaria para expulsar la parte verde de la matriz despues de la compactacion se reducen. Una lubricacion insuficiente resultara en desgaste y rayado en la matriz durante la expulsion del compacto verde lo que conduce a la destruccion de la herramienta.
El problema con una lubricacion insuficiente puede solucionarse principalmente de dos maneras, ya sea aumentando la cantidad de lubricante o seleccionando lubricantes mas eficientes. Al aumentar la cantidad de lubricante, sin embargo, se produce un efecto secundario indeseado en el sentido de que la ganancia de densidad a traves de una mejor lubricacion se invierte por la cantidad aumentada de los lubricantes. Una mejor opcion sena seleccionar lubricantes mas eficientes.
La patente US 6395688 de Vidarsson describe un procedimiento para producir un material compuesto lubricante que incluye una fase metaestable de un primer lubricante elegido entre amidas o bisamidas de acidos grasos saturados e insaturados y un segundo lubricante elegido del grupo de bisamidas de acidos grasos. Mediante la fusion de los componentes y el sometimiento de la masa fundida a un enfriamiento rapido, se obtiene una fase de lubricacion metaestable.
La patente US 6413919 de Vidarsson describe un procedimiento para la preparacion de una combinacion de lubricantes que incluye las etapas de seleccionar un primer lubricante y un segundo lubricante, mezclar los lubricantes y someter la mezcla a condiciones tales que la superficie del primer lubricante se recubre con el segundo lubricante.
La solicitud de patente japonesa 2003-338526, publicacion N° 2005-105323, muestra una combinacion de lubricante de un material de nucleo de un lubricante de punto de fusion bajo, que cubre su superficie con partfculas de un lubricante de alto punto de fusion.
El documento WO 2007078228 describe una composicion en polvo a base de hierro que contiene un lubricante que contiene un nucleo lubricante que tiene su superficie recubierta con material de carbono en partfculas finas.
En el documento US 5279640 de Kuniaki se divulga una mezcla en polvo a base de hierro para metalurgia de polvos que consiste esencialmente en una mezcla fundida, como un aglutinante, que incluye aproximadamente 0,1% a aproximadamente 1,0% en peso de un polvo de al menos un compuesto organico seleccionado entre acido estearico, amida de acido oleico y amida de acido estearico, y aproximadamente 0,1% a aproximadamente 1,0% en peso de un polvo de bisamida de acido estearico; y el resto, que es un polvo a base de hierro, a cuya superficie se adhiere aproximadamente 0,1% a aproximadamente 3,0% en peso de un polvo de aleacion y/o un polvo para mejorar la maquinabilidad.
RESUMEN DE LA INVENCION
Un objetivo de la presente invencion es obtener un lubricante en partfculas mejorado. Otros objetivos y ventajas de la presente invencion seran evidentes a partir de lo siguiente.
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De acuerdo con un aspecto de la invencion, se proporciona una composicion metalurgica de polvo de hierro que comprende un polvo de hierro o a base de hierro y partfculas de lubricante de material compuesto, comprendiendo dichas partfculas de lubricante de material compuesto un nucleo de 10-60% en peso de al menos una amida de acido graso primario que tiene mas de 18 y no mas de 24 atomos de carbono y 40-90% en peso de al menos una bisamida de acido graso, comprendiendo dichas partfculas lubricantes tambien nanopartfculas de al menos un oxido metalico adherido sobre el nucleo.
De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se proporciona una partfcula de lubricante de material compuesto en partfculas que comprende un nucleo de 10-60% en peso de al menos una amida de acido graso primario que tiene mas de 18 y no mas de 24 atomos de carbono y 40-90% en peso de al menos una bisamida de acido graso, comprendiendo dicha partfcula lubricante tambien nanopartfculas de al menos un oxido metalico adherido sobre el nucleo.
De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se proporciona un metodo para producir partfculas de lubricante de material compuesto, que comprende: mezclar 10-60% en peso de al menos una amida de acido graso primario que tiene mas de 18 y no mas de 24 atomos de carbono y 40-90% en peso de al menos una bisamida de acido graso; fundir la mezcla; desintegrar la mezcla para formar nucleos de partfculas de lubricante de material compuesto; y adherir nanopartfculas de al menos un oxido metalico sobre los nucleos.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La Figura 1 es un grafico que muestra la densidad verde obtenida para diferentes materiales compuestos de lubricante a diferentes temperaturas de troquel de herramienta.
La Figura 2 es un grafico que muestra la energfa de inyeccion obtenida para diferentes materiales compuestos de lubricante a diferentes temperaturas de troquel de herramienta.
La Figura 3 es un grafico que muestra la fuerza de pico de eyeccion estatica para diferentes materiales compuestos de lubricante a diferentes temperaturas de troquel de herramienta.
La Figura 4 es un grafico que muestra la resistencia verde obtenida para diferentes materiales compuestos de lubricante a diferentes temperaturas de troquel de herramienta.
La Figura 5 es un grafico que muestra el rendimiento global de diferentes materiales compuestos de lubricante. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
El material compuesto lubricante de acuerdo con la invencion comprende al menos una amida de acido graso primario. La amida de acido graso primario debe contener mas de 18 atomos de carbono y no mas de 24, por ejemplo menos de 24 atomos de carbono. Si el numero de atomos de carbono es 18 o menos, el material compuesto lubricante tiende a formar aglomerados durante el almacenamiento y la parte compactada tendra una superficie pegajosa. La al menos una amida de acido graso primario se puede seleccionar del grupo que consiste en amida de acido araqrndico, amida de acido erucico y amida de acido behenico.
La concentracion de la al menos una amida de acido graso primario en el nucleo de la partfcula de material compuesto lubricante puede ser de 5-60%, convenientemente 10-60%, preferiblemente 13%-60%, mas preferiblemente 15- 60%, por peso del material compuesto lubricante, o 10-40% en peso tal como 10-30% en peso. Una concentracion de amida de acido graso primario por debajo de 10% puede deteriorar las propiedades lubricantes de los componentes del material compuesto lubricante en partfculas dando como resultado rayaduras de las superficies de un componente metalurgico en polvo compactado y de la matriz de compactacion y una concentracion superior al 60% dara al material compuesto lubricante una "textura" pegajosa que conduce al mal flujo de una composicion metalurgica de polvo a base de hierro que comprende las partfculas de lubricante de material compuesto, asf como del propio material compuesto lubricante en partfculas, y a una mayor tendencia a formar aglomerados durante el almacenamiento. Una concentracion de amida de acido graso primario por encima del 60% tambien hara que una superficie pegajosa del componente compactado resulte en que las partfculas contaminantes se adhieran a la superficie del componente compactado.
El material compuesto comprende ademas por lo menos una bisamida de acido graso. La bisamida de acido graso se puede seleccionar del grupo que consiste en metilen bisoleamida, metilen bisestearamida, etileno bisoleamida, hexilenobisestearamida y etilen bisestearamida (EBS).
La concentracion de la al menos una bisamida de acido graso en el nucleo de la partfcula de material compuesto lubricante puede ser de 40-95% en peso, tal como 40-90% en peso, o 60-95% en peso, tal como 60-90% o 70-90% en peso, o 60-87%, tal como 60-85%, en peso del material compuesto lubricante.
El nucleo de la partfcula de lubricante compuesta puede consistir solamente en al menos una amida de acido graso
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primario y la al menos una bisamida de acido graso, pero alternativamente el nucleo puede incluir uno o mas ingredientes ademas de al menos un compuesto graso primario amida de acido y la al menos una bisamida de acido graso.
El nucleo lubricante puede tener adicionalmente nanopartfculas de al menos un oxido metalico adherido al mismo. El oxido metalico puede seleccionarse del grupo que consiste en TiO2, A^O3, SnO2, SiO2, CeO2 y oxido de titanio de indio. Las nanopartfculas de al menos un oxido metalico pueden tener un tamano de partfcula primario menor que 500 nm, tal como menos de 200 nm.
La concentracion del material compuesto lubricante de acuerdo con la invencion puede estar en el intervalo de 0,012%, convenientemente 0,05-2%, preferiblemente 0,2-2%, mas preferiblemente 0,2-1%, tal como 0,4-0,7%, en peso de la composicion metalurgica en polvo a base de hierro.
Las partfculas de material compuesto lubricante pueden prepararse por fusion conjunta de los componentes, es decir, amida de acido graso y bisamida de acido graso, seguido por una etapa de desintegracion, dando como resultado partfculas discretas que pueden formar nucleos de las partfculas de compuesto lubricante. La desintegracion puede efectuarse por ejemplo mediante la atomizacion de una masa fundida por medio de gas o lfquido o mediante micronizacion, es decir, molienda, de una mezcla solidificada. Las partfculas de nucleo lubricante obtenidas pueden tener un tamano medio de partfcula de 1-50 pm, preferiblemente 5-40 pm. Despues de la etapa de desintegracion, las partfculas de nucleo del material compuesto lubricante pueden combinarse con, por ejemplo mezclado suavemente con, nanopartfculas de al menos un oxido metalico de modo que las nanopartfculas se adhieran sobre los nucleos de las partfculas lubricantes de material compuesto. La concentracion de oxido metalico en el material compuesto lubricante puede ser 0,001-10%, preferiblemente 0,01-5%, mas preferiblemente 0,01-2% en peso del material compuesto lubricante. La etapa de mezcla puede incluir el calentamiento del material compuesto lubricante hasta una temperatura por debajo del punto de fusion del componente de bajo punto de fusion. Un metodo alternativo para producir el material compuesto lubricante es mezclar ffsicamente las amidas de acidos grasos con las bisamidas, sin calentamiento.
El polvo a base de hierro puede ser un polvo de hierro prealeado o un polvo de hierro que tiene los elementos de aleacion unidos por difusion a las partfculas de hierro. El polvo a base de hierro puede ser tambien una mezcla de polvo de hierro esencialmente puro o de polvo de hierro prealeado y elementos de aleacion seleccionados del grupo que consiste en Ni, Cu, Cr, Mo, Mn, P, Si, V, Nb, Ti, W y grafito. El carbono en forma de grafito es un elemento de aleacion utilizado en gran medida en la industria de PM para dar propiedades mecanicas suficientes a los componentes sinterizados terminados. Mediante la adicion de carbono como constituyente individual a la composicion en polvo a base de hierro, el contenido de carbono disuelto del polvo de hierro puede mantenerse bajo, mejorando la compresibilidad. El polvo de hierro puede ser un polvo atomizado, tal como un polvo atomizado con agua, o un polvo de hierro esponjoso. El tamano de partfcula del polvo a base de hierro se selecciona dependiendo del uso final del material. Las partfculas de hierro o polvo a base de hierro tienen normalmente un tamano medio de partfculas en peso de hasta aproximadamente 500 mm y por encima de 10 mm, preferiblemente por encima de 30 pm.
La composicion metalurgica en polvo puede comprender ademas uno o mas aditivos seleccionados del grupo que consiste en aglutinantes, auxiliares de procesamiento, fases duras, agentes mejoradores de la maquinabilidad si existe la necesidad de mecanizar el componente sinterizado.
La composicion metalurgica en polvo a base de hierro comprende el hierro o el polvo a base de hierro o de y las partfculas de lubricante de material compuesto. El hierro o el polvo a base de hierro puede mezclarse con las partfculas de lubricante de material compuesto. Las partfculas de lubricante de material compuesto pueden unirse a las partfculas del hierro o del polvo a base de hierro, por ejemplo por medio de un aglutinante o sin un aglutinante adicional, pero puede preferirse no tener las partfculas de lubricante de material compuesto unidas a las partfculas del hierro o polvo a base de hierro, es decir, una composicion no unida donde el material compuesto lubricante esta en forma de partfculas libres.
La nueva composicion metalurgica de hierro o en polvo a base de hierro puede compactarse y opcionalmente sinterizarse de acuerdo con las tecnicas de PM convencionales.
Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invencion pero el alcance de la invencion no debe limitarse a los mismos.
Ejemplos
Materiales
Se utilizaron los siguientes materiales:
Se prepararon diversos lubricantes compuestos mezclando sustancias, de acuerdo con la tabla 1 y en proporciones
segun la tabla 2. Las sustancias se fundieron posteriormente y subsecuentemente se solidificaron y micronizaron hasta un tamano medio de partfcula entre 15-30 pm. Los materiales micronizados se trataron con dioxido de silicio en partfculas finas a un 0,3% en peso que tenia un tamano de partfcula primario inferior a 200 nm.
5 Como materiales de referencia se utilizaron los lubricantes conocidos Kenolube® P11, disponible de Hoganas AB, y Amide Wax PM, disponible de Hoganas AB. El Kenolube® P11 es un lubricante organico que contiene Zn y el Amide Wax PM es un lubricante organico a base de etilen-bisestearamida, EBS.
Con el fin de medir la tendencia de los lubricantes compuestos y los lubricantes convencionales a formar 10 aglomerados, los lubricantes se tamizaron sobre un tamiz estandar de 315 pm despues de almacenamiento durante 28 dfas a una temperatura de 50°C y una humedad relativa del 90%. Se midio la cantidad de material retenido en el tamiz y los resultados se revelan en la Tabla 3.
Tabla 1. Sustancias utilizadas para formar lubricantes compuestos
Marca
Nombre comun No. de atomos C de la amida primaria Saturado Insaturado
EBS
Etilenobisestearamida N.A.
O
Amida de acido oleico 18 x
A
Amida de acido araqrndico 20 x
E
Amida de acido erucico 22 x
B
Amida de acido behenico 22 x
15
Tabla 2. Contenido de sustancias organicas de lubricantes compuestos
Lubricante
% en peso de EBS % en peso de amida primaria
75/25 EBS/O
75 25
100 EBS
100 0
75/25 EBS/A
75 25
90/10 EBS/E
90 10
85/15 EBS/E
85 15
80/20 EBS/E
80 20
75/25 EBS/E
75 25
60/40 EBS/E
60 40
40/60 EBS/E
40 60
100 E
0 100
75/25 EBS/B
75 25
20 _____Tabla 3. Tendencia a la formacion de aglomerado durante el almacenamiento.
Lubricante
Almacenamiento 0 dfas % en peso > 150 pm Almacenamiento 28 dfas % en peso > 150 pm
75/25 EBS/O2
0 28
75/25 EBS/A
0 0,04
100 EBS2
0 0,00
90/10 EBS/E
0 0,00
85/15 EBS/E
0 0,04
80/20 EBS/E
0 0,06
75/25 EBS/E
0 0,51
60/40 EBS/E
0 0,80
40/60 EBS/E
0 2,5
100 E2
0 5,0
75/25 EBS/B
0 0,02
2Fuera del alcance de la invencion
La Tabla 3 muestra que los lubricantes compuestos en partfculas de acuerdo con la invencion se pueden almacenar sin aglomeracion. Sorprendentemente, se encontro que la aglomeracion estaba afectada tanto por las concentraciones relativas de EBS como por la amida de acidos grasos, asf como por la cantidad de atomos de 25 carbono en la amida de acido graso.
Preparacion de composiciones en polvo a base de hierro;
Como polvos de hierro o de hierro atomizados con agua, se utilizaron DistaloyAE®, Astaloy®CrM y un polvo de 30 hierro puro atomizado con agua, ASC100.29, todos disponibles de Hoganas AB, Suecia. El Distaloy® Ae consiste en un hierro puro que tiene partfculas de Ni, Cu y Mo unidas a la superficie por recocido por difusion (4% en peso de Ni,
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1,5% en peso de Cu y 0,5% en peso de Mo). Astaloy®CrM es un polvo prealeado atomizado con agua que contiene 3% de Cr y 0,5% de Mo.
Se utilizo grafito UF-4 (de Kropfmuhl AG, Alemania) como grafito anadido en la composicion en polvo a base de hierro.
Se prepararon composiciones en polvo a base de hierro de 25 kg cada una mezclando 0,5% en peso de los diferentes lubricantes compuestos en partfculas anteriores, o 0,5% en peso de los materiales de referencia, con 0,2% en peso de grafito y 99,3% en peso de DistaloyAE®. Estas composiciones se utilizaron para producir muestras cilmdricas utilizadas para evaluar las propiedades lubricantes y las densidades verdes obtenidas.
Para la preparacion de composiciones en polvo a base de hierro destinadas a ser compactadas en barras de resistencia en verde, y para ser probadas con respecto a las propiedades del polvo, se mezclaron 0,8% en peso de lubricantes y 0,5% de grafito con 98,7% de ASC100.29.
Las propiedades en polvo, tales como el flujo Hall y la densidad aparente, se midieron segun las normas SS-EN 23923-1 y SS-EN 23923-2 para todas las composiciones y los resultados se describen en la Tabla 4.
Para probar la altura maxima que va a ser compactada sin rayaduras, se prepararon mezclas basadas en Astaloy® CRm, 0,5% de grafito y 0,6% de lubricantes.
Tabla 4. Composiciones en polvo a base de hierro y flujo y AD de las mismas
Lubricante (%)
Lub. % en peso Grafito % en peso Distaloy®AE % en peso Flujo seg/50g AD
75/25 EBS/O2
0,5 0,2 99,3 33 2,97
75/25 EBS/A
0,5 0,2 99,3 29 3,02
100 EBS2
0,5 0,2 99,3 34 3,02
90/10 EBS/E
0,5 0,2 99,3 34 3,02
85/15 EBS/E
0,5 0,2 99,3 29 3,08
80/20 EBS/E
0,5 0,2 99,3 30 3,08
75/25 EBS/E
0,5 0,2 99,3 30 3,07
60/40 EBS/E
0,5 0,2 99,3 31 3,05
40/60 EBS/E
0,5 0,2 99,3 No hay flujo 2,98
100 E2
0,5 0,2 99,3 No hay flujo 2,98
75/25 EBS/B
0,5 0,2 99,3 30 3,07
Amide Wax PM'
0,5 0,2 99,3 35 3,02
Kenloube®'
0,5 0,2 99,3 29 3,15
1Muestras de referencia 2Fuera del alcance de la invencion
La Tabla 4 muestra que se pueden obtener valores de flujo excelentes y una AD alta usando el lubricante segun la invencion. Los valores de estos parametros se vieron afectados tanto por las concentraciones relativas de EBS como por la amida de acidos grasos, asf como por la cantidad de atomos de carbono en la amida de acido graso. La mezcla que contiene una amida de acido graso que tiene 18 o menos atomos de carbono mostro valores de flujo malo (alto) y AD bajo, lo mismo puede verse tambien para bisamida de acido graso al 100% y amida de acido graso primario al 100%.
Compactacion
Las composiciones en polvo a base de hierro basadas en Distaloy® AE se transfirieron a una matriz de compactacion y se compactaron a 800 MPa a diversas temperaturas de la matriz, en cilindros que teman un diametro de 25 mm y una altura de 20 mm.
Durante la eyeccion, se midieron las energfas de eyeccion y las fuerzas de pico de eyeccion necesarias para expulsar los cilindros de la matriz.
Las densidades de los cilindros verdes tambien se midieron segun la norma SS-EN ISO 3927. Se evaluo visualmente la tendencia del polvo a adherirse a las superficies de los cilindros.
Para probar la resistencia en verde, las composiciones basadas en ASC100.29 se compactaron en barras de resistencia verdes a una presion de compactacion de 600 MPa. Las resistencias en verde se midieron de acuerdo con la norma SS-EN 23995.
Las figuras 1-4 y la tabla 5 describen los resultados de las mediciones.
Tabla 5: Tendencia de adherencia despues de la compactacion a 800 MPa y a diferentes temperaturas
Lubricante
Temperatura de la matriz °C Polvo pegado en la superficie
75/25 EBS/O2
60 no
70 sf
80 sf
90 sf
75/25 EBS/A
60 no
70 no
80 no
90 no
100 EBS2
60 no
70 no
80 no
90 no
90/10 EBS/E
60 no
70 no
80 no
90 no
85/15 EBS/E
60 no
70 no
80 no
90 no
80/20 EBS/E
60 no
70 no
80 no
90 no
75/25 EBS/E
60 no
70 no
80 no
90 sf
60/40 EBS/E
60 no
70 no
80 no
90 sf
40/60 EBS/E
60 no
70 no
80 sf
90 sf
100 E2
60 no
70 no
80 sf
90 sf
Amide wax PM'
60 no
70 no
80 no
90 no
Kenolube®1
60 no
70 sf
80 sf
90 sf
1Muestras de referencia 2Fuera del alcance de la invencion
La Tabla 5 muestra que las composiciones en polvo a base de hierro que incluyen los lubricantes compuestos en partfculas de acuerdo con la invencion se pueden compactar a temperature ambiente y temperaturas elevadas hasta por lo menos e incluyendo 80°C (menos de 90°C) sin hacer polvo que se adhiera a la superficie del componente.
5
La ene^a de inyeccion medida y la fuerza de pico de eyeccion son menores, especialmente a temperaturas elevadas, cuando se expulsan componentes fabricados por la composicion de acuerdo con la invencion en comparacion con composiciones de referencia y composiciones que comprenden lubricantes compuestos fuera del alcance de la presente invencion, veanse figuras 2 y 3. Se puede observar la misma tendencia para la densidad 10 verde que, sin embargo, aumenta a temperaturas elevadas, vease la Figura 1. Se registra una resistencia mas alta en verde para componentes hechos de composiciones en polvo a base de hierro que incluyen el material compuesto lubricante en partfculas de acuerdo con la invencion comparado para referirse a las composiciones, vease la Figura
10
Se investigo la altura maxima posible para compactar sin rayaduras en el componente. Se compactaron anillos que teman un diametro interior de 20 mm y un diametro exterior de 40 mm, se vario la altura en el intervalo entre 25-50 mm. Antes de la compactacion a 600 MPa, el troquel de herramienta se calento a 60°C. La evaluacion se inicio con anillos que teman una altura de 25 mm y se prensaron 30 partes, despues se incremento la altura en incrementos de 2,5 mm y se prensaron otras 30 partes de cada altura. Este procedimiento se repitio hasta que se alcanzo la altura en la que aparecieron rayaduras en la superficie de las piezas, lo que indicaba una lubricacion insuficiente. Se determino la altura maxima posible para compactar con superficie libre de rasguno y se presenta en la tabla 6.
Tabla 6: altura maxima
Lubricante (%)
Altura maxima del componente posible compacta sin rasgunos (mm)
75/25 EBS/O2
42,5
75/25 EBS/A
40,0
100 EBS2
27,5
90/10 EBS/E
27,5
85/15 EBS/E
47,5
80/20 EBS/E
47,5
75/25 EBS/E
47,5
60/40 EBS/E
50,0
40/60 EBS/E
42,5
100 E2
35,0
75/25 EBS/B
47,5
Amide wax PM'
27,5
Kenolube®
42,5
1Muestras de referencia
2Fuera del alcance de la invencion
El rendimiento global de los lubricantes se evaluo asignando una marca para cada propiedad, entre 1 a 5, donde 5 15 era la marca mas alta. La siguiente tabla 7 muestra los criterios para asignar las marcas.
Tabla 7: La explicacion del rendimiento general de los materiales (5 ^ excelentes, 1 no tan bueno)
Propiedad/Marca
1 2 3 4 5
Almacenamiento 28 dfas de lubricante % > 150 pm (%)
>14 14-7,0 6,9-1,1 1,0-0,02 < 0,02
Flujo (secg50g)
Sin flujo 40-36 35-31 30-28 <28
AD (g/cm3)
< 2,94 2,94 -2,99 3,00-3,05 3,06-3,11 > 3,12
Polvo que se adhiere a la superficie
Si No
Fuerza verde (N/cm2)
12,0-14,0 14,1-16,0 16,1-18,0 18,1-20,0 20,1-22,0
Densidad verde (g/cm3)
< 7,34 7,34-7,36 7,37-7,39 7,40-7,42 > 7,42
Energfa de eyeccion (J/cm2)
50,0-45,1 45,0-42,1 42,0-39,1 39,0-36,1 36,0-33,0
Fuerza de eyeccion (N/mm2)
50,0-43,1 43,0-40,1 40,0-37,1 37,0-34,1 34,0-31,0
Altura maxima (mm)
25,0-27,5 30,0-35,0 37,5-40,0 42,5-45,0 47,5-50,0
Tabla 8, El rendimiento general.
Lubricante (%)
Rendimiento general.
75/25 EBS/O2
52
75/25 EBS/A
83
100 EBS2
60
90/10 EBS/E
61
85/15 EBS/E
90
80/20 EBS/E
92
75/25 EBS/E
92
60/40 EBS/E
95
40/60 EBS/E
73
100 E2
65
75/25 EBS/B
86
Amide Wax PM1
59
Kenloube®1
60
1Muestras de referencia 2Fuera del alcance de la invencion
En las Figuras 1 a 4, los resultados de muestras que incluyen lubricantes de referencia y muestras que incluyen lubricantes fuera del alcance de la invencion se muestran en color gris y los resultados de muestras que incluyen lubricantes de acuerdo con la invencion se muestran en negro. Para la muestra 75/25 EBS/O solo se muestra un 5 valor a 60°C y para Kenolube® solo a 60 y 70°C, dado que la pelfcula lubricante a temperatures mas altas no era eficiente para permitir la expulsion de las piezas compactadas de la herramienta.
La fuerza de eyeccion medida y la fuerza de pico de eyeccion estatica son menores, especialmente a temperaturas elevadas, cuando se expulsan componentes fabricados por la composicion de acuerdo con la invencion en 10 comparacion con composiciones de referencia y composiciones que comprenden lubricantes compuestos fuera del alcance de la presente invencion, vease Figiras 2 y 3. Se puede observar la misma tendencia para la densidad verde que, sin embargo, aumenta a temperaturas elevadas, vease la Figura 1. Se registra una resistencia mas alta en verde para componentes hechos de composiciones en polvo a base de hierro que incluyen el material compuesto lubricante en partfculas de acuerdo con la invencion en comparacion con las composiciones de referencia, vease la 15 Figura 4.
La Figura 5 representa las marcas de rendimiento global de la Tabla 8 para las muestras que incluyen la amida primaria, amida del acido erucico (E), asf como la muestra con EBS al 100%, frente a la concentracion de E en los nucleos de material compuesto lubricantes. Como se puede observar en la tabla, se obtienen las puntuaciones mas 20 altas cuando la concentracion de la amida primaria esta por encima del 10% y hasta el 60% en peso.

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Composicion metalurgica en polvo a base de hierro que comprende un polvo de hierro o basado en hierro y partfculas de lubricante de material compuesto, comprendiendo dichas partfculas de material compuesto lubricante un nucleo de 10-60% en peso de al menos una amida de acido graso primario que tiene mas de 18 y no mas de 24 atomos de carbono y del 40 al 90% en peso de al menos una bisamida de acido graso, comprendiendo dichas partfculas lubricantes tambien nanopartfculas de al menos un oxido metalico adherido sobre el nucleo.
  2. 2. Composicion segun la reivindicacion 1, en donde el nucleo comprende 10-40% en peso de al menos una amida de acido graso primario y 60-90% en peso de dicha al menos una bisamida de acido graso.
  3. 3. Composicion segun la reivindicacion 1, en donde el nucleo comprende de 10 a 30% en peso de al menos una amida de acido graso primario y 70 a 90% en peso de la al menos una bisamida de acido graso.
  4. 4. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la al menos una bisamida de acido graso se selecciona del grupo que consiste en metilen bisoleamida, metilenbisestearamida, etilenobisolamida, hexilenobisestearamida y etilenbisestearamida.
  5. 5. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las nanopartfculas de al menos un oxido metalico se seleccionan del grupo que consiste en TiO2 AhO3, SnO2, SO2, CeO2 y oxido de titanio de indio.
  6. 6. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la concentracion de oxido metalico en el material compuesto lubricante es 0,001-10%, preferiblemente 0,01-5%, mas preferiblemente 0,01-2% en peso.
  7. 7. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde las nanopartfculas tienen un tamano de partfcula primario de menos de 500 nm, preferiblemente menos de 200 nm.
  8. 8. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde las partfculas de material compuesto lubricante estan presentes en la composicion en una concentracion entre 0,01-2%, preferiblemente entre 0,4-0,7%, en peso de la composicion.
  9. 9. Una partfcula de lubricante de material compuesto en partfculas que comprende un nucleo de 10-60% en peso de al menos una amida de acido graso primario que tiene mas de 18 y no mas de 24 atomos de carbono y 40-90% en peso de al menos una bisamida de acido graso, comprendiendo dicha partfcula lubricante tambien nanopartfculas de al menos un oxido metalico adherido sobre el nucleo.
  10. 10. Un metodo para producir partfculas de material compuesto lubricante, que comprende:
    mezclar 10-60% en peso de al menos una amida de acido graso primario que tiene mas de 18 y no mas de 24 atomos de carbono y 40-90% en peso de al menos una bisamida de acido graso; fundir la mezcla;
    desintegrar la mezcla para formar nucleos de partfculas de lubricante de material compuesto; y adherir nanopartfculas de al menos un oxido metalico sobre los nucleos.
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