CN105945275B - 一种高性能粉末冶金润滑剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高性能粉末冶金润滑剂，包括润滑剂基体、碳颗粒、纳米金属氧化物及聚乙烯醋酸乙烯脂，其中润滑剂基体含量为60‑80wt％，碳颗粒含量为1‑5wt％，纳米金属氧化物含量为0.1‑1wt％，余量为聚乙烯醋酸乙烯脂。所述的润滑剂基体由含酰胺、羧酸官能团的聚合物以及芳香族聚合物组成，在润滑剂基体中，含酰胺和羧酸官能团的聚合物占润滑剂基体总量的60‑90wt％，芳香族聚合物为余量。与现有技术相比，本发明中润滑剂基体是含有酰胺、羧酸、以及芳香族类聚合物基础润滑剂组合，该润滑剂基体与长烷基的联合作用，使润滑剂具有较好且均匀的润滑铺展性能，且附聚现象相对脂肪酸类不易发生。润滑剂中添加聚乙烯醋酸乙烯脂，促进润滑膜的铺展。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金润滑剂，尤其是涉及一种高性能粉末冶金润滑剂。
背景技术
粉末冶金是一种以金属粉末为原料，经压制和烧结制成各种制品的加工方法。粉末冶金零件生产工艺的本质性优势，具有复杂零件的快速成形能力和材料高利用率。
粉末冶金工艺包含三个主要步骤，首先，主要组成材料被分解成许许多多的细小颗粒组成的粉末；然后，将粉末装入模具型腔，施以一定的压力，形成具有所需零件形状和尺寸的压坯；最后，对压坯进行烧结。为了细小颗粒更好的融合和压坯的脱模，通常在原材料中添加润滑剂。为了更换的脱模，部分材料中添加了多种润滑剂，多种润滑剂在与材料混合的过程中容易造成分布不均以及部分脱模困难的情况，压坯的残缺率高。
中国专利CN104099168A提供了一种粉末冶金润滑剂，由聚乙烯基异丁醚、金属氧化物微粒、硬脂酸锌和脂肪酸双酰胺按照比例混合制成润滑剂颗粒，所述润滑剂颗粒中各成分所占的比重分别为：聚乙烯基异丁醚33～37、金属氧化物微粒13～15、硬脂酸锌8～10和脂肪酸双酰胺45～48，所述润滑剂颗粒中设置有微蜡粉，所述润滑剂颗粒外表由石蜡层所覆盖。通过上述方式，润滑剂颗粒中含有多种润滑成分，更容易随润滑剂颗粒在粉末材料中均匀分布，润滑剂颗粒外表由石蜡层所覆盖，压坯的过程中石蜡层被破坏，有利于顺利脱模。但是上述润滑剂由于含有脂肪酸类物质，使得其容易出现附聚现象。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高性能粉末冶金润滑剂。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高性能粉末冶金润滑剂，包括润滑剂基体、碳颗粒、纳米金属氧化物及聚乙烯醋酸乙烯脂，其中润滑剂基体含量为60-80wt％，碳颗粒含量为1-5wt％，纳米金属氧化物含量为0.1-1wt％，余量为聚乙烯醋酸乙烯脂。
所述的润滑剂基体由含酰胺、羧酸官能团的聚合物以及芳香族聚合物组成，在润滑剂基体中，含酰胺和羧酸官能团的聚合物占润滑剂基体总量的60-90wt％，芳香族聚合物为余量。
含酰胺、羧酸官能团的聚合物选自具有多于15个碳原子的伯脂肪酸酰胺、脂肪酸双酰胺、硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的两种或多种。
含酰胺、羧酸官能团的聚合物分子量为200-5000。
所述的芳香族聚合物包括聚芳砜或聚醚砜，分子量在300-1000范围内。
所述的碳颗粒选自石墨颗粒，粒度小于1微米。
所述的纳米金属氧化物具体选自TiO2、Al2O3、ZrO2、Cr2O3、SnO2、SiO2、CeO2或氧化钛铟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明中润滑剂基体是由含酰胺、羧酸官能团的聚合物以及芳香族聚合物组成，其中酰胺、羧酸官能团、芳香族官能团与聚合物中的长烷基的联合作用，使本发明的润滑剂具有较好且均匀的润滑铺展性能，且附聚现象相对脂肪酸类不易发生。
本发明中，添加了碳颗粒以及少量纳米金属氧化物，可以增加其润滑性能。
本发明润滑剂中添加聚乙烯醋酸乙烯脂，该成分在高压压制粉末冶金件时会变成液态，促进润滑膜的铺展。
本发明润滑剂使用时可以降低高性能要求粉末冶金件的成形工艺要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
针对某高性能齿轮件，含油酸酰胺20wt％、双硬脂酸酰胺30wt％、聚芳砜含量10wt％；碳颗粒(优质石墨颗粒，小于200nm)含量2wt％；纳米金属氧化物(ZrO2，小于100nm)含量0.3wt％；聚乙烯醋酸乙烯脂为余量，添加剂通过高能行星混料机与金属粉末混合的方式添加。总体使成形压力下降10％，表面光洁度、密度均匀性更佳，烧结后产品强度比原有产品略提高，特别是齿溃强度。
实施例2
针对某电动工具粉末冶金夹具，含硬脂酸70wt％、硬脂酸酰胺15wt％、聚醚砜5wt％；碳颗粒(优质石墨颗粒，小于1um)含量1wt％；纳米金属氧化物(5％wt Y2O3+95％wtZrO2，粒度小于100nm)含量0.1wt％；聚乙烯醋酸乙烯脂为余量，添加剂通过高分子熔融后再球磨粉碎后造粒而成。总体使成形压力下降5％，表面光洁度、密度均匀性更佳。
实施例3
一种高性能粉末冶金润滑剂，包括润滑剂基体、碳颗粒、纳米金属氧化物及聚乙烯醋酸乙烯脂，其中润滑剂基体含量为60wt％，碳颗粒含量为1wt％，纳米金属氧化物含量为0.1wt％，余量为聚乙烯醋酸乙烯脂。
其中，润滑剂基体由含酰胺、羧酸官能团的聚合物以及芳香族聚合物组成，在润滑剂基体中，含酰胺和羧酸官能团的聚合物占润滑剂基体总量的60wt％，芳香族聚合物为余量。
含酰胺、羧酸官能团的聚合物为伯脂肪酸酰胺与脂肪酸双酰胺的1:1质量比的混合物。含酰胺、羧酸官能团的聚合物分子量为200-300之间。芳香族聚合物包括聚芳砜，分子量在300-400范围内。碳颗粒选自石墨颗粒，粒度小于1微米。纳米金属氧化物具体为TiO2。
本实施例的润滑剂具有较好且均匀的润滑铺展性能，且附聚现象相对脂肪酸类不易发生。
实施例4
一种高性能粉末冶金润滑剂，包括润滑剂基体、碳颗粒、纳米金属氧化物及聚乙烯醋酸乙烯脂，其中润滑剂基体含量为70wt％，碳颗粒含量为3wt％，纳米金属氧化物含量为0.5wt％，余量为聚乙烯醋酸乙烯脂。
其中，润滑剂基体由含酰胺、羧酸官能团的聚合物以及芳香族聚合物组成，在润滑剂基体中，含酰胺和羧酸官能团的聚合物占润滑剂基体总量的80wt％，芳香族聚合物为余量。
含酰胺、羧酸官能团的聚合物选自硬脂酸与油酸酰胺质量比1:1的混合物。含酰胺、羧酸官能团的聚合物分子量为2000-2500。芳香族聚合物包括聚醚砜，分子量在600-700范围内。碳颗粒选自石墨颗粒，粒度小于1微米。纳米金属氧化物具体选自SnO2。
本实施例的润滑剂具有较好且均匀的润滑铺展性能，且附聚现象相对脂肪酸类不易发生。
实施例5
一种高性能粉末冶金润滑剂，包括润滑剂基体、碳颗粒、纳米金属氧化物及聚乙烯醋酸乙烯脂，其中润滑剂基体含量为80wt％，碳颗粒含量为5wt％，纳米金属氧化物含量为1wt％，余量为聚乙烯醋酸乙烯脂。
其中，润滑剂基体由含酰胺、羧酸官能团的聚合物以及芳香族聚合物组成，在润滑剂基体中，含酰胺和羧酸官能团的聚合物占润滑剂基体总量的90wt％，芳香族聚合物为余量。
含酰胺、羧酸官能团的聚合物选自硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺1:1混合物。含酰胺、羧酸官能团的聚合物分子量为4500-5000。芳香族聚合物包括聚芳砜，分子量在900-1000范围内。碳颗粒选自石墨颗粒，粒度小于1微米。纳米金属氧化物具体选氧化钛铟。
本实施例的润滑剂具有较好且均匀的润滑铺展性能，且附聚现象相对脂肪酸类不易发生。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种高性能粉末冶金润滑剂，其特征在于，包括润滑剂基体、石墨颗粒、纳米金属氧化物及聚乙烯醋酸乙烯脂，其中润滑剂基体含量为60-80wt％，石墨颗粒含量为1-5wt％，纳米金属氧化物含量为0.1-1wt％，余量为聚乙烯醋酸乙烯脂；
所述的润滑剂基体由含酰胺和羧酸官能团的聚合物以及芳香族聚合物组成，在润滑剂基体中，含酰胺和羧酸官能团的聚合物占润滑剂基体总量的60-90wt％，芳香族聚合物为余量；
所述的石墨颗粒粒度小于1微米；
含酰胺和羧酸官能团的聚合物选自伯脂肪酸酰胺、脂肪酸双酰胺、油酸酰胺、硬脂酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的两种或多种；
含酰胺和羧酸官能团的聚合物分子量为200-5000；
所述的芳香族聚合物包括聚芳砜或聚醚砜，所述的芳香族聚合物分子量在300-1000范围内。
2.根据权利要求1所述的一种高性能粉末冶金润滑剂，其特征在于，所述的纳米金属氧化物具体选自TiO2、Al2O3、ZrO2、Cr2O3、SnO2、SiO2、CeO2或氧化钛铟。
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