不銹鋼用粉末冶金潤滑劑及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種不銹鋼用粉末冶金潤滑劑及其制備方法，潤滑劑原料包括：聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺、石蠟、十八胺、石油磺酸鈉、苯甲酸鈉、硫磷丁辛基鋅、辛酸三丁胺、氨基硅油、烷基二苯胺和油酸酰胺。其制備方法為先將聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺和石蠟混合，恒溫加熱，得混合物Ⅰ；再將原料剩余組分加至混合物Ⅰ中，恒溫加熱，冷卻至室溫，然后進行研磨、粉碎和篩分，即得所述潤滑劑。本發明的潤滑劑可以提高壓坯強度與表面光潔度，大幅延長模具使用壽命，使粉末冶金不銹鋼制品的生產率、成品率與品質得到提升。
【專利說明】不銹鋼用粉末冶金潤滑劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于粉末冶金材料添加劑【技術領域】，具體涉及一種不銹鋼用粉末冶金潤滑 劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟不斷發展，不銹鋼制品用途越來越廣。粉末冶金不銹鋼作為一種近凈成 型技術，在生產原材料昂貴的不銹鋼零件時有很大優勢。而且不銹鋼多數為奧氏體不銹鋼 或鐵素體不銹鋼，加工性能差導致加工費用高昂，粉末冶金不銹鋼制品可避免或減少機加 工量，在成本上更有優勢。但是同樣由于不銹鋼屬于高合金鋼，不銹鋼粉末在消除了加工硬 化后由于固溶強化，顆粒硬度仍有HvlSO?210。這樣的硬度導致了粉末冶金生產條件下模 具工作條件惡劣，模具有效壽命低；壓制產品高徑比超過1 : 1時壓坯成型密度低，壓坯強 度低；壓坯表面光潔度低。為解決以上問題，在無法解除固溶強化帶來的不利影響情況下， 業內一般采用在粉末冶金不銹鋼中添加硬脂酸鋅來提高壓坯強度與表面光潔度，以延長模 具使用壽命。
[0003] 目前國內粉末冶金市場上使用的潤滑劑主要有微粉蠟（阿克蠟）、硬脂酸鋅、硬 脂酸鋰和一些復合類的潤滑劑，例如赫格納斯Kenolube Pll的產品。但是這些潤滑劑都 存在著或多或少的問題。微粉蠟類產品在使用過程中揮發性能比較好，但是產品的流速和 壓制性能方面對粉末冶金制品的改善不理想，有時候還會降低粉末的流動性能，造成混合 粉末的充填不穩定。硬脂酸鋅和硬脂酸鋰是常用的潤滑劑，但因為產品本身化學性能的原 因，會造成產品燒結后表面殘留大量的碳，燒結過后的氧化鋅也會造成燒結爐的污染，對產 品的生坯強度影響比較大。進口的的赫格納斯Kenolube Pll雖然綜合性能的優勢比較明 顯，但只是局限于某些產品的裝粉高度高，對于尺寸大的產品，還是會影響產品脫模，并且 Kenolube Pll含有金屬鋅，所以燒結的過程中還是會存在一些表面的積碳，同時會對爐子 產生污染。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種不銹鋼用粉末冶金潤滑劑及其 制備方法，該潤滑劑可以提高壓坯強度與表面光潔度，大幅延長模具使用壽命，使粉末冶金 不銹鋼制品的生產率、成品率與品質得到提升。
[0005] 不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，原料以重量份計包括：聚乙烯醋酸乙烯酯3?9份，石 墨2?8份，硬脂酸鋅1?6份，乙烯基雙硬脂酰胺4?10份，石蠟5?9份，十八胺1? 7份，石油磺酸鈉2?9份，苯甲酸鈉3?10份，硫磷丁辛基鋅5?12份，辛酸三丁胺3? 9份，氨基硅油2?8份，烷基二苯胺1?7份，油酸酰胺2?9份。
[0006] 作為上述發明的進一步改進，所述石墨粒度為100?160目。
[0007] 作為上述發明的進一步改進，所述石蠟為液體石蠟。
[0008] 作為上述發明的進一步改進，所述不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，原料以重量份計包 括：聚乙烯醋酸乙烯酯4?7份，石墨3?6份，硬脂酸鋅2?5份，乙烯基雙硬脂酰胺6? 9份，石錯6?8份，十八胺1?5份，石油磺酸鈉3?7份，苯甲酸鈉5?8份，硫磷丁辛 基鋅6?10份，辛酸三丁胺4?8份，氨基娃油3?6份，燒基二苯胺2?5份，油酸酰胺 4?8份。
[0009] 作為上述發明的進一步改進，所述不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，原料以重量份計包 括：聚乙烯醋酸乙烯酯5份，石墨4份，硬脂酸鋅2份，乙烯基雙硬脂酰胺9份，石蠟7份， 十八胺5份，石油磺酸鈉7份，苯甲酸鈉5份，硫磷丁辛基鋅9份，辛酸三丁胺6份，氨基硅 油5份，烷基二苯胺2份，油酸酰胺7份。
[0010] 上述不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟1，將聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺和石蠟混合， 130?160°C恒溫加熱，冷卻至室溫，得到混合物I ;
[0012] 步驟2,將十八胺、石油磺酸鈉、苯甲酸鈉、硫磷丁辛基鋅、辛酸三丁胺、氨基硅油、 烷基二苯胺和油酸酰胺加至步驟1所得混合物I中，150?170°C恒溫加熱，冷卻至室溫，然 后進行研磨、粉碎和篩分，即得所述潤滑劑。
[0013] 作為上述發明的進一步改進，步驟1中恒溫加熱時間為20?40min。
[0014] 作為上述發明的進一步改進，步驟2中恒溫加熱時間為30?50min。
[0015] 本發明的潤滑劑用量遠小于通常粉末冶金不銹鋼潤滑劑用量。本發明的潤滑劑在 常溫高壓（500Mpa-800Mpa)高剪切應變（瞬時應變>2 : 1)的條件下，存在常溫相變。粉 末冶金不銹鋼零件壓制過程中產生應力符合該相變條件，添加了本發明潤滑劑的不銹鋼粉 在壓制過程中，潤滑劑部分轉化成液態并在應力作用下沿粉末間間隙流出到模具表面，使 模具表面涂敷上一薄層潤滑劑膜，膜厚約1?2 μ m，這一層膜的存在杜絕了不銹鋼粉與模 壁直接接觸，大幅降低了不銹鋼粉在壓制與脫模中與模具表面的摩擦系數，降低了模具損 耗，減少了脫模力，提高了產品表面光潔度。由于潤滑劑用量低且部分潤滑劑在相變后流 出，使壓坯內部殘留的潤滑劑數量遠小于采用普通潤滑劑的產品，從而提高了產品理論密 度，降低了壓制壓力，并且使粉末冶金不銹鋼內殘留C降低到ppm級，提高了粉末冶金不銹 鋼的耐蝕性。
[0016] 本發明的潤滑劑可以提高壓坯強度與表面光潔度，大幅延長模具使用壽命，使粉 末冶金不銹鋼制品的生產率、成品率與品質得到提升。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1
[0018] 不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，原料以重量份計包括：聚乙烯醋酸乙烯酯3份，石墨2 份，硬脂酸鋅1份，乙烯基雙硬脂酰胺4份，石蠟5份，十八胺1份，石油磺酸鈉2份，苯甲酸 鈉3份，硫磷丁辛基鋅5份，辛酸三丁胺3份，氨基硅油2份，烷基二苯胺1份，油酸酰胺2 份。
[0019] 上述石墨粒度為100目，石蠟為液體石蠟。
[0020] 上述不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：
[0021] 步驟1，將聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺和石蠟混合， 130°c恒溫加熱40min，冷卻至室溫，得到混合物I ;
[0022] 步驟2,將十八胺、石油磺酸鈉、苯甲酸鈉、硫磷丁辛基鋅、辛酸三丁胺、氨基硅油、 烷基二苯胺和油酸酰胺加至步驟1所得混合物I中，170°C恒溫加熱30min，冷卻至室溫，然 后進行研磨、粉碎和篩分，即得所述潤滑劑。
[0023] 實施例2
[0024] 不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，原料以重量份計包括：聚乙烯醋酸乙烯酯4份，石墨3 份，硬脂酸鋅2份，乙烯基雙硬脂酰胺6份，石蠟6份，十八胺1份，石油磺酸鈉3份，苯甲酸 鈉5份，硫磷丁辛基鋅6份，辛酸三丁胺4份，氨基硅油3份，烷基二苯胺2份，油酸酰胺4 份。
[0025] 上述石墨粒度為120目，石蠟為液體石蠟。
[0026] 上述不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：
[0027] 步驟1，將聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺和石蠟混合， 160°C恒溫加熱20min，冷卻至室溫，得到混合物I ;
[0028] 步驟2,將十八胺、石油磺酸鈉、苯甲酸鈉、硫磷丁辛基鋅、辛酸三丁胺、氨基硅油、 烷基二苯胺和油酸酰胺加至步驟1所得混合物I中，150°C恒溫加熱50min，冷卻至室溫，然 后進行研磨、粉碎和篩分，即得所述潤滑劑。
[0029] 實施例3
[0030] 不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，原料以重量份計包括：聚乙烯醋酸乙烯酯5份，石墨4 份，硬脂酸鋅2份，乙烯基雙硬脂酰胺9份，石蠟7份，十八胺5份，石油磺酸鈉7份，苯甲酸 鈉5份，硫磷丁辛基鋅9份，辛酸三丁胺6份，氨基硅油5份，烷基二苯胺2份，油酸酰胺7 份。
[0031] 上述石墨粒度為140目，石蠟為液體石蠟。
[0032] 上述不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：
[0033] 步驟1，將聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺和石蠟混合， 140°C恒溫加熱30min，冷卻至室溫，得到混合物I ;
[0034] 步驟2,將十八胺、石油磺酸鈉、苯甲酸鈉、硫磷丁辛基鋅、辛酸三丁胺、氨基硅油、 烷基二苯胺和油酸酰胺加至步驟1所得混合物I中，165°C恒溫加熱30min，冷卻至室溫，然 后進行研磨、粉碎和篩分，即得所述潤滑劑。
[0035] 實施例4
[0036] 不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，原料以重量份計包括：聚乙烯醋酸乙烯酯7份，石墨6 份，硬脂酸鋅5份，乙烯基雙硬脂酰胺9份，石蠟8份，十八胺5份，石油磺酸鈉7份，苯甲酸 鈉8份，硫磷丁辛基鋅10份，辛酸三丁胺8份，氨基硅油6份，烷基二苯胺5份，油酸酰胺8 份。
[0037] 上述石墨粒度為120目，石蠟為液體石蠟。
[0038] 上述不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：
[0039] 步驟1，將聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺和石蠟混合， 140°C恒溫加熱30min，冷卻至室溫，得到混合物I ;
[0040] 步驟2,將十八胺、石油磺酸鈉、苯甲酸鈉、硫磷丁辛基鋅、辛酸三丁胺、氨基硅油、 烷基二苯胺和油酸酰胺加至步驟1所得混合物I中，155°C恒溫加熱40min，冷卻至室溫，然 后進行研磨、粉碎和篩分，即得所述潤滑劑。
[0041] 實施例5
[0042] 不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，原料以重量份計包括：聚乙烯醋酸乙烯酯9份，石墨8 份，硬脂酸鋅6份，乙烯基雙硬脂酰胺10份，石蠟9份，十八胺7份，石油磺酸鈉9份，苯甲 酸鈉10份，硫磷丁辛基鋅12份，辛酸三丁胺9份，氨基硅油8份，烷基二苯胺7份，油酸酰 胺9份。
[0043] 上述石墨粒度為160目，石蠟為液體石蠟。
[0044] 上述不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：
[0045] 步驟1，將聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺和石蠟混合， 145°C恒溫加熱25min，冷卻至室溫，得到混合物I ;
[0046] 步驟2,將十八胺、石油磺酸鈉、苯甲酸鈉、硫磷丁辛基鋅、辛酸三丁胺、氨基硅油、 烷基二苯胺和油酸酰胺加至步驟1所得混合物I中，160°C恒溫加熱45min，冷卻至室溫，然 后進行研磨、粉碎和篩分，即得所述潤滑劑。
[0047] 將實施例1至5所得樣品與微粉蠟、硬脂酸鋰進行性能對比測試，以鐵粉 ASC100. 29作為原料，潤滑劑添加量為0. 8%。具體操作步驟為首先稱取IOKg的ASC100. 29 的鐵粉，與潤滑劑、石墨混合10分鐘后，再加入40Kg ASC100. 29的鐵粉，混合20分鐘后，將 得到的混合粉末進行壓制實驗，在100T的實驗壓機上，壓制密度到7. Og/cm3,實驗的樣品長 寬高：分別是30mmX 13mmX7mm的標準圓柱體。下表為鐵粉ASC100. 29添加潤滑劑后的性 能測試結果：
【權利要求】
1. 不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，其特征在于：原料以重量份計包括：聚乙烯醋酸乙烯酯 3?9份，石墨2?8份，硬脂酸鋅1?6份，乙烯基雙硬脂酰胺4?10份，石蠟5?9份， 十八胺1?7份，石油磺酸鈉2?9份，苯甲酸鈉3?10份，硫磷丁辛基鋅5?12份，辛酸 二丁胺3?9份，氨基娃油2?8份，燒基二苯胺1?7份，油酸酰胺2?9份。
2. 根據權利要求1所述的不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，其特征在于：所述石墨粒度為 100 ?160 目。
3. 根據權利要求1所述的不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，其特征在于：所述石蠟為液體石 錯。
4. 根據權利要求1所述的不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，其特征在于：原料以重量份計包 括：聚乙烯醋酸乙烯酯4?7份，石墨3?6份，硬脂酸鋅2?5份，乙烯基雙硬脂酰胺6? 9份，石錯6?8份，十八胺1?5份，石油磺酸鈉3?7份，苯甲酸鈉5?8份，硫磷丁辛 基鋅6?10份，辛酸三丁胺4?8份，氨基娃油3?6份，燒基二苯胺2?5份，油酸酰胺 4?8份。
5. 根據權利要求1所述的不銹鋼用粉末冶金潤滑劑，其特征在于：原料以重量份計包 括：聚乙烯醋酸乙烯酯5份，石墨4份，硬脂酸鋅2份，乙烯基雙硬脂酰胺9份，石蠟7份， 十八胺5份，石油磺酸鈉7份，苯甲酸鈉5份，硫磷丁辛基鋅9份，辛酸三丁胺6份，氨基硅 油5份，烷基二苯胺2份，油酸酰胺7份。
6. 權利要求1所述的不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，其特征在于：包括以下步 驟： 步驟1，將聚乙烯醋酸乙烯酯、石墨、硬脂酸鋅、乙烯基雙硬脂酰胺和石蠟混合，130? 160°C恒溫加熱，冷卻至室溫，得到混合物I ; 步驟2,將十八胺、石油磺酸鈉、苯甲酸鈉、硫磷丁辛基鋅、辛酸三丁胺、氨基硅油、烷基 二苯胺和油酸酰胺加至步驟1所得混合物I中，150?170°C恒溫加熱，冷卻至室溫，然后進 行研磨、粉碎和篩分，即得所述潤滑劑。
7. 根據權利要求6所述的不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，其特征在于：步驟1 中恒溫加熱時間為20?40min。
8. 根據權利要求6所述的不銹鋼用粉末冶金潤滑劑的制備方法，其特征在于：步驟2 中恒溫加熱時間為30?50min。
【文檔編號】C10N40/36GK104388154SQ201410577692
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】劉莉, 王爽, 劉曉東 申請人:蘇州萊特復合材料有限公司