熔融金屬鍛造用粉末脫模劑的製作方法
2023-06-05 08:56:51
專利名稱：熔融金屬鍛造用粉末脫模劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及在鍛造熔融金屬作業時，向金屬模內面噴塗的脫模劑。
熔融金屬鍛造法常用於製造汽車車輪、活塞、搖杆等對高強度、氣密性等要求質量高和可靠性強的零件。而且，在熔融金屬鍛造法中，為了避免定型的金屬模和熔融金屬直接接觸、防止燒結，並使成品易於脫模，常使用脫模劑。
熔融金屬鍛造用脫模劑一般常使用水溶性脫模劑。水溶性脫模劑一般是在水、石墨等脫模劑基體上添加分散劑和粘附促進劑而製成的。
可是近年來，特別是隨著汽車產業中的輕量化發展，對其質量、外觀、可靠性等的要求更加高標準，為了滿足這些要求，希望有一種操作上方便的脫模劑，但是水溶性脫模劑不能滿足這些要求。也就是說，用水溶性脫模劑，由於存在殘餘的水、會使成品內部產生氣孔，所以會損壞製品耐壓氣密性，另外，由於是水溶性的，所以難以控制金屬模的溫度，為此，不能滿足進一步提高成品鑄件表面和外觀方面質量的要求。還有，在用以石墨為主成分的脫模劑時，還需要設置防止操作環境汙染的設備，和防止使用後水質汙濁的廢水處理設備，這就需要各種開支，因此，強烈地希望有一種新型脫模劑。
本發明者鑑於以上存在的問題，作了銳意的研究，進行了各種系統的實驗，其目的在於提供在熔融金屬鍛造法中能操作性良好且不汙染環境地得到可靠性及質量更高的成品用的熔融金屬鍛造用脫模劑，更具體地說，提供可以確實防止成品燒結和內部發生氣孔現象、並使製品可從金屬模上順利脫模、而且在使用時不汙染環境、進而在使用後不汙染水質的熔融金屬鍛造用脫模劑。
首先，對本發明的構成加以說明。
本發明第1種熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其特徵在於僅由作為固體潤滑劑使用的無機化合物組成，而無機化合物具有粉末狀或顆粒狀的形態，無機化合物可以使用一種以上的下述物質滑石、雲母、硼化合物、磷化合物、石墨、金屬氧化物、硫化合物、氮化合物、氟化合物、矽酸化合物。
本發明的第2種熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其特徵在於僅由作為固體潤滑劑使用的有機化合物組成，且有機化合物具有粉末狀或顆粒狀的形態，有機化合物可使用一種以上的下述物質多種金屬皂和多種高分子化合物。
本發明的第3種熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其特徵在於由作為固體潤滑劑使用的無機化合物和作為固體潤滑劑使用的有機化合物混合而成，兩者均具有粉末狀或顆粒狀的形態，或無機化合物具有被有機化合物包覆的形態，無機化合物可使用一種以上的下列物質滑石、雲母、硼化合物、磷化合物、石墨、金屬氧化物、硫化合物、氮化合物、氟化合物、矽酸化合物、有機化合物可使用一種以上的下列物質多種金屬皂和多種高分子化合物。
本發明的最大特徵是脫模劑具有粉末狀或顆粒狀的形態。
上述第3種的熔融金屬鍛造用粉末脫模劑中，有機化合物對於無機化合物的比例在0.1～90%(重量)的範圍內選擇是有效的。
金屬皂特別優選採用在羧酸骨架上加成了鈉、鈣、鋇、鋰、鉀、鎂或鋅的金屬皂，高分子化合物特別優選採用聚乙烯、聚丙烯、環氧樹脂、矽樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂或聚苯乙烯。
這些有機化合物與無機化合物混合使用時可以粉末狀或顆粒狀形態與無機物混合，或者在加熱溶化狀態下與無機物混合。因此，上述第3種的熔融金屬鍛造用粉末脫模劑中，無機化合物和有機化合物兩方均具有粉末狀或顆粒狀的形態，或者為粉末狀或顆粒狀的無機化合物被有機化合物包覆的形態。再者，有機化合物可只使用上述化合物的1種，或者2種以上組合使用。也可以將金屬皂和高分子化合物組合使用。
下面詳細說明本發明的作用。
本發明的熔融金屬鍛造用粉末脫模劑由於具有粉末狀或顆粒狀的形態，因此，在粘著了脫模劑的金屬模內面部分上，成品和金屬模內面之間確實被脫模劑的粉末或顆粒的粒子隔開，隔開的距離至少為脫模劑粉末或顆粒粒子的直徑大小。因此，通過脫模劑全面地附著在金屬模內面，確實可以防止由於成品與金屬模內面直接接觸而引起的燒結，達到提高成品質量的目的。
另外，本發明的脫模劑，由於僅單獨由無機化合物或單獨由有機化合物，或者僅由有機化合物和無機化合物的混合物組成，而不含有水分，所以不會由於成品內部殘留水而引起缺陷。所以，提高了成品的氣密性，隨之耐壓強度、成品的可靠性也得到提高。此外，本發明的脫模劑由於不含有水份，所以容易控制金屬模溫度，成品的鑄件表面和外觀的質量得到提高。
再者，本發明的脫模劑由於具有粉末狀或顆粒狀形態，並不含有水分，所以金屬模內面和成品間的作用張力很弱。這樣成品可很容易地從金屬模中取出。而且，從金屬模內面及成品表面也可容易除去脫模劑，即操作性得到提高。
進而，本發明的脫模劑由於具有粉末狀或顆粒狀的形態，所以在熔融金屬鍛造中即使加熱也難以發生反應，幾乎不產生氣體。另外，也不像水溶性脫模劑那樣在使用後汙染水質。所以，不汙染操作環境、不汙染水質，省去廢水處理設備等開支，可廉價地進行使用。
以下，詳細地說明本發明的效果。
本發明的熔融金屬鍛造用粉末脫模劑由於具有粉末狀或顆粒狀的形態，所以確實可以防止成品的燒結，特別是可防止發生內部缺陷、進一步提高質量和耐壓氣密性的可靠性，而且可使熔融金屬鍛造操作簡便易行，進而還可以充分防止在使用中或使用後對環境的汙染。
特別是混合使用有機化合物和無機化合物時，當有機化合物對無機化合物的比例在0.1～90%(重量)範圍內，可以進一步提高得到的成品質量。
進而，作為有機化合物，通過使用在羧酸骨架上加成了鈉、鈣、鋇、鋰、鉀、鎂或鋅的金屬皂和聚乙烯、聚丙烯、環氧樹脂、矽樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂或聚苯乙烯高分子化合物，可以進一步發揮上述的良好效果。
實施例以下是本發明的實施例，但本發明不受這些實施例限制。
得到下面所示的(A)～(E)脫模劑，使用這些脫模劑進行熔融金屬鍛造法試驗，比較研究表1所示各項目。(A)～(D)是本發明的實施例，(A)為僅由無機化合物組成、(B)僅由有機化合物組成，有機化合物使用金屬皂和高分子化合物兩種、(C)僅由有機化合物組成，有機化合物只使用高分子化合物、(D)由有機化合物和無機化合物混合而成。(E)是比較例。此外，(A)～(E)的脫模劑中使用的各化合物是市售的。
(A)是由氮化矽(平均粒度10μ)30份和雲母60份和石墨10份的混合物組成的本發明第1例;
(B)是由聚丙烯40份、硬脂酸鈣60份的混合物組成的本發明第2例;
(C)是由聚乙烯(平均粒度5μ)100份組成的本發明第3例;
(D)是由滑石(平均粒度6μ)25份、氮化硼(平均粒度10μ)10份、聚乙烯65份的混合物組成的本發明第4例;
(E)是以30∶2的比例的石墨和粘附促進劑為主成分的水溶性石墨系脫模劑的比較例。
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權利要求
1.熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其特徵在於僅由作為固體潤滑劑使用的無機化合物構成，而所述無機化合物具有粉末狀或顆粒狀的形態，所述無機化合物可以採用滑石、雲母、硼化合物、磷化合物、石墨、金屬氧化物、硫化合物、氮化合物、氟化合物、矽酸化合物中的1種以上物質。
2.熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其特徵在於僅由作為固體潤滑劑使用的有機化合物構成，且所述有機化合物具有粉末狀或顆粒狀的形態，所述有機化合物採用多種金屬皂和多種高分子化合物中的1種以上物質。
3.熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其特徵在於所述脫模劑由作為固體潤滑劑使用的無機化合物和作為固體潤滑劑使用的有機化合物混合而成，所述無機化合物和有機化合物兩者均具有粉末狀或顆粒狀的形態，或無機化合物具有被有機化合物包覆的形態，無機化合物採用滑石、雲母、硼化合物、磷化合物、石墨、金屬氧化物、硫化合物、氮化合物、氟化合物、矽酸化合物中的1種以上物質，有機化合物採用多種金屬皂和多種高分子化合物中的1種以上物質。
4.根據權利要求3的熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其中含有對無機化合物為0.1-90%(重量)比例的有機化合物。
5.根據權利要求2或3的熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其中的金屬皂是在羧酸骨架上加成了鈉、鈣、鋇、鋰、鉀、鎂或鋅的物質。
6.根據權利要求2或3的熔融金屬鍛造用粉末脫模劑，其中的高分子化合物是聚乙烯、聚丙烯、環氧樹脂、矽樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂或聚苯乙烯。
全文摘要
作為固體潤滑劑使用的無機化合物和有機化合物混合而成的脫模劑，兩者均具有粉末狀或顆粒狀的形態，或無機化合物具有被有機化合物包覆的形態，因此脫模劑可以確實防止成品的燒結和內部的氣孔發生，而且成品可以容易地從金屬模中脫模。另外，在使用中不會汙染環境，而且使用後也不會汙染水質。
文檔編號C10M107/50GK1095973SQ9410392
公開日1994年12月7日 申請日期1994年4月11日 優先權日1993年6月4日
發明者花野孝 申請人:花野商事株式會社