專利名稱：冶金粉組合物和制品及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金粉組合物、由其制得的制品，和其制造方法。特別地，本發(fā)明涉及磁流變組合物。
背景技術(shù)：
磁流變液體在磁場存在的條件下，其表觀粘度會發(fā)生變化。通常，表現(xiàn)出磁流變性能的冶金粉組合物由懸浮在載體介質(zhì)中的磁性粉末組成，例如鐵磁性或順磁性粉末。
當(dāng)磁流變組合物暴露在磁場中時，該磁流變組合物的磁性粉末被極化從而組成顆粒鏈。顆粒鏈排列成行，以增加全部液體的表觀粘度或流動阻力。在沒有磁場的情況下，這些顆?；謴?fù)到無組織或自由的狀態(tài)，全部材料的表觀粘度或流動阻力相應(yīng)降低。
美國專利2,667,237(237專利)描述了傳統(tǒng)的磁流變組合物。該237專利教導(dǎo)了一種順磁性或鐵磁性顆粒在液體、冷卻劑或半凝潤滑脂中的分散體，例如鐵粉和輕質(zhì)機油。在該237專利的一個實施方案中描述了羰基鐵粉。
磁流變組合物用作線性形和旋轉(zhuǎn)機械裝置(例如，制動系統(tǒng)、車輛用懸浮阻尼器、發(fā)電裝置)的剛性粘接材料。在阻尼裝置中，磁流變組合物響應(yīng)施加的磁場而改變阻尼液體的粘度。因此，通過調(diào)節(jié)阻尼器內(nèi)的電氣線圈中的電流可以控制行駛剛性(ride stiffness)。因而，易于控制懸掛系統(tǒng)的剛性。
在磁場存在的條件下，磁流變組合物的粘合強度部分地取決于磁場作用于液體的強度和磁性顆粒的粒徑。含有大的磁性顆粒的磁流變組合物表現(xiàn)出更高的屈服強度和更高的粘結(jié)性能。
令人遺憾地是，由于磁性顆粒和載液之間比重的巨大差異，磁流變組合物的性能常常不一致。因而，大粒徑的顆粒易于從懸浮液沉淀出來。例如，美國專利5,645,752教導(dǎo)了一種具有觸變性網(wǎng)狀組織以穩(wěn)定顆粒并防止沉淀的磁流變液體。具有較小粒徑的磁性顆粒的磁流變組合物不容易從懸浮液中沉淀出來，但其所顯示出的屈服強度和粘結(jié)性能較低，同時還具有更容易“結(jié)塊”的傾向，從而影響組合物的流動性。
傳統(tǒng)的磁流變組合物隨著時間的推移，特別是在高溫應(yīng)用的環(huán)境下，部分上由于磁性顆粒的氧化還會發(fā)生性能下降。因此，制造商不斷地尋找耐性能下降并保持高屈服強度和粘合強度的磁流變組合物。因此滿足這些要求的組合物是所期望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的冶金粉組合物懸浮液包括具有外層氧化層的磁性粉末顆粒和載液。該磁性粉末懸浮在載液中。磁性粉末包括金屬基粉末，例如與其它元素預(yù)合金的鐵粉。合金材料包括鉬、錳、鎂、鉻、硅、銅、鎳、金、釩、鈳(鈮)、石墨、磷、鋁、鈣、硼、鈦或其組合。載液包括常規(guī)的烴油或硅基液體。該外層氧化層包括與氧絡(luò)合的合金材料。
磁性粉末在寬的溫度范圍內(nèi)顯示出低的氧化速率，例如，通過熱重分析/差示熱分析測量，在180℃低于約0.25％/min/m2和在230℃低于0.40％/min/m2。
本發(fā)明應(yīng)用冶金粉組合物懸浮液的產(chǎn)品包括應(yīng)用磁流變液體的裝置，例如阻尼器，其具有小室、在該小室中往復(fù)運動(reciprocate)的活塞、放置在該小室中的冶金粉組合物、和有效連接到該小室的磁源。當(dāng)被激活時，磁源產(chǎn)生能改變冶金粉組合物懸浮液粘度的磁場。由于冶金粉組合物懸浮液的粘度增加，要求使活塞往復(fù)運動的力量更大。


圖1顯示了具有外層氧化層的示范性磁性粉末的微觀結(jié)構(gòu)。
圖2a顯示了無偶極矩施加到冶金粉組合物懸浮液的電路。
圖2b顯示了有偶極矩施加到冶金粉組合物懸浮液的電路。
圖3顯示了含有冶金粉組合物懸浮液的阻尼器。
圖4顯示了圖3中阻尼器橫穿線I的橫截面視圖。
圖5顯示了圖3中阻尼器橫穿線II的另一個橫截面視圖。
圖6是示出磁性粉末的氧化速率的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及冶金粉組合物懸浮液、含有該冶金粉組合物懸浮液的產(chǎn)品及其制造方法。冶金粉組合物懸浮液包括具有外層氧化層的磁性粉末顆粒和載液。冶金粉組合物懸浮液具有磁流變性能，由此，通過在磁場中暴露可以改變冶金粉組合物的粘度。具有外層氧化層的磁性粉末在寬的溫度范圍內(nèi)顯示出低氧化速率，并且具有耐磨性，特別是在使用高溫的應(yīng)用中。
含有冶金粉組合物懸浮液的產(chǎn)品包括傳統(tǒng)的裝置，例如，車輛用懸浮阻尼器。阻尼器包括外殼、缸筒、在缸筒中往復(fù)運動的活塞、冶金粉組合物懸浮液和有效連接到小室的磁源。當(dāng)被激活時，磁源產(chǎn)生能改變小室中含有的冶金粉組合物懸浮液的粘度的磁場。由于冶金粉組合物懸浮液的粘度增加，要求使活塞往復(fù)運動的力量更大。
如在此所用的，冶金粉組合物懸浮液是具有磁流變性能并且在磁場存在的條件下其表觀粘度會發(fā)生變化的組合物。當(dāng)暴露在磁場中時，冶金粉組合物被極化并且可以看作組成懸浮在載液中的顆粒鏈。顆粒鏈排列成行，以增加全部液體的表觀粘度或流動阻力。在沒有磁場的情況下，這些顆?；謴?fù)到無組織或自由的狀態(tài)，全部材料的表觀粘度或流動阻力相應(yīng)降低。對組合物表觀粘度的變化按毫秒計量。美國專利5,645,752和2,667,237公開了傳統(tǒng)的磁流變組合物，本發(fā)明將它們?nèi)囊胍怨﹨⒖肌?br> 冶金粉組合物包括磁性粉末或這種粉末的混合物。該磁性粉末優(yōu)選為粉末冶金工業(yè)常用的金屬基粉末，如鐵基粉末。作為本發(fā)明所使用的術(shù)語，鐵基粉末的例子是基本純的鐵粉，與增強強度、可硬化度、電磁性質(zhì)或最終產(chǎn)品其它期望性能的其他元素(例如，制造鋼的元素)預(yù)合金的鐵粉，以及與這些其它元素擴散粘結(jié)的鐵粉。
本發(fā)明所用的基本純的鐵粉，是按重量計算至多含有約1.0％的常見雜質(zhì)，優(yōu)選地，按重量計算至多約0.5％的常見雜質(zhì)的鐵粉。這種可高度壓縮的、冶金級鐵粉的例子是新澤西州Riverton的Hoeganaes公司提供的ANCORSTEEL 1000系列純鐵粉，如1000、1000B、和1000C。例如，ANCORSTEEL 1000鐵粉，具有這樣的典型的篩形分布(screenprofile)，即按重量計算有約22％的顆粒低于No.325篩(美國序列)和按重量計算約10％的顆粒大于No.100篩，其余的在這兩個粒徑之間(痕量大于No.60篩)。ANCORSTEEL 1000粉末具有約2.85-3.00g/cm3的，典型地2.94g/cm3的表觀粘度。用于本發(fā)明的其它鐵粉是典型的海綿鐵粉，如Hoeganaes′ANCOR MH-100粉末。
可選地，鐵基粉末可含有一種或多種能增強最終金屬部件的軟磁性或冶金性能的合金元素。這種鐵基粉末是與一種或多種這種元素預(yù)合金的鐵(優(yōu)選為基本純的鐵)粉。該預(yù)合金粉末的制備是通過形成鐵和想要的合金元素基本上均勻的熔化物，然后霧化該熔化物，由此霧化液滴通過凝固形成粉末。熔體混合物的霧化是通過使用傳統(tǒng)的霧化技術(shù)，例如水霧化進行的。在另一個實施方案中，磁性粉末的制備是通過先提供金屬基粉末，然后用合金材料涂敷該粉末。
與鐵基粉末預(yù)合金的合金元素的例子包括(但不限于)，鉬、錳、鎂、鉻、硅、銅、鎳、金、釩、鈳(鈮)、石墨、磷、鈦、鋁及其組合。所含合金元素的量取決于最終組合物想要的性能。含有這種合金元素的預(yù)合金鐵粉可從Hoeganaes公司獲得，這種鐵粉為其ANCORSTEEL粉末線的一部分。
優(yōu)選地，鐵基粉末與鈮、鈦或它們兩個的組合和至少一種其它合金材料形成合金。更優(yōu)選地，鐵基粉末與鈮和至少一種其它合金材料形成合金。
鐵基粉末的另一個例子是擴散粘結(jié)鐵基粉末，這是基本上純的鐵粉具有一種或多種擴散進它們外表面的其它金屬(如制造鋼的元素)的涂層或涂敷層。這種市場上可買到的粉末包括由Hoeganaes公司生產(chǎn)的DISTALOY 4600A擴散粘結(jié)粉末，它含有約1.8％的鎳、約0.55％的鉬和約1.6％的銅，還有由Hoeganaes公司生產(chǎn)的DISTALOY 4800A擴散粘結(jié)粉末，它含有約4.05％的鎳，約0.55％的鉬，和約1.6％的銅。
其它用于實施本發(fā)明的鐵基粉末是鐵磁粉。例子是與少量磷預(yù)合金的鐵粉。
該鐵或預(yù)合金鐵的顆粒具有小至一微米或更低的，或最高達約850-1,000微米的加權(quán)平均粒度，但通常地該顆粒具有在約10-500微米范圍內(nèi)的加權(quán)平均粒度。
選擇的載液具有耐由溫度變化引起的流體性能變化的能力。載液包括本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所知的傳統(tǒng)載液。例如，載液包括油類，如機油，或硅基液體。油類包括天然的和合成的烴類和植物油。載液的選擇還基于冶金粉組合物懸浮液的粘度。
可選地，還可以向冶金粉組合物懸浮液中加入分散劑以防止金屬基粉末從懸浮液中沉淀和結(jié)塊。分散劑包括本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所知的常用分散劑，例如二氧化硅或碳纖維(fibrous carbon)。
優(yōu)選地，磁性粉末含有小于2.0重量％的氧。更優(yōu)選地，該磁性粉末含有小于1.0重量％的氧，更優(yōu)選地小于0.6重量％的氧，甚至更優(yōu)選地小于0.4重量％的氧，和還更優(yōu)選地小于約0.275重量％。使用熱重分析/差示熱分析，例如使用TGA/SDTA 851儀器測量氧含量。如這里所用的，氧重量百分?jǐn)?shù)是指磁性粉末的全部氧重量百分?jǐn)?shù)，包括外層氧化層。
冶金粉組合物懸浮液包括具有外層氧化層的金屬基顆粒。圖1顯示了具有外層氧化層的示范性磁性粉末的微觀結(jié)構(gòu)。參照圖1，氧化層在磁性粉末的霧化期間形成。磁性粉末的霧化使用本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所知的常用霧化技術(shù)進行，例如液體霧化技術(shù)。在霧化期間，周圍的氧與磁性粉末顆粒反應(yīng)/絡(luò)合形成了氧化層。
氧與磁性粉末的各個組分絡(luò)合。例如，與合金材料預(yù)合金的鐵基粉末含有外層氧化層，該外層氧化層含有與氧化合的鐵，即氧化鐵，以及與氧化合的合金材料，例如氧化鈮。
氧化層基本上覆蓋了磁性粉末顆粒的表面。不受理論的約束，據(jù)信含有與氧化合的合金材料的外層氧化層形成了后續(xù)氧化的阻擋層，從而在每個磁性粉末顆粒周圍產(chǎn)生鈍態(tài)阻擋層。
該外層氧化層還提供了有益的磁性。該外層氧化層增加了抵抗力，提高了磁導(dǎo)率、結(jié)構(gòu)密度和鐵損性能。例如，具有690MPa g/cm3密度的磁性粉末顯示出的起始磁導(dǎo)率為80，最大磁導(dǎo)率為210，矯頑力為4.7Oe，和在40Oe下的電感為7,700。在高溫下抗老化的能力允許對磁性粉末進行熱處理以降低在高壓壓實期間形成的應(yīng)力。降低應(yīng)力的熱處理使與應(yīng)變有關(guān)的磁滯損失最小化，提高了軟磁性。這種粉末有益于鐵聚合物(iron-polymer)復(fù)合材料和鐵粉磁心的應(yīng)用。該外層氧化層不會降低鐵基磁性粉末的軟磁性。
優(yōu)選地，外層氧化層具有低孔隙率，即小孔隙。不受理論的約束，據(jù)信限制該外層氧化層的孔隙度將限制磁性粉末的氧化。
該外層氧化層厚度小于約700埃。更優(yōu)選地，該外層氧化層厚度為約1至約500埃。甚至更優(yōu)選地，該外層氧化層厚度為約5至約500埃。還更優(yōu)選地，該外層氧化層厚度為約5至約100埃。甚至更優(yōu)選地，該外層氧化層厚度為約20至約50埃。
優(yōu)選地，通過熱重分析/差示熱分析，磁性粉末在180℃顯示出小于約0.75％/min/m2的氧化速率。更優(yōu)選地，磁性粉末在180℃顯示出小于約0.50％/min/m2的氧化速率，并且甚至更優(yōu)選地，在180℃小于約0.25％/min/m2。優(yōu)選地，磁性粉末在230℃顯示出小于約1.20％/min/m2的氧化速率。更優(yōu)選地，磁性粉末在230℃顯示出小于約0.80％/min/m2的氧化速率，并且甚至更優(yōu)選地，在230℃小于約0.40％/min/m2。
在一個實施方案中，以磁性粉末總重量為基準(zhǔn)，冶金粉組合物懸浮液含有由約0.01至約0.4重量％的鈮組成的磁性粉末。更優(yōu)選地，冶金粉組合物懸浮液含有由約0.05至約0.2重量％的鈮，并且甚至更優(yōu)選地由約0.08至約0.15重量％的鈮組成的磁性粉末。
在另一個實施方案中，以磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，冶金粉組合物懸浮液含有由約0.01至約0.4重量％的鈮、約0.01至約0.50重量％的硅和約0.01至約0.20重量％的硼組成的磁性粉末。更優(yōu)選地，磁性粉末含有約0.05至約0.2重量％的鈮，約0.05至約0.35重量％的硅，和約0.01至約0.10重量％的硼。甚至更優(yōu)選地，磁性粉末含有約0.08至約0.15重量％的鈮，約0.10至約0.20重量％的硅，和約0.03至0.05重量％的硼。
在另一個實施方案中，以磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，冶金粉組合物懸浮液由含有約0.01至約0.10重量％的鋁的磁性粉末組成。更優(yōu)選地，磁性粉末含有約0.01至約0.05重量％的鋁，并且甚至更優(yōu)選地約0.01至約0.02重量％的鋁。
在另一個實施方案中，以磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，冶金粉組合物懸浮液由含有約0.001至約0.03重量％的鈣的磁性粉末組成。更優(yōu)選地，磁性粉末含有約0.001至約0.02重量％的鈣，并且甚至更優(yōu)選地約0.01至0.015重量％的鈣。
在另一個實施方案中，以磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，冶金粉組合物懸浮液由含有約0.1至約0.2重量％的錳的磁性粉末組成。更優(yōu)選地，磁性粉末含有約0.25至約0.1重量％的錳，并且甚至更優(yōu)選地約0.5至約0.75重量％的鋁和或鈦。
在另一個實施方案中，以磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，組成冶金粉組合物懸浮液的磁性粉末由約0.015重量％的碳、約0.6重量％的氧、約0.5至約0.75重量％的錳、約0.08至約0.15重量％的鈮、約0.10至約0.20的硅、約0.02重量％的鋁和約0.012重量％的鈣組成。
本發(fā)明的產(chǎn)品包括使用冶金粉組合物懸浮液作為剛性粘接材料的線性和旋轉(zhuǎn)機械裝置，例如，制動系統(tǒng)、車輛用懸浮阻尼器、發(fā)電裝置。在這些裝置中使用冶金粉組合物懸浮液，能夠在工作期間通過向阻尼液體施加磁場來調(diào)節(jié)阻尼液體的粘度。從而，例如，可以通過調(diào)節(jié)在阻尼器內(nèi)部冶金粉組合物懸浮液上施加磁場的電氣線圈中的電流來控制行駛剛性。因而，可以容易地控制懸掛裝置的剛性。在磁場存在的條件下，冶金粉組合物懸浮液的粘合強度部分地取決于施加的磁場的強度和磁性粉末顆粒的粒度。例如，專利6,382,369，6,510,929和6,525,289描述了常用的使用磁流變流體的線性和旋轉(zhuǎn)機械裝置，本發(fā)明將它們?nèi)囊胍怨﹨⒖肌?br> 圖2a和圖2b顯示了含有冶金粉組合物懸浮液的電路。圖2a顯示了無偶極矩施加于冶金粉組合物懸浮液的電路。圖2b顯示了有偶極矩施加于冶金粉組合物懸浮液的電路。參照圖2a和2b，電路1顯示了冶金粉組合物懸浮液的一般性能。電路1包含冶金粉組合物懸浮液2、第一電極3和第二電極4。冶金粉組合物懸浮液2放在第一電極3和第二電極4之間。
冶金粉組合物懸浮液2含有載液5和磁性粉末6。電極3和4由任意種類的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
在運轉(zhuǎn)過程中，電極3和4可處于激活狀態(tài)(active)或非激活狀態(tài)。當(dāng)電極3和4處于非激活狀態(tài)時，如圖2a所示，磁性粉末6以隨機的方式均勻分散在整個載液5中，并且冶金粉組合物懸浮液2在電極3和4之間自由地流動。當(dāng)電極3和4處于激活狀態(tài)時，電流流經(jīng)電路1從而將偶極矩引入磁性粉末6，使顆粒沿電荷或磁場方向排列成行。排列成行的顆粒7使冶金粉組合物懸浮液2隨著磁場強度或電荷的增加變得更加粘稠并且接近固態(tài)。當(dāng)移去電荷或磁場時，磁性粉末6恢復(fù)隨機排列并且冶金粉組合物懸浮液2恢復(fù)其較小的粘性狀態(tài)。
在另一個實施方案中，將冶金粉組合物懸浮液放入振動阻尼器中。圖3顯示了一種含有冶金粉組合物的阻尼器。圖4顯示了圖3中阻尼器橫切線I的橫截面視圖。圖5顯示了圖3中阻尼器橫切線II的另一個橫截面視圖。參照圖3、4和5，振動阻尼器8包含外殼9、活塞10、缸筒11、壓縮室12、回復(fù)室13和磁性線圈14。缸筒11放置在外殼9中。
活塞10包含活塞桿15、多個進口16、多個出口17、通過活塞桿15中心的中央導(dǎo)管18，和可磁化導(dǎo)管19。活塞10可往復(fù)地(reciprocally)裝在缸筒11中，將缸筒11分為壓縮室12和回復(fù)室13。
磁性線圈14可運轉(zhuǎn)地(operatively)放在活塞10中，以使它可以向放置在可磁化導(dǎo)管19中的液體施加磁場。
在工作過程中，將冶金粉組合物懸浮液2放置在壓縮室12中?；钊?0通過多個進口16將在壓力下流動的冶金粉組合物懸浮液2壓縮進活塞10中。冶金粉組合物懸浮液2從多個進口16流入到可磁化導(dǎo)管19中。從可磁化導(dǎo)管19中，冶金粉組合物懸浮液通過中央導(dǎo)管13流到多個出口17。冶金粉組合物懸浮液2通過出口17從活塞10流入回復(fù)室13中。
磁性線圈14可以處于激活狀態(tài)或非激活狀態(tài)。當(dāng)磁性線圈14處于非激活狀態(tài)時，磁性粉末6以隨機方式均勻地分散在載液5中，冶金粉組合物懸浮液2容易地在可磁化導(dǎo)管19中流動。當(dāng)磁性線圈14處于激活狀態(tài)時，電流流經(jīng)磁性線圈14從而將偶極矩引入冶金粉組合物懸浮液2，使磁性粉末顆粒沿電荷或磁場方向排列成行。排列成行的磁性粉末顆粒使冶金粉組合物懸浮液2隨著磁場強度或電荷的增加變得更加粘稠并且接近固態(tài)。當(dāng)移去電荷或磁場時，磁性粉末恢復(fù)隨機排列并且冶金粉組合物懸浮液2恢復(fù)其較小的粘性狀態(tài)。
當(dāng)冶金粉組合物懸浮液2變得更粘稠時，活塞10必須施加更大的壓縮力以使冶金粉組合物懸浮液2流經(jīng)可磁化導(dǎo)管19。因此，通過控制施加到可磁化導(dǎo)管19中冶金粉組合物懸浮液2的磁場強度來調(diào)節(jié)阻尼器吸收力的數(shù)值。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將理解，可對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行變化和改變，這種變化和改變的作出并沒有背離本發(fā)明的精神。下面的實施例將進一步地描述冶金粉組合物懸浮液。
實施例下列實施例給出本發(fā)明的某些實施方案和優(yōu)點，其無意對本發(fā)明進行限制。除非另外指出，任何百分?jǐn)?shù)都是指重量百分?jǐn)?shù)。
試驗旨在比較磁性粉末和參照羰基粉末的氧化過程。在從室溫到接近于熔點溫度的各種溫度下，將空氣通過磁性粉末和參照羰基粉末。以空氣作為吹掃氣體，使用TGA/SDTA 851e儀器測量每個試樣的氧化能力。未采取從吹掃氣體中除濕的預(yù)防措施。
隨著時間的過去記錄樣品的重量。任何重量的增加皆歸因于樣品的氧化，即老化。每次實驗溫度以30℃/分鐘的速度上升。每個實驗使用鉑坩堝來保持樣品粉末。
組成參照組合物的羰基鐵粉由高于99.5％的鐵、低于0.05％的碳、低于0.3％的氧、低于0.01％的氮組成。參照組合物具有4.0g/cm3的振實密度和如下的粒度分布d103微米d505微米d9010微米組成測試組合物的冶金粉組合物由0.015重量％的碳、0.009重量％的硫、0.77重量％的氧、0.0086重量％的氮、0.008重量％的磷、0.16重量％的硅、0.34重量％的硼、0.70重量％的錳、0.02重量％的銅、0.02重量％的鎳、0.02重量％的鉬、0.12重量％的鈮、余量的鐵基粉末組成。測試組合物的顆粒在霧化期間包覆氧化層。
圖6是示出磁性粉末氧化速率的圖。參照圖6，下面的表1顯示在各種溫度下氧重量百分比的增加表1

如表1所示，與參照組合物相比，測試組合物顯示出其增加的重量更少，因此具有更強的抗氧化性。冶金粉組合物比羰基粉末的氧化少了13.6％。
權(quán)利要求
1.一種冶金粉組合物懸浮液，其包括預(yù)合金磁性粉末，包括以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，約0.01至約0.4重量％的鈮，和外層氧化層，和載液；其中，所述預(yù)合金磁性粉末懸浮在所述載液中。
2.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述預(yù)合金磁性粉末是鐵基粉末。
3.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述預(yù)合金磁性粉末還含有鉬、錳、鎂、鉻、硅、銅、鎳、金、釩、石墨、磷、鋁、鈣、硼、鈦或其組合。
4.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述預(yù)合金磁性粉末還含有硅、鈣、錳、碳、硼、鋁、鈦或其組合。
5.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，所述預(yù)合金磁性粉末含有約0.05至約0.2重量％的鈮。
6.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，所述預(yù)合金磁性粉末含有約0.08至約0.15重量％的鈮。
7.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，所述外層氧化層含有0.015重量％的碳、約0.6重量％的氧、約0.5至約0.75重量％的錳、約0.08至約0.15重量％的鈮、約0.10至約0.20的硅、約0.02重量％的鋁和約0.012重量％的鈣。
8.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，還含有小于約1.0重量％的氧。
9.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，還含有小于約0.6重量％的氧。
10.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述預(yù)合金磁性粉末在180℃的氧化速率小于約0.25％/min/m2。
11.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述預(yù)合金磁性粉末在230℃的氧化速率小于約0.40％/min/m2。
12.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述外層氧化層在所述預(yù)合金磁性粉末的霧化期間形成。
13.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述外層氧化層厚度為約5至約500埃。
14.如權(quán)利要求1所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述外層氧化層厚度為約5至約100埃。
15.一種冶金粉組合物懸浮液，其包括預(yù)合金磁性粉末，包括以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，約0.01至約1.0重量％的鈦，和外層氧化層，和載液；其中所述預(yù)合金磁性粉末懸浮在所述載液中。
16.如權(quán)利要求15所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述預(yù)合金磁性粉末還含有鉬、錳、鎂、鉻、硅、銅、鎳、金、釩、石墨、磷、鋁、鈣、硼或其組合。
17.如權(quán)利要求15所述的冶金粉組合物懸浮液，其中，以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，所述預(yù)合金磁性粉末含有約0.3至約0.6重量％的鈦。
18.如權(quán)利要求15所述的冶金粉組合物懸浮液，以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，還含有小于約1.0重量％的氧。
19.如權(quán)利要求15所述的冶金粉組合物懸浮液，其中所述外層氧化層厚度為約5至約500埃。
20.一種磁流變裝置，其包括小室，可往復(fù)地放置在所述小室內(nèi)部的活塞，放置在所述小室內(nèi)部的冶金粉組合物懸浮液，所述冶金粉組合物懸浮液包括預(yù)合金磁性粉末，包括以預(yù)合金磁性粉末的總重量為基準(zhǔn)，約0.01至約0.4重量％的鈮，和外層氧化層；和載液；其中所述預(yù)合金磁性粉末懸浮在所述載液中，和有效連接到活塞的磁源，其中通過由所述磁源產(chǎn)生的磁場調(diào)節(jié)所述冶金粉組合物懸浮液的表觀粘度。
全文摘要
本發(fā)明的冶金粉組合物懸浮液包括懸浮在載液中具有外層氧化層的磁性粉末。磁性粉末包括鐵基粉末，例如，與其他元素預(yù)合金的鐵粉。合金材料包括鈮、硅、鈣、錳、鎂、碳、硼、鋁、鈦、鉬、鉻、銅、鎳、金、釩、磷或其組合。載液包括硅基液體和/或油，如烴油。外層氧化層包括與氧反應(yīng)/絡(luò)合的合金材料。磁性粉末在寬溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出低氧化速率。應(yīng)用冶金粉組合物懸浮液的制品包括一種阻尼器，其具有小室、在小室中往復(fù)運動的活塞和有效連接到該小室的磁源。當(dāng)被激活時，該磁源產(chǎn)生改變冶金粉組合物懸浮液表觀粘度的磁場。
文檔編號F16D37/02GK1886604SQ200480035143
公開日2006年12月27日 申請日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者克里斯托弗·T·謝德, 杰克·A·小哈米爾 申請人:赫格納斯公司