DE1057273B - Hilfsmittel bei der Verformung von Metallen - Google Patents
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:
AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:
kl 23 c 1/04
INTERNAT. KL. C 10 HI 14. MAI 1957
14. M A I 19 5 9
19. OKTOBER 1961
WEICHT AB VON
(S 53488 IVa/23 c)
Während der Verformung von Metallen, z. B. beim Bohren, Drehen, Fräsen, Ziehen, Schleifen, Walzen
und Pressen, ist es üblich, eine Hilfsflüssigkeit zu verwenden, die dem bearbeiteten Metall, einem Teil oder
Teilen der Maschine oder dem verwendeten Werkzeug oder beiden zugeführt wird. Diese Flüssigkeit kann je
nach ihrer Zusammensetzung unter anderem dazu dienen, Wärme abzuleiten, abfallende Späne u. dgl. abzuwaschen
und die einander berührenden Flächen zu schmieren. Zu diesem Zweck können beispielsweise die
sogenannten »wässerigen Kühlflüssigkeiten« verwendet werden, welche gewöhnlich wässerige Lösungen eines
oder mehrerer Stoffe sind.
Bei der Verwendung solcher wässeriger Flüssigkeiten als Hilfsmittel während der Metallverformung
ist aber die Lebensdauer der betreffenden Bearbeitungswerkzeuge bzw. Vorrichtungen verhältnismäßig kurz,
so daß diese Teile relativ häufig ausgewechselt werden müssen. Überraschenderweise wurde nun gefunden,
daß die Lebensdauer der Werkzeuge beträchtlich verlängert werden kann, wenn man solche wässerigen
Flüssigkeiten verwendet, die ein Metallchlorid, -bromid oder -jodid in solchen Konzentrationen enthalten,
daß mehr als 0,03 Grammäquivalente an Halogenionen pro· Liter Flüssigkeit vorliegen. Wegen
der bekannten Korrosivität halogenidhaltiger und insbesondere chloridhaltiger wässeriger Lösungen enthalten
die neuen Metallbearbeitungshilfsmittel außerdem eine ausreichende Menge eines oder mehrerer
Korrosionsverhinderer, wie sie auch sonst in derartigen Hilfsflüssigkeiten üblich sind.
Bei Verwendung dieser halogenidhaltigen Flüssigkeiten kann beispielsweise ein Bohrer oder Fräser
bzw. ein Zieheisen viel länger zur Metallverformung benutzt werden als bei Anwendung der bisher für
diesen Zweck eingesetzten wässerigen Hilfsflüssigkeiten.
Die neuen Hilfsmittel können bei der Verformung beliebiger Metalle außer Magnesium und
dessen Legierungen zur Anwendung kommen.
Es ist bekannt, daß bei der Berührung von Metallen mit wässerigen chloridhaltigen Flüssigkeiten, wie Seewasser,
schwierige Korrosionsprobleme auftreten, und es ist daher schon empfohlen worden, diese Korrosion
durch den kombinierten Einsatz von Phosphaten und Oxydationsmitteln, wie Pei sulfat, zu bekämpfen. Es
wurde bisher aber noch keine technische Lehre des Inhalts gegeben, halogenhaltige wässerige Lösungen
gerade als Hilfsmittel bei der Verformung von Metallen einzusetzer und dadurch die Lebensdauer der
B earbeitungs werkzeuge zu erhöhen.
Es sind weiterhin schon chloridhaltige Sparbeizen beschrieben worden, welche die Zunderschichten von
Metalloberflächen ablösen, ohne das Metall selbst anzugreifen. Solche Beizen haben aber ganz andere
Hilfsmittel bei der Verformung
von Metallen
von Metallen
Patentiert für:
»Shell« Research Limited, London
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 16. Mai 1956 und 15. März 1957
Großbritannien vom 16. Mai 1956 und 15. März 1957
Charles Sidney Giddy,
Heswall, Cheshire (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden
3° Eigenschaften, als sie von wässerigen Kühlflüssigkeiten für die Metallverformung verlangt werden, da
es sich im ersteren Fall um eine reine Oberflächenbehandlung handelt.
Außerdem ist das Aufbringen von Oxalat- oder Sulfitschichten auf z. B. Stahloberflächen aus ferrosalzhaltigen
Lösungen beschrieben worden. Diese Beschichtungslösungen können außerdem Chloridionen
enthalten, um die Eigenschaften der betreffenden Schichten zu modifizieren. Es handelt sich hierbei
aber nicht um eine Verformung der Metalle in Anwesenheit von Halogenidionen.
Schließlich ist noch empfohlen worden, bei der spanabhebenden Verformung von Aluminium alkalische
Chromatlösungen bzw. nitrathaltige Zinkphosphatlösungen als Hilfsflüssigkeit zu verwenden.
Solche Lösungen werden unter anderem auch zum Rostschutz eingesetzt, d. h. für die chemische Oberflächenbehandlung
von Metallen. Die betreffenden Schneidflüssigkeiten enthalten jedoch keine Halogenionen.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird eine Flüssigkeit als praktisch nicht korrodierend betrachtet,
wenn sie dem Test Nr. IP125/52 des
109 696/426
3 4
institute of Petroleum's Standard Methods zur sich allein oder in Mischung mit anderen Verbin-Prüfung
von Petroleum und seinen Produkten ent- düngen geeignete Stoffe sind z. B. prim. Natriumspricht.
Dieser Test besteht darin, daß eine geringe phosphat, Trinatriumphosphat, Kaliumnitrit, Natrium-Menge
der Flüssigkeit auf ein Häufchen von Stahl- carbonat, Kaliumchromat, Kaliumbichromat und
spänen auf einer Gußeisenplatte aufgebracht wird und 5 Natriumbenzoat.
daß die Platte mit den Feilspänen in der in der Prüf- Im einfachsten Fall kann die bei einer Metallvorschrift,
angegebenen Weise vorbereitet und unter verformung erfindungsgemäß verwendete Flüssigkeit
festgelegten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedin- eine Lösung eines Metallchlorids, -bromids oder-jodids
gungen gehalten wird. Nach 24 Stunden wird die Jn Wasser, zusammen mit einer geeigneten Menge
Oberfläche der Platte auf Korrosion untersucht. io eines oder mehrerer Korrosionsverhinderer, sein. In
Nähere Einzelheiten über den Test sind ersichtlich aus anderen Fällen kann die Flüssigkeit z. B. eine wässeden
S. 472 bis 474 der 15. Ausgabe von »Standard rige Lösung von Natrium-oder Kaliumnitrit und/oder
Methods for Testing Petroleum and its Products«, der entsprechenden Chromate sowie des Metallchlorids,
veröffentlicht von dem Institute of Petroleum. -bromids oder -jodids, zusammen mit einem Puffer-Wenn
die metallischen Teile der Bearbeitungs- 15 mittel, wie Natriumcarbonat oder -acetat, Borax oder
vorrichtungen bzw. Verformungswerkzeuge und be- Triäthanolamin, sein.
treffenden Maschinen aus verschiedenen Metallen mit Es wurde ein Vergleich zwischen den erfindungszu
hohem elektrischem Potentialunterschied bestehen,, gemäß verwendeten Hilfsflüssigkeiten und einer beso
kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen kannten, handelsüblichen wässerigen Flüssigkeit durchwässerigen
halogenidhaltigen Hilfsmittel trotz der 20 geführt mittels Feststellung der Lebensdauer eines
Anwesenheit von einem oder mehreren Korrosions- Bohrers unter Verwendung eines Bohrers mit 6,25 mm
Verhinderern unter Umständen eine etwas verstärkte Durchmesser zum Bohren von Löchern durch eine
Korrosion auftreten. Dieser kleine Nachteil wird aber Stahlplatte von 10,67 mm Dicke nach British Stanin
den meisten Fällen aufgewogen durch die ent- Hard 328.
sprechend verlängerte Lebensdauer der Verformungs- 25 Der Bohrer machte 1600 Umdrehungen pro Minute
werkzeuge. Im allgemeinen bestehen die betreffenden und hatte einen Vorschub von 0,18 mm pro UmMaschinenteile
aber aus Stahl oder Eisenlegierungen, drehung. Die Flüssigkeit, welche normalerweise in
und dann ist die Korrosionsgefahr sehr gering. konzentrierter Form in den Handel gebracht und vor
Vorzugsweise werden solche Mengen des Metall- der Anwendung mit Wasser auf das zehnfache
chlorids, -bromids oder -jodids verwendet, daß die 30 Volumen verdünnt wird, hatte folgende Zusarnmen-Konzentration
des Halogenions im Bereich von 0,1 setzung:
bis 1,0 Grammäquivalenten/Liter liegt. Sehr geeignet
bis 1,0 Grammäquivalenten/Liter liegt. Sehr geeignet
sind die Chloride, Bromide und Jodide der Alkali- Natriumacetat 17%
metalle, des Berylliums, Magnesiums, der Erdalkali Natriumnitrit 23%
metalle, des Zinks, Cadmiums, Aluminiums, Chroms 35 Triäthanolamin 14%
(Chromo- und Chromverbindungen), des Mangans, Wasser '. 46%
Eisens (Ferro- und Fernverbindungen), des Kobalts
und des Nickels. Bei der empfohlenen Verdünnung ergab diese
Die neuen wässerigen Hilfsmittel werden bei der Flüssigkeit eine Bohrerlebensdauer von etwa fünfzig
durchzuführenden Metallverformung in beliebiger, an 40 Löchern, die nach der vorerwähnten Prüfvorschrift
sich bekannter Weise auf die betreffenden Flächen gebohrt worden waren.
aufgesprüht oder aufgetropft bzw. dem Werkzeug oder Durch Zugabe von V2 Gewichtsprozent Natriumzu
verformenden Metall kontinuierlich zugeführt, so chlorid zu der verdünnten Flüssigkeit wurde die
daß sich ein gleichmäßiger Film ausbreitet. Bohrerlebensdauer auf neunzig bis hundert nach der
Ein wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäß 45 gleichen Vorschrift gebohrte Löcher verlängert. Eine
verwendeten wässerigen Flüssigkeiten ist eine be- ähnliche Bohrerlebensdauer, d. h. neunzig bis hundert
stimmte Menge eines oder mehrerer korrosions- gebohrte Löcher, wird mit einer Flüssigkeit erhalten,
hindernder Stoffe, so daß die Flüssigkeiten im Sinne die je 1% Natriumnitrit, prim. Natriumphosphat und
der oben beschriebenen Prüfmethoden praktisch nicht Triäthanolamin neben V2*/« Natriumchlorid enthält,
korrodierend gemacht werden. Im Falle des Natrium- 50 Versuche, bei welchen die Wirkung verschiedener
chlorids haben sich kleine Mengen von Natriumnitrit Anionen und die Wirkung infolge einer Änderung der
und sek. Natriumphosphat als gute Korrosions- Kationen verglichen wurden, zeigten die nachstehend
Verhinderer erwiesen. So wirkt z. B. eine wässerige angegebenen Resultate bezüglich der Bohrerlebens-Lösung,
die 2 Gewichtsprozent festes Natriumchlorid dauer (bestimmt nach der oben beschriebenen Prüfenthält,
nicht korrodierend durch Zusetzen von je 55 methode). Bei diesen Versuchen wurde die Anwendung
1 Gewichtsprozent sek. Natriumphosphat und Natrium- VOn Lösungen von Metallchlorid, -bromid oder -jodid
nitrit. Andere Stoffgemische, die zu diesem Zweck zu- verglichen mit derjenigen von Wasser allein, wobei zu
gesetzt werden können, sind: je 1 Gewichtsprozent den halogenidhaltigen Lösungen noch Korrosionssek.
Natriumphosphat und Borax oder je 1 Gewichts- Verhinderer zugesetzt wurden.
prozent sek. Natriumphosphat, Natriumcarbonat und 60 j?s wurden verschiedene Metalle verglichen unter
Triäthanolamin oder je 1 Gewichtsprozent sek. Anwendung von Lösungen der Chloride, die V3 Ge-Natriumphosphat,
Natriumnitrit und Triäthanolamin. wichtsprozent Chlor enthielten. Die Bohrerlebens-Andere
als korrosionshindernde Zusätze entweder für dauer (Zahl der gebohrten Löcher) war folgende:
Wasser allein
NaCl
Salz
K Cl Ca Cl2
K Cl Ca Cl2
BaCl2
Bohrerlebensdauer .. .
11
60
63
61
Ein Vergleich von Natriumchlorid, -bromid und
-jodid unter Anwendung von Lösungen, die
0,09 Grammäquivalente/Liter des Halogenions enthielten, ergaben folgende Resultate:
Bohrerlebensdauer
Wasser
allein
allein
15
Salz
NaCl I NaBr
NaCl I NaBr
NaI
94
57
Bei einem Vergleich gaben Lösungen von Natrium sulfid
und Natriumnitrit, die beide als Mittel zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer vorgeschlagen
worden sind, nach dem gleichen Test eine Bohrerlebensdauer von 23 bzw. 26.
Ein Vergleich von Lösungen von Calciumchlorid wechselnder Konzentration (die Konzentrationen sind
in Gewichtsprozent angegeben) ergab die folgenden Resultate:
Wasser allein | 28 | Lösung V20/0 |
1%> | 10 Vo | |
Bohrerlebensdauer | 11 bis 15 | 50 bis 60 | 300 | 450 | |
Claims (4)
1. Verwendung einer nicht korrodierend wirkenden wässerigen Flüssigkeit, die ein Metallchlorid,
-bromid oder -jodid in solcher Konzentration, daß mehr als 0,3 Grammäquivalente an Halogenionen
pro Liter Flüssigkeit vorliegen, sowie einen oder mehrere an sich bekannte Korrosionsverhinderer
enthält, als Hilfsmittel während der Verformung von Metallen, mit Ausnahme von Magnesium und
seinen Legierungen.
2. Ausführungsform der Erfindung nach An-Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration
des Halogenions 0,1 bis 1,0 Grammäquivalente pro Liter Flüssigkeit beträgt.
3. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
wässerige Flüssigkeit Natriumchlorid enthält.
4. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit
sek. Natriumphosphat und/oder Natriumnitrit und/oder Triäthanolamin als korrosionshindernde
Substanz enthält.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 734 852, 748 559,
578, 818 671, 851 102, 853 481, 856 774, 900 641, 649, 734 851, 811900;
578, 818 671, 851 102, 853 481, 856 774, 900 641, 649, 734 851, 811900;
britische Patentschrift Nr. 661 385;
Betriebsblatt AWF (März 1938), Kühlen und Schmieren bei der Metallbearbeitung, Ziff. 8;
Werkstoffe und Korrosion (1950), S. 324- bis 327;
Machu: Oberflächenbehandlung von Eisen und Nichteisenmetallen (1954), S. 256;
Kronenberg: Grundzüge der Zerspanungslehre (1954), S. 52;
Stahl und Eisen (1950), S. 977 bis 984.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1057273X | 1956-05-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1057273B true DE1057273B (de) | 1959-05-14 |
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