DE1594369C

DE1594369C - Schmiermittel fur die Metallbearbei tung

Info

Publication number: DE1594369C
Authority: DE
Inventors: Jean Claude Neuilly Hornus (Frank reich)
Original assignee: Compagnie Generale Du Duralumin Et Du Cuivre, Paris
Publication date: 1971-06-09

Description

Es sind schon verschiedene Zusammensetzungen von Schmiermitteln für die Bearbeitung von Metallen und Legierungen, z. B. für das Kaltwalzen, vorgeschlagen worden. Bekannt sind die Gemische, die aus einem Petroleum oder einem Leichtöl bestehen, dem ein veränderlicher Prozentsatz (1 bis 10%) einer Fettsäure wie z. B. Oleinsäure oder ein natürliches oder künstliches langkettiges Estersalz wie z. B. Butylstearat beigemengt ist. Bekannt ist auch der Zusatz von organischen Verbindungen eines Metalloids, die z. B. Phosphor enthalten.

Diese bekannten Schmiermittel ermöglichen nur ziemlich geringe Verformungen. Versucht man eine bestimmte Verformung zu überschreiten, so entstehen Oberflächenfehler, z. B. in Form von Zickzacklinien beim Walzen (Walzmarken).

Andererseits werden beim Ausglühen der Metallbänder nach dem Walzen die Oleinsäure und die langkettigen Ester gekrackt, noch bevor sie durch Destillation eliminiert werden können, und sie hinterlassen Nebenprodukte, die braune Flecken auf dem Metall bilden. Die organischen Metalloid-Zusätze verstärken nur diese Flecken. Es sind nun neue Schmiermittelzusammensetzungen entwickelt worden, die es ermöglichen, vor allem den Verformungsgrad zu erhöhen und dabei trotzdem die Abnutzung der Werkzeuge und die Tendenz zur Ausglühfleckenbildung im Fall von nachfolgenden Wärmebehandlungen (oberflächliche Abscheidung von thermolytischen, oxydierten, polymerisierten Rückständen, die von den Schmiermitteln herrühren) auf ein Minimum zu reduzieren.

Die Erfindung betrifft Schmiermittel für die Kaltverformung von Metallen, insbesondere für das Kaltwalzen, welche im wesentlichen einen überwiegenden Anteil an flüssigem oder zähem Träger, insbesondere desodoriertes Petroleum enthalten. Diese Schmiermittel sind durch einen Gehalt an mindestens einem 4 bis 22 Kohlenstoffatome aufweisenden Amin in Form des. Salzes mit einer kurzkettigen organischen Säure mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen in einer Menge von bis zu 8. Gewichtsprozent gekennzeichnet. Ferner können sie gegebenenfalls, zumindest einen Alkohol oder Polyalkohol mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in einer geraden oder verzweigten Kette und/ oder Polyisobutylen als weitere Zusätze sowie bekannte oder übliche Zusatzstoffe enthalten. Die den Salzen in den erfindungsgemäßen Schmiermitteln zugrunde liegenden Amine können geradkettig und/oder verzweigt und/oder zyklisch, nicht gesättigt und/oder gesättigt, primär und/oder sekundär und/oder tertiär sein; es können Mono- oder Polyamine sein. .

Die Aminsalze können rein verwendet werden oder auch verdünnt in einer Lösung oder einer Suspension, deren einfacher oder komplexer, flüssiger, teigiger oder fester Träger in geeigneter Weise je nach der Art der auszuführenden Bearbeitung gewählt wird. Zum Beispiel können Wasser, natürliche und/oder synthetische Kohlenwasserstoffe, Alkohole und/oder Polyalkohole und/oder ihre Derivate, natürliche und/oder synthetische Fette, Seifen usw. verwendet werden. Die Verdiiiiniingsinittel können allein oder im Gemisch verwendet werden. Aus wirtschaftlichen Gründen werden die Aminsalze in reinem Zustand nur in Ausnahmefällen verwendet.

Die gewünschte Wirkung dieser Aminsalze kann mittels eines oder mehrerer anderer Zusätze begünstigt oder vervollständigt werden.

Folgende Stoffgruppen können als Zusäl/.e fungieren:

1. Geradkettige oder verzweigte Fettalkohole oder -polyalkohole, die 8 bis.18 Kohlenstoffatome umfassen. ■ .

2. Fettsäureester, die man aus einer organischen Säure mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und einem Alkoholradikal mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen erhält.

3. Organische Säuren. /

4. Alkoholsäuren.

5. Polyisobutylene. "

6. Organische Verbindungen eines Metalloids.

7. Feste, lamellare Schmiermittel (wie z. B. Graphit, Molybdänsulfid usw.).

8. Aus anderen Anwendungsbereichen bekannte Stoffe wie z. B. Quellmittel oder Porenbildner.

Die Einführung eines oder mehrerer der obenerwähnten ergänzenden Zusätze kann die Erhöhung des Verformungsgrades zur Folge haben, obwohl keiner der ergänzenden Zusätze von sich aus in dieser Beziehung außergewöhnliche Eigenschaften aufweist. Sie können also eine Synergiewirkung in Verbindung mit dem Aminsalz hervorrufen. Der Hauptzweck der Einführung dieser Zusätze kann auch z. B. die Verringerung der Ausglühflecken seih oder auch jede andere gewünschte Wirkung für die in Frage kommende Bearbeitung.

Zur Präzisierung der oben gegebenen Definitionen werden folgende Amine in Form ihrer Salze erwähnt:

1. Myristinsäureaminacetat,

2. Laurinsäureaminacetat,

3. Aminacetat, das vom Talg abgeleitet ist (d. h. ein Laurinsäure-Myristinsäure-Stearinsäure- und Oleinsäureamingemisch),

4. Myristinsäureaminpropionat,

5. Myristinsäureaminbutyrat.

Als Fettalkohol seien beispielsweise der Myristylalkohol (C₁₄), und der Laurylalkohol (Ci₂) genannt.

Quantitativ verändert sich der von der Erfindung vorgesehene Anteil der Zusatzverbindungen in Abhängigkeit von den besonderen Bedingungen der Warm- oder Kaltbearbeitung des Metalls, aber als allgemeine Regel kann angenommen werden, daß in bezug auf 100 Gewichtsprozent des fertigen Schmiermittels der Anteil der Aminsalze 8 % erreichen kann, daß die obenerwähnten Zusätze bis zu 50 Gewichtsprozent des fertigen Schmiermittels je nach dem verfolgten Ziel und dem gewünschten Endergebnis erreichen können und daß die Verdünnungsmittel oder Träger in veränderlichem Anteil im allgemeinen die Zusammensetzung des fertigen Schmiermittels auf 100% vervollständigen.

Gemäß den ausgeführten Versuchen können vor allem die verschiedenen, in die folgenden Mischungsbereiche gehörenden Schmiermittel gute Resultate ergeben:

1. Kohlenwasserstoffe als Träger. In 100 Gewichtsprozent des Schmiermittels:

■|- a % Aminpropionat, wobei 0 < a ^ 5

und α h b ^ 10 Gewichtsprozent

I- h % Myristylalkohol, wobei ()< b < 8

2. Kohlenwasserstoffe

+ c % Aminpropionat,

wobei 0 < c ^ 8
+ d % Laurylalkohol,

wobei 0 < d ^ 7
+ e % Myristylalkohol,

wobei 0 < e ^ 5

3. Kohlenwasserstoffe ^;

+ / % Aminpropionat,

wobei 0 < / ^ 8
+ g % Laurylalkohol,

wobei 0 < g ^ 7
+ h % Myristylalkohol,

wobei 0 < h ^ 5
+ j % Polyisobutylen,

wobei 0 < j ^ 4

Als Vergleich zu den früher bekannten Schmiermitteln wurden auf einem vierten Walzwerk von mm Tisch breite, das ein aufgeglühtes Al-Cu-Mg-Leichtmetallband von 100 · 0,5 mm walzte, folgende Versuche vorgenommen:

a) Mit dem klassischen alten Schmiermittel, das jedoch leicht Ausglühflecken gibt:

Leichtöl "... 94,4 Gewichtsprozent

Lanolin 1,3 Gewichtsprozent

Butylstearat 4 Gewichtsprozent

Organischer Metalloid-Zusatz ......... 0,3 Gewichtsprozent

Erreicht wurde eine maximale Kaltverformung von 300°/o, die nach der Grard-Formel berechnet wurde:

S-s

b) Mit einem klassischen Schmiermittel jüngerer Art, das weniger zu Ausglühflecken neigt:

Geruchlos gemachtes Petroleum .. 95,7 °/o

Butylstearat 4°/₀

Organischer Metalloid-Zusatz 0,3%

Erreicht wurden nur 150% Kaltverformung.

c) Mit einem ersten Schmiermittel gemäß der Erfindung:

Geruchfrei gemachtes Petroleum .. 97% Von Talg abgeleitetes Diaminacetat 3 %

Erreicht wurden 385% Kaltverformung.

d) Mit einer zweiten Zusammensetzung gemäß der Erfindung: . . .

Geruchfrei gemachtes Petroleum .. 91,5%

Von Talg abgeleitetes Aminacetat 0,5%

und c + d + e^l5 5 Laurylalkohol 3 %

Myristylalkohol 1%

Polyisobutylen 4%

Erreicht wurden 800% Kaltverformung.

ίο In dieser Zusammensetzung kann eine Synergiewirkung zwischen den Alkoholen, dem Polyisobutylen und dem Amin festgestellt werden.

Es folgen als Beispiel die Werte der Kaltverfor-

und /+g + h +Js^ 20 mungen, die mit den Alkoholen allein oder dem PbIy-15 isobutylen allein als Zusätze erreicht wurden:

Geruchfrei gemachtes Petroleum .. 96 %

' . Laurylalkohol 3 %

Myristylalkohol 1%

Kaltverformung: 200%
Geruchfrei gemachtes Petroleum .. 96%
Polyisobutylen '. 4%

Kaltverformung: 140%

Die Aufnahme der Amine und Zuschläge gemäß der Erfindung kann entweder in Form einer Lösung einer Dispersion oder Emulsion erfolgen, und zwar in den Lösungsmitteln oder Trägern, deren nicht einschränkende Liste oben erwähnt wurde. Nach Bedarf können Emulgatoren, Antioxydationsmittel, Antiseptika, Netzmittel oder polyfunktionelle Stoffe eingeführt werden.

Folgt auf die Verformung eine Warmbehandlung, in deren Verlauf die durch die Schmiermittel verursachte Fleckenbildung vermieden werden soll, so müssen die Aminverbindungen und Zusätze (z. B. durch Destillation, durch Thermolyse, bei der die Stoffe in leichtere, flüssigere oder sogar gasförmige Produkte übergehen usw.) bei einer Temperatur verschwinden, die niedriger ist als die für die Warmbehandlung notwendige Temperatur. Die Anzahl der Kohlenstoffatome und die Art der Kette dieser Verbindungen wird in Abhängigkeit von der Temperatur dieser Behandlung gewählt.
\ Die folgende Tabelle bietet gleichfalls eine Übersieht über die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmiermittel beim Kaltwalzen im Vergleich zu klassischen, bekannten Schmiermitteln. Hierbei zeigt sich die unerwartete synergistische Wirkung (vgl. Beispiel 4) der erfindungsgemäßen Schmierstoffe.

100.

	¹	Beis 2	piel 3	4	Bekannte Schmiermittel	Beispiel 5 I 6	92 7,5 0,5
Träger (desodoriertes Petroleum), % Aminsalz, % Fettalkohol, % Polyisobutylen, %	100	92 8	92 4 4	92 0,50 3,75 3,75	Träger Butylstearat Organophosphat	95,6 4 0,4	280
Kaltwalzung, %	90	350	305	790		159
E- e e							73,6
E- e e	47,6	77,7	75,3	88,7		61,4	ja, sehr zahlreich
Anlaßllecken	keine	leicht	keine	keine		ja

Für ihre Haltbarkeit, und ihre erfolgreiche Verwendung müssen,schließlich die Schmiermittel gemäß der Erfindung in einem Sauberkeitszustand gehalten werden, der dem Anfangszustand möglichst nahekommt. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit der Verwendung eines Filter- und Reinigungssystems für die kontinuierliche Bearbeitung der Metalle.

Claims

Patentansprüche:

. 1. Schmiermittel für. die Kaltverformung von Metallen, insbesondere für das Kaltwalzen, welche im wesentlichen einen überwiegenden Anteil an flüssigem oder zähem Träger, insbesondere desodoriertes Petroleum, enthalten, gekennzeichn e t du r c h einen Gehalt: an mindestens einem 4 bis .22 Kohlenstoff atome, aufweisenden Amin in Eorntdes Salzes':mit einer kurzkettigen organischen Säure mit weniger: als 8 Kohlenstoffatomen in einer Menge von bis zu- 8..Gewichtsprozent und gegebenenfalls an zumindesbeinem Alkohol oder Polyalkohol mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in einer geraden oder verzweigten Kette und/oder an Polyisobutylen als weitere Zusätze und gegebenenfalls an weiteren bekannten und üblichen Zusatzstoffen.

: .
2. Schmiermittel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,. daß sie als Aminsalz Myristylaminacetat.JLaurylaminacetat, das. Acetat des von Talg abgeleiteten Amins, . Myristylaminpropionat und/ oder Myristylaminbutyrat enthalten.
3. Schmiermittel nach Anspruch!, dadurch:gekennzeichnet, daß sie bis zu 4 Gewichtsprozent Polyisobutylen enthalten.
4. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Alkohol Myristylalkohol und/oder Laurylalkohol enthalten.