DE19848614A1

DE19848614A1 - Charging matrix production on machine tool, especially for incorporating lubricant

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Publication number: DE19848614A1
Application number: DE19848614A
Authority: DE
Inventors: Natalia Bultykhanova
Original assignee: United Technology Research & E
Current assignee: United Technology Research & E
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 1999-10-21

Abstract

(Chloro)fluoroalkane derivatives (I) with a polar or dipolar group, are used per se or in the form of a liquid system in a vehicle for producing a charging matrix on and along at least a working surface of a machine tool. The polar or dipolar group is e.g. a carboxyl, acyl, carbonyl fluoride, hydroxyalkyl, acyloxy, amide, cyano, urea, sulfo, hydroxyl, mercapto, phosphono, phosphato or acrylyl group. (Chloro)fluoroalkane derivatives of formula (I), which have a polar or dipolar group, are used per se or in the form of a liquid system in a vehicle for producing a charging matrix on and along at least a working surface of a machine tool. Rf-V (I) Rf = a partly or completely fluorinated or chlorofluorinated, linear or branched aliphatic hydrocarbyl group, optionally with oxygen (O), nitrogen (N) or sulfur (S) atom(s) in the chain; V = a polar or dipolar group selected from -COOR, -COR, -COF, -CH2OR, -OCOR, -CONR2, -CN, -CONH-NR2, -CON=C(NH2)2, -CH=NOR, -NRCONR2, -NR2COR, -NRw, -SO3R, -OSO3R, -OH, -SH, B, -OP(OH)2, -OP(ONH4)2, -OPO(ONH4)2 and -CO-CH=CM2; R = hydrogen (H), phenyl or linear or branched alkyl or alkyl ether group, which may be (partly) (chloro)fluorinated and has less than or equal to 12, preferably less than or equal to 8 carbon (C) atoms, or -Rv-V; w = 2 or 3; or Rv = linear or branched alkylene, which may be (partly) (chloro)fluorinated and has 1-12, preferably less than or equal to 8 C. Independent claims are also included for: (a) the treatment process; (b) tools produced in this way; and (c) work pieces produced using a liquid lubricant containing (I).

Description

Die Erfindung betrifft das Beladen der Arbeits- oder Funktions oberflächen eines mechanischen Verformungs-Werkzeugs mit einer fluororganischen Verbindung.The invention relates to the loading of work or function surfaces of a mechanical deformation tool with a fluoroorganic compound.

Unter "formgebendes Werkzeug" ist im Sinne der Erfindung ein spanabhebendes Werkzeug für eine der spanabhebenden Bearbeitungsarten von der Feinstbearbeitung wie Honen, Läppen, Feinstdrehen, Feinstbohren, Preßpolieren und Feinschleifen bis zu anderen spanabhebenden Bearbeitungsarten wie Drehen, Fräsen, Bohren, Hobeln, Feilen, Sägen, Schneiden, Stanzen und Meißeln zu verstehen. Unter "formgebendes Werkzeug" ist aber im Sinne der Erfindung auch ein Werkzeug für die spanlose Bearbeitung wie Biegen, Schmieden, Walzen, Prägen, Ziehen, Tiefziehen, Drücken, Pressen und sonstige spanlose Verformungen zu verstehen. Hierzu gehören unter anderen Stempel, Walzen, Hämmer, Extrusions- und Ziehdüsen, Matritzen und Patritzen und dergleichen. Entsprechendes gilt auch für Gießkokillen und dergleichen Gießwerkzeuge für die Kunststoffverarbeitung."Shaping tool" is in the sense of the invention cutting tool for one of the cutting Machining types from fine machining such as honing, lapping, Fine turning, fine drilling, press polishing and fine grinding up to to other machining types such as turning, milling, Drilling, planing, filing, sawing, cutting, punching and chiseling to understand. Under "shaping tool" is in the sense the invention also a tool for non-cutting machining such as bending, forging, rolling, stamping, drawing, deep drawing, Pressing, pressing and other non-cutting deformations understand. These include stamps, rollers, Hammers, extrusion and drawing dies, dies and patrices and the like. The same applies to casting molds and similar casting tools for plastics processing.

Für das erfindungsgemäße Beladen mit der fluororganischen Verbindung eignen sich insbesondere Werkzeuge mit Arbeitsspitzen, Arbeitsschneiden und sonstigen Arbeitsflächen aus einem kohlenstoffhaltigen, keramischen, metallhaltigen oder metallischen Material wie HSS, pulvermetallurgische und andere Werkzeugstähle, Hartmetalle und Wolframkarbide, Schneidkeramik, CBN und PKD, Naturdiamant und Cermet-Werkstoffe.For loading according to the invention with the organofluorine Connection are particularly suitable with tools Work tips, cutting edges and other work surfaces from a carbon-containing, ceramic, metal-containing or metallic material such as HSS, powder metallurgical and others Tool steels, hard metals and tungsten carbides, cutting ceramics, CBN and PKD, natural diamond and cermet materials.

Unter "Arbeitsoberfläche" ist im Sinne der Erfindung diejenige Funktionsfläche des Werkzeugs zu verstehen, mit der das Werkzeug die Bearbeitung im Kontakt mit dem Werkstück durchführt.In the sense of the invention, "working surface" is the one To understand the functional surface of the tool with which the Tool machining in contact with the workpiece carries out.

Es sind die insbesondere Fluorverbindungen bekannt, insbesondere PTFE, die man beim Zerspanungs- bzw. Umformungsprozeß beispielsweise als Zusätze verwendet, die man in fester oder gelöster Form dem bei der mechanischen Bearbeitung verwendeten Schmier- bzw. Kühlmittel hinzufügt, um einerseits den Werkzeugverschleiß zu vermindern und die Standzeit des Werkzeugs zu erhöhen, aber andererseits auch die Oberflächenqualität des bearbeiteten Werkstücks zu verbessern. Hierbei ist die Wirkung des Polymers jedoch nur auf das Anfangsstadium des Schmiermitteleinsatzes begrenzt. Wenn und nachdem die Sättigung des Schmiermittels mit den Zerspanungsprozeß-Verschleißprodukten erreicht ist, verliert das Polymer seine Wirkung. Außerdem ist das Fluorpolymer der bekannten Stoffsysteme thermisch instabil, und verursacht beim Einsatz bei überhöhter Temperatur, von ca. 500°C und höher, die Zersetzung des Polymers; die Zersetzungsprodukte sind chemisch aggressiv, und instabil, was den Bearbeitungsprozeß beträchtlich stören kann. Auch sind Vorschläge bekannt, ein Polymer aus PTFE-Verbindungen zu verwenden, um eine reibmindernde Wirkung herbeizufüheren. Diese Vorschläge haben sich ebenfalls aus dem Grund, daß die jeweilige Konzentrationsdosierung exakt eingehalten werden muß, nicht durchsetzen können, so daß die bereits bestehenden Schmier- und Kühlmittelsysteme mit solchen Stoffen nicht kombiniert werden können.The fluorine compounds in particular are known especially PTFE, which is used for machining or Forming process used for example as additives that one in solid or dissolved form that in mechanical Machining lubricant or coolant used to on the one hand to reduce tool wear and the Tool life increase, but also the tool life To improve the surface quality of the machined workpiece. Here, however, the effect of the polymer is only on that Initial stage of lubricant use limited. If and after the saturation of the lubricant with the Cutting process wear products is reached, loses the polymer its effect. In addition, the fluoropolymer is the known material systems thermally unstable, and causes in Use at excessive temperatures, from approx. 500 ° C and higher, the Decomposition of the polymer; the decomposition products are chemical aggressive, and unstable as to the machining process can interfere considerably. Suggestions are also known Polymer made of PTFE compounds to use a bring about friction-reducing effect. Have these suggestions also for the reason that the respective Concentration dosage must be adhered to exactly, not can enforce so that the existing lubrication and Coolant systems cannot be combined with such substances can.

Durch die Erfindung wird erreicht, die Standzeiten von mechanischen Verformungs-Werkzeugen und -Werkzeugsystemen durch Beladen von deren Arbeitsoberflächen mit einer speziellen fluororganischen Verbindung zu erhöhen.The service life of mechanical deformation tools and tool systems Load their work surfaces with a special one increase fluoroorganic compound.

Weiterhin wird durch die Erfindung durch eine geeignete Ober flächentopographie der verwendeten Werkzeuge in Anpassung an den jeweiligen Bearbeitungsprozeß eine verbesserte Funktionalität der Arbeitsflächen des Werkzeugs und eine geringere Reibung zum zu bearbeitenden Werkstück und damit einen verminderten Verschleiß des Werkzeugs zu erreichen.Furthermore, the invention by means of a suitable upper Surface topography of the tools used in adaptation to improved the respective machining process Functionality of the work surfaces of the tool and a less friction with the workpiece to be machined and thus to achieve reduced tool wear.

Seitens des Erfinders wurden umfangreiche Untersuchungen angestellt, die Verschleißeigenschaften von Werkzeugen zu reduzieren. Als entscheidendes Kriterium wurde dabei seitens des Erfinders der Gedankengang entwickelt, die Arbeitsoberflächen der Werkzeuge mit einer gegenüber dem Grundmaterial weicheren molekularen Oberflächen-Beladungsmatrix zu versehen. Diese Oberflächen-Beladungsmatrix soll gleichwohl zu einer wesentlichen Reibungs- und daher Verschleißminderung an der Arbeitsoberfläche bei hoher Haftfestigkeit der Beladungsmatrix an der Arbeitsoberfläche führen.Extensive investigations have been carried out by the inventor employed, the wear properties of tools too to reduce. The decisive criterion was on the part of the inventor developed the train of thought that Working surfaces of the tools with one opposite Base material softer molecular surface loading matrix to provide. This surface loading matrix should nevertheless to a significant reduction in friction and therefore wear on the work surface with high adhesive strength Guide the loading matrix on the work surface.

Die Erfindung liegt insbesondere in der Verwendung einer speziellen fluororganischen Verbindung der Formel R_f-V zur Erzeugung einer aus der fluororganischen Verbindung R_f-V aufgebauten Oberflächen-Beladungsmatrix eines Werkzeugs auf und entlang mindestens einer der Arbeitsoberflächen des Werkzeugs.The invention lies in particular in the use of a special fluoroorganic compound of the formula R _f -V for producing a surface loading matrix of a tool composed of the fluoroorganic compound R _f -V on and along at least one of the working surfaces of the tool.

Bei der speziellen fluororganischen Verbindung der Formel R_f-V steht R_f für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, der teilweise oder vollständig fluoriert sein und geradkettig, verzweigtkettig oder zyklisch vorliegen kann, wobei der Kohlenwasserstoffrest durch ein oder mehrere Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome unterbrochen sein kann. V steht für eine polare oder dipolare Gruppe, die ausgewählt ist aus -COOR, -COR, -COF, -CH₂OR, -OCOR, -CONR₂, -CN, -CONH-NR₂, -CON=C(NH₂)₂, -CH=NOR, -NRCONR₂, -NR₂COR, -NR_w, -SO₃R, -OSO₃R, -OH, -SH, ∼B, -OP(OH)₂, -OPO(OH)₂, -OP(ONH₄)₂, -OPO(ONH₄)₂, -CO-CH=CH₂, worin R in einer Gruppe V gleich oder unterschiedlich sein kann und für Wasserstoff, einen Phenylrest oder einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkyl- oder Alkyletherrest, der teilweise oder vollständig fluoriert oder chlorofluoriert sein kann, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht und w 2 oder 3 ist, oder für -R_vV- steht. In der Formel -R_vV- steht V für die zuvor angegebene polare oder dipolare Gruppe und bedeutet R_v einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylenrest, der teilweise oder vollständig fluoriert oder chlorofluoriert sein kann, mit 1 bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen.In the special fluoroorganic compound of the formula R _f -V, R _f stands for an aliphatic hydrocarbon radical which can be partially or completely fluorinated and can be straight-chain, branched-chain or cyclic, the hydrocarbon radical being interrupted by one or more oxygen, nitrogen or sulfur atoms can. V stands for a polar or dipolar group which is selected from -COOR, -COR, -COF, -CH ₂ OR, -OCOR, -CONR ₂ , -CN, -CONH-NR ₂ , -CON = C (NH ₂ ) ₂ , -CH = NOR, -NRCONR ₂ , -NR ₂ COR, -NR _w , -SO ₃ R, -OSO ₃ R, -OH, -SH, ∼B, -OP (OH) ₂ , -OPO ( OH) ₂ , -OP (ONH ₄ ) ₂ , -OPO (ONH ₄ ) ₂ , -CO-CH = CH ₂ , in which R in a group V can be the same or different and for hydrogen, a phenyl radical or a straight-chain or branched-chain Alkyl or alkyl ether radical, which can be partially or completely fluorinated or chlorofluorinated, has up to 12, preferably up to 8 carbon atoms and w is 2 or 3, or represents -R _v V-. In the formula -R _v V-, V represents the polar or dipolar group indicated above and R _v denotes a straight-chain or branched-chain alkylene radical which can be partially or completely fluorinated or chlorofluorinated, with 1 to 12, preferably up to 8, carbon atoms.

Bevorzugt steht V für ein Mitglied aus der Gruppe, die aus -COOH, -SO₃H, -COOR, -SO₃R, -COR, ∼B, -OP (OH)₂, -OPO(OH)₂, und -SO₂R, besonders -COOH, -SO₃H, -COR, und -SO₂R besteht, wobei R für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest, der teilweise oder vollständig fluoriert ist, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen, oder für -R_vV- steht, wobei V für die zuvor angegebene polare oder dipolare Gruppe steht und R_v einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylenrest, der teilweise oder vollständig fluoriert oder chlorofluoriert sein kann, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeutet.V is preferably a member from the group consisting of -COOH, -SO ₃ H, -COOR, -SO ₃ R, -COR, ∼B, -OP (OH) ₂ , -OPO (OH) ₂ , and - SO ₂ R, in particular -COOH, -SO ₃ H, -COR, and -SO ₂ R, where R is a straight-chain or branched-chain alkyl radical which is partially or completely fluorinated and has up to 12, preferably up to 8, carbon atoms, or stands for -R _v V-, where V stands for the polar or dipolar group indicated above and R _v denotes a straight-chain or branched-chain alkylene radical, which can be partially or completely fluorinated or chlorofluorinated, with up to 12, preferably up to 8, carbon atoms .

Bei dem mit R_f bezeichneten Rest, der teilweise oder vollständig fluorisiert ist, handelt es sich bevorzugt um einen solchen mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 10.000, vorzugsweise 1400 bis 10.000. Insbesondere bei einem Molekulargewicht innerhalb dieses Bereichs entstehen Molekülketten in günstiger Länge, die einerseits nicht zu kurz und andererseits nicht zu lang sind, um die weiter unten noch erläuterten spiralartigen Molekülstrukturen auf der Werkzeugoberfläche ausbilden zu können.The radical designated R _f , which is partially or fully fluorinated, is preferably one with a molecular weight of 1000 to 10,000, preferably 1400 to 10,000. In particular with a molecular weight within this range, molecular chains of favorable length are formed, which on the one hand are not too short and on the other hand are not too long in order to be able to form the spiral-like molecular structures to be explained further below on the tool surface.

Weiter bevorzugt handelt es sich bei dem Rest R_f um teilweise oder vollständig fluorierte Alkane oder teilweise oder vollständig fluorierte Alkylether oder -thioether mit einem bevorzugten Molekulargewicht von 1.400 bis 10.000.The radical R _f is more preferably partially or fully fluorinated alkanes or partially or fully fluorinated alkyl ethers or thioethers with a preferred molecular weight of 1,400 to 10,000.

Bevorzugt steht, in der Formel R_f-V, R_f für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit der folgenden schematischen Formel (1):
Preferably, in the formula R _f -V, R _{f represents} a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon radical having the following schematic formula (1):

RO_x(C_aH_bF_2a-bO)_m (C_aH_bF_2a-b)_n (1)
RO _x (C _a H _b F _2a-b O) _m (C _a H _b F _2a-b ) _n (1)

worin a = 2, 3, 4;
b = 0, 1, 2;
x = 0, 1;
20 ≦ n + m ≦ 500;
n ≧ 1 und m ≧ 0, und R für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest, der teilweise oder vollständig fluoriert ist, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder alternativ für F steht, wenn x = 0 ist.where a = 2, 3, 4;
b = 0, 1, 2;
x = 0.1;
20 ≦ n + m ≦ 500;
n ≧ 1 and m ≧ 0, and R is a straight-chain or branched-chain alkyl radical which is partially or completely fluorinated, has up to 12, preferably up to 8, carbon atoms or alternatively F if x = 0.

Besonders bevorzugt bedeuten in der Formel (1)
In the formula (1),

a = 2, 3; b = 0, 1; x = 0, 1; 25 ≦ n + m ≦ 200; n ≧ 1 und m ≧ 0, und R einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest, der teilweise oder vollständig fluoriert ist, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen, oder alternativ F bedeutet, wenn x = 0 ist.a = 2, 3; b = 0.1; x = 0.1; 25 ≦ n + m ≦ 200; n ≧ 1 and m ≧ 0, and R is a straight-chain or branched-chain Alkyl radical that is partially or fully fluorinated with up to 12, preferably up to 8 carbon atoms, or alternatively F means if x = 0.

Ganz besonders bevorzugt bedeuten in der Formel (1) a = 2, 3; b = 0; x = 0, 1; 25 ≦ n + m ≦ 200, und n = 1.In the formula (1) very particularly preferably a = 2, 3; b = 0; x = 0.1; 25 ≦ n + m ≦ 200, and n = 1.

Als besonders bevorzugte Verbindungen der Formel R_f-V in der erfindungsgemäßen Oberflächen-Beladungsmatrix können Verbindungen der allgemeinen Formel R_f1R_f2-V verwendet werden, wobei V die oben angegebene Bedeutung hat und die Gruppen R_f1 und R_f2 die folgenden Bedeutungen haben:
R_f1 steht für eine Perfluoralkylether-Gruppe der Formel C_nF_2n+1O-, wobei n = 1 bis 8 betragen kann;
R_f2 steht für eine Perfluoralkylether-Gruppe der folgenden Formeln (I) bis (IV):
Compounds of the general formula R _f1 R _f2 -V can be used as particularly preferred compounds of the formula R _f -V in the surface loading matrix according to the invention, where V has the meaning given above and the groups R _f1 and R _{f2 have} the following meanings:
R _f1 stands for a perfluoroalkyl ether group of the formula C _n F _{2n + 1} O-, where n = 1 to 8;
R _f2 stands for a perfluoroalkyl ether group of the following formulas (I) to (IV):

wobei n = 8 bis 55, m = 0 bis 10 und k = 0-1 betragen;
where n = 8 to 55, m = 0 to 10 and k = 0-1;

(-CF₂-CF₂O)_n(CF₂O)_mCF₂- (II),
(-CF ₂ -CF ₂ O) _n (CF ₂ O) _m CF ₂ - (II),

wobei n = 5 bis 200 und m = 0 bis 30 betragen;
where n = 5 to 200 and m = 0 to 30;

(-CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂- (III),
(-CF ₂ CF ₂ CF ₂ O) _n CF ₂ CF ₂ - (III),

wobei n = 5 bis 50 ist;
where n = 5 to 50;

(-CH₂-CF₂-CF₂O-)_nCH₂CF₂- (IV),
(-CH ₂ -CF ₂ -CF ₂ O-) _n CH ₂ CF ₂ - (IV),

wobei n = 5 bis 50 ist.where n = 5 to 50.

Bei den Perfluoralkylether-Gruppen der vorstehenden Formeln (I) bis (IV) bedeuten die Indizes n, m und k die Anzahl der indizierten Einheit jeweils in einer Perfluoralkylether-Gruppe (I) oder (II), wobei jedoch beispielsweise m oder k Einheiten nicht direkt aufeinander folgen.In the perfluoroalkyl ether groups of the above formulas (I) to (IV) the indices n, m and k denote the number of indicated unit each in a perfluoroalkyl ether group (I) or (II), but, for example, m or k units do not follow each other directly.

Bei diesen Verbindungen der Formel R_f-V, deren Herstellung im Stand der Technik bekannt ist, so dass darauf hier nur kurz eingegangen wird, handelt es sich um Polymerisationsprodukte von teilweise oder vollständig fluorierten Alkanen wie Ethylen, Propylen oder Butylen, die in Gegenwart von Sauerstoff polymerisiert werden. Beispielsweise können derartige Polymere, ausgehend von Perfluor-propylen, -butylen oder -ethylen hergestellt werden, die in flüssiger Form vorliegen und unterhalb von -30°C in Gegenwart von Sauerstoff mit ionisierender Strahlung bestrahlt werden oder bei dieser Temperatur mit einem Gemisch aus Fluor und Sauerstoff behandelt werden.These compounds of the formula R _f -V, the preparation of which is known in the prior art, so that it is only dealt with briefly here, are polymerization products of partially or fully fluorinated alkanes such as ethylene, propylene or butylene, which in the presence of Oxygen are polymerized. For example, such polymers can be prepared starting from perfluoropropylene, butylene or ethylene, which are in liquid form and are irradiated below -30 ° C in the presence of oxygen with ionizing radiation or at this temperature with a mixture of fluorine and Oxygen are treated.

Ein alternativer Herstellungsweg dieser Verbindungen besteht in der Umsetzung von Perfluorethylen mit Formaldehyd unter einem erhöhten Druck bei 20-60°C in Gegenwart von Fluorwasserstoff unter Bildung des entsprechenden Oxetans und nachfolgender Polymerisierung in Gegenwart von COF₂.KF in einem aprotischen Lösungsmittel unter Ringöffnung des Oxetans.An alternative way of producing these compounds is to react perfluoroethylene with formaldehyde under elevated pressure at 20-60 ° C in the presence of hydrogen fluoride to form the corresponding oxetane and subsequent polymerization in the presence of COF ₂ .KF in an aprotic solvent with ring opening of the oxetane .

Es ist ebenso möglich, derartige Perfluorpolymere, ausgehend von dem Epoxid von Perfluorethylen-, -propylen oder -butylen oder Gemischen davon unter Zusatz von Kaliumfluorid oder Cäsiumfluorid in einem aprotischen Lösungsmittel in einer anionischen Polymerisationsreaktion zu polymerisieren.It is also possible to start such perfluoropolymers of the epoxy of perfluoroethylene, propylene or butylene or mixtures thereof with the addition of potassium fluoride or Cesium fluoride in an aprotic solvent in one polymerize anionic polymerization reaction.

Bei diesen Polymerisationen werden in der Regel Gemische von Perfluoralkylether-Polymeren mit unterschiedlicher Kettenstruktur gebildet. Bei diesen Polymeren kann mit Hilfe von üblichen Fluorierungsmittels wie SbF₅, CoF₃ oder Silberfluorid eine vollständige Fluorierung der Alkylkette erzielt werden. Bei den Polymeren liegt dabei in der Regel eine endständige -C(=O)F-Gruppe vor, die in einer weiteren Reaktion verseift und dann gegebenenfalls mit einem weiteren Reaktionspartner wie einer Amino-, Thio-, Amido-Verbindung etc., die auch mit Alkylresten substituiert sein können, zu einem Carbonsäurederivat umgesetzt wird.In these polymerizations, mixtures of perfluoroalkyl ether polymers with different chain structures are generally formed. With these polymers, complete fluorination of the alkyl chain can be achieved with the aid of conventional fluorinating agents such as SbF ₅ , CoF ₃ or silver fluoride. The polymers generally have a terminal -C (= O) F group which saponifies in a further reaction and then, if appropriate, with a further reaction partner such as an amino, thio, amido compound etc., which also can be substituted with alkyl radicals, is converted to a carboxylic acid derivative.

Erfindungsgemäß wird die fluororganische Verbindung der Formel R_f-V als solche, also unverdünnt, oder, vorzugsweise, in Form eines flüssigen Stoffsystems aus einer Suspension verwendet, in der die fluororganische Verbindung R_f-V in einem Anteil von 0,5 bis 40 Gew.-% in einer Suspensionsflüssigkeit, insbesondere Wasser, enthalten ist. In der gegenwärtig am meisten bevorzugten Ausführungsform wird jedoch eine Lösung mit 0,001 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.-% der fluororganischen Verbindung R_f-V in einem Lösungsmittel verwendet. Hierbei kann die Lösung der fluororganischen Verbindung eine wässrige Lösung mit einem Emulgator oder Tensid in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Lösung sein. Sie kann auch eine Lösung der fluororganischen Verbindung in einem inerten organischen Lösungsmittel aus einem teilweise oder vollständig fluorierten Kohlenwasserstoff oder teilweise oder vollständig fluorierten Chlorkohlenwasserstoff oder aus einem Halogenkohlenwasserstofflösungsmittel in Form von teilweise oder vollständig fluorierten, chlorofluorierten oder chlorierten Alkanen oder Cycloalkanen mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen sein.According to the invention, the organofluorine compound of the formula R _f -V is used as such, ie undiluted, or, preferably, in the form of a liquid substance system from a suspension in which the organofluorine compound R _f -V is used in a proportion of 0.5 to 40% by weight .-% is contained in a suspension liquid, especially water. In the currently most preferred embodiment, however, a solution containing 0.001 to 10% by weight, preferably 0.5 to 2% by weight of the organofluorine compound R _f -V in a solvent is used. The solution of the organofluorine compound can be an aqueous solution with an emulsifier or surfactant in an amount of 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the aqueous solution. It can also be a solution of the organofluorine compound in an inert organic solvent made from a partially or fully fluorinated hydrocarbon or partially or fully fluorinated chlorinated hydrocarbon or from a halogenated hydrocarbon solvent in the form of partially or fully fluorinated, chlorofluorinated or chlorinated alkanes or cycloalkanes with up to 12 carbon atoms .

Nach dem Auftragen der zähflüssigen fluororganischen Verbindung R_f-V als solcher bzw. deren Suspension bzw. Lösung haftet die fluororganische Verbindung fest an der mit ihr beladenen Oberfläche, und zwar auch nach dem Abschlagen oder Abwaschen der überschüssigen Flüssigkeit und dem Trocknen. After application of the viscous organofluorine compound R _f -V as such or its suspension or solution, the organofluorine compound adheres firmly to the surface loaded with it, even after the excess liquid has been knocked off or washed off and dried.

Bei Verwendung eines entsprechenden Lösungsmittels wird infolge von dessen fettlösenden Eigenschaften die zu beladende Oberfläche des Werkzeugs vollständig von restlichem Fett befreit, so daß die Anlagerung der Moleküle R_f-V an die Oberfläche entsprechend leicht ermöglicht wird. Das Auftragen kann durch Aufreiben, Aufstreichen, Besprühen, Eintauchen oder sonstiges Benetzen der Oberfläche erfolgen, und das Lösungsmittel verdampft nach Ablaufen oder Abwaschen der überschüssigen Lösung von der Oberfläche.When using an appropriate solvent, due to its fat-dissolving properties, the surface of the tool to be loaded is completely freed of residual fat, so that the attachment of the molecules R _f -V to the surface is made possible accordingly easily. Application can be by rubbing, brushing, spraying, dipping or otherwise wetting the surface, and the solvent evaporates after the excess solution has drained or washed off the surface.

Wie bereits erwähnt, können die Verbindungen der allgemeinen Formel R_f-V in Form einer Lösung in einem Lösungsmittel, erfindungsgemäß einem Halogenkohlenwasserstofflösungsmittel, oder in Form einer wäßrigen Lösung mit einem Emulgator oder Tensid in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Lösung, verwendet werden.As already mentioned, the compounds of the general formula R _f -V in the form of a solution in a solvent, according to the invention a halogenated hydrocarbon solvent, or in the form of an aqueous solution with an emulsifier or surfactant in an amount of 0.01 to 5% by weight , based on the total weight of the aqueous solution, can be used.

Als Emulgator oder Tensid kann dabei bevorzugt ein oder mehrere Verbindungen in einer Menge von 0,01 bis 3 Gew.-%, die ausreichend ist, die Verbindung der Formel R_f-V in Wasser in Lösung zu bringen, eingesetzt werden, wobei der Emulgator bzw. das Tensid selbst fluorierte Kohlenwasserstoffreste, beispielsweise fluorierte oder perfluorierte Alkylreste, besitzt.The emulsifier or surfactant used can preferably be one or more compounds in an amount of from 0.01 to 3% by weight, which is sufficient to dissolve the compound of the formula R _f -V in water, the emulsifier or the surfactant itself has fluorinated hydrocarbon radicals, for example fluorinated or perfluorinated alkyl radicals.

Diese Tenside oder Emulgatoren werden können dabei in Form kationischer, anionischer, nichtionischer oder ampholytischer Tenside oder ähnlicher oberflächenaktiven Substanzen eingesetzt werden. Beispielhaft werden die folgenden Verbindungen genannt:
These surfactants or emulsifiers can be used in the form of cationic, anionic, nonionic or ampholytic surfactants or similar surface-active substances. The following compounds are mentioned by way of example:

a) C₈F₁₇CONHCH₂CH₂CH₂N(CH₃)₂ ⁺ Cl^- (kationisches Tensid);a) C ₈ F ₁₇ CONHCH ₂ CH ₂ CH ₂ N (CH ₃ ) ₂ ⁺ Cl ^- (cationic surfactant);
b) C₆F₁₃CH₂O(C₂H₄O)₂ OH (nichtionisches Tensid);b) C ₆ F ₁₃ CH ₂ O (C ₂ H ₄ O) ₂ OH (nonionic surfactant);
c) C₈F₁₇CONHCH₂CH₂CH₂N⁺(CH₃)₂ -CH₂COO^- (ampholytisches Tensid).c) C ₈ F ₁₇ CONHCH ₂ CH ₂ CH ₂ N ⁺ (CH ₃ ) ₂ -CH ₂ COO ^- (ampholytic surfactant).

Als Emulgator können auch fluorhaltige kationische, nichtionische oder ampholitische Tenside des Typs "Zonil" der Firma DuPont, oder ethoxylische Perfluoralkohole mit einer Anzahl der Perfluorethoxy-Einheiten von 5 bis 25, oder sowie Tenside des Typs wie beispielsweise der perfluorierten Säureamidderivate mit einer quarternären Amino-Gruppe und Sulfat- oder Sulfonat-Anionen wie C₆F₁₃CONHCH₂CH₂CH₂N(CH₃)₂ ⁺ ^-O₃SOC₂H₅, oder ein nichtionisches ϕ-Tensid wie C-CFH-CF₂- CH₂O(C2H₄O)_7-15H, oder ein nichtionisches Kohlenwasserstoff- Tensid wie C₄H₉O(CH₂CH₂O)₂₅ H eingesetzt werden.Fluorine-containing cationic, nonionic or ampholitic surfactants of the "Zonil" type from DuPont, or ethoxylated perfluoroalcohols with a number of perfluoroethoxy units from 5 to 25, or surfactants of the type such as, for example, the perfluorinated acid amide derivatives with a quaternary amino Group and sulfate or sulfonate anions such as C ₆ F ₁₃ CONHCH ₂ CH ₂ CH ₂ N (CH ₃ ) ₂ ⁺ ^- O ₃ SOC ₂ H ₅ , or a nonionic ϕ-surfactant such as C-CFH-CF ₂ - CH ₂ O (C2H ₄ O) _7-15 H, or a nonionic hydrocarbon surfactant such as C ₄ H ₉ O (CH ₂ CH ₂ O) ₂₅ H can be used.

Grundsätzliche Überlegungen des Erfinders zu den physikalischen und elektronischen Grundlagen der Reibungsphänomene bei mit dem Werkstück in Berührungskontakt stehenden, sich zu dem Werkstück relativ bewegenden Werkzeugen führten zu der Erkenntnis, daß die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück im wesentlichen durch Wechselwirkung der an den jeweiligen Oberflächen vorhandenen Dislokations- oder Störstellen hervorgerufen wird. Derartige Dislokationsstellen stellen Fehler in der Kristallstruktur des Metalls dar, die an den Stellen vorliegen, wo kleinste geordnete Kristalliteinheiten des Metalls aneinanderstoßen oder entsprechende Unregelmäßigkeiten in der Kristallstruktur vorliegen. Derartige Dislokationsstellen bewirken, daß das zwischen den Metallatomen grundsätzlich frei bewegliche Elektronengas an Grenzflächen stößt, die nur unter zusätzlicher Energiezufuhr überwunden werden können.Fundamental considerations of the inventor regarding the physical and electronic basics of the friction phenomena at with the Workpiece in contact with the workpiece relatively moving tools led to the realization that the friction between tool and workpiece essentially through interaction of the respective surfaces existing dislocation or fault locations is caused. Such dislocation points represent errors in the Crystal structure of the metal that is present at the sites where smallest ordered crystallite units of the metal bump into each other or irregularities in the Crystal structure exist. Such dislocation points cause that basically free between the metal atoms moving electron gas at interfaces that just below additional energy supply can be overcome.

Derartige Unregelmäßigkeiten in der Kristallstruktur treten im Inneren wie auch an der Oberfläche eines metallischen Werkzeugs auf und durch die für den Bruchteil einer Sekunde auftretenden Polarisierungen innerhalb des Metalls werden punktuell unterschiedliche Oberflächenladungen erzeugt, die mit entsprechenden Oberflächenladungen auf der Oberfläche des Werkstücks in Wechselwirkung treten. Daher sind elektro magnetische Kräfte wirksam, von denen die Relativbewegung von Werkzeug und Werkstück gegenseitig beeinflusst wird und die zu einem Energieverlust und somit zur Reibung führen.Such irregularities in the crystal structure occur in the Inside as well as on the surface of a metallic tool on and through for a fraction of a second Polarizations within the metal become selective generated different surface charges with corresponding surface charges on the surface of the Interact with the workpiece. Therefore are electro magnetic forces effective, of which the relative movement of Tool and workpiece are mutually influenced and that too an energy loss and thus lead to friction.

Seitens des Erfinders wurde überraschenderweise gefunden, daß die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück dadurch herabgesetzt werden kann, daß das Werkzeug auf seinen Arbeitsoberflächen mit der speziellen, erfindungsgemäßen Beladungsmatrix versehen ist. Diese spezielle Beladungsmatrix wird gebildet von an den Dislokationsstellen der Arbeitsoberflächen anhaftenden Molekülen des in der fluororganischen Verbindung R_f-V vorliegenden Kohlenwasser stoffrestes R_f, der teilweise oder vollständig fluoriert oder chlorofluoriert ist und geradkettig oder verzweigtkettig vorliegen kann, wobei die Kette auch durch ein oder mehrere Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome unterbrochen sein kann, und der polaren oder dipolaren Gruppe V, die die Anlagerung des Moleküls R_f an den Dislokationsstellen insbesondere einer Metalloberfläche des Werkzeugs ermöglicht.The inventor has surprisingly found that the friction between the tool and the workpiece can be reduced by providing the tool with the special loading matrix according to the invention on its work surfaces. This special loading matrix is formed by molecules of the hydrocarbon residue R _f present in the fluoroorganic compound R _f -V, which is partially or completely fluorinated or chlorofluorinated and which may be present in a straight-chain or branched-chain manner, the molecules adhering to the dislocation sites of the working surfaces R _f -V, the chain also being able to be represented by one or several oxygen, nitrogen or sulfur atoms can be interrupted, and the polar or dipolar group V, which enables the attachment of the molecule R _f at the dislocation sites, in particular a metal surface of the tool.

Obgleich der Mechanismus zur Anlagerung der Moleküle R_f-V nicht vollständig geklärt werden konnte, wird seitens des Erfinders angenommen, dass aufgrund der an der Oberfläche vorhandenen, durch die Dislokationsstellen gebildeten Ladungsunterschiede zwischen einzelnen Bereichen der Oberfläche die Verbindungen der Formel R_f über die hydrophile Gruppe, d. h. eine Gruppe mit dipolaren oder polaren Eigenschaften, angelagert werden und so den Dislokationszustand am Anlagerungspunkt sozusagen "einfrieren".Although the mechanism for the attachment of the molecules R _f -V could not be fully clarified, the inventor assumes that due to the charge differences on the surface formed by the dislocation sites between individual areas of the surface, the compounds of the formula R _f are hydrophilic Group, ie a group with dipolar or polar properties, can be attached and thus "freeze" the dislocation state at the attachment point, so to speak.

Seitens des Erfinders wurden umfangreiche Versuche durchgeführt, die Eignung von Verbindungen mit verschiedenen hydrophilen Gruppen V im Molekül R_f-V zu testen. Dabei stellte sich heraus, dass derartige Moleküle gut an die Oberfläche angelagert werden können, solange eine derartige Gruppe V mit einer ausgeprägten Dipoleigenschaft verwendet wird. Unter Dipoleigenschaft wird dabei im Sinne der Erfindung verstanden, dass aufgrund der unterschiedlichen Elektronegativitäten der in der Gruppe V vorhandenen Atome Bindungen polarisiert sind und so Ladungsunterschiede zwischen den einzelnen Atomen, d. h. kleine positive oder negative Potentiale an den an der Bindung beteiligten Atomen hervorgerufen werden. Selbstverständlich können derartige Wechselwirkungen auch durch in der Gruppe V vorhandene Atome mit freien Elektronenpaaren hervorgerufen werden. The inventor has carried out extensive attempts to test the suitability of compounds with different hydrophilic groups V in the molecule R _f -V. It turned out that such molecules can be readily attached to the surface as long as such a group V with a pronounced dipole property is used. In the context of the invention, dipole property is understood to mean that, due to the different electronegativities of the atoms present in group V, bonds are polarized and charge differences between the individual atoms, ie small positive or negative potentials, are produced on the atoms involved in the bond. Of course, such interactions can also be caused by atoms in group V with free electron pairs.

Aufgrund der Länge der Molekülketten R_f der Verbindungen R_f-V und des Abstandes der an der Oberfläche verankerten Moleküle R_f-V neigen die Reste R_f zur Ausbildung von knäuelartigen, federartigen oder spiraligen Strukturen.Because of the length of the molecular chains R _{f of} the compounds R _f -V and the distance of the molecules anchored to the surface R _f -V, the residues R _f tend to form tangled, feather-like or spiral structures.

Seitens des Erfinders wurde ebenfalls herausgefunden, dass, da entsprechend den obigen Ausführungen die Verankerung der Moleküle R_f über die Gruppe V auf der Oberfläche erfolgt, was nach Auffassung des Erfinders auf die Polarisierung der Gruppe V zurückzuführen ist, außer den metallischen Substratoberflächen auch solche Oberflächen beladen werden können, die aufgrund polarer Strukturen an der Oberfläche eine Anlagerung der Moleküle der Formel R_f erlauben.On the part of the inventor, it was also found that since, according to the above statements, the molecules R _{f are} anchored via the group V to the surface, which the inventor believes is due to the polarization of the group V, in addition to the metallic substrate surfaces, such surfaces as well can be loaded, which allow an attachment of the molecules of the formula R _f due to polar structures on the surface.

Besonders bevorzugt zur Erhöhung der Oberflächenhärte des behandelten Werkzeuges sind dabei stickstoff- oder borhaltige Reste V in der Verbindung R_f-V geeignet, wobei die borhaltigen Verbindungen als Borate z. B. als (R_fO)₃B vorliegen.Particularly preferred to increase the surface hardness of the tool being treated are nitrogen- or boron-containing radicals V in the compound R _f -V, the boron-containing compounds as borates such. B. present as (R _f O) ₃ B.

Unter Oberflächen-Beladungsmatrix ist erfindungsgemäß zu verstehen, daß nicht eine relativ dichte kontinuierliche Molekülschicht von Molekülen der Formel R_f-V auf der Oberfläche ausgebildet wird, sondern daß einzelne Moleküle über die Gruppe V an der insbesonderen metallischen Oberfläche im Abstand voneinander gebunden sind, so daß zwischen den einzelnen, "florartig" von der Oberfläche wegzeigenden unpolaren Molekülresten R_f einzelne von R_f-Molekulen freie Bereiche der Oberfläche verbleiben. In diesen verbleibenden freien Bereichen können sich ggf. entstehende Festschmierstoff- und Verschleißpartikel einlagern, so daß durch diese freien Bereiche eine Art "Selbstheilung" der Oberflächen- Beladungsmatrix ermöglicht wird.According to the invention, the surface loading matrix is understood to mean that not a relatively dense continuous molecular layer of molecules of the formula R _f -V is formed on the surface, but that individual molecules are bonded to one another at a distance via the group V on the particular metallic surface that individual areas of the surface free of R _f molecules remain between the individual nonpolar molecular residues R _f pointing "like a pile" away from the surface. Solid lubricant and wear particles which may arise may be embedded in these remaining free areas, so that a kind of "self-healing" of the surface loading matrix is made possible by these free areas.

Insbesondere entsteht mit der erfindungsgemäßen Beladungsmatrix das Verbindungssystem Me-V-R_f, bei dem Me mehrere Metallatome der Oberfläche sind, an die der aliphatische Kohlenwasserstoffrest R_f, der in der erfindungsgemäßen fluororganischen Verbindung enthalten ist, über die polare oder dipolare Gruppe V mit hoher Bindungsenergie chemisch und physikalisch gebunden ist. Hierbei werden OH-Gruppen, die an den Metallatomen angelagert sind, mit in der polaren oder dipolaren Gruppe V enthaltenen H-Atomen zu H₂O umgesetzt und dadurch freigesetzt.In particular, with the loading matrix according to the invention, the connection system Me-VR _f , in which Me is a plurality of metal atoms on the surface to which the aliphatic hydrocarbon radical R _f , which is contained in the fluoroorganic compound according to the invention, is chemically formed via the polar or dipolar group V with high binding energy and is physically bound. Here OH groups which are attached to the metal atoms are reacted with H atoms contained in the polar or dipolar group V to form H ₂ O and are thereby released.

Untersuchungen des Erfinders haben ergeben, daß aufgrund der "unterbrochenen" Beladung der Arbeitsoberfläche die Oberflächenhärte von einem ursprünglichen Wert von 62-64 HRC auf einen Wert von 58-59 HRC herabgesetzt wird. Dies hat seitens des Erfinders zu der Vermutung geführt hat, daß die von der Oberfläche wegweisenden Molekülreste R_f der Moleküle R_f-V für die Herabsetzung der Oberflächenhärte verantwortlich sind, vermutlich durch Ausbildung einer federartigen, knäuelartigen oder spiraligen Struktur, die bei Kontakt der Oberfläche mit dem Bewegungspartner der beladenen Oberfläche "federnde" Eigenschaften verleiht.Investigations by the inventor have shown that, due to the "interrupted" loading of the work surface, the surface hardness is reduced from an original value of 62-64 HRC to a value of 58-59 HRC. This has led the inventor to presume that the molecular residues R _{f of} the molecules R _f -V, which point away from the surface, are responsible for the reduction of the surface hardness, presumably by the formation of a spring-like, coil-like or spiral structure that occurs when the surface comes into contact gives the loaded surface "resilient" properties with the movement partner.

Aufgrund der Länge der Molekülketten R_f der Verbindungen R_f-V und des Abstandes der an der Oberfläche verankerten Moleküle R_f-V neigen die Reste R_f zur Ausbildung von knäuelartigen, federartigen oder spiraligen Strukturen. Seitens des Erfinders wurde nun gefunden, daß sich die Verminderung der Verschleißeigenschaften weiter dadurch steigern läßt, daß die so ausgebildeten feder-, knäuel- und/oder spiralartigen Strukturen als Beladungsmatrix zur Aufnahme eines im Sinne der Erfindung so bezeichneten Einlagerungsmaterials geeignet sind.Because of the length of the molecular chains R _{f of} the compounds R _f -V and the distance of the molecules anchored to the surface R _f -V, the residues R _f tend to form tangled, feather-like or spiral structures. It has now been found on the part of the inventor that the reduction in the wear properties can be further increased in that the spring, ball and / or spiral structures thus formed are suitable as a loading matrix for accommodating an intercalation material so designated in the sense of the invention.

Ein solches "Einlagerungsmaterial" sollte erfindungsgemäß ein Material mit Schmierstoffeigenschaften sein und bevorzugt ausgewählt sein aus der Gruppe der Schmieröle, der Schmierstoffe auf Kohlenstoffbasis wie Graphit, der Schmierstoffe auf Metallsulfidbasis wie Molybdän- oder Antimonsulfiden, der Kohlenstoffclusterverbindungen, insbesondere der Diamantclusterverbindungen oder der Fulleren- Clusterverbindungen, insbesondere C₃₀ bis C₆₀, der Pulver von Metalloxiden, Metallnitriden, Metallkarbiden von Ventilmetallen, insbesondere Ti, Ta, Zr, Hf, Co, Ni, Al, sowie Bornitrid, in einer Korngröße unter 500 nm, vorzugsweise unter 100 nm, und der Verbindungen der Formel R_f-Rf, wobei R_f für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest steht, der teilweise oder vollständig fluoriert oder chlorofluoriert sein kann und geradkettig oder verzweigtkettig vorliegen kann, wobei der Kohlenwasserstoffrest durch ein oder mehrere Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome unterbrochen sein kann. Bei diesem Einlagerungsmaterial kann es sich auch um die gleichen oder artverwandte Verbindungen wie die Verbindungen der Formel R_f-V handeln, solange diese aufgrund der Struktur der einzelnen Verbindung durch Wechselwirkungen mit der knäuelartigen Struktur angelagert oder eingelagert werden können. Bevorzugter ist dabei allerdings die Verwendung von Verbindungen der Formel R_f-R_f, wobei R_f die oben angegebene Bedeutung hat.According to the invention, such an “intercalation material” should be a material with lubricant properties and should preferably be selected from the group of lubricating oils, lubricants based on carbon such as graphite, lubricants based on metal sulfide such as molybdenum or antimony sulfides, carbon cluster compounds, in particular diamond cluster compounds or fullerene cluster compounds , in particular C ₃₀ to C ₆₀ , the powder of metal oxides, metal nitrides, metal carbides of valve metals, in particular Ti, Ta, Zr, Hf, Co, Ni, Al, and boron nitride, in a grain size below 500 nm, preferably below 100 nm, and of the compounds of the formula R _f -Rf, where R _{f is} an aliphatic hydrocarbon radical which can be partially or completely fluorinated or chlorofluorinated and can be straight-chain or branched-chain, the hydrocarbon radical being interrupted by one or more oxygen, nitrogen or sulfur atoms can n. This storage material can also be the same or related compounds as the compounds of the formula R _f -V, as long as these can be attached or incorporated due to the structure of the individual compound through interactions with the coil-like structure. However, more preferred is the use of compounds of the formula R _f -R _f , where R _{f has} the meaning given above.

Eine besonders bevorzugte Einlagerungsverbindung im Sinne der Erfindung ist eine Diamant-Kohlenstoffclusterverbindung in Form eines trockenen Pulvers mit folgenden Eigenschaften:
A particularly preferred intercalation compound in the sense of the invention is a diamond-carbon cluster compound in the form of a dry powder with the following properties:

- kubischer Diamantphase mit Kristallorientierungen (111), (220) oder (311).- cubic diamond phase with crystal orientations (111), (220) or (311).
- mittlere Teilengröße 4-6 nm;- average part size 4-6 nm;
- mit einem kubisch kristallographischen Gitter mit folgenden Parametern: a = 0,3562 +/- 0,0003 nm;- with a cubic crystallographic grid following parameters: a = 0.3562 +/- 0.0003 nm;
- piknometrische Dichte 3,25-4,05 g/cm³;picnometric density 3.25-4.05 g / cm ³ ;
- Schütt-Dichte zwischen 0,4 und 0,6 g/cm³;Bulk density between 0.4 and 0.6 g / cm ³ ;
- Mikrospannungen in der Clusterverbindung in der Größenordnung von 10 Giga-Pascal;- Micro voltages in the cluster connection in the Order of 10 Giga-Pascals;
- Mittlere Durchmesser der Poren 8-10 nm;- Average diameter of the pores 8-10 nm;
- Dichte von protonogenischen Gruppen ist 10-20 µg-eV/m².- Density of protonogenic groups is 10-20 µg-eV / m ² .
- Kohlenstoffgehalt in den Clustermolekülen 80-90%, wovon 97% in der Diamantphase vorliegen;- Carbon content in the cluster molecules 80-90%, of which 97% are in the diamond phase;
- Oxidationstabilität an Luft bis ca. 700 K.- Oxidation stability in air up to approx. 700 K.
- Anfang der Graphitierung bei ca. 1300 K.- Start of graphitization at approx. 1300 K.

Die Cluster bilden aufgrund der höheren Gibbs-Energie ein Konglomerat mit einer Größe von 20-60 nm, und mit folgender weiterer Konglomerisierung bis 10³ nm. Die Größe des Basiscluster (eigentlicher Diamant-Kristall) beträgt ca. 10 bis 100 Angström. Das elektrochemische Potential der Teilchen ist gleich -(0,3-0,4) mv für eine oxidierte Oberfläche und +0,15 mv für eine modifizierte Oberfläche. Die kristall-internen Bindungen des Clusters sind ähnlich denen beim Diamanten, also extrem stabil; jedoch sind Cluster an den Grenzen chemisch sehr aktiv und "aggressiv". Solche Clusterverbindungen sind im Stand der Technik bekannt und können über bekannte Detonationsverfah ren hergestellt werden.Due to the higher Gibbs energy, the clusters form a conglomerate with a size of 20-60 nm, and with the following further conglomeration up to 10 ³ nm. The size of the base cluster (actual diamond crystal) is approximately 10 to 100 angstroms. The electrochemical potential of the particles is equal to - (0.3-0.4) mv for an oxidized surface and +0.15 mv for a modified surface. The cluster's crystal-internal bonds are similar to those of diamonds, so extremely stable; however, clusters at the borders are chemically very active and "aggressive". Such cluster connections are known in the prior art and can be produced using known detonation processes.

Wie oben bereits erwähnt, eignet sich die erfindungsgemäße Beladungsmatrix auch hervorragend zur Einlagerung von Öl. Die erfindungsgemäße Beladungsmatrix weist selbst aufgrund ihrer Anlagerung an den Dislokationsstellen und deren Ladungs zuständen eine starke Polarisierung auf, welche in Wechselwirkung tritt mit den Molekülen des Einlagerungs materials. Eingelagerte Ölmoleküle werden dadurch ebenfalls polarisiert und stellen Ölgebilde dar, deren Energie einem Minimalzustand zustrebt, weswegen sie sich in feinste Öltröpfchen aufteilen, die gegenüber dem Rest der Ölflüssigkeit weitgehend physikalisch eigenständig sind. Durch die Wechselwirkung des elektrischen Feldes mit den R_f-Molekülresten werden diese Ölkügelchen an die Beladungsmatrix gebunden. Unter der Wirkung des elektrischen Feldes werden die Ölkügelchen umso stärker an die Beladungsmatrix gebunden, je kleiner sie sind.As already mentioned above, the loading matrix according to the invention is also eminently suitable for storing oil. The loading matrix according to the invention has a strong polarization even due to its attachment to the dislocation sites and their charge states, which interacts with the molecules of the storage material. Embedded oil molecules are also polarized as a result and represent oil structures whose energy tends towards a minimal state, which is why they are divided into fine oil droplets that are largely physically independent of the rest of the oil liquid. The interaction of the electric field with the R _f molecule residues binds these oil spheres to the loading matrix. Under the action of the electric field, the smaller the oil balls are, the more they are bound to the loading matrix.

Diese physikalische Bindung ist so stark, daß die Öltröpfchen selbst unter Hochvakuum in der Beladungsmatrix eingelagert bleiben. Die Öltröpfchen halten auch thermischen Einwirkungen hervorragend stand, da Oxidationsprozesse unterbleiben, was ebenfalls eine Folge der "Schrumpfung" der Ölmoleküle bis zum Einnehmen eines Energieminimums ist. Somit sind die eingelagerten Ölmoleküle widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen und haben eine hohe Beständigkeit, wodurch sich die Einlagerung von Öl in die erfindungsgemäße Beladungsmatrix insbesondere als vorteilhaft unter Spanungsbedingungen erweist. Durch die Erfindung kann daher die Arbeitsfähigkeit beispielsweise von Schneid- und Bohrölen zeitlich deutlich verlängert werden. This physical bond is so strong that the oil droplets stored in the loading matrix even under high vacuum stay. The oil droplets also withstand thermal effects stood out excellently, as there are no oxidation processes also a consequence of the "shrinkage" of the oil molecules up to Taking an energy minimum is. So they are embedded oil molecules resistant to high Temperatures and have a high resistance, which makes the storage of oil in the loading matrix according to the invention proven particularly advantageous under voltage conditions. The invention can therefore work for example of cutting and drilling oils clearly in time be extended.

Obwohl die Haftfähigkeit der so in die Beladungsmatrix eingebundenen Ölgebilde sehr stark ist, lassen diese sich dennoch entlang der beladenen Oberfläche mit sehr geringem Widerstand "entlangwälzen", da hierbei keine wesentlichen elektromagnetischen Kräfte zu überwinden sind. Damit geht aber das hydrodynamische Fließen eines Ölfilms in das Abwälzen einzelner Ölkügelchen über.Although the adhesiveness of the so in the loading matrix integrated oil formations is very strong, these can be nevertheless along the loaded surface with very little "Roll along" resistance, since there are no essential ones electromagnetic forces have to be overcome. But that works the hydrodynamic flow of an oil film into the rolling individual oil globules over.

Dieser zuvor beschriebene Zustand der Bildung von kleinsten Öltröpfchen, die mit hoher Bindungsfestigkeit an die Beladungsmatrix gebunden sind und gleichwohl in einer stark verminderten Gleitreibung resultieren, läßt sich auch ohne erfindungsgemäßes Legieren der Beladungsmatrix bei der Herstellung des Werkzeugs erreichen. Vielmehr stellt sich ein mehr oder weniger vergleichbarer derartiger Zustand auch durch die nachträgliche Schmierung mit Öl im Betrieb des Werkzeugs ein. Das Einlagern von Öl während der Herstellung des Werkzeugs wird jedoch bevorzugt, um den oben erläuterten Mechanismus bei der Ausbildung der Ölgebilde minimaler Energie nicht durch Fremdstoffe zu beeinträchtigen.This previously described state of smallest formation Oil droplets with high bond strength to the Load matrix are bound and nevertheless in a strong reduced sliding friction can also result without alloying the loading matrix according to the invention at Achieve tool manufacture. Rather, it arises more or less comparable such condition the subsequent lubrication with oil when the tool is in operation on. The storage of oil during the manufacture of the tool is preferred, however, to the mechanism discussed above the formation of the oil formations of minimal energy To affect foreign substances.

Das erfindungsgemäß verwendete Einlagerungsmaterial wird auf die zuvor mit der Verbindung R_f-V im Sinne der Erfindung beladene Oberfläche einfach durch Auftragen der Einlagerungsverbindung als solche oder in Suspension oder Lösung und Entfernen der auf der Oberfläche mit bloßem Auge erkennbaren Rückstände, beispielsweise durch Abwischen oder auch Abwaschen aufgebracht, und das Einlagerungsmaterial wird dabei in den zuvor ausgebildeten "Spiral-" oder "Knäuel"- Strukturen der Reste R_f eingelagert. Die erfindungsgemäße Oberflächenbeladung der Arbeitsoberfläche dient somit als Beladungsmatrix zur Aufnahme des Einlagerungsmaterials.The intercalation material used according to the invention is applied to the surface previously loaded with the compound R _f -V in the sense of the invention simply by applying the intercalation compound as such or in suspension or solution and removing the residues visible on the surface with the naked eye, for example by wiping or Wash off applied, and the storage material is stored in the previously formed "spiral" or "ball" structures of the residues R _f . The surface loading of the work surface according to the invention thus serves as a loading matrix for receiving the storage material.

Da entsprechend den obigen Ausführungen die Verankerung der Moleküle R_f über die Gruppe V mit Dipoleigenschaften an der Oberfläche des Werkzeuges erfolgt, gemäß der Annahme des Erfinders über die an der Oberfläche vorhandenen Dislokationsstellen, die bevorzugt an den Grenzflächen aneinander grenzender Kleinstkristallstruktureinheiten, sogenannter Kristallite, auftreten, kann die Verankerbarkeit der Moleküle an der Oberfläche dadurch erhöht werden, daß man die Oberfläche des zu beladenden Werkzeugs vor dem Beladen einer "mikroskopisch aufrauhenden" Oberflächenbehandlung unterzieht. Dadurch soll beispielsweise durch eine Bearbeitung der Oberfläche, z. B. wie Schleifen, Walzen, Mikrostrahlen, Hämmern, etc. mit anschließendem Glätten eine höhere Anzahl an Dislokationsstellen auf der Oberfläche erzeugt werden.Since, according to the above explanations, the molecules R _{f are} anchored via the group V with dipole properties on the surface of the tool, according to the inventor's assumption about the dislocation points present on the surface, which preferably occur at the interfaces of adjoining small crystal structural units, so-called crystallites , The anchorability of the molecules on the surface can be increased by subjecting the surface of the tool to be loaded to a "microscopic roughening" surface treatment before loading. This should, for example, by processing the surface, for. B. like grinding, rolling, microblasting, hammering, etc. with subsequent smoothing, a higher number of dislocation points are generated on the surface.

Vor dem Beladen der Arbeitsoberfläche des Werkzeugs mit der fluororganischen Verbindung der Formel R_f-V kann man die Oberfläche mit einem eventuell vorhandene Verunreinigungen lösenden Lösungsmittel reinigen und dann die Oberfläche bei einer oberhalb der Verdampfungstemperatur des für die Reinigung verwendeten Lösungsmittels liegenden Temperatur trocknen. Ein Trocknen vor dem Beladen kann insbesondere wichtig sein, um Flüssigkeitsbläschen oder dergleichen zu entfernen, durch welche anderenfalls die Dislokationsstellen abgedeckt würden und dadurch das Anlagern der Verbindungen R_f-V beein trächtigen oder verhindern könnten. Diese Reinigungs vorbehandlung ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Oberflächen-Beladungsmatrix aus der fluororganischen Verbindung R_f-V weiterverwendet wird als Beladungsmatrix für das Einlagerungsmaterial.Before loading the working surface of the tool with the organofluorine compound of the formula R _f -V, the surface can be cleaned with a solvent which may be present in the presence of impurities and the surface can then be dried at a temperature above the evaporation temperature of the solvent used for the cleaning. Drying before loading can be particularly important in order to remove liquid bubbles or the like, which would otherwise cover the dislocation points and thereby impair or prevent the attachment of the compounds R _f -V. This cleaning pretreatment is particularly advantageous if the surface loading matrix made of the organofluorine compound R _f -V is used further as a loading matrix for the storage material.

Bevorzugt läßt man eine Lösung, in der die fluororganische Verbindung R_f-V in einer Konzentration von 0,001 bis 10 Gew.-% enthalten ist und die zur Erzeugung der Beladungsmatrix für das Einlagerungsmaterial verwendet wird, über einen Zeitraum von bis zu 60 Minuten, bevorzugt von 10 bis 30 Minuten hin auf die Arbeitsoberfläche einwirken. Die Einwirkung kann hierbei besonders begünstigt werden, wenn die Oberfläche vor dem Aufbringen der erfindungsgemäß verwendeten Lösung auf eine Temperatur oberhalb der Verdampfungstemperatur des Lösungsmittels dieser Lösung erwärmt wird und die Lösung auf diese erwärmte Oberfläche aufgebracht wird. Hierdurch werden auch die bei der Beladung entstehenden H₂O-Anteile abgedampft. Wenn das Einlagerungsmaterial in die Beladungsmatrix in Form einer Lösung eingebracht wird, die ein Lösungsmittel enthält, das mit dem Lösungsmittel übereinstimmt oder verträglich ist, das für das Aufbringen der Beladungsmatrix auf die Oberfläche verwendet wird, ist es häufig nicht erforderlich, die Beladungsmatrix vor dem Einbringen des Einlagerungsmaterials zu trocknen. Vielmehr kann in diesen Fällen die das Einlagerungsmaterial enthaltende Lösung unmittelbar anschließend an das Aufbringen der die Beladungsmatrix erzeugenden Lösung auf die Arbeitsoberfläche aufgebracht werden. Aber auch hierbei kann es aber günstig sein, einen Trocknungsvorgang vor dem Aufbringen des Einlagerungsmaterials vorzusehen, um verbliebene Flüssigkeitseinschlüsse, insbesondere entstandenes Wasser, zu verdampfen und damit zu entfernen.A solution in which the fluoroorganic compound R _f -V is present in a concentration of 0.001 to 10% by weight and which is used to generate the loading matrix for the intercalation material is preferably left over a period of up to 60 minutes, preferably act on the work surface for 10 to 30 minutes. The action can be particularly favored here if the surface is heated to a temperature above the evaporation temperature of the solvent of this solution before the solution used according to the invention is applied and the solution is applied to this heated surface. This also evaporates the H ₂ O fractions that arise during loading. When the incorporation material is introduced into the loading matrix in the form of a solution containing a solvent that is or is compatible with the solvent used to apply the loading matrix to the surface, it is often not necessary to load the loading matrix prior to insertion of the storage material to dry. Rather, in these cases, the solution containing the storage material can be applied to the work surface immediately after the application of the solution generating the loading matrix. However, it may also be advantageous here to provide a drying process before the storage material is applied in order to evaporate and thus remove remaining liquid inclusions, in particular water formed.

Auch in anderen Fällen ist es vorteilhaft, die mit der Beladungsmatrix beladene Oberfläche bei einer Temperatur oberhalb der Verdampfungstemperatur des für das Aufbringen der Beladungsmatrix verwendeten Lösungsmittels zu trocknen, bis dieses und entstandenes Wasser vollständig verdampft sind. Danach kann die mit der Beladungsmatrix beladene Oberfläche insbesondere mit einem alkoholischen Lösungsmittel gespült werden, wonach das Einlagerungsmaterial unverdünnt oder in Lösung in die Beladungsmatrix eingetragen wird. Hierzu kann das Einlagerungsmaterial bzw. die dieses enthaltende Lösung auf die Beladungsmatrix aufgestrichen oder auch aufgesprüht werden.In other cases, too, it is advantageous to use the Loading matrix loaded surface at one temperature above the evaporation temperature of the for applying the Loading matrix used to dry until this and the resulting water have completely evaporated. Then the surface loaded with the loading matrix especially rinsed with an alcoholic solvent after which the storage material is undiluted or in Solution is entered in the loading matrix. For this, the Storage material or the solution containing it on the Loading matrix can be spread or sprayed on.

Nach dem Einbringen des Einlagerungsmaterials kann die endgültige Oberflächenbeladung bei erhöhter Temperatur getrocknet und danach ggf. konserviert werden.After the storage material has been introduced, the final surface loading at elevated temperature dried and then preserved if necessary.

Ein anderes Beispiel für das Aufbringen der erfindungsgemäß verwendeten fluororganischen Verbindung ist es, die fluororganische Verbindung in einem Druckbehälter beispielsweise in Wasser unter hohem Druck zu erhitzen und dann durch ein Spritzventil hindurch auf die zu beladende Oberfläche zu sprühen oder zu spritzen. Durch die Entspannung beim Ausgeben der heißen Flüssigkeit kommt es zu deren Verdampfung, so daß die Moleküle der Verbindung R_f-V unmittelbar gegen die zu beladende Oberfläche geschleudert und auf dieser ausgebreitet werden.Another example of the application of the organofluorine compound used according to the invention is to heat the organofluorine compound in a pressure vessel, for example in water under high pressure, and then to spray or spray through a spray valve onto the surface to be loaded. Due to the relaxation when dispensing the hot liquid, it evaporates, so that the molecules of the compound R _f -V are hurled directly against the surface to be loaded and spread on it.

Wenngleich es vorteilhaft ist, die erfindungsgemäße Beladungsmatrix unter Verwendung der fluororganischen Verbindung R_f-V auf den Arbeits- oder Funktionsflächen des Verformungswerkzeugs bei dessen Herstellung aufzubringen, kann dies auch nachträglich bei Reparaturarbeiten erfolgen. Es hat sich sogar auch gezeigt, daß bereits abgenutzte Werkzeug- Arbeitsflächen mit der erfindungsgemäßen Beladungsmatrix durch Verwendung der fluororganischen Verbindung erfolgreich erneuert werden können.Although it is advantageous to apply the loading matrix according to the invention using the organofluorine compound R _f -V to the working or functional surfaces of the shaping tool during its manufacture, this can also be done subsequently during repair work. It has even been shown that already worn tool work surfaces can be successfully renewed with the loading matrix according to the invention by using the organofluorine compound.

Erfindungsgemäß ist es aber auch möglich, die fluororganische Verbindung der Formel R_f-V in den oben beschriebenen Erscheinungsformen als Zusatz zu Schmier- und Kühlmitteln während der spangebenden oder spanlosen Verformungsbearbeitung eines Werkstücks zu verwenden. Erfindungsgemäß werden hierzu 0,01 bis 10 Gew.-% der fluororganischen Verbindung in einer Schmierflüssigkeit verwendet, die als solche eine für diesen Schmier- und Kühlzweck gebräuchliche Schmierflüssigkeit sein kann. Hierbei handelt es sich um Öle für die Metallbearbeitung, die zum Abführen der Wärme und zur Kühlung von Werkzeug und Werkstück, zur Schmierung zwischen Werkzeug und Werkstück und damit zur Verminderung des Reibungswiderstandes, zur Minderung des Kraftverbrauchs, zur Erhöhung der Standzeit des Werkzeugs, zur Erzielung einer Werkstückoberfläche hoher Oberflächen qualität und dergleichen eingesetzt werden. Durch das erfindungsgemäße Zusetzen der fluororganischen Verbindung R_f-V werden alle diese Zwecke in ganz erheblich gesteigertem Maße erfüllt.According to the invention, however, it is also possible to use the organofluorine compound of the formula R _f -V in the manifestations described above as an additive to lubricants and coolants during the machining or non-cutting deformation processing of a workpiece. According to the invention, 0.01 to 10% by weight of the organofluorine compound is used in a lubricating liquid, which as such can be a lubricating liquid customary for this lubricating and cooling purpose. These are oils for metalworking, which are used to dissipate heat and cool tools and workpieces, to lubricate between tools and workpieces and thus to reduce frictional resistance, to reduce power consumption, to increase tool life, and to achieve this a workpiece surface high surface quality and the like can be used. By adding the organofluorine compound R _f -V according to the invention, all of these purposes are met to a considerably increased degree.

Zusätzlich wird bei einer solchen Werkstückbearbeitung erreicht, daß sich eine erfindungsgemäße Beladungsmatrix nicht nur auf den Arbeitsflächen des Werkzeugs, sondern auch auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks ausbildet. Daß hierbei die Beladung der Werkstückoberfläche während der formgebenden Bearbeitung selbst erfolgt, kommt dem weiter oben geschilderten Bindungs- und Bildungsmechanismus der erfindungsgemäß gebildeten Molekülketten R_f und deren Bindung an Dislokations stellen der Werkstückoberfläche über die polare oder dipolare Gruppe V erheblich entgegen, weil während der Bearbeitung solche Dislokationsstellen neu entstehen können, an die weitere Molekülketten R_f gebunden werden.In addition, with such a workpiece machining it is achieved that a loading matrix according to the invention not only forms on the work surfaces of the tool, but also on the machined surface of the workpiece. The fact that the loading of the workpiece surface takes place during the shaping processing itself is a great advantage to the above-described binding and formation mechanism of the molecular chains R _f formed according to the invention and their binding to dislocations of the workpiece surface via the polar or dipolar group V, because during processing such dislocation sites can newly arise to which further molecular chains R _{f are} bound.

Bei der erfindungsgemäße Behandlung von Werkzeug und Werkstück während der Werkstückbearbeitung kann auch eine Kohlenstoffclusterverbindung in der Schmierflüssigkeit erfolgreich verwendet werden. Bevorzugt geschieht dies in einer Menge von 0,001 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der die fluororganische Verbindung enthaltenden Schmierflüssigkeit. Besonders bevorzugt als derartigen Schmiermittelzusatz werden die weiter oben beschriebenen Diamantclusterverbindungen. Aber auch die Fulleren-Clusterverbindungen können mit Erfolg verwendet werden. Bei der Behandlung des Werkstücks mit dem Schmiermittel kommt es dann zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Beladungsmatrix, in welchen die Kohlenstoffcluster als Einlagerungsmaterial eingelagert sind.In the treatment of tool and workpiece according to the invention during workpiece machining, a Carbon cluster compound in the lubricant used successfully. This is preferably done in one Amount of 0.001 to 5 wt .-%, based on the weight of the Lubricant containing fluoroorganic compound. Be particularly preferred as such a lubricant additive the diamond cluster connections described above. But the fullerene cluster compounds are also successful be used. When treating the workpiece with the Lubricants then develop loading matrix according to the invention, in which the Carbon clusters are stored as storage material.

Wenngleich derartige Kohlenstoff-Clusterverbindungen bevorzugt mit der fluororganischen Verbindung R_f-V gemeinsam in dem Schmiermittel verwendet werden, ist es erfolgreich auch möglich, die Kohlenstoff-Clusterverbindung, insbesondere die Diamant-Clusterverbindung allein, ohne die fluororganische Verbindung in der Schmierflüssigkeit zu verwenden. Dies geschieht in bevorzugter Weise in einer Menge des Clustermaterials von 0,001 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Schmierflüssigkeit.Although such carbon cluster compounds are preferably used together with the organofluorine compound R _f -V in the lubricant, it is also successfully possible to use the carbon cluster compound, in particular the diamond cluster compound alone, without the organofluorine compound in the lubricant. This is preferably done in an amount of the cluster material of 0.001 to 10 wt .-%, based on the weight of the lubricant.

Dieser erfindungsgemäße Vorschlag, die erfindungsgemäß verwendete fluororganische Verbindung in einer Schmierflüssigkeit bei der Werkstückbearbeitung zu verwenden, ist nicht auf die Art der Werkstückbearbeitung beschränkt. Bevorzugt wird dieser Vorschlag jedoch bei einer Fein- oder Feinstbearbeitung wie Feinstdrehen, Hohnen und Läppen und dergleichen als Endbearbeitung (Finishing) verwirklicht.This proposal according to the invention, the invention used fluoroorganic compound in one To use lubricant for workpiece machining, is not limited to the type of workpiece machining. However, this proposal is preferred for a fine or Fine machining such as fine turning, honing and lapping and the like realized as finishing.

Dieser erfindungsgemäße Vorschlag, die erfindungsgemäß verwendete fluororganische Verbindung in einer Schmierflüssigkeit bei der Werkstückbearbeitung zu verwenden, ist vorzugsweise aber nicht ausschließlich für Werkstücke aus insbesondere Metall und Metallkeramik, Kunststoffe, CBN, Silizium oder andere Halbleitermaterialien, Glas, aber beispielsweise auch Holz vorgesehen.This proposal according to the invention, the invention used fluoroorganic compound in one To use lubricant for workpiece machining, is preferably but not exclusively made for workpieces in particular metal and metal ceramics, plastics, CBN, Silicon or other semiconductor materials, glass, however for example, wood is also provided.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele weiter erläutert. Dabei werden beispielhaft durch die Reaktion von Perfluorpolyoxaalkylene der obigen Formel R_f1R_f2COF, worin R_f1 und R_f2 die oben angegebene Bedeutung haben, mit Aminen, Hydrazinen, Guanidinen in Lösung die entsprechenden Aminoprodukte der Perfluorpolyoxyalkylene hergestellt.The invention is further illustrated by the following examples. By way of example, the reaction of perfluoropolyoxaalkylenes of the above formula R _f1 R _f2 COF, in which R _f1 and R _{f2 have} the meaning given above, with amines, hydrazines, guanidines in solution, the corresponding amino products of the perfluoropolyoxyalkylenes are prepared.

Die Lösung der Aminoprodukte der Perfluorpolyoxyalkylene, die auf eine feste Oberfläche aufgetragen wird, in einem Lösungsmittel führt zur Adsorption und anschließend Chemosorbtion der Moleküle auf der Oberfläche. Diese erzeugen über die Oberfläche hin eine Art monomolekularer Beladungsmatrix mit einer Beladungsdicke von 40 bis 100 Angström.The solution of the amino products of the perfluoropolyoxyalkylenes, the is applied to a solid surface in one Solvent leads to adsorption and then Chemosorption of the molecules on the surface. Generate these a kind of monomolecular across the surface Loading matrix with a loading thickness of 40 to 100 Angstrom.

Nach jüngsten Untersuchungen der Erfinder bilden die Moleküle der so adsorbierten Verbindung der Formel R_f-V senkrecht zu der Oberfläche stehende molekulare Ketten, die aufgrund der sterischen Faktoren (geringe Verfügbarkeit an Raum und Platz) eine spiralenartige Struktur mit einer Art Verankerung über die Gruppe V auf der beladenen Oberfläche bilden. Diese Spiralen haben nach röntgenspektroskopischen Untersuchungen des Erfinders einen Durchmesser von 24 bis 26 Angström, und die Entfernung (Basisabstand) zwischen den Spiralen beträgt ca. 26 bis 35 Angström. Dabei werden die Moleküle der Formel R_f-V in erster Linie vorzugsweise an den Oberflächendislokationen, die durch erhöhte Elektronendichte gekennzeichnet sind, angelagert und verankert.According to recent investigations by the inventors, the molecules of the compound of the formula R _f -V adsorbed in this way form molecular chains which are perpendicular to the surface and which, owing to the steric factors (low availability of space and space), form a spiral-like structure with a kind of anchoring via group V. form on the loaded surface. According to the inventor's X-ray spectroscopic studies, these spirals have a diameter of 24 to 26 angstroms, and the distance (base distance) between the spirals is approximately 26 to 35 angstroms. The molecules of the formula R _f -V are preferably attached and anchored primarily to the surface dislocations, which are characterized by increased electron density.

Die Verbindung der Formel R_f-V wird unverdünnt oder als flüssiges Stoffsystem in Form einer flüssigen Lösung oder einer Suspension einfach bei atmosphärischem Druck bei ca. 20°C auf die zu beladende Oberfläche aufgetragen, z. B. aufgestrichen oder aufgesprüht, und nach ca. 5 bis 30 Minuten Einwirkzeit bildet sich die oben beschriebene fest gebundene Mono- Beladungsmatrix.The compound of the formula R _f -V is applied undiluted or as a liquid substance system in the form of a liquid solution or a suspension simply at atmospheric pressure at approx. 20 ° C. to the surface to be loaded, e.g. B. spread or sprayed, and after about 5 to 30 minutes of exposure, the above-described mono-loading matrix is formed.

Die so ausgebildete Mono-Beladungsmatrix senkt die Oberflächen spannung eines Metalls (z. B. Eisens) von 1800-5000 vor Ausbildung der Beladungsmatrix auf 2-20 mN (Milli-Newton) mN/m nach dem Beladen mit der fluororganischen Verbindung R_f-V.The mono loading matrix designed in this way lowers the surface tension of a metal (e.g. iron) from 1800-5000 before the loading matrix is formed to 2-20 mN (milli-Newton) mN / m after loading with the fluoroorganic compound R _f - V.

Weiter wird durch die so ausgebildete Mono-Beladungsmatrix das Reibungsmoment der Startbewegung um das 10- bis 10000fache herabgesetzt.This is further enhanced by the mono loading matrix Frictional torque of the starting movement 10 to 10000 times reduced.

Die ausgebildete Beladungsmatrix ist mechanisch und chemisch stabil und hält einen Druck von 300 kg/mm² aus, ohne zu aufzubrechen oder abzureissen. Die Temperaturstabilität der Beladungsmatrix beträgt mehr als 450°C, und dabei sind die Verbindungen der Formel R_f-V nicht brennbar, nichttoxisch und leicht in der Handhabung.The formed loading matrix is mechanically and chemically stable and can withstand a pressure of 300 kg / mm ² without breaking open or tearing off. The temperature stability of the loading matrix is more than 450 ° C, and the compounds of the formula R _f -V are non-flammable, non-toxic and easy to handle.

Die Reibungskoeffizienten einer mit der Verbindung der Formel R_f-V beladenen metallischen Oberfläche sind 0,05 bis 0,1, was ca. 10 bis 15 mal niedriger als bei einer unbeladenen Stahllegierung ist. Dadurch kann der Verschleiß um bis zu 10 bis 15 mal geringer sein.The coefficients of friction of a metallic surface loaded with the compound of the formula R _f -V are 0.05 to 0.1, which is approximately 10 to 15 times lower than that of an unloaded steel alloy. This can reduce wear by up to 10 to 15 times.

Eine Besonderheit der mit der gebildeten Beladungsmatrix beladenen Oberflächen, die angesichts der geringen Dicke der Beladungsmatrix überraschenderweise aufgetreten ist, ist die Erhöhung der Mikrohärte der beladenen Metalloberflächen. So ist entgegen der Erwartung bei einer dünnen Oberflächenbeladung, die nur wenige Angström dick ist, die Mikrohärte um 10 bis 30% bis auf ca. 1,0 µm (Mikron) in der Tiefe der beladenen Metalloberfläche gesteigert.A peculiarity of the with the loading matrix formed loaded surfaces, given the small thickness of the Loading matrix has surprisingly occurred Increasing the microhardness of the loaded metal surfaces. So is contrary to expectations with a thin surface load, which is only a few angstroms thick, the microhardness by 10 to 30% down to approx. 1.0 µm (microns) in the depth of the loaded Metal surface increased.

Beispiel 1example 1

Eine Lösung der Verbindung der FormelA solution of the compound of the formula

wobei die Indizes 55 und 10 die Anzahl der indizierten Einheiten in einem Molekül bedeuten, in einer Konzentration von 0,05% in dem Lösungsmittel CF₂Cl-CFCl₂ (99,95 %-Gewichtsanteil) wurde zum Erzeugen einer Oberflächen- Beladungsmatrix mit einer Dicke von 50 Angström wie oben beschrieben auf eine Eisenlegierung Gx38CrMoV, gasnitriert mit einer Schichtdicke der Verbindungszone von 8-12 µm (homogen), Schichtdicke der Diffusionszone 120 bis 300 µm, Oberflächen härte ca. 1100 HV1 und Kernhärte 520 bis 670 HV10 (NHT 650 HV1 = 150 mm) aufgebracht.where indexes 55 and 10 represent the number of indexed units in a molecule, at a concentration of 0.05% in the solvent CF ₂ Cl-CFCl ₂ (99.95% by weight) was used to generate a surface loading matrix with a Thickness of 50 angstroms as described above on an iron alloy Gx38CrMoV, gas nitrided with a layer thickness of the connection zone of 8-12 µm (homogeneous), layer thickness of the diffusion zone 120 to 300 µm, surface hardness approx. 1100 HV1 and core hardness 520 to 670 HV10 (NHT 650 HV1 = 150 mm) applied.

Nach der Ausbildung der Oberflächen-Beladungsmatrix in einer Dicke von 50 Angström war die Härte des Materials um 10 HRc erhöht. Dabei wurde bei einem Druck von 2311 kg-Kraft/cm der Reibungskoeffizient gemessen und zu 0,09 bestimmt. Der Wert blieb bei einem Verschleißtest über 100 Stunden Testdauer konstant auf diesem Wert, und dabei betrug der mittlere Verschleiß 7,8 × 10^-5 Gramm/Stunde.After the surface loading matrix was formed to a thickness of 50 angstroms, the hardness of the material was increased by 10 HRc. The coefficient of friction was measured at a pressure of 2311 kg force / cm and determined to be 0.09. The value remained constant at this value in a wear test over a test period of 100 hours, and the mean wear was 7.8 × 10 ^-5 grams / hour.

Beispiel 2Example 2

Eine Lösung der Verbindung der FormelA solution of the compound of the formula

wobei die Indizes 46 und 14 die Anzahl der indizierten Einheiten in einem Molekül bedeuten, in einer Konzentration von 0,05% in dem Lösungsmittel Perfluorcyclohexan (99,95 %-Gewichtanteil) wurde zum Erzeugen einer erfindungsgemäßen Beladungsmatrix mit einer Dicke von 60 Angström wie oben beschrieben auf eine Eisenlegierung 16MnCrS₅, einsatzgehärtet und angelassen, auf 58+4 HRC aufgetragen. Nach dem Erzeugen der Beladungsmatrix von 60 Angström war die Härte des Materials auf 68 + 4 HRC erhöht. Es wurde bei einem Druck von 2311 kg-Kraft/cm der Reibungskoeffizient gemessen und zu 0,09 bestimmt. Der Wert blieb bei einem Verschleißtest über 100 Stunden Testdauer konstant auf diesem Wert, und dabei betrug der mittlere Verschleiß 8,1 × 10^-5 Gramm/Stunde.where indices 46 and 14 represent the number of indexed units in a molecule, at a concentration of 0.05% in the solvent perfluorocyclohexane (99.95% by weight) was used to produce a loading matrix according to the invention with a thickness of 60 angstroms as above described on a 16MnCrS ₅ iron alloy, case hardened and tempered, applied to 58 + 4 HRC. After generating the 60 angstrom loading matrix, the hardness of the material was increased to 68 + 4 HRC. The coefficient of friction was measured at a pressure of 2311 kg force / cm and found to be 0.09. The value remained constant at this value during a wear test over a test period of 100 hours, and the mean wear was 8.1 × 10 ^-5 grams / hour.

Beispiel 3Example 3

Auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 beschrieben wurde mit der gleichen Substanz eine Eisenlegierung 17 CrNiMo6, einsatzgehärtet auf 60+2 HRC, EHT 0,9-1,0 mit Kernfestigkeit max. 1200 N/mm² (nach dem Härten) beladen. Diese Härte ist nach der Erzeugung der 55 Angström dicken Beladungsmatrix auf ca. 67+2 HRC erhöht, der Verschleiß wurde um das 5-fache reduziert, die Reibungskoeffizienten lagen bei ca. 0,09. Die Belastungen (Druck) beim Test sind wie bei früheren Beispielen.In the same way as described in Example 2, an iron alloy 17 CrNiMo6, case hardened to 60 + 2 HRC, EHT 0.9-1.0 with core strength max. Load 1200 N / mm ² (after hardening). This hardness is increased to approx. 67 + 2 HRC after the generation of the 55 angstrom thick loading matrix, the wear has been reduced 5 times, the friction coefficients were approx. 0.09. The loads (pressure) during the test are the same as in previous examples.

Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel R_f-V sind in der beigefügten Tabelle 1 zusammen mit den vorzugsweise mit dieser Verbindung verwendeten Lösungsmitteln angegeben.Further preferred compounds of the formula R _f -V are given in the attached Table 1 together with the solvents preferably used with this compound.

Beispiel 4Example 4

Es wird ein HSS-Werkzeug (Bohrer, Fräser) vor dem Einsatz mit seinen Arbeitsoberflächen getaucht in eine 0,5 gew.-%-tige Lösung mit der Wirksubstanz:
An HSS tool (drill, milling cutter) with its working surfaces is dipped in a 0.5% by weight solution with the active substance before use.

wobei die Indizes 55 und 10 die Anzahl der indizierten Einheiten in einem Molekül bedeuten. Die Wirksubstanz wurde in einer Konzentration von 0,5% in dem Lösungsmittel CF₂Cl-CFCl₂ (99,5 %-Gewichtanteil) zum Erzeugen einer Beladungsmatrix mit einer Dicke von 40 Angström auf der Entspiegelungsschicht verwendet. where indices 55 and 10 represent the number of indexed units in a molecule. The active substance was used in a concentration of 0.5% in the solvent CF ₂ Cl-CFCl ₂ (99.5% by weight) to produce a loading matrix with a thickness of 40 angstroms on the anti-reflective layer.

Nach dem Erzeugen der Beladungsmatrix sind folgende Eigenschaften festgestellt worden:
3-fache Standzeit bei Bohrern, 2 bis 5-fache Standzeit bei Fräsern je nach Schnittparameter und Werkzeugmaschine;
die Rauheit der so Werkstückoberfläche ist um ca. 30% niedriger als bei vergleichbaren Werkstücken die ohne die Werkzeugbehandlung hergestellt wurden.After generating the loading matrix, the following properties were found:
3 times the service life of drills, 2 to 5 times the service life of milling cutters depending on the cutting parameters and machine tool;
the roughness of the workpiece surface is about 30% lower than that of comparable workpieces that were produced without tool treatment.

Die gleiche Wirksubstanz im Einsatz beim Honen erbringt einen 30 Sekunden schnelleren Honprozeß beim Honen von Zylinderblocklaufbahnen.The same active substance used in honing gives you one 30 seconds faster honing process when honing Cylinder block raceways.

Beispiel 5Example 5

Eine CBN-Wendeschneidplatte wurde, ebenfalls mit 0,5%-iger Lösung der Wirksubstanz:
A CBN indexable insert was made, also with 0.5% solution of the active substance:

behandelt, wobei die Indizes 46 und 14 die Anzahl der indizierten Einheiten in einem Molekül bedeuten. Die Wirksubstanz wurde als Lösung in einer Konzentration von 0,5% in dem Lösungsmittel Perfluorcyclohexan (99,5%-Gewichtanteil) zum Erzeugen einer Beladungsmatrix mit einer Dicke von 60 Angström aufgetragen. Nach dem Erzeugen der Beladungsmatrix von 60 Angström wurde eine solche Mikrohärte der funktionalen Arbeitsoberflächen aus CBN gemessen, die überraschenderweise ca. 10% höher als im Zustand vor der Behandllung war. Die Verschleißfestigkeit zeigte sich um das 3- bis 7-fache höher und die Schnittkräfte beim Zerspannen durch Hartdrehen an hochlegierten Stählen sind überraschend um 20 bis 40% gesunken.treated, the indices 46 and 14 the number of indicated units in a molecule. The Active substance was used as a solution in a concentration of 0.5% in the solvent perfluorocyclohexane (99.5% by weight) to create a loading matrix with a thickness of 60 Angstrom plotted. After generating the loading matrix from 60 angstroms became such a micro hardness of the functional Work surfaces measured from CBN, surprisingly was about 10% higher than before the treatment. The Wear resistance was shown to be 3 to 7 times higher and the cutting forces when cutting by hard turning high-alloy steels have surprisingly dropped by 20 to 40%.

Beispiel 3Example 3

Es wurde ein Zerspanungsprozeß durchgeführt, bei dem man die Wirksubstanz:
A cutting process was carried out in which the active substance:

CF₃O-(CF₂CF₂O)₅₀(CF₂)₁₀CF_2-COOH
CF ₃ O- (CF ₂ CF ₂ O) ₅₀ (CF ₂ ) ₁₀ CF _2- COOH

als Matrix-bildende Komponente mit einer Konzentration von 10 Gew.-% des Lösungsmittels CF₂Cl-CFCl₂ in die Schmierflüssigkeit so eingeführt hat, daß die Gesamtgewichtsanteile der Wirksubstanz in dem Schmiermittelsystem zwischen 0,01 bis 0,5% lagen.introduced as a matrix-forming component with a concentration of 10% by weight of the solvent CF ₂ Cl-CFCl ₂ into the lubricating liquid in such a way that the total proportions by weight of the active substance in the lubricant system were between 0.01 and 0.5%.

Nach dem Vermischen der Substanzen und der Schmierflüssigkeit wurden die Ergebnisse auf Standzeit der Werkzeuge, Oberflächenrauheit der hergestellten Werkstücke und dessen Oberflächenmatrix untersucht:
Die Standzeiten der angewandten HSS-, Hartmetall- sowie CBN- Werkzeuge waren um den Faktor 2 bis 7 erhöht.After mixing the substances and the lubricant, the results were examined for the service life of the tools, surface roughness of the manufactured workpieces and their surface matrix:
The tool life of the HSS, carbide and CBN tools used was increased by a factor of 2 to 7.

Die Rauheit der hergestellten Werkstücke war um das 2- bis 3- fache geringer gegenüber dem Zerspanungsprozeß, in dem keine Wirksubstanz eingesetzt wurde.The roughness of the manufactured workpieces was around 2 to 3 times less compared to the machining process, in which none Active substance was used.

Die Oberflächen der so hergestellten Teilen wiesen die erfindungsgemäße Oberfläche-Beladungsmatrix auf, durch welche die bereits beschriebenen Vorteile hinsichtlich Standzeit, Reibung und Flächenpressungsbeständigkeit erzielt wurden.The surfaces of the parts thus produced showed the surface loading matrix according to the invention, through which the advantages already described with regard to service life, Friction and surface pressure resistance were achieved.

Die Schneidkräfte der Werkzeugmaschinen sind um ca. 20 bis 45% gesunken, was sich durch entsprechende Abnahme der Stromauf nahme gezeigt hat. The cutting forces of the machine tools are approx. 20 to 45% decreased, which is reflected by a corresponding decrease in the current has shown.

Claims

1. Verwendung einer fluororganischen Verbindung der Formel R_f-V als solche oder in Form eines flüssigen Stoffsystems aus der fluororganischen Verbindung in einer Trägerflüssigkeit, wobei, in der Formel R_f-V, R_f für einen aliphatischen Kohlenwasser stoffrest steht, der teilweise oder vollständig fluoriert sein und geradkettig, verzweigtkettig oder zyklisch vorliegen kann, wobei der Kohlenwasserstoffrest durch ein oder mehrere Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome unterbrochen sein kann und V für eine polare oder dipolare Gruppe steht, die ausgewählt wird aus -COOR, -COR, -COF, -CH₂OR, -OCOR, -CONR₂, -CN, -CONH-NR₂, -CON=C(NH₂)₂, -CH=NOR, -NRCONR₂, -NR₂COR, -NR_w, -SO₃R, -OSO₃R, -OH, -SH, ∼B, -OP(OH)₂, -OPO(OH)₂, -OP(ONH₄)₂, -OPO(ONH₄)₂, -CO-CH=CH₂, worin R in einer Gruppe V gleich oder unterschiedlich sein kann und für Wasserstoff, einen Phenylrest oder einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkyl- oder Alkyletherrest, der teilweise oder vollständig fluoriert oder chlorofluoriert sein kann, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht und w 2 oder 3 ist, oder für -R_vV- steht, wobei V für die zuvor angegebene polare oder dipolare Gruppe steht und R_v, einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylenrest, der teilweise oder vollständig fluoriert oder chlorofluoriert sein kann, mit 1 bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht,
zur Erzeugung einer Beladungsmatrix auf und entlang wenigstens einer Arbeitsoberfläche eines mechanischen Verformungs werkzeugs.1. Use of an organofluorine compound of the formula R _f -V as such or in the form of a liquid system of the organofluorine compound in a carrier liquid, wherein, in the formula R _f -V, R _{f is} an aliphatic hydrocarbon radical which is partially or be completely fluorinated and can be straight-chain, branched-chain or cyclic, where the hydrocarbon radical can be interrupted by one or more oxygen, nitrogen or sulfur atoms and V represents a polar or dipolar group which is selected from -COOR, -COR, - COF, -CH ₂ OR, -OCOR, -CONR ₂ , -CN, -CONH-NR ₂ , -CON = C (NH ₂ ) ₂ , -CH = NOR, -NRCONR ₂ , -NR ₂ COR, -NR _w , -SO ₃ R, -OSO ₃ R, -OH, -SH, ∼B, -OP (OH) ₂ , -OPO (OH) ₂ , -OP (ONH ₄ ) ₂ , -OPO (ONH ₄ ) ₂ , -CO-CH = CH ₂ , in which R in a group V may be the same or different and is hydrogen, a phenyl radical or a straight-chain or branched-chain alkyl or alkyl ether radical, some of which ise or completely fluorinated or chlorofluorinated, has up to 12, preferably up to 8 carbon atoms and w is 2 or 3, or represents -R _v V-, where V represents the polar or dipolar group indicated above and R _v a straight-chain or branched-chain alkylene radical, which can be partially or completely fluorinated or chlorofluorinated, has 1 to 12, preferably up to 8, carbon atoms,
to generate a loading matrix on and along at least one working surface of a mechanical deformation tool.

2. Verwendung nach Anspruch 1, bei der der Kohlenwasserstoff rest R_f ein Molekulargewicht von 1000 bis 10.000, vorzugsweise von 1400 bis 8000 aufweist.2. Use according to claim 1, wherein the hydrocarbon radical R _{f has} a molecular weight of 1000 to 10,000, preferably from 1400 to 8000.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das flüssige Stoffsystem eine Lösung von 0,001 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.-%, der fluororganischen Verbindung in einem Lösungsmittel oder eine Suspension von 0,5 bis 4,0 Gew.-% der fluororganischen Verbindung in einer Suspensionsflüssigkeit, insbesondere Wasser ist.3. Use according to claim 1 or 2, wherein the liquid Substance system a solution of 0.001 to 10 wt .-%, preferably 0.5 to 2 wt .-%, the fluoroorganic compound in one Solvent or a suspension of 0.5 to 4.0 wt .-% of the organofluorine compound in a suspension liquid, especially water.

4. Verwendung nach Anspruch 3, bei der die Lösung der fluororganischen Verbindung R_f-V ausgewählt ist aus einer wässrigen Lösung mit einem Emulgator oder Tensid in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Lösung, oder aus einer Lösung der fluororganischen Verbindung in einem inerten organischen Lösungsmittel, seinerseits ausgewählt aus einem teilweise oder vollständig fluorierten Kohlenwasserstoff oder teilweise oder vollständig fluorierten Chlorkohlenwasserstoff, oder aus einem Halogenkohlenwasserstofflösungsmittel, seinerseits ausgewählt aus teilweise oder vollständig fluorierten, chlorofluorierten oder chlorierten Alkanen oder Cycloalkanen mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen.4. Use according to claim 3, wherein the solution of the organofluorine compound R _f -V is selected from an aqueous solution with an emulsifier or surfactant in an amount of 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of the aqueous solution , or from a solution of the organofluorine compound in an inert organic solvent, in turn selected from a partially or fully fluorinated hydrocarbon or partially or fully fluorinated chlorinated hydrocarbon, or from a halogenated hydrocarbon solvent, in turn selected from partially or fully fluorinated, chlorofluorinated or chlorinated alkanes or cycloalkanes with up to 12 carbon atoms.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der, in der Formel R_f-V, 1% für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit der folgenden schematischen Formel (1) steht:
RO_x(C_aH_bF_2a-bO)_m (C_aH_bF_2a-b)_n (1)
worin:
a = 2, 3, 4;
b = 0, 1, 2;
x = 0, 1;
20 ≦ n + m ≦ 500;
n ≧ 1 und m ≧ a 0, und
R für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest, der teilweise oder vollständig fluoriert ist, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder alternativ für F steht, wenn x = 0 ist; und
V für einen Substituenten aus der Gruppe steht, die aus -COOH, -SO₃H, -COR, -SO₃R, -COR und -SO₂R besteht, wobei R für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest, der teilweise oder vollständig fluoriert ist, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht. 5. Use according to one of claims 1 to 4, in which, in the formula R _f -V, 1% represents a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon radical having the following schematic formula (1):
RO _x (C _a H _b F _2a-b O) _m (C _a H _b F _2a-b ) _n (1)
wherein:
a = 2, 3, 4;
b = 0, 1, 2;
x = 0.1;
20 ≦ n + m ≦ 500;
n ≧ 1 and m ≧ a 0, and
R represents a straight-chain or branched-chain alkyl radical which is partially or fully fluorinated and has up to 12, preferably up to 8, carbon atoms or alternatively F when x = 0; and
V represents a substituent from the group consisting of -COOH, -SO ₃ H, -COR, -SO ₃ R, -COR and -SO ₂ R, where R represents a straight-chain or branched-chain alkyl radical which partially or completely fluorinates is with up to 12, preferably up to 8 carbon atoms.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem, in der Formel R_f-V, R_f für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit der folgenden schematischen Formel (1) steht:
RO_x(C_aH_bF_2a-bO)_m (C_aH_bF_2a-b)_n (1)
worin:
a = 2, 3;
b = 0, 1;
x = 0, 1;
25 ≦ n + m ≦ 200;
n ≧ 1 und m ≧ 0, und
R für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest, der teilweise oder vollständig fluoriert ist, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder alternativ für F steht, wenn x = 0 ist; und
V für einen Substituenten aus der Gruppe steht, die aus -COOH, -SO₃H, -COR und -SO₂R besteht, wobei R für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest, der teilweise oder vollständig fluoriert ist, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise einen vollständig fluorierten Kohlenwasserstoffrest mit bis zu bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht.6. Use according to one of claims 1 to 5, in which, in the formula R _f -V, R _{f represents} a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon radical having the following schematic formula (1):
RO _x (C _a H _b F _2a-b O) _m (C _a H _b F _2a-b ) _n (1)
wherein:
a = 2, 3;
b = 0.1;
x = 0.1;
25 ≦ n + m ≦ 200;
n ≧ 1 and m ≧ 0, and
R represents a straight-chain or branched-chain alkyl radical which is partially or fully fluorinated and has up to 12, preferably up to 8, carbon atoms or alternatively F when x = 0; and
V represents a substituent from the group consisting of -COOH, -SO ₃ H, -COR and -SO ₂ R, where R represents a straight-chain or branched-chain alkyl radical which is partially or completely fluorinated, preferably up to 12 up to 8 carbon atoms, preferably a fully fluorinated hydrocarbon radical with up to 8 carbon atoms.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der, in der Formel R_f-V, R_f für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit der folgenden schematischen Formel (1) steht:
RO_x(C_aH_bF_2a-bO)_m (C_aH_bF_2a-b)_n (1)
worin:
a = 2, 3;
b = 0;
x = 1;
25 ≦ n + m ≦ 200;
n = 1, und
R für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen einen vollständig fluorierten Kohlenwasserstoffrest mit bis zu bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder alternativ für F steht, wenn x = 0 ist; und
V für einen Substituenten aus der Gruppe steht, die aus -COOH, -SO₃H, -COR und -SO₂R besteht, wobei R für einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest, der teilweise oder vollständig fluoriert ist, mit bis zu 12, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise einen vollständig fluorierten Kohlenwasserstoffrest mit bis zu bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht.7. Use according to one of claims 1 to 6, in which, in the formula R _f -V, R _{f represents} a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon radical having the following schematic formula (1):
RO _x (C _a H _b F _2a-b O) _m (C _a H _b F _2a-b ) _n (1)
wherein:
a = 2, 3;
b = 0;
x = 1;
25 ≦ n + m ≦ 200;
n = 1, and
R represents a straight-chain or branched-chain one is a completely fluorinated hydrocarbon radical having up to 8 carbon atoms or alternatively F if x = 0; and
V represents a substituent from the group consisting of -COOH, -SO ₃ H, -COR and -SO ₂ R, where R represents a straight-chain or branched-chain alkyl radical which is partially or completely fluorinated, preferably up to 12 up to 8 carbon atoms, preferably a fully fluorinated hydrocarbon radical with up to 8 carbon atoms.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der als Verbindungen der Formel R_f-V, Verbindungen der allgemeinen Formel R_f1R_f2-V verwendet werden, wobei V die oben angegebene Bedeutung hat und die Gruppen R_f1 und R_f2 die folgenden Bedeutungen haben:
R_f1 steht für eine Perfluoralkylether-Gruppe der Formel C_nF_2n+1O-, wobei n = 1 bis 8 betragen kann;
R_f2 steht für eine Perfluoralkylether-Gruppe der folgenden Formeln (I) bis (IV):
wobei n = 8 bis 55, m = 0 bis 10 und k = 0-1 betragen;
(-CF₂-CF₂O)_n(CF₂O)_mCF₂- (II)
wobei n = 5 bis 200 und m = 0 bis 30 betragen;
(-CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂- (III)
wobei n = 5 bis 50 ist;
(-CH₂-CF₂-CF₂O-)_nCH₂CF₂- (IV)
wobei n = 5 bis 50 ist. 8. Use according to one of claims 1 to 4, are used in the compounds of the formula R _f -V, compounds of the general formula R _f1 R _f2 -V, where V has the meaning given above and the groups R _f1 and R _f2 have the following meanings:
R _f1 stands for a perfluoroalkyl ether group of the formula C _n F _{2n + 1} O-, where n = 1 to 8;
R _f2 stands for a perfluoroalkyl ether group of the following formulas (I) to (IV):
where n = 8 to 55, m = 0 to 10 and k = 0-1;
(-CF ₂ -CF ₂ O) _n (CF ₂ O) _m CF ₂ - (II)
where n = 5 to 200 and m = 0 to 30;
(-CF ₂ CF ₂ CF ₂ O) _n CF ₂ CF ₂ - (III)
where n = 5 to 50;
(-CH ₂ -CF ₂ -CF ₂ O-) _n CH ₂ CF ₂ - (IV)
where n = 5 to 50.

9. Verwendung nach einem der Anspüche 1 bis 8, durch Einwirkenlassen der fluororganischen Verbindung R_f-V über einen Zeitraum von bis zu 60 Minuten, bevorzugt 5 bis 30 Minuten, auf die Arbeitsoberfläche.9. Use according to one of claims 1 to 8, by allowing the fluoroorganic compound R _f -V to act on the work surface for up to 60 minutes, preferably 5 to 30 minutes.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, durch Aufbringen der fluororganischen Verbindung der Formel R_f-V auf eine Arbeitsoberfläche, die mit einem vorhandene Verunreinigungen entfernenden Lösungsmittel gereinigt und bei einer oberhalb der Verdampfungstemperatur dieses Lösungsmittels liegenden Temperatur getrocknet ist.10. Use according to one of claims 1 to 9, by applying the organofluorine compound of the formula R _f -V to a work surface which has been cleaned with a solvent which removes impurities and is dried at a temperature above the evaporation temperature of this solvent.

11. Verwendung nach einem der Ansprüche 3 bis 10 durch Erzeugen der Beladungsmatrix auf mindestens einer Arbeitsoberfläche der Werkzeugs, die auf eine Temperatur oberhalb der Verdampfungstemperatur des Lösungsmittels erwärmt ist.11. Use according to one of claims 3 to 10 by generating the loading matrix on at least one work surface of the Tool that is at a temperature above the Evaporation temperature of the solvent is heated.

12. Verfahren zum Erzeugen einer Oberflächenbeladung auf und entlang mindestens einer Arbeitsoberfläche eines mechanischen Formgebungswerkzeugs, bei welchem die Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 unter Erzeugen der Beladungsmatrix durchgeführt wird und in diese Beladungsmatrix mindestens ein Einlagerungsmaterial eingebracht wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe
der Schmieröle, der Schmierstoffe auf Kohlenstoffbasis wie Graphit,
der Schmierstoffe auf Metallsulfidbasis wie Molybdän- oder Antimonsulfiden,
der Kohlenstoffclusterverbindungen, insbesondere der Diamantclusterverbindungen oder der Fulleren- Clusterverbindungen,
der Pulver von Metalloxiden, Metallnitriden, Metallkarbiden von Ventilmetallen, insbesondere Ti, Ta, Zr, Hf, Co, Ni, Al, sowie Bornitrid, in einer Korngröße unter 500 nm, vorzugsweise unter 100 nm,
und der Verbindungen der Formel R_f-Rf, wobei R_f für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest steht, der teilweise oder vollständig fluoriert oder chlorofluoriert sein kann und geradkettig oder verzweigtkettig vorliegen kann, wobei der Kohlenwasserstoffrest durch ein oder mehrere Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome unterbrochen sein kann.12. A method for generating a surface load on and along at least one working surface of a mechanical shaping tool, in which the use according to one of claims 1 to 11 is carried out by generating the loading matrix and in this loading matrix at least one embedding material is selected, which is selected from the group
lubricating oils, carbon-based lubricants such as graphite,
metal sulfide-based lubricants such as molybdenum or antimony sulfides,
the carbon cluster compounds, in particular the diamond cluster compounds or the fullerene cluster compounds,
the powder of metal oxides, metal nitrides, metal carbides of valve metals, in particular Ti, Ta, Zr, Hf, Co, Ni, Al, and also boron nitride, in a grain size below 500 nm, preferably below 100 nm,
and the compounds of the formula R _f -Rf, where R _{f is} an aliphatic hydrocarbon radical which can be partially or completely fluorinated or chlorofluorinated and can be straight-chain or branched-chain, the hydrocarbon radical being interrupted by one or more oxygen, nitrogen or sulfur atoms can be.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Beladungsmatrix vor dem Einbringen des Einlagerungsmaterials oberhalb der Verdampfungstemperatur des zur Erzeugung der Beladungsmatrix verwendeten Lösungsmittels über einen Zeitraum hin, der zur vollständigen Verdampfung des Lösungsmittels ausreicht, getrocknet wird.13. The method of claim 12, wherein the loading matrix before the introduction of the storage material above the Evaporation temperature of the to generate the loading matrix solvent used over a period of time to complete evaporation of the solvent is sufficient, is dried.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Werkzeug nach dem Einbringen des Einlagerungsmaterials einer Temperaturbehandlung bei erhöhter Temperatur unterzogen wird.14. The method of claim 12 or 13, wherein the tool according to the introduction of the storage material Is subjected to heat treatment at elevated temperature.

15. Verfahren zum mechanischen verformenden Bearbeiten eines Werkstücks, wobei das Werkstück mit einem mechanischen Verformungs-Werkzeug bearbeitet, insbesondere endbearbeitet, und dabei spangebend oder spanlos geformt wird und das Werkzeug und das Werkstück während der Bearbeitung am Bearbeitungsort mit einem flüssigen Schmiermittel benetzt wird, als welches 0,01 bis 10 Gew.-% einer fluororganischen Verbindung der Formel R_f-V gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Schmierflüssigkeit verwendet wird.15. A method for mechanically deforming machining of a workpiece, the workpiece being machined with a mechanical deforming tool, in particular finished, and thereby being machined or machined, and the tool and the workpiece being wetted with a liquid lubricant during machining at the machining location, as which 0.01 to 10 wt .-% of an organofluorine compound of the formula R _f -V according to one of claims 1 to 8 is used in a lubricating liquid.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei als das flüssige Schmiermittel eine Kohlenstoffclusterverbindung, insbesondere eine Diamant-Clusterverbindung, in einer Menge von 0,001 bis 5 Gew.-% in der Schmierflüssigkeit zusätzlich zu der fluororganischen Verbindung verwendet wird.16. The method of claim 15, wherein as the liquid Lubricant a carbon cluster compound, in particular a diamond cluster compound, in an amount of 0.001 to 5% by weight in the lubricant in addition to that fluoroorganic compound is used.

17. Werkzeug, hergestellt nach der Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16.17. Tool manufactured after use according to one of the Claims 1 to 11 or according to the method according to one of the Claims 12 to 16.

18. Werkstück, hergestellt unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 15 oder 16.18. Workpiece made using the method of Claim 15 or 16.