DE2052977A1 - Verfahren zum Erzeugen eines Schmier mitteluberzugs auf einem Gegenstand mit elektrisch leitender Oberflache - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen eines Schmier mitteluberzugs auf einem Gegenstand mit elektrisch leitender OberflacheInfo
- Publication number
- DE2052977A1 DE2052977A1 DE19702052977 DE2052977A DE2052977A1 DE 2052977 A1 DE2052977 A1 DE 2052977A1 DE 19702052977 DE19702052977 DE 19702052977 DE 2052977 A DE2052977 A DE 2052977A DE 2052977 A1 DE2052977 A1 DE 2052977A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrolyte
- deformation
- lubricant
- lubricant coating
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M7/00—Solid or semi-solid compositions essentially based on lubricating components other than mineral lubricating oils or fatty oils and their use as lubricants; Use as lubricants of single solid or semi-solid substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0239—Lubricating
- B21B45/0245—Lubricating devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0269—Cleaning
- B21B45/0275—Cleaning devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/06—Metal compounds
- C10M2201/065—Sulfides; Selenides; Tellurides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/06—Metal compounds
- C10M2201/065—Sulfides; Selenides; Tellurides
- C10M2201/066—Molybdenum sulfide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/24—Metal working without essential removal of material, e.g. forming, gorging, drawing, pressing, stamping, rolling or extruding; Punching metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/241—Manufacturing joint-less pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/242—Hot working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/243—Cold working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
- C10N2040/245—Soft metals, e.g. aluminum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
- C10N2040/246—Iron or steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
- C10N2040/247—Stainless steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
- C10N2050/08—Solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
- C10N2050/10—Semi-solids; greasy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Electrochemical Coating By Surface Reaction (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Forging (AREA)
Description
DIPL.-ING. HANS W. GROENING
PATE NTANWALT
Ϊ DÜSSELDORF
iA.3/r
(MIl) 187β! .
27. Oktober 1970 II/H
American Metal Climax Inc. New York, N.Y. 10020, USA
A 17 - 1
Verfahren zum Erzeugen eines Schmiermittelüberzugs auf einem Gegenstand mit elektrisch
leitender Oberfläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Schmiermittelüberzugs auf einem Gegenstand mit
elektrisch leitender Oberfläche, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf einem metallischen Gegenstand
wie beispielsweise Draht, um während des Drahtziehens , -walzens oder -pressens eine Schmierung zu
erzielen.
Bekanntlich ist es erwünscht und in gewissen Fällen wesentlich, während Metallbearbeitungsvorgängen, wie
beispielsweise beim Draht- und Rohrziehen, Bandwalzen,
-2-IU3O* \ ι ecm ORIGINAL INSPECTED
Schmieden und Tiefziehen Schmierung vorzusehen. Die Verwendung eines Schmiermittels ermöglicht es, höhere
Arbeitsgeschwindigkeiten und ein größeres Maß der Metallverformung zu erhalten, als es ohne ein Schmiermittel
möglich ist. Je wirksamer das Schmiermittel ist, desto höher ist naturgemäß die Arbeitsgeschwindigkeit
und desto größer ist das erreichbare Ausmaß der Verformung.
Eine auf dem Gebiet der Metallbearbeitung äußerst wirksame Gruppe von Schmiermitteln wird gemeinhin
in Fachkreisen als "Hochdruck"-Schmiermittel bezeichnet. Diese Schmiermittel können ein reaktives
Spaltstück wie etwa Cl oder S "liefern, welches wie man annimmt - eine chemische Reaktion mit
der Metalloberfläche während der Metallbearbeitung eingeht, um beispielsweise Metallchlorid oder -sulfid
zu bilden, das als Schmiermittel wirksam ist. Das reaktive Spaltstück in Hochdruck-Schmiermitteln wird
aus einer organischen Verbindung gewonnen, die bei Raumtemperatur selbst nicht mit dem metallischen Gegenstand
reagiert. Allein vom Gesichtspunkt der Schmierung aus betrachtet könnte das reaktive Spaltstück auch
109821/2224
aus Verbindungen gewonnen werden, die bei Raumtemperatur reaktiv sind, wie beispielsweise HCl,
aber solche reaktiven Verbindungen haben offensichtliche Nachteile, weil Chlorwasserstoff selbst mit
dem Metall des Drahtes reagieren, und die Oberfläche des metallischen Gegen^Landes korrodieren würde.
Sorgt man nun dafür, daß das reaktive Spaltstück aus einer nicht reaktiven organischen Verbindung stammt,
wird kein solcher korrosiver Angriff auf den metallischen Gegenstand hervorgerufen, und das Spaltstück
reagiert mit dem Metall erst, nachdem es aus der organischen Verbindung durch thermische, während der
Metallbearbeitung hervorgerufene Energie freigesetzt worden ist.
Hochdruck-Schmiermittel sind - wie man gefunden hat bei der Metallbearbeitung wirksamer als einfache organische
Schmiermittel, besonders wenn hohe Temperaturen und Drücke während der Metallbearbeitung erzeugt werden.
Hochdruck-Schmiermittel werden besonders günstig zum Ziehen von rostfreiem Stahl, Titan und Nickellegierungen
eingesetzt, die sonst zu starker Metallübertragung vom Werkstück auf das Metallbearbeitungswerkzeug neigen.
-4-
109821/2224
_ it-
Die zur Freisetzung des reaktiven Spaltstücks aus der organischen Verbindung zur Reaktion des Spaltstücks
mit der Metalloberfläche zwecks Bildung des Schmiermittels erforderliche thermische Energie
wird durch plastische Verformung des Metalls während der Bearbeitung, insbesondere durch Reibung und
plastische Verformung lokaler Unebenheiten auf dem Metallgegenstand gewonnen. Gewöhnlich liefert der
Temperaturanstieg des ganzen Gegenstands nicht die zur Freisetzung des Spaltstücks und zur Reaktion mit
der Metalloberfläche ausreichende thermische Energie; daher ist die Reaktion des Spaltstücks mit der
Metalloberfläche auf den Bereich beschränkt, wo örtliche Reibung und Verformung des Werkstücks stattfindet.
Dies wurde mit Hilfe der radioaktiven Markierungstechnik nachgewiesen.
Es ist daher für die herkömmliche Hochdruck-Schmierung ein charakteristisches Merkmal, daß zwischen dem
Metallgegenstand und den Metallbearbeitungswerkzeugen ein sehr enger Kontakt, vielleicht sogar eine örtliche
Schweißung hervorgerufen werden muß, um die nötige thermische Energie für die obengenannten Reaktionen
freizusetzen. Darüber hinaus bewegt sich der Gegenstand
— 5 —
109821/2224
bei vielen Metallbearbeitungsvorgängen, wie z.B.
beim Draht- oder Rohrziehen, mit hoher Geschwindigkeit am Bearbeitungswerkzeug vorbei, beim Drahtziehen
beispielsweise mit etwa 304,8m/min durch ein Werkzeug, dessen Kontaktlänge 1,27 mm beträgt, so daß sich die
Kontaktzeit des Drahtes mit dem Ziehstein auf 250 ^usec ^
beläuft.
Daher muß die Freisetzung des reaktiven Spaltstücks und seine Reaktion mit der Metalloberfläche innerhalb
dieser sehr kurzen Zeitspanne erfolgen, wenn es als Schmiermittel wirksam sein soll. Erfordert die Reaktion
mehr Zeit, hat der Draht den Ziehstein bereits verlassen, bevor das reaktive Spaltstück ein Schmiermittel
liefern kann. So kann es zu Beschädigungen der Oberfläche des zu bearbeitenden Metallgegenstands und/oder
der Bearbeitungswerkzeuge kommen, einmal wegen dem notwendigen , sehr engen Kontakt, zum anderen auch möglicherweise
wegen der erforderlichen Verschweißung, beides, um genügend thermische Energie zu erzeugen, so daß das
reaktive Spaltstück als Schmiermittel wirkt. Eine weitere Möglichkeit der Schädigung bei Metallbearbeitungsvorgängen, die mit so hoher Geschwindigkeit ablaufen,
liegt darin, daß sich der Metallgegenstand bereits
— R —
109821/2224
aus der Kontaktzone mit dem Ziehstein herausbewegt hat, bevor die notwendigen Reaktionen auftreten können.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein neues, verbessertes Verfahren zur Erzeugung eines Schmiermittelfilms
auf einem Gegenstand mit einer elektrisch leitenden Oberfläche zu schaffen, bei dem die oben genannten
Nachteile überwunden oder verringert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Schmiermittel-Überzugs auf einem
Gegenstand mit elektrisch leitender Oberfläche, bei dem der Gegenstand in eine elektrolytische Zelle eingebracht
wird, gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Elektrolyt der Zelle eine lösliche organische
Schwefelverbindung enthält, der Gegenstand zur Anode der Zelle gemacht und ein elektrischer Strom
durch die Zelle geschickt wird, wodurch im Elektrolyten ein schwefelhaltiger Bestandteil gebildet wird, aus dem
der Schmiermittel-Öberzug auf der Oberfläche des Gegenstandes erzeugt wird.
Der Schmiermittelüberzug kann durch elektrochemische
— 7—
109821/2224
Reaktion des schwefelhaltigen Bestandteils mit der Oberfläche des Gegenstandes erzeugt werden.
Der Schmiermittelüberzug kann aber auch durch Reaktion des schwefelhaltigen Bestandteils mit einem weiteren
Bestandteil des Elektrolyten erhalten werden.
Der Gegenstand kann ein Metallgegenstand sein.
Zumindest die Oberfläche des Gegenstandes kann - um in der elektrolytischen Zelle als Anode zu wirken in
einen elektrischen Stromkreis geschaltet sein; eine weitere Elektrode steht in Berührung mit den Elektrolyten
der Zelle und ist in den Stromkreis als Zellenkathode geschaltet.
Die organische Schwefelverbindung kann Thioacetamid oder Thioharnstoff sein. Die organische Schwefelverbindung
kann in einer wässrig-schwefelsauren Lösung mit einer Konzentration im Bereich von etwa 0,02n und 0,2 η H0SO
vorliegen.
Vorzugsweise sollen nicht mehr als 5 Gew.% der organischen Schwefelverbindung im Elektrolyten vorhanden
sein.
Als organische Schwefelverbindung wird Thioacetamid
109821/2224 -ß-
bevorzugt.
Zusätzlicher Bestandteil des Elektrolyten kann eine Molybdänverbindung sein. In diesem Falle bildet sich
Molybdändisulfid als Schmiermittelüberzug auf dem Gegenstand.
Ist kein zusätzlicher Bestandteil in der Flüssigkeit enthalten, kann die Oberfläche des Gegenstandes aus
Flußstahl, Zinn oder Molybdän hergestellt sein.
Wenn der Elektrolyt den zusätzlichen Bestandteil enthält, kann die Oberfläche des Gegenstandes aus
Flußstahl, Zinn, rostfreiem Stahl, Titan, Molybdän oder einer Nickel-Legierung bestehen.
Wenn gewünscht, kann dem Aufbringen eines Schmiermittelüberzugs auf dem Metallgegenstand nach dem
vorstehend beschriebenen Verfahren eine Verformung des Gegenstandes folgen.
Gewünschtenfalls können sofort nach dem Verformungsvorgang der Gegenstand mit einem Elektrolyten in
Berührung gebracht und ein verhältnismäß.ig hoher
— O -
1098211211k
Wechselstrom durch die dem Gegenstand zugeordnete Flüssigkeit hindurchgeschickt werden, um den Schmiermittelüberzug
zu entfernen.
Die Verformung kann durch Ziehen, Pressen, Walzen oder Schmieden erfolgen.
Ist die Verformung ein kontinuierlicher Vorgang, wie etwa Drahtziehen oder Walzen, wird der Elektrolyt als
Bad vorgesehen, durch das der Gegenstand kontinuierlich hindurchgeführt wird.
Erfolgt die Verformung diskontinuierlich, wie etwa beim
Schmieden, wird der Elektrolyt als Bad vorgesehen, in das der Gegenstand eingebracht und aus dem er vor der
Verformung entfernt wird; soll der Schmiermittelüberzug j nach dem Metallbearbeitungsvorgang entfernt werden,
wird der Gegenstand in ein geeignetes Bad getaucht und dann unmittelbar nach dem Metallbearbeitungsvorgang
daraus entfernt.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht es möglich, einen Gegenstand mit einem Schmiermittelüberzug zu versehen,
-10-
1 fl Φ 8
ohne sich auf thermische Energie zu stützen, die während des Metallbearbeitungsvorgangs freigesetzt
wird, um den Schmiermittelüberzug zu erzeugen. Darüber hinaus ist die zur Erzeugung des Schmiermittelüberzugs
aufgewandte Zeit verhältnismäßig kurz, so daß das erfindungsgemäße Verfahren auf kontinuierliche Herstellungsverfahren
angewandt werden kann, ohne die Produktionsrate bis auf ein unwirtschaftliches Maß
absenken zu müssen.
Daher besitzt das erfindungsgemäße Verfahren auch den beträchtlichen Vorteil, daß die Bildung des Schmiermittelüberzugs
durch die angewandte Spannung und die Stromdichte unabhängig von der Geschwindigkeit des
MetallbearbeitungsVorgangs oder nach enger Berührung
oder Schweißvorgang zwischen dem Metallgegenstand und dem Metallbearbeitungswerkzeug genau kontrolliert
werden kann, wodurch das vorgenannte Problem einer möglichen Beschädigung des Metallgegenstands oder des
Metallbearbeitungswerkzeugs als Folge einer so engen Berührung und möglichen Schweißvorgangs vermieden wird,
bevor es den hierfür verwendeten Hochdruck-Schmiermitteln möglich ist, eine Schmierwirkung hervorzurufen.
-11-
Zudem kann die Menge des vorhandenen Schmiermittels einfach und leicht nur durch Einstellen von Spannung
und Stromdichte und/oder der Kontaktdauer zwischen Flüssigkeit und Metallgegenstand kontrolliert werden.
Beispielsweise kann bei kontinuierlichen Metallbearbeitungsvorgängen s wie dem Drahtziehen, die Länge
des Bades, das der Draht unmittelbar vor dem Ziehen g
durchläuftί so gewählt werden, daß es für die vorgesehene
Ziehgeschwindigkeit die geeignete Länge besitzt. Bei einem diskontinuierlichen Verfahren,
wie etwa beim Schmieden oder Tiefziehen, wird die Eintauchzeit des Gegenstands in dem "id so bemessen,
daß die gewünschte Menge an Schmiermittelüberzug erhalten wird.
Ferner ist es manchmal bei Verfahren wie dem Tiefziehen wünschenswert, Schmiermittelfilme an bestimmten,
festgelegten Stellen zu erzeugen, um beim Ziehen die Bildung unterschiedlichen Metallflusses zu fördern.
Das kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise durch Anordnung einer weiteren Elektrode
in verhältnismäßig großer Nähe am Metallgegenstand in den Bereichen erreicht werden, wo ein örtlicher
-12-
109821 /2224
Schmiermittelfilm .erzeugt werden soll, so daß der
überwiegende Anteil des Schmiermittelüberzugs an diesen
Stellen und relativ wenig oder gar kein Schmiermittel-Überzug an anderen Stellen gebildet wird.
Bei manchen bislang benutzten Hochdruck-Schmiermitteln kann sich die organische Verbindung, die die reaktiven
Spaltstücke enthält, besonders in Gegenwart von Feuchtigkeit zersetzen. Dies führt zur Korrosion des Metallgegenstandes,
was die Entfernung der Hochdruck-Schmiermittel und ihrer Zersetzungsprodukte nach dem Metallbearbeitungsvorgang
notwendig machte. Dies wurde üblicherweise durch zwei getrennte Arbeitsgänge unter Verwendung
organischer Lösungsmittel und anorganischer Flußmittel vorgenommen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann
der Öberzug unmittelbar nach dem Metallbearbeitungsvorgang dadurch entfernt werden, daß der Metallgegenstand
mit einer Flüssigkeit gleicher Zusammensetzung, wie die der Trägerflüssigkeit, mit der der Metallgegenstand vor
dem Metallbearbeitungsvorgang in Berührung gebracht wird, in Berührung gebracht und in der dem Metallgegenstand
zugeordneten Flüssigkeit eine Wechselspannungsdifferenz hervorgerufen wird, um den Schmiermittelfilm zu zerstören
und so den ursprünglichen Zustand des Metalls wieder herzustellen.
-13-
109821/2224
Die Vorrichtung zum Entfernen des Überzugs ist ähnlich derjenigen, die zum Aufbringen des Schmiermittelüberzugs
verwendet wird.
In den Fällen, in denen das Verfahren mit dem Elektrolyten ohne zusätzlichen Bestandteil durchgeführt wird,
ist der erzeugte Schmiermittelüberzug eine Verbindung des Metalls, aus dem der Gegenstand besteht. Ist das
Metall beispielsweise Flußstahl, ist der Schmiermittelüberzug Eisensulfid.
Wenn jedoch der weitere Bestandteil in der Flüssigkeit enthalten ist, ist das gebildete Schmiermittel unabhängig
vom Metall des Gegenstandes. Ist beispielsweise der weitere Bestandteil eine Molybdänverbindung, wird
im Elektrolyten Molybdändisulfid gebildet und auf der Oberfläche des Gegenstands eine Oberflächenschicht
aus Molybdändisulfid abgeschieden, unabhängig davon, aus welchem Metall der Gegenstand besteht. Man hat
erkannt, daß Molybdändisulfid ein besseres Schmiermittel
bildet als beispielsweise Eisensulfid.
Den genaue Mechanismus, nach dem das Molybdändisulfid auf dem Metalldraht abgeschieden wird, und die Art
der Bindung zwischen dem Molybdändisulfid mit dem
109821/2224
Metalldraht ist noch nicht vollständig erkannt, doch ist das Molybdändisulfid verhältnismäßig stark an
den Metallgegenstand gebunden, obgleich offenbar nicht so stark wie der als Folge der Reaktion mit dem Metall
des Drahtes gebildete Schmiermittelfilm.
Mit Hilfe des erfxndungsgemäßen Verfahrens ist es deshalb möglich, ein an den Metallgegenstand relativ
fest gebundenes Schmiermittel wie Molybdändisulfid (das als hervorragendes Schmiermittel gut bekannt ist)
unabhängig von der Natur des Metalls, aus dem der Gegenstand besteht, zu erzeugen, während-dies mit
konventionellen Hochdruck-Schmiermitteln nicht, und
nur mit Verbindungen desjenigen Metalls möglich war, aus dem der Gegenstand hergestellt ist.
Beispiel 1 . > \
Angelassener Molybdän-Draht von 1,2mm Durchmesser
wurde durch einen Wolframcarbid-Ziehstein mit einer
Geschwindigkeit von 2,74 m/min auf 8% Querschnittsminderung kalt gezogen. Ohne Schmierung wurde die
Oberfläche des Drahtes beträchtlich geschädigt und die Zuglast lag über 6 8 kg.
-15-
109821/2224
Unter großzügiger Anwendung eines üblicherweise zum Ziehen von Molybdän verwendeten Graphit enthaltenden
Öls wurde die Zuglast bis auf etwa 40,8 bis 49,9 kg gesenkt, wobei der Draht diesmal auf seiner Oberfläche
ein zufriedenstellendes Aussehen aufviBS. Ein Stück des Drahtes wurde in einem Behälter, der n/5 Schwefelsäure,
lOg/1 Thioacetamid und lOg/1 Ammoniummolybdat ä
enthielt, als Anode geschaltet, und 10 Sekunden lang
2
ein Strom von 100 mA/cm aus einer 6-Volt-Batterie hindurchgeschickt. Wurde dieser Draht heruntergezogen, wurde eine Zuglast von etwa 40,8 bis 54,4 kg gemessen, und elektronenmikroskopische Unterstellungen zeigten, daß die Oberflächengüte dieses Drahtes der des clgezogenen Drahtes leicht überlegen war.
ein Strom von 100 mA/cm aus einer 6-Volt-Batterie hindurchgeschickt. Wurde dieser Draht heruntergezogen, wurde eine Zuglast von etwa 40,8 bis 54,4 kg gemessen, und elektronenmikroskopische Unterstellungen zeigten, daß die Oberflächengüte dieses Drahtes der des clgezogenen Drahtes leicht überlegen war.
Angelassener Flußstahldraht von 1,0 mm Durchmesser
wurde durch einen ifolframcarbid-Ziehstein mit l,83m/min
auf 12% Querschnit±sminderung kalt heruntergezogen. Ohne Schmiermittel war die Drahtoberflache stark gerieft
und die Zuglast betrug 47,6 kg. Hit einem herkömmlichen,
-16-
109821/2224
chlorierten Hochdruck-Schmiermittel belief sich die Zuglast auf etwa 42,2 kg und der Draht besaß eine
befriedigende Oberflächengüte. Wurde ein Metallseifenschmiermittel verwendet, war die Oberfläche ebenfalls
zufriedenstellend, aber die Zuglast sank auf etwa 34,0 kg, Mit einem elektrolytisch, wie in Beispiel 1 erzeugten
Schmiermittel wurde eine Zuglast von 31,75 kg ermittelt, und wieder wurde eine gute Oberflächengüte erreicht.
Angelassener rostfreier Stahldraht 18/8 von 1,0 mm Durchmesser wurde mit 1,83 m/min durch einen HoIframcarbidziehstein
auf 2 5% Querschnittsminderung kalt heruntergezogen. Ohne Schmiermittel trat beträchtlicher Metallabrieb
ein, und die Zuglast betrug etwa 89,4 kg. Durch ein Metallseifenschmiermittel wurde die Oberfläche
stark verbessert, die Zuglast lag hierbei bei 66,7 kg. Mit einem nach Beispiel 1 elektrolytisch erzeugten
Schmiermittel war die Oberflächengüte wieder befriedigend, und die Zuglast lag bei 65,8 kg.
Angelassener Flußstahldraht wurde ohne Schmiermittel auf
5% Querschnittsminderung heruntergezogen. Es trat
-17-10982 1 /2 2 2 A
erheblicher Abrieb ein, und eine Zugkraft von 31,75 kg war erforderlich. Ein anderes Stück des Drahtes wurde
in einer Zelle, die n/10 H2SO1+ und 10 g/l Thioacetamid
enthielt, zur Anode gemacht und für 10 sek. ein Strom von 300 mA/cm hindurchgeschickt. Die zum Ziehen
dieses Drahtes erforderliche Kraft belief sich auf 28,6kg und die Oberflächengüte war zufriedenstellend.
Angelassener Flußstahldraht wurde ohne Schmiermittel auf 5% Querschnittsminderung heruntergezogen. Der Abrieb
war beträchtlich, die erforderliche Zugkraft lag bei 31,75 kg. Eine andere Probe des Drahtes wurde
in einem Behälter, der n/10 H2SO11 und lOg/1 Thioharnstoff
enthielt, als Anode geschaltet und 10 sek. lang
2
ein Strom von 300 mA/cm hindurchgeschickt. Die zum Ziehen dieses Drahtes erforderliche Kraft lag bei 2 8,6 kg, und die Oberflächengüte war wieder zufriedenstellend.
ein Strom von 300 mA/cm hindurchgeschickt. Die zum Ziehen dieses Drahtes erforderliche Kraft lag bei 2 8,6 kg, und die Oberflächengüte war wieder zufriedenstellend.
Die in den vorbeschriebenen Beispielen verwendete Einrichtung
ist in einer Zeichnung schematisch dargestellt.
-18-
109821/2224
Die Zeichnung zeigt die Einrichtung, die einen Draht-Ziehstein 10 aufweist, welcher aus Wolframcarbid bestehen
kann. Der metallbearbeitende Ziehstein 10 ist in einem Ziehblock 11 gelagert, der mit einer Lastzelle
12 versehen ist, um die Zuglast messen zu können. Der Ziehblock 11 ist auf einer herkömmlichen, nicht
dargestellten, Ziehbank angebracht, und ein zu prüfender Draht 14 wird mittels einer üblichen Spule 15, die sich
auf der Ziehbank befindet, durch den Ziehstein 10 gezogen.
Auf der Eingangsseite des Ziehsteins 10 wird, der Draht
durch ein elektrolytisches Bad 16 geführt, das geeignete Dichtungen 17 aus Neopren aufweist und die in den Beispielen beschriebene Lösung enthält. Weiterhin sind in
dem Bad 16 Gegenelektroden 18 über und in einigem Abstand von dem Draht 14 angebracht und über ein Amperemeter 19 mit einer Batterie 20 verbunden, während der
Draht 14 in einem elektrischen Schaltkreis mit dem positiven Pol der Batterie 20 über einen veränderlichen
Widerstand 21 verbunden ist. Der Anschluß zum durchlaufenden Draht 14 erfolgt über Kontakte, mit denen der
Ziehetein 10 versehen ist.
-19-
109821/2224
Wenn das Schmiermittel unmittelbar nach dem Ziehen entfernt werden soll, wird ein dem Bad 16 ähnliches
Bad 22 auf der Ausgangsseite des Ziehsteins 10 vorgesehen, so daß der Draht 14 mittels der Spule 15
der Ziehbank durch beide Bäder gezogen wird. In diesem zweiten Bad 22 ist der Draht 14 an einem Stromkreis
mit einer Wechselstromquelle 2 3 angeschlossen. ä
Wird das Verfahren beim Band- oder Blechwalzen durchgeführt, wird ein Bad geeigneter Größe mit geeigneten
Dichtungen eingesetzt, um einen Verlust an Lösung zu verhindern, wenn das Blech oder das Eand ein- oder ausgeführt
wird.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren bei diskontinuierlichen
Arbeitsgangen, wie beim Schmieden oder Tiefziehen,
eingesetzt, wird ein oben offenes Bad geeigneter Abmessungen verwendet, und der zu bearbeitende Gegenstand wird
für eine Zeit in das Bad gesenkt, die ausreicht, um einen Oberzug geeigneter Stärke zu bilden oder zu entfernen.
Soll ein Schmxermittelüberzug nur auf bestimmten Stellen
-20-
109821/2224
des Werkstücks entstehen, wird die Gegenelektrode entsprechend gestaltet, so daß der Oberzug nur an
den Stellen nahe der Gegenelektrode abgeschieden wird.
109821/2224
Claims (21)
- DIPL.-IPTG. HANS W. GROENINGPATE NTANWAIiT 4 DÜSSELDORFSTEIKTSTRASSE 17(AW SSB. ϊδΚΙΟβΑΙΙΙΙΙKASSX,: RSBIIfPATJtKTΤΒΙΪΓΟΪ (0*11) 1578127. Oktober 1970 U/HAmerican Metal Climax Inc.
A 17 - 1Patentansprüche :(ι.^Verfahren zur Erzeugung eines Schmiermittel-Überzugs auf einem Gegenstand mit elektrisch leitender Oberfläche, bei dem der Gegenstand in eine elektrolytische Zelle eingebracht wird, dadurch
gekennzeichnet , daß der Elektrolyt der Zelle (16) eine lösliche organische Schwefelverbindung enthält, der Gegenstand (14) zur Anode der Zelle (16) gemacht und ein elektrischer Strom durch die Zelle (16) geschickt wird, wodurch im
Elektrolyten ein schwefelhaltiger Bestandteil gebildet wird, aus dem der Schmiermittel-Überzug
auf der Oberfläche des Gegenstandes (14) erzeugt
wird. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-2-1 09821/222Adaß der schwefelhaltige Bestandteil unter Bildung
des Schmiennittelüberzuges elektrochemisch mit der Oberfläche des Gegenstandes (I1I) reagiert. - 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwefelhaltige Bestandteil unter Bildung
des Schmiermittel-Überzuges mit einem weiteren Bestandteil des Elektrolyten reagiert. - 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (14) ein metallischer Gegenstand ist.
- 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche des Gegenstandes mit einem elektrischen Stromkreis verbunden ist und in der elektrolytiechen Zelle (16) als Anode wirkt, wobei eine weitere Elektrode (18) mit dem Elektrolyten der Zelle (16) in Berührung
steht und in den Stromkreis als Kathode der Zelle (16) geschaltet ist. - 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Schwefel--3-109821/2224verbindung Thioacetamid ist.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Schwefelverbindung Thioharnstoff ist.
- 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Schwefelverbindung eine wässrige schwefelsaure Lösung mit einer Konzentration im Bereich von etwa 0,02 bis 0,2 η H2SO11 ist.
- 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt nicht mehr als 5 Gew.? der organischen Schwefelverbindung enthält.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Bestandteil des Elektrolyten eine Molybdänverbindung ist.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Molybdänverbindung Ammoniummolybdat ist.-4-109821/2224
- 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufbringen des Schmiermittel-Überzuges eine Verformung des Gegenstands (1*0 folgt.
- 13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, ^ daß der Gegenstand (I1O aus Metall besteht unddurch Ziehen, Pressen, Walzen oder Schmieden verformt wird.
- 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung sofort auf das Aufbringen des Schmiermittel-Überzuges folgt.
- 15·Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis lh,dadurch gekennzeichnet, daß nach der VerformungΨ der Metallgegenstand mit einem weiteren Elektrolytenin Eerührung gebracht und an die Flüssigkeit nahe dem Gegenstand eine Spannung angelegt wird, um den Schmiermittel-Überzug zu entfernen.
- 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannung durch Hindurchschichcn-5-09821 /222ύeines verhältnismäßig starken Wechselstroms durch den weiteren Elektrolyten angelegt wird.
- 17· Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung kontinuierlich abläuft und der Elektrolyt als Bad (22) vorgesehen ist, durch das der Metallgegenstand (14) kontinuierlich durchgeführt wird.
- 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung diskontinuierlich erfolgt und der Elektrolyt als Bad vorgesehen ist, in das der Gegenstand eingebracht und aus dem er vor der Verformung entnommen wird.
- 19· Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Elektrolyt, mit dem der Gegenstand nach der Verformung in Berührung gebracht wird, als Bad vorgesehen ist, das der Gegenstand kontinuierlich durchläuft.
- 20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Elektrolyt, mit dem der Gegenstand nach der Verformung in Berührung gebracht wird,109821/2224in einem Bad enthalten ist, in das der Gegenstand eingebracht und aus dem er nach der Verformung entnommen wird.
- 21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode in Arbeitsstellung zum metallischen Gegenstand nur in den Bereichen gehalten wird> wo ein Schmiermittel-Film erzeugt werden soll, so daß ein örtlicher Schmiermittelfilm auf dem Gegenstand erzeugt wird, oder ein Schmiermittel-Film von erhöhter Stärke an bestimmten Stellen des Gegenstandes vorgesehen werden kann.109821/2224
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB5560569 | 1969-11-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2052977A1 true DE2052977A1 (de) | 1971-05-19 |
Family
ID=10474385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702052977 Pending DE2052977A1 (de) | 1969-11-13 | 1970-10-28 | Verfahren zum Erzeugen eines Schmier mitteluberzugs auf einem Gegenstand mit elektrisch leitender Oberflache |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3703449A (de) |
JP (1) | JPS506183B1 (de) |
CA (1) | CA918595A (de) |
DE (1) | DE2052977A1 (de) |
FR (1) | FR2069321A5 (de) |
GB (1) | GB1313510A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0013013A1 (de) * | 1978-12-21 | 1980-07-09 | Akademie der Wissenschaften der DDR | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen und Trocknen flüssiger Schmiermittel |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3922183A (en) * | 1971-06-30 | 1975-11-25 | M & T Chemicals Inc | Lubricating coating for metal sheet |
US4009085A (en) * | 1975-01-31 | 1977-02-22 | M & T Chemicals Inc. | Lubricating coating for metal sheet |
JPS5630023A (en) * | 1979-08-15 | 1981-03-26 | Kobe Steel Ltd | Electrically lubrication reinforced plastic working method |
WO1982003575A1 (en) * | 1981-04-16 | 1982-10-28 | Philip O Badger | Implantation of molybdenum disulfide into certain metallic surfaces by mechanical inclusion |
AU1684195A (en) * | 1994-02-22 | 1995-09-04 | Georgia Tech Research Corporation | Reduction of friction during wire drawing |
-
1969
- 1969-11-13 GB GB5560569A patent/GB1313510A/en not_active Expired
-
1970
- 1970-10-28 DE DE19702052977 patent/DE2052977A1/de active Pending
- 1970-10-29 US US85107A patent/US3703449A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-10-31 JP JP45095601A patent/JPS506183B1/ja active Pending
- 1970-11-09 CA CA097693A patent/CA918595A/en not_active Expired
- 1970-11-13 FR FR7040587A patent/FR2069321A5/fr not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0013013A1 (de) * | 1978-12-21 | 1980-07-09 | Akademie der Wissenschaften der DDR | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen und Trocknen flüssiger Schmiermittel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2069321A5 (de) | 1971-09-03 |
GB1313510A (en) | 1973-04-11 |
JPS506183B1 (de) | 1975-03-11 |
US3703449A (en) | 1972-11-21 |
CA918595A (en) | 1973-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2601861C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kontaktdrahtes mit geringem Übergangswiderstand aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung | |
DE1496808A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen Entfernung von Zunder oder einer Walzhaut von Metalloberflaechen | |
DE3879782T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines mit kupfer ummantelten fahrdrahtes aus stahl. | |
DE2939190C2 (de) | ||
EP0288853B1 (de) | Verfahren zur Vorbereitung von Werkstücken aus Titan oder Titanlegierungen | |
DE68925145T2 (de) | Durch Ziehen eines Bündels erhaltene Metallfaser | |
DE2052977A1 (de) | Verfahren zum Erzeugen eines Schmier mitteluberzugs auf einem Gegenstand mit elektrisch leitender Oberflache | |
DE69013818T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines mit Leitkupfer ummantelten Fahrdrahtes aus Stahl. | |
EP0232929B1 (de) | Verfahren zur Erleichterung der Kaltumformung von Edelstahl | |
DE1521136C3 (de) | Verfahren zum Überziehen von langgestreckten Metallunterlagen unter Verwendung pulverformiger Materialien | |
DE2264581B2 (de) | Verfahren zum Vorbereiten eines Stahlbleches für eine nach einem Verformen des Bleches erfolgende Glasemaillierung | |
DE1621097A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Herstellung von langgestreckten Metallgegenstaenden,insbesondere von Draehten | |
DE3816557A1 (de) | Verfahren zur erzeugung von konversionsueberzuegen auf titan | |
DE2627837A1 (de) | Elektro-reinigungsverfahren | |
DE1295307B (de) | Verfahren zum elektrophoretischen Abscheiden eines Metallueberzuges auf Metallen | |
DE2522926B2 (de) | Verfahren zum kontinuierlichen Galvanisieren von langgestrecktem Aluminiummaterial | |
DE558022C (de) | Verfahren zum Reinigen und Blankmachen der Oberflaeche von Metallen durch Elektrolyse | |
DE102007063411B3 (de) | Verfahren zur elektrolytischen Verzinkung von Stahlband | |
DE3880084T2 (de) | Verfahren zur schmierung der oberflaeche metallischer werkstoffe aus kupfer oder eisen- und kupferlegierungen waehrendder kalt- oder warmumformung und mittel, um diese schmierung auszufuehren. | |
DE102022003365A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum elektrolytischen Polieren | |
DE2119086A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen Ent fernung von beim Ziehen oder Walzen auf Metallstrangen verwendetem Schmiermittel | |
DE1914178A1 (de) | Verfahren zur Kontaktgabe von Draehten in Drahtgalvanisierungsanlagen | |
EP3382066B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines kupferprofils | |
DE1962249A1 (de) | Verfahren zum Kuehlen von Behandlungsbaedern | |
DE255084C (de) |