DE2445622C3 - Anwendung eines Verfahrens zur Erzeugung von festhaltenden Überzügen auf umzuformenden Teilen aus Aluminium - Google Patents

Description

Bei der Herstellung kaltumgeformter Werkstücke ist es erforderlich, insbesondere bei höheren Umformgraden, den Rohling vor dem Umformprozeß mit einem Schmiermittel zu beschichten. So ist beispielsweise aus der DE-OS 22 40 829 ein festes Schmiermittel, das beispielsweise für Lager bei hohen Temperaturen bis zu 500° C geeignet ist, bekannt, welches im wesentlichen aus Graphit besteht, dem Natriumfluorid und Metallpulver zugemischt sind.

Flüssige Schmiermittel, die zum Kaltumformen von eisenhaltigen Metallen geeignet sind und wasserfrei sind bzw. in Form wäßriger Emulsionen vorliegen, sind aus der DE-OS 22 15 492 bekannt. Dort wird eine Mischung aus einem Amidphosphat, einem oberflächenaktiven Mittel wie Alkaliseifen und ein ergänzendes Schmiermittel, wie Mineralöl, verwendet.

Es ist auch bekanntgeworden (DE-AS 10 78 847, 10 50 633) auf Teile aus Titan bzw. Zirkon festhaftende Überzüge aus Fluoriden zur Erleichterung von Kaltverformungen zu erzeugen bzw. gleichzeitig mit der Erzeugung der Fluoridschicht Fette, Öle, Wachse etc. an der Metalloberfläche anzulagern (DE-OS 22 29 016).

Die alleinige Anwendung von flüssigen bzw. festen Schmiermitteln läßt jedoch höhere Drücke und höhere Umformgrade nicht zu.

Es ist deshalb bekanntgeworden, auf den Rohling sogenannte Schmiermittelträgerschichten aufzubringen, um somit eine besonders gute Haftung zwischen dem Schmiermittel und der Oberfläche des Rohlings zu erhalten. Die Schmiermittelträgerschichten und das Schmiermittel selbst sollen eine Anschweißung des Rohlings an das Umformwerkzeug vermeiden.

Es sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden, die eine Phosphatschicht auf den Rohteilen erzeugen. Durch diese Phosphatschicht soll in Verbindung mit diversen Schmiermitteln eine Trennung zwischen Werkzeug und Werkstück bei der Umformung gewährleistet werden. Bei Umformversuchen mit so vorbehandelten Teilen erwies sich die Trennschicht oft als nicht ausreichend.

Von der Kaltumformung bei Edelstahl sind Verfahren bekannt, bei denen eine Oxalatschicht auf dem Werkstück erzeugt wird.

Für die Verbesserung der Umformbarkeit von Aluminium zeigt der Stand der Technik keine Lösungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen von Schmiermittelträgerschichten anzugeben, mit dem es möglich ist. Aluminium und seine Legierungen zu beschichten, welches darüber hinaus sehr einfach und wirtschaftlich durchführbar ist und bei dem die erzeugten Schmiermittelträgerschichten Umformgrade von mehr als 50% zulassen.

Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf die Anwendung eines Verfahrens zur Erzeugung von festhaftenden Überzügen auf der Oberfläche von umzuformenden Metallteilen, bei dem man nach dem Reinigen bzw. Entfetten der Rohteile auf diese eine wässerige Lösung von Hydrogenfluorid und Alkalifluorid bei erhöhter Teraperatur einwirken läßt, zur Erzeugung von Schmiermittelträgerschichten auf Aluminiumteile, wobei die wässerige Lösung 03 bis 5 Gewichtsprozente Natriumfluorid und 0,2 bis 2,5 Gewichtsprozente Hydrogenfluorid verwendet wird.

Gegenüber den bisher bekannten Verfahren, bei dem als Schmiermittelträgerschichten geeignete Verbindungen auf der vorgereinigten Metalloberfläche abgeschieden werden, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine chemische Reaktion auf der Oberfläche des Rohteils selbst erzeugt, wobei sich Aluminiumhexafluoaluminat bildet, das sehr fest an der Aluminiumoberfläche haftet und sich hervorragend als Trägerschicht für diese Schmiermittel eignet.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Rohlinge der Legierungstypen AlMgSi 1 oder AlMg 5 wurden zunächst in einem Entfettungsbad entfettet. In einem Bad aus lOprozent'iger Natronlauge wurde die Oberfläche der Rohteile geätzt, wobei die Oxide entfernt werden. In einem nachfolgenden Bad werden die Rohteile mit kaltem Wasser gespült, um die Reste der Natronlauge zu entfernen. Ein nachfolgendes Ätzen in einer 53prozcntigen Salpetersäure dient dazu, ggf. an der Oberfläche der Rohteile vorhandene Kupferreste abzulösen. Während das Ätzen mit Natronlauge etwa 3 Minuten nicht unterschreiten sollte, reicht für das Ätzen mit Salpetersäure eine Minute aus. Diesem Arbeitsgang folgt wieder ein Spülen mit kaltem Wasser. Die Rohteile werden dann in das eigentliche Beschichtungsbad eingebracht, welches eine wässerige Lösung aus 50 ml Flußsäure und 50 g Natriumfluorid pro Liter Wasser enthält. In diesem Bad werden die Rohteile etwa 20 Minuten gehalten, wobei sie zur Beschleunigung der Schichtenbildung geschwenkt werden können. Abschließend werden die beschichteten Rohteile mit kaltem Wasser gespült, um eine Beeinträchtigung der Werkzeuge durch die Flußsäure zu verhindern. Durch die Einwirkung der

so Lösung von Natriumhydrogenfluorid und Natriumfluorid bei Temperaturen von 50 bis 80° C, die durch Zugabe von Flußsäure zu einer Natriumfluoridlösung leicht hergestellt werden kann, wird eine Abscheidung von AIuminiumhexafluoaluminat erzielt, die im Zusammenhang mit der nachfolgend aufgebrachten Schmiermittelschicht Umformgrade von mehr als 50% bei Aluminiumlegierungen zuläßt.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf kupferhaltige Aluminiumknetlegierungen müssen dem Beschichtungsbad Verbindungen zugesetzt werden, die unter den gegebenen Reaktionsbedingungen oxidierend wirken, zum Beispiel Ammoniumperoxodisulfat oder Hydroperoxid.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anwendung eines Verfahrens zur Erzeugung von festhaftenden. Überzügen auf der Oberfläche von umzuformenden Metallteilen, bei dem man nach dem Reinigen bzw. Entfetten der Rohteile auf diese eine wässerige Lösung von Hydrogenfluorid und Alkalifluorid bei erhöhter Temperatur einwirken läßt, zur Erzeugung von Schmiermittelträgerschichten auf Aluminiumteile, wobei die wässerige Lösung 0,5 bis 5 Gewichtsprozente Natriumfluorid und 0,2 bis 2,5 Gewichtsprozente Hydrogenfluorid enthält