DE3531907A1

DE3531907A1 - Zur anwendung beim heissformen von metallen oder legierungen geeignete schmiermittelzusammensetzung

Info

Publication number: DE3531907A1
Application number: DE19853531907
Authority: DE
Inventors: Robert R. Dr. 2100 Hamburg Rost; Gerhard 2071 Ammersbek Runge
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1985-09-05
Publication date: 1986-03-13
Also published as: GB8422562D0; WO1986001529A1; EP0192759A1; AU4808785A

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schmiermittelzusammensetzung, die zur Anwendung in Verfahren zum Heißformen von Metallen oder Legierungen geeignet ist, insbesondere zum Heiß-Gesenkschmieden, Heißextrudieren oder kontinuierlichen Gießen von Stahl.
Apparate, Werkzeuge, Preßformen oder Gesenke usw., die in solchen Heißformungsverfahren angewandt werden, erfordern eine ausreichende Schmierung, um das Kleben von heißen Metallen an ihnen zu vermeiden und ein gutes Fließen in eine Form oder Hohlform zu gewährleisten.
Es gibt drei Schmiermittel-Typen, die laufend bei Heißformungsverfahren angewandt werden. Der erste Typ ist ein bitumenhaltiges Produkt auf Petroleumbasis. Ein Nachteil eines solchen Produkts ist die Bildung von Rauch bei der Anwendung und den daraus folgenden Unannehmlichkeiten und gesundheitsschädlichen Wirkungen. Der zweite Typ enthält Rizinolsäure plus Graphit. Ein Nachteil dieses Typs ist die Neigung des Graphits, sich abzuscheiden und ein Sediment zu bilden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß, wenn das geformte Metall anschließend gewaschen wird, der Graphit das Wasser verunreinigt und eine spezielle Abwasserbehandlung erforderlich wird. Der dritte Typ verwendet Triglyceride gesättigter Fettsäuren. Sie werden entweder per se oder als wäßrige Suspensionen oder Emulsionen angewandt.
Dieser Schmiermittel typ findet vor allem bei kontinuierlichen Gießverfahren Verwendung. Jedoch auch hier begrenzt die Bildung von Rauch die Anwendung einer solchen Zusammensetzung.
Eine Bedingung, die für alle drei bekannten Schmiermitteltypen gilt, ist die Fähigkeit, bei der Temperatur, bei der die Zusammensetzungen angewandt werden, eine angemessene Kohlenstoffschichtschmierung zu gewährleisten. Die bekannten Typen gestatten eine mehr oder weniger brauchbare Schmierung, die jedoch begleitet von den oben erwähnten Nachteilen ist.
Es besteht ein Bedarf nach einer Schmiermittel zusammensetzung, die sich ohne exzessive Rauch- oder Geruchsentwicklung zur Anwendung für Heißformungsverfahren für Metalle eignet und einen verbesserten Kohlenstoffschichtschmiereffekt ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist, ein verbessertes Heißformungsschmiermittel verfügbar zu machen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Schmiermittelzusammensetzung vorgeschlagen, die sich zur Anwendung beim Heißformen von Metallen oder Legierungen eignet und sich dadurch auszeichnet, daß sie bezogen auf das Gewicht, i) eine insgesamt größere Menge mindestens eines teilweise oxidierten und/oder teilweise polymerisierten ungesättigten Fettsäureglycerids; ii) eine insgesamt geringere Menge mindestens eines Pentaerythritesters und iii) bis zu insgesamt 10% eines oder mehrerer Zusatzstoffe, ausgewählt aus Metalldialkyldithiophosphaten und organischen Borsäureverbindungen (z.B.
Ester), die zur Förderung der Kohlenstoffbildung bei Anwendung der Zusammensetzung fähig sind, enthält.
Vorzugsweise enthält der Bestandteil (i) ein teilweise oxidiertes und/oder teilweise polymerisiertes Glycerid von Linolsäure, Ölsäure, Linolensäure oder Mischungen derselben. Ein besonders wertvoller Bestandteil ist ein teilweise oxidiertes und/oder teilweise polymerisiertes Leinsamenöl. Es gibt im Handel derartige Leinsamenölprodukte mit verschiedenen Polymerisationsgraden, beispielsweise mit Viskositäten von 6 bis 30 P. Solche Produkte werden von Abshagen & Co. KG, Hamburg unter dem Handelsnamen ACO-Leinöl-Standöl (6P bis 30P) verkauft.
Normalerweise werden 50 bis 90 Gew.% der Komponente (i) angewandt, insbesondere 80 bis 90%, vorzugsweise 85 bis 90%.
Die bevorzugte Komponente (ii) ist ein Pentaerythritester einer ungesättigten Fettsäure, insbesondere ein Monoester. Pentaerythritmonooleat ist ein bevorzugte Verbindung. Andere vorteilhafte Verbindungen sind das Lineoleat und die Di-, Tri- und Tetraoleate sowie Mischungen derselben.
Die Komponente (ii) ist normalerweise in einer Menge von 5 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.%, besonders 8 bis 12 Gew.% anwesend. Zusammensetzungen, die 10 Gew.% enthalten, haben sich als wirksam erwiesen.
Wenn ein Metalldialkyldithiophosphat als die oder eine Komponente (iii) angewandt wird, dann ist Zink das bevorzugte Metall der Verbindung. Solche Verbindungen sind bekannt und leicht im Handel erhältlich.
Wenn ein organisches Borsäurederivat, beispielsweise ein Ester, als die oder eine Komponente (iii) angewandt wird, dann ist eine nicht-aromatische Verbindung bevor- zugt. Beispiele für Borsäurederivate sind die Trimethyl-, Tridodecyl- und Tricyclohexylester. Andere geeignete Verbindungen vom Borsäureestertyp sind unter dem Namen Rostacor, das von Hoechst AG, Frankfurt hergestellt wird und vorwiegend Alkylsulfonamidoessigsäureboratverbindungen enthält, im Handel verfügbar. Weitere geeignete Borsäurederivate sind modifizierte Borsäureester, die unter dem Handelsnamen Rewocor RA-B90 von Rewo Chemzcal Group, Steinau, verkauft werden.
Der Bestandteil (iii) ist in einer Gesamtmenge von 1 bis 10 Gew.% der Zusammensetzung anwesend. Normalerweise werden 1 bis 5% angewandt.
Ebenfalls vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Heißformen von Metallen oder Legierungen, in dem als das oder ein Schmiermittel eine Zusammensetzung gemäß Erfindung angewandt wird. Beispiele für solche Verfahren sind das Heißextrudieren, Heißgesenkschmieden oder kontinuierliche Gießen von Stahl.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung erläutern: Beispiel Vierzehn Öl zusammensetzungen zum Heißformen wurden, wie in der beigefügten Tabelle 1 gezeigt, hergestellt.
Die Verbindungen ACO 6P und AC0 30P sind teilweise oxidierte und/oder teilweise polymerisierte Leinsamenprodukte wie oben beschrieben.
Das Produkt PEMO ist Pentaerythritmonooleat. Das Produkt PX15 ist ein im Handel erhältliches Zinkalkyldithiophosphat. Die Hostacorverbindungen sind oben beschrieben.
TBP ist tert.-Butylphosphat.
Die Tests 5 bis 10 betreffen Verbindungen gemäß der Erfindung, die restlichen betreffen Vergleichsschmiermittel.
Die Tabelle 1 ist im wesentlichen eine Zusammenstellung der Ergebnisse der Conradson Kohlenstoffrückstandtests (CCR) der verschiedenen Mischungen. Die Tests wurden gemäß ASTM D 189-81; DIN 51551 durchgeführt.
In praxi wurde gefunden, daß der CCR-Wert einer für Heißformverfahren geeigneten Schmiermittelzusammensetzung mindestens 0,4% betragen soll. Dies ist ein Minimumwert, höhere Werte sind stark bevorzugt.
Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß nur die Zusammensetzungen 5 bis 10 der Minimumanforderung genügen. Zusammensetzungen, die Zusatzstoffe wie Kobaltnaphthenat oder tert.-Butylphosphat enthalten, entsprachen den Minimum--CCR-Anforderungen nicht.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ACO 6 P Gew. % 100 - - 90 89 85 89 85 89 85 89 85 89 85 ACO 30 P Gew. % - 100 - - - - - - - - - - - -PEMO Gew. % - - 100 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 PX 15 Gew. % - - - - 1 5 - - - - - - - -Hostacor BS Gew. % - - - - - - 1 5 - - - - - -Hostacor BM Gew. % - - - - - - - - 1 5 - - - -TBP Gew. % - - - - - - - - - - 1 5 - -Co-Naphtthenat Gew. % - - - - - - - - - - - - 1 5 Conradson Gew. % 0,25 0,28 0,32 0,30 0,77 1,15 0,72 0,88 0,74 0,92 0,29 0,31 0,28 0,36 V40°C mm²/s 300 1050 206 250 V100°C mm²/s 28 Dichte kg/m³ 951 Gießpunkt °C -6

Claims

Zur Anwendung beim Heißformen von Metallen oder Legierungen geeignete Schmiermittelzusammensetzung Patentansprüche 1. Zur Anwendung beim Heißformen von Metallen oder Legierungen geeignete Schmiermittelzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie, bezogen auf das Gewicht, (i) eine insgesamt größere Menge mindestens eines teilweise oxidierten und/oder teilweise polymerisierten ungesättigten Fettsäureglycerids; (ii) eine insgesamt geringere Menge mindestens eines Pentaerythritesters und (iii) insgesamt mindestens 1 bis 10% eines oder mehrerer Zusatzstoffe, ausgewählt aus Metalldialkyldithiophosphaten und organischen Borsäureverbindungen (besonders Ester), die zur Förderung der Kohlenstoffbildung bei Anwendung der Zusammensetzung befähigt sind, enthält.
2. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (i) ein teilweise oxidiertes und/oder teilweise polymerisiertes Glycerid von Oleinsäure, Linolsäure, Linolensäure oder Mischungen derselben enthält.
3. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (i) teilweise oxidiertes und/oder teilweise polymerisiertes Leinsamenöl ist.
4. Schmiermittelzusammensetzung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (i) in einer Menge von 50 bis 90 Gew.%, vorzugsweise 80 bis 90 Gew.% anwesend ist.
5. Schmiermittelzusammensetzung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (ii) ein Pentaerythritester einer ungesättigten Fettsäure ist.
6. Schmiermittelzusammensetzung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Pentaerythritester ein Monoester ist.
7. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (ii) Pentaerythritmonooleat ist.
8. Schmiermittelzusammensetzung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (ii) in einer Menge von 5 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.% anwesend ist.
9. Schmiermittelzusammensetzung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (iii) ein Zinkdialkyldithiophosphat ist.
10. Schmiermittelzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteil (iii) mindestens ein Borsäureester einer nicht-aromatischen organischen Verbindung anwesend ist.
11. Schmiermittelzusammensetzung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (iii) in einer Gesamtmenge von 1 bis 5 Gew.% anwesend ist.
12. Verfahren zum Heißformen von Metallen oder Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß man als das oder ein Schmiermittel eine Zusammensetzung nach den vorhergehenden Ansprüchen anwendet.
13. Verfahren zum Heißgesenkschmieden, Heißextrudieren oder kontinuierlichen Gießen von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß man als das oder ein Schmiermittel eine Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 11 anwendet.