EP0024062B1 - Reaktionsschmiermittel und Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung - Google Patents

Reaktionsschmiermittel und Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung Download PDF

Info

Publication number
EP0024062B1
EP0024062B1 EP80200737A EP80200737A EP0024062B1 EP 0024062 B1 EP0024062 B1 EP 0024062B1 EP 80200737 A EP80200737 A EP 80200737A EP 80200737 A EP80200737 A EP 80200737A EP 0024062 B1 EP0024062 B1 EP 0024062B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carbon atoms
weight
lubricant
reactive lubricant
reactive
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.)
Expired
Application number
EP80200737A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0024062A1 (de
Inventor
Kenneth J. Hacias
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Group AG
Continentale Parker SA
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Continentale Parker Ste
Continentale Parker SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metallgesellschaft AG, Continentale Parker Ste, Continentale Parker SA filed Critical Metallgesellschaft AG
Priority to AT80200737T priority Critical patent/ATE5325T1/de
Publication of EP0024062A1 publication Critical patent/EP0024062A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0024062B1 publication Critical patent/EP0024062B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/02Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using non-aqueous solutions
    • C23C22/03Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using non-aqueous solutions containing phosphorus compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M173/00Lubricating compositions containing more than 10% water
    • C10M173/02Lubricating compositions containing more than 10% water not containing mineral or fatty oils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/02Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/085Phosphorus oxides, acids or salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/02Hydroxy compounds
    • C10M2207/021Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/125Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/129Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of thirty or more carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28Esters
    • C10M2207/281Esters of (cyclo)aliphatic monocarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28Esters
    • C10M2207/282Esters of (cyclo)aliphatic oolycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28Esters
    • C10M2207/283Esters of polyhydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28Esters
    • C10M2207/286Esters of polymerised unsaturated acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2215/042Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms containing hydroxy groups; Alkoxylated derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/22Heterocyclic nitrogen compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/22Heterocyclic nitrogen compounds
    • C10M2215/221Six-membered rings containing nitrogen and carbon only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/22Heterocyclic nitrogen compounds
    • C10M2215/225Heterocyclic nitrogen compounds the rings containing both nitrogen and oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/22Heterocyclic nitrogen compounds
    • C10M2215/225Heterocyclic nitrogen compounds the rings containing both nitrogen and oxygen
    • C10M2215/226Morpholines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/26Amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/30Heterocyclic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2217/00Organic macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2217/04Macromolecular compounds from nitrogen-containing monomers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2217/046Polyamines, i.e. macromoleculars obtained by condensation of more than eleven amine monomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2217/00Organic macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2217/06Macromolecular compounds obtained by functionalisation op polymers with a nitrogen containing compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/24Metal working without essential removal of material, e.g. forming, gorging, drawing, pressing, stamping, rolling or extruding; Punching metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/241Manufacturing joint-less pipes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/242Hot working
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/243Cold working
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/244Metal working of specific metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/244Metal working of specific metals
    • C10N2040/245Soft metals, e.g. aluminum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/244Metal working of specific metals
    • C10N2040/246Iron or steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/244Metal working of specific metals
    • C10N2040/247Stainless steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/01Emulsions, colloids, or micelles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2070/00Specific manufacturing methods for lubricant compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2070/00Specific manufacturing methods for lubricant compositions
    • C10N2070/02Concentrating of additives

Definitions

  • the invention relates to an aqueous acidic reaction lubricant for the treatment of metal surfaces prior to cold working with a content of phosphate ion emulsifier and emulsifiable organic lubricant component as well as a method for preparing metals for cold working using this reaction lubricant.
  • agents are usually used which contain the acidic phosphating agent in a aqueous phase and, in it, or emulsify or disperse the organic phosphating agent.
  • U.S. Patent 3,525,651 a phosphating solution based on zinc phosphate, in which a solid mixture of fatty acid and water-soluble surfactant is dispersed, is used for a one-step process.
  • such agents have the disadvantage that their stability is very limited, so that there is a risk that they will separate and thus become unusable or lead to non-uniform coatings.
  • the agents also require careful monitoring and supplementation of the layer-forming components of the phosphating solution.
  • the coating formed is amorphous, thin and partly greasy, so that when pressure is applied, only a light, oily film is formed which is available as a lubricant.
  • the agents described in GB-A 1 421 386 for forming lubricating coatings contain, in addition to phosphate and layer-forming cations, such as in particular zinc ions, and long-chain fatty acids, a cationic emulsifier and fatty acid ester.
  • phosphate and layer-forming cations such as in particular zinc ions, and long-chain fatty acids, a cationic emulsifier and fatty acid ester.
  • the metal surfaces treated with this show signs of rust after a comparatively short period of time, which are associated with an increase in the drawing resistance during the deformation and excessive wear of the drawing tools.
  • Reactive phosphoric acid-based lubricants with long-chain amine or amide contents are also known which contain only a small proportion of water and considerable amounts of organic lubricants (British Patent 891,150 and German Auslegeschrift 1210296).
  • the agents because of their free phosphoric acid content, the agents often form only an insufficient phosphate layer and are unsatisfactory in terms of the requirements for some deformation treatments.
  • reaction lubricants of the aforementioned type Another problem with the use of reaction lubricants of the aforementioned type is the formation of rust on the metal surface during the drying process.
  • the presence of water vapor and the comparatively high content of free acid in the emulsion cause such rusting, particularly in areas which are difficult to access for the dry air.
  • Such a situation occurs in particular in the case of packed metal objects, for example wire coils, at the points where there is mutual contact and consequently the dry air has no access.
  • the presence of rust not only affects the appearance of the surface of the finished product, but also significantly increases the drag during the deformation process, the wear of the drawing tool and can lead to scoring.
  • the object of the present invention is to avoid the known disadvantages, in particular those mentioned above, and to provide an aqueous acidic reaction lubricant which is versatile in use, produces effective lubricant coatings on metal surfaces, is stable over a wide range of applications and is practically not susceptible to rust formation during drying leads.
  • Another object of the invention is to provide a method for preparing metals for cold working using this reaction lubricant which is simple to carry out.
  • the oxazoline wax is responsible for a considerable improvement in the thermal stability of the reaction lubricant, in particular at temperatures above 71 ° C., at which demulsification - which can be recognized by a floating oil layer - can easily occur.
  • the formula has a particularly suitable oxazoline wax
  • R i , R 2 and R 3 are the same or different and represent hydrocarbon radicals with 1 to 36 carbon atoms, which can also have alcohol, carboxyl and / or ester groups; However, R 2 can also be hydrogen.
  • Oxazoline waxes constructed in this way are e.g. B. available under the trade name Wax TS 254, Wax TS 254 A, Wax TS 254 AA, Wax TS 970, Alkaterge E and Alkaterge T from IMC Chemical Group, Inc., Hillsdale, IlIinois (NP Division).
  • the reaction lubricant to be used for the metal treatment can be prepared as a concentrate-like composition which lies in the upper concentration range claimed, so that a simple dilution with water can be carried out to prepare and supplement the working treatment emulsion.
  • the pH of the reaction lubricants is to be adjusted in such a way that on the one hand there is no excessive pickling attack on the metal surface, but on the other hand an adequate reaction necessary to form the phosphate layer takes place with it.
  • Preferred reaction lubricants are those which contain the components a) in an amount of 0.2 to 6% by weight, b) in an amount of 0.3 to 16% by weight, c) in an amount of 0.1 to 10% by weight and d) in an amount of 0.1 to 5% by weight, in particular components a) in an amount of 1.5 to 6% by weight, b) in an amount of 2 to 6 % By weight, component c) in an amount of 0.5 to 4% by weight and d) in an amount of 0.5 to 1.5% by weight or component a) in an amount of 1.5 to 3% by weight, b) in an amount of 2 to 6% by weight, c) in an amount of 0.5 to 4% by weight and d) in an amount of 0.5 to Contain 1.5% by weight.
  • a particularly advantageous lubricant layer is obtained if the lubricant component b) consists of up to 50% by weight of N-alkyl-1,3-diaminopropanedioleate.
  • the number of carbon atoms in the alkyl radical corresponds to the number of carbon atoms in tallow fatty acid.
  • Tallow fatty acid is a mixture of different defined fatty acids, so that the length of the alkyl chains - depending on the proportion of the individual fatty acids in the tallow - also varies in the lubricant component b).
  • this additive also has the ability to act as a boundary layer lubricant.
  • This lubricant also has a good emulsifying effect and, because of its cation activity, leads to a stable emulsion.
  • a further advantageous embodiment of the invention is provided by a reaction lubricant which additionally contains heavy metal ions, preferably iron or zinc ions.
  • heavy metal ions preferably iron or zinc ions.
  • Such additives activate the reaction lubricant by accelerating the formation of the phosphate layer.
  • the amount must be below the limit at which the emulsion begins to become unstable.
  • the content of iron or zinc ions is preferably 0.1 to 0.2% by weight.
  • iron is made available as an activating cation by the pickling attack, so that, in spite of being discharged with the treated metal surfaces, an addition can be omitted or reduced if necessary.
  • a further preferred composition of the reaction lubricant is given when the carboxylic acid and / or the alcohol of the organic lubricant component b) has 8 to 24 carbon atoms.
  • Salts of alkanolamine, preferably of triethanolamine, are used as inhibitors. Salts of triethanolamine with octanoic acid or with stearic acid are preferably used.
  • An inhibitor of the aforementioned type is in the form of a solution containing 40% by weight of a salt of Triethanolamine with octanoic acid available under the trade name Synkad 303, in particular Synkad 303 HT from Keil Chemical Division of Ferro Corporation, Indiana, USA.
  • the solution has a density of 1.07 g / cm 3 (at 25 ° C) and contains about 30% volatile components.
  • the corrosion-inhibiting effect of the amine / carboxylic acid salts according to feature d) is surprising insofar as other oil-soluble corrosion inhibitors in the reaction lubricant of the type claimed are not effective until the time at which the water content of the emulsion has not yet evaporated. That is, rusting occurs as long as the applied film still contains water. Corrosion inhibitors, such as amides or imidazoline, are likewise ineffective or unsuitable, probably because of the low pH of the reaction lubricant, in that they make the emulsion unstable and inhibit the formation of the phosphate layer. In contrast to this, the corrosion inhibitors to be used in the reaction lubricant according to the invention even have a stabilizing effect.
  • the pH of the reaction lubricant is preferably adjusted to a value in the range from 2.4 to 3.4, in particular 2.8 to 3.1. This can be done in particular with phosphoric acid.
  • the reaction lubricant according to the invention can be applied at temperatures which are in the range of ambient temperature and 93 ° C. However, the temperature range from 49 to 71 ° C. is preferred. Elevated temperatures are advantageous in that the activity of the reaction lubricant is increased and the formation of the phosphate coating is accelerated.
  • the application of the reaction lubricant can, as usual, e.g. B. by diving, spraying or flooding.
  • the immersion method is preferred because of the particularly intimate contact between the metal surface and the reaction lubricant. In order to maintain the homogeneity of the bath, simultaneous stirring is recommended.
  • the duration of the treatment depends on the composition and the concentration of the reaction lubricant, but also on its temperature and in particular the desired layer thickness.
  • the desired layer thickness depends on the degree of deformation.
  • the exposure time is preferably set to 1 to 20 minutes.
  • the coating formed in this way has a phosphate layer with embedded and / or deposited lubricant particles.
  • the coated metal parts are then dried. Temperatures in the range from ambient temperature to 177 ° C are suitable for this. However, the preferred drying temperatures are between 121 and 177 ° C.
  • the lubricant particles When drying at an elevated temperature, the lubricant particles flow together to form a film (coalesce). However, such film formation is not necessary to obtain satisfactory layers. Lubricant particles distributed in or on the phosphate layer also ensure satisfactory lubrication during the subsequent cold working.
  • the above-mentioned concentrate was diluted 1: 3 by volume with water and the treatment bath obtained was brought to a temperature of 77 ° C.
  • the treatment bath according to Example 1 was changed so that 0.5 g of triethanolamine octanate was added as a corrosion inhibitor per liter.
  • the triethanolamine octanate was prepared by neutralizing 0.25 g of triethanolamine and 0.25 g of octanoic acid.
  • Example 2 A second group of sheets was treated as in Example 1 with the reaction lubricant so produced. After drying, no rust or rusting of a maximum of 2% was observed.
  • reaction lubricant was prepared from the concentrate of Example 1 by mixing 227.1 l of concentrate with 1 287 l of water and heating to 71.degree.
  • a tube bundle with 250 steel tubes with a diameter of 12.7 mm, a wall thickness of 0.48 mm and a length of 3,658 mm was pickled in 10% by weight sulfuric acid by immersion treatment for 10 minutes and then twice each 1 Minute rinsed with cold water.
  • the tubes cleaned in this way were immersed twice as a bundle in the reaction lubricant for 2 minutes each and placed in a tube dryer, where they were dried at a temperature of 163 ° C. for 2 hours.
  • Example 3 The treatment bath according to Example 3 was modified such that 37.8 l of 70% triethanolamine octanate (trade name Synkad 303) were added as a corrosion inhibitor. The tube bundles were then treated as set out in Example 3.
  • reaction lubricant was heated to 71 ° C. and left at this temperature for 8 days without stirring. It was found that the emulsion remained stable and that there had been only a slight hydrolysis of the organic components.
  • reaction lubricants were heated to a temperature of 71 ° C. and kept at this temperature without stirring. After 4 days, no signs of instability were observed with any of the reaction lubricants.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein wäßriges saures Reaktionsschmiermittel zur Behandlung von Metalloberflächen vor der Kaltverformung mit einem Gehalt an Phosphationen Emulgator und emulgierbarer organischer Schmiermittelkomponente sowie ein Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung unter Anwendung dieses Reaktionsschmiermittels.
  • Es ist seit langem bekannt, zur Erleichterung der spanlosen Verformung von phosphatierbaren Metallen, insbesondere Eisen und Stahl, zunächst auf die zu verformenden Werkstücke auf chemischem Wege eine Phosphatschicht aufzubringen und die Verformung dann unter zusätzlicher Verwendung eines organischen Gleitmittels für Metalle durchzuführen.
  • Es ist auch bekannt, zwecks Vereinfachung in einer Verfahrensstufe gleichzeitig sowohl die Phosphatschicht als auch die organische Schmiermittelkomponente auf die zu verformenden Werkstücke aufzubringen. Zu diesem Zweck werden üblicherweise Mittel angewendet, die in einer wäßrigen Phase das saure Phosphatierungsmittel und darin gelöst bzw. emulgiert oder dispergiert die organische gleitend und schmierend wirkende Komponente enthalten. Gemäß der USA-Patentschrift 3 525 651 wird eine Phosphatierungslösung auf Basis Zinkphosphat, in der eine feste Mischung von Fettsäure und wasserlöslichem oberflächenaktivem Mittel dispergiert wird, für ein Einstufen-Verfahren verwendet. Derartige Mittel weisen jedoch den Nachteil auf, daß ihre Stabilität sehr begrenzt ist, so daß die Gefahr besteht, daß sie sich entmischen und dadurch unbrauchbar werden oder zu ungleichförmigen Überzügen führen. Die Mittel bedürfen auch einer sorgfältigen Überwachung und Ergänzung der schichtbildenden Komponenten der Phosphatierungslösung. Das gleiche gilt für die Arbeitsweise der österreichischen Patentschrift 189151, bei der eine wäßrige Lösung und/oder Dispersion eines aliphatischen Phosphats mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls zusammen mit Metallionen und die Löslichkeit erhöhenden Aminen, in einem pH-Bereich zwischen 3,0 und 5,5 verwendet und der auf die Oberflächen aufgebrachte Lösungsfilm, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, aufgetrocknet wird. Der gebildete Überzug ist amorph, dünn und teilweise fettig, so daß bei Druckanwendung nur ein leichter öliger Film entsteht, der als Schmiermittel zur Verfügung steht.
  • Die in der GB-A 1 421 386 beschriebenen Mittel zur Bildung schmierender Überzüge enthalten neben Phosphat und schichtbildenden Kationen, wie insbesondere Zinkionen, sowie langkettigen Fettsäuren zusätzlich einen kationischen Emulgator und Fettsäureester. Die hiermit behandelten Metalloberflächen zeigen nach vergleichsweise kurzer Zeitdauer Rosterscheinungen, die mit einer Erhöhung des Ziehwiderstandes bei der Verformung und starker Abnutzung der Ziehwerkzeuge verbunden sind.
  • Es sind auch reaktive Schmiermittel auf Phosphorsäure-Basis mit Gehalten an langkettigen Aminen bzw. Amiden bekannt, die nur einen geringeren Anteil Wasser und erhebliche Mengen organischer Gleitmittel enthalten (britische Patentschrift 891 150 und deutsche Auslegeschrift 1210296). Die Mittel bilden aufgrund ihres Gehalts an freier Phosphorsäure jedoch häufig nur eine ungenügende Phosphatschicht aus und sind in bezug auf die Anforderungen bei manchen Verformungsbehandlungen nicht zufriedenstellend.
  • Ein weiteres Problem bei der Anwendung von Reaktionsschmiermitteln der vorgenannten Art besteht in der Bildung von Rost auf der Metalloberfläche während des Trocknungsvorganges. Die Gegenwart von Wasserdampf und der vergleichsweise hohe Gehalt der Emulsion an freier Säure verursachen ein derartiges Rosten, insbesondere in Bereichen, die für die Trockenluft schwer zugänglich sind. Eine solche Situation tritt insbesondere bei gepackten Metallgegenständen, beispielsweise Drahtbunden, an den Stellen auf, an denen eine gegenseitige Berührung vorhanden ist und demzufolge die Trockenluft keinen Zutritt hat. Die Gegenwart von Rost beeinträchtigt nicht nur das Aussehen der Oberfläche des fertigen Erzeugnisses, sondern erhöht zudem wesentlich den Ziehwiderstand während des Verformungsvorganges, die Abnutzung des Ziehwerkzeuges und kann zu Riefenbildung führen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten, insbesondere vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein wäßriges saures Reaktionsschmiermittel zur Verfügung zu stellen, das vielseitig anwendbar ist, wirksame Schmiermittelüberzüge auf Metalloberflächen erzeugt, über einen weiten Anwendungsbereich stabil ist und praktisch nicht zur Rostbildung während der Trocknung führt.
  • Aufgabe der Erfindung ist weiterhin, ein Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung unter Anwendung dieses Reaktionsschmiermittels bereitzustellen, das einfach in der Durchführung ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem das eingangs genannte wäßrige saure Reaktionsschmiermittel entsprechend der Erfindung derart formuliert wird, daß es
    • a) 0,2 bis 15 Gew.-% Phosphationen,
    • b) als organische Schmiermittelkomponente 0,3 bis 16 Gew.-% einer organischen Carbonsäure oder eines Alkohols mit 8 bis 40 C-Atomen, deren Ester, deren Mono- oder Polyamide, deren Mono- oder Polyalkylammoniumsalze mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette einzeln oder im Gemisch,
    • c) als Emulgator 0,1 bis 10 Gew.-% eines Oxazolinwachses und/oder eines N-Alkyldiaminopropans der Formel
      Figure imgb0001
      wobei n = 1 bis 5 ist und R eine Zahl von C-Atomen aufweist, die der Talgfettsäure (Talgalkyl) entspricht,
    • d) als Inhibitor 0,1 bis 5 Gew.-% eines aus Carbonsäure mit 7 bis 18 C-Atomen und Alkanolamin mit bis 12 C-Atomen gebildeten Ammoniumsalzes

    enthält.
  • Die vorgenannten Grenzen für die Badkomponenten ergeben sich insbesondere daraus, daß ein Unterschreiten der unteren Konzentrationsangaben nicht mehr zu befriedigenden Schmierschichten führt, wohingegen ein Überschreiten der oberen Grenzen zu einer Instabilität.der Emulsion führen kann.
  • Insbesondere das Oxazolinwachs ist für eine beträchtliche Verbesserung der thermischen Stabilität des Reaktionsschmiermittels, insbesondere bei Temperaturen oberhalb 71 °C, bei denen es leicht zu einem Entemulgieren - erkennbar an einer schwimmenden Ölschicht - kommen kann, verantwortlich. Ein besonders geeignetes Oxazolinwachs besitzt die Formel
    Figure imgb0002
  • Dabei sind Ri, R2 und R3 gleich oder verschieden und stellen Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 36 C-Atomen dar, die auch Alkohol-, Carboxyl- und/oder Estergruppen aufweisen können ; R2 kann jedoch auch Wasserstoff sein. Derartig aufgebaute Oxazolinwachse sind z. B. unter der Handelsbezeichnung Wax TS 254, Wax TS 254 A, Wax TS 254 AA, Wax TS 970, Alkaterge E und Alkaterge T von der Firma IMC Chemical Group, Inc., Hillsdale, IlIinois (NP Division) erhältlich.
  • Das für die Metallbehandlung zu verwendende Reaktionsschmiermittel kann als konzentratähnliche Zusammensetzung, die im oberen beanspruchten Konzentrationsbereich liegt, angesetzt werden, so daß zum Ansatz und zur Ergänzung der arbeitenden Behandlungsemulsion eine einfache Verdünnung mit Wasser vorgenommen werden kann.
  • Der pH-Wert der Reaktionsschmiermittel ist derart einzustellen, daß einerseits ein übermäßiger Beizangriff auf die Metalloberfläche unterbleibt, andererseits jedoch eine zur Ausbildung der Phosphatschicht erforderliche ausreichende Reaktion hiermit stattfindet.
  • Bevorzugte Reaktionsschmiermittel sind solche, die die Komponenten a) in einer Menge von 0,2 bis 6 Gew.-%, b) in einer Menge von 0,3 bis 16 Gew.-%, c) in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% und d) in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere die Komponenten a) in einer Menge von 1,5 bis 6 Gew.-%, b) in einer Menge von 2 bis 6 Gew.-%, die Komponente c) in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.-% und d) in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-% bzw. die Komponenten a) mit einer Menge von 1,5 bis 3 Gew.-%, b) in einer Menge von 2 bis 6 Gew.-%, c) in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.-% und d) in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-% enthalten.
  • Eine besonders vorteilhafte Schmiermittelschicht wird erhalten, wenn die Schmiermittelkomponente b) bis zu 50 Gew.-% aus N-Alkyl-1,3-diaminopropandioleat besteht. Die Zahl der C-Atome des Alkylrests entspricht dabei der Zahl der C-Atome der Talgfettsäure. Talgfettsäure ist eine Mischung verschiedener definierter Fettsäuren, so daß die Länge der Alkylketten - je nach Anteil der einzelnen Fettsäuren im Talg - auch in der Schmiermittelkomponente b) unterschiedlich ist. Dieser Zusatz hat neben seiner Eigenschaft als guter Filmbildner auch noch die Fähigkeit, als Grenzschichtschmiermittel zu wirken. Dieses Schmiermittel besitzt weiterhin eine gute Emulgierwirkung und führt - wegen seiner Kationenaktivität - zu einer stabilen Emulsion.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch ein Reaktionsschmiermittel gegeben, das zusätzlich Schwermetallionen, vorzugsweise Eisen- oder Zinkionen, enthält. Derartige Zusätze aktivieren das Reaktionsschmiermittel, indem sie die Phosphatschichtausbildung beschleunigen. Die Menge muß unterhalb der Grenze liegen, bei der die Emulsion instabil zu werden beginnt. Vorzugsweise beträgt der Gehalt an Eisen- oder Zinkionen 0,1 bis 0,2 Gew.-%.
  • Während des Gebrauchs des Reaktionsschmiermittels wird Eisen als aktivierendes Kation durch den Beizangriff zur Verfügung gestellt, so daß trotz Austrags mit den behandelten Metalloberflächen insoweit eine Ergänzung gegebenenfalls unterbleiben oder reduziert werden kann.
  • Eine weitere bevorzugte Zusammensetzung des Reaktionsschmiermittels ist dann gegeben, wenn die Carbonsäure und/oder der Alkohol der organischen Schmiermittelkomponente b) 8 bis 24 C-Atome aufweist.
  • Als Inhibitor werden Salze von Alkanolamin, vorzugsweise von Triäthanolamin, eingesetzt. Bevorzugt finden Salze von Triäthanolamin mit Octansäure oder mit Stearinsäure Anwendung. Ein Inhibitor der vorgenannten Art ist in Form einer Lösung mit einem Gehalt von 40 Gew.-% eines Salzes von Triäthanolamin mit Octansäure unter der Handelsbezeichnung Synkad 303, insbesondere Synkad 303 HT von der Firma Keil Chemical Division of Ferro Corporation, Indiana, USA, erhältlich. Die Lösung besitzt eine Dichte von 1,07 g/cm3 (bei 25 °C) und enthält etwa 30 % flüchtige Bestandteile.
  • Der korrosionsinhibierende Effekt der Amin/Carbonsäure-Salze gemäß Merkmal d) ist insofern überraschend, als andere öllösliche Korrosionsinhibitoren im Reaktionsschmiermittel der anmeldungsgemäßen Art nicht wirksam sind bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Wassergehalt der Emulsion noch nicht verdampft ist. Das heißt, es tritt Rosten auf, solange der aufgebrachte Schmierfilm noch Wasser enthält. Korrosionsinhibitoren, wie Amide oder Imidazolin, sind - wahrscheinlich aufgrund des niedrigen pH-Wertes des Reaktionsschmiermittels - ebenfalls nicht wirksam bzw. geeignet, indem sie die Emulsion instabil machen und die Phosphatschichtausbildung inhibieren. Im Gegensatz hierzu wirken die im erfindungsgemäßen Reaktionsschmiermittel einzusetzenden Korrosionsinhibitoren sogar stabilisierend.
  • Vorzugsweise wird der pH-Wert des Reaktionsschmiermittels auf einen Wert im Bereich von 2,4 bis 3,4, insbesondere 2,8 bis 3,1, eingestellt. Dies kann insbesondere mit Phosphorsäure geschehen.
  • Ein Konzentrat, das zur weiteren Verdünnung mit Wasser geeignet ist, kann wie folgt hergestellt werden :
    • Zunächst werden die Schmiermittelkomponente und der Emulgator unter Erhitzen zu einer geschmolzenen Masse verrührt. Daneben wird eine heiße wäßrige Lösung, die die Phosphationen - und gegebenenfalls weitere wasserlösliche Komponenten - enthält, hergestellt und anschließend mit der organischen Schmelze langsam unter heftigem Rühren vermischt. Die wäßrige Phosphatlösung wurde vorher zweckmäßigerweise auf eine Temperatur im Bereich von 71 bis 93 °C gebracht und während des Zusatzes der organischen Bestandteile auf dieser Temperatur gehalten. Anschließend wird die erhaltene Emulsion gekühlt.
  • Es ist jedoch auch möglich, der heißen wäßrigen Phosphatlösung zunächst den Emulgator und anschließend die geschmolzene Schmiermittelkomponente - wiederum unter kräftigem Rühren - zuzusetzen. Bei beiden vorstehend genannten Präparationsmethoden wird der Inhibitor zweckmäßigerweise zum Schluß zugesetzt.
  • Das erfindungsgemäße Reaktionsschmiermittel kann bei Temperaturen, die im Bereich von Umgebungstemperatur und 93 °C liegen, aufgebracht werden. Bevorzugt ist jedoch der Temperaturbereich von 49 bis 71 °C. Erhöhte Temperaturen sind insofern vorteilhaft, als die Aktivität des Reaktionsschmiermittels erhöht und die Ausbildung des Phosphatüberzuges beschleunigt wird. Die Aufbringung des Reaktionsschmiermittels kann wie üblich, z. B. durch Tauchen, Spritzen oder Fluten, erfolgen. Wegen des besonders innigen Kontaktes zwischen Metalloberfläche und Reaktionsschmiermittel ist das Tauchverfahren bevorzugt. Um Homogenität des Bades zu erhalten, empfiehlt sich gleichzeitiges Rühren.
  • Die Dauer der Behandlung ist von der Zusammensetzung und der Konzentration des Reaktionsschmiermittels, aber auch von dessen Temperatur und insbesondere der erwünschten Schichtstärke abhängig. Die erwünschte Schichtdicke wiederum richtet sich nach dem Grad der Verformung. Vorzugsweise wird die Einwirkungszeit auf 1 bis 20 Minuten eingestellt. Der dabei gebildete Überzug weist eine Phosphatschicht mit eingelagerten und/oder darauf abgeschiedenen Schmiermittelpartikeln auf.
  • Im Anschluß werden die beschichteten Metallteile getrocknet. Hierfür sind Temperaturen im Bereich von Umgebungstemperatur bis 177 °C geeignet. Die bevorzugten Trockentemperaturen liegen jedoch zwischen 121 und 177 °C.
  • Bei der Trocknung bei erhöhter Temperatur fließen die Schmiermittelpartikeln unter Bildung eines Films zusammen (koaleszieren). Eine derartige Filmbildung ist jedoch zum Erhalt zufriedenstellender Schichten nicht erforderlich. Auch in bzw. auf der Phosphatschicht verteilte Schmiermittelpartikeln gewähren eine zufriedenstellende Schmierung während der anschließenden Kaltverformung.
  • Sofern die mit dem Reaktionsschmiermittel zu überziehenden Metalloberflächen nicht bereits die erforderliche Reinheit besitzen, empfehlen sich die üblichen Reinigungsverfahren, um Verunreinigungen und Rost zu entfernen.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele beispielsweise und näher erläutert.
  • Beispiel 1
  • Als Vergleichsversuch wurde ein Konzentrat hergestellt, das
    • 2,6 Gew.-% saures Zinkphosphat (14 Gew.-% Zn, 48 Gew.-% P04)
    • 5,6 Gew.-% Phosphorsäure (75 Gew.-%)

    eine Mischung von hochmolekularer Fettsäure, bestehend aus
    • 2,9 Gew.-% Stearinsäure (C 18 = 95 Gew.-%) und
    • 2,5 Gew.-% eines teilweise oxidierten Gemisches hochmolekularer Fettsäuren bzw. Ester bzw. Alkohole mit der Handelsbezeichnung ALOX 600 der Alox Corporation sowie
    • 2,0 Gew.-% N-Talgalkyl-1,3-diaminopropandioleat mit der Handelsbezeichnung Duomeen TDO der Firma Armak Chemicals Div. der Akzona Inc., Chicago,

    (jeweils bezogen auf das Gesamtkonzentrat)
    als Schmiermittel,
    • 2,0 Gew.-% N-Talgalkylpolypropylentetramin (mit der Handelsbezeichnung Jet Amine TET der Firma Jetco Chemicals, Inc., Texas) als Emulgator
    • Rest Wasser
    enthielt.
  • Das vorerwähnte Konzentrat wurde im Vol.-Verhältnis 1 : 3 mit Wasser verdünnt und das erhaltene Behandlungsbad auf eine Temperatur von 77 °C gebracht.
  • Kalt gewalzte, nicht polierte Stahlbleche, die zuvor bei einer Temperatur von 82 °C gereinigt und mit Wasser gespült worden waren, wurden in das Behandlungsbad eingetaucht und 10 Minuten darin belassen. Nach der Entfernung aus dem Bad wurden jeweils 2 Bleche aufeinandergelegt und in horizontaler Lage bei einer Temperatur von 79 °C während einer Stunde getrocknet. Nach der Trocknung zeigten die Oberflächen, die sich gegenseitig berührt hatten, Rosterscheinungen, wobei der Rost eine Fläche von 10 bis 20 % einnahm.
  • Beispiel 2
  • Es wurde das Behandlungsbad gemäß Beispiel 1 dahingehend geändert, daß pro Liter 0,5 g Triäthanolaminoctanat als Korrosionsinhibitor zugegeben wurden. Das Triäthanolaminoctanat wurde durch Neutralisation von 0,25 g Triäthanolamin und 0,25 g Octansäure hergestellt.
  • Eine zweite Gruppe von Blechen wurde, wie in Beispiel 1, mit dem so erzeugten Reaktionsschmiermittel behandelt. Nach der Trocknung wurde kein Rost bzw. eine Anrostung von maximal 2 % beobachtet.
  • Beispiel 3
  • Als weiterer Vergleichsversuch wurde ein Reaktionsschmiermittel aus dem Konzentrat des Beispiels 1 hergestellt, indem 227,1 I Konzentrat mit 1 287 I Wasser vermischt und auf 71 °C erhitzt wurden.
  • Ein Rohrbündel mit 250 Rohren aus Stahl mit einem Durchmesser von 12,7 mm, einer Wandstärke von 0,48 mm und einer Länge von 3 658 mm wurde durch 10 Minuten lange Tauchbehandlung in 10 gew.- %iger Schwefelsäure gebeizt und anschließend zweimal je 1 Minute mit kaltem Wasser gespült. Die auf diese Weise gereinigten Rohre wurden als Bündel zweimal in das Reaktionsschmiermittel für jeweils 2 Minuten eingetaucht und in einen Rohrtrockner gebracht, wo sie bei einer Temperatur von 163 °C 2 Stunden getrocknet wurden.
  • Eine Überprüfung der Rohre nach Beendigung der Trocknung zeigte Rostbildung an den jeweiligen Berührungsstellen zwischen den Rohren.
  • Beispiel 4
  • Das Behandlungsbad gemäß Beispiel 3 wurde dahingehend modifiziert, daß 37,8 I 70 %iges Triäthanolaminoctanat (Handelsbezeichnung Synkad 303) als Korrosionsinhibitor zugegeben wurden. Anschließend erfolgte die Behandlung von Rohrbündeln wie in Beispiel 3 dargelegt.
  • Eine Uberprüfung zeigte, daß auch nach dreiwöchigem Betrieb, wobei einige tausend Rohre behandelt worden waren, noch kein Anzeichen von Rost ermittelt wurde. Auch war keine Instabilität des eingesetzten Reaktionsschmiermittels zu beobachten.
  • Beispiel 5
  • Es wurde ein Konzentrat aus 43,9 g einer wäßrigen Lösung, die
    • 10 Gew.-% Zn und 34,4 Gew.-% P04-ionen, enthielt
      sowie
    • 65,5 g Phosphorsäure (75 Gew.-%)
    • 25 g ALOX 600 (wie in Beispiel 1 definiert)
    • 29 g Stearinsäure (C 18 = 95 Gew.-%)
    • 40 g N-Talgalkylpolypropylentetramin (Jet Amine TET)
    • 825,6 g Wasser

    hergestellt. Das Konzentrat wurde mit 75 Vol.-% Wasser verdünnt und mit 28 g Triäthanolaminoctanat versetzt.
  • Bei Behandlung von Metalloberflächen wurde festgestellt, daß auch dieses Reaktionsschmiermittel rostfreie Schmiermittelschichten mit zufriedenstellenden Eigenschaften entstehen läßt.
  • Bei einem weiteren Test wurde das Reaktionsschmiermittel auf 71 °C erhitzt und ohne Rühren 8 Tage bei dieser Temperatur belassen. Es zeigte sich, daß die Emulsion stabil blieb und nur eine geringfügige Hydrolyse der organischen Bestandteile stattgefunden hatte.
  • Beispiel 6
  • Es wurde ein Konzentrat hergestellt, das
    • 2,6 Gew.-% saures Zinkphosphat (14 Gew.-% Zn, 48 Gew.-% P04)
    • 5,6 Gew.-% Phosphorsäure (75 Gew.-%)

    eine Mischung von hochmolekularer Fettsäure, bestehend aus
    • 2,9 Gew.-% Stearinsäure (C 18 = 95 Gew.-%) und
    • 2,5 Gew.-% eines teilweise oxidierten Gemisches hochmolekularer Fettsäuren bzw. Ester bzw. Alkohole mit der Handelsbezeichnung ALOX 600 der Alox Corporation

    (jeweils bezogen auf das Gesamtkonzentrat)
    als Schmiermittel,
    • 2,0 Gew.-% N-Talgalkylpolypropylentetramin (mit der Handelsbezeichnung Jet Amine TET der Firma Jetco Chemicals, Inc., Texas) als Emulgator
    • Rest Wasser

    enthielt.
  • 5 Proben dieses Konzentrats wurden mit verschiedenen Oxazolinwachsen in Mengen von 2 Gew.-% versetzt, im Verhältnis 1 : 3 mit Wasser verdünnt. Anschließend wurden 0,5 g/I Triäthanolaminoctanat (wie in Beispiel 2 hergestellt) zugegeben. Auf diese Weise wurden die Reaktionsschmiermittel a) bis e) erhalten, von denen
    Figure imgb0003
    enthielt (wie weiter oben definiert).
  • Zur Ermittlung der Stabilität wurden die einzelnen Reaktionsschmiermittel auf eine Temperatur von 71 °C erhitzt und ohne zu rühren bei dieser Temperatur belassen. Nach Ablauf von 4 Tagen waren bei sämtlichen Reaktionsschmiermitteln noch keine Instabilitätserscheinungen zu beobachten.

Claims (13)

1. Wäßriges saures Reaktionsschmiermittel zur Behandlung von Metalloberflächen vor der Kaltverformung mit einem Gehalt an Phosphationen, Emulgator und emulgierbarer organischer Schmiermittelkomponente, dadurch gekennzeichnet, daß es
a) 0,2 bis 15 Gew.-% Phosphationen,
b) als organische Schmiermittelkomponente 0,3 bis 16 Gew.-% einer organischen Carbonsäure oder eines Alkohols mit 8 bis 40 C-Atomen, deren Ester, deren Mono- oder Polyamide, deren Mono- oder Polyalkylammoniumsalze mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette, einzeln oder im Gemisch,
c) als Emulgator 0,1 bis 10 Gew.-% eines Oxazolinwachses und/oder eines N-Alkyldiaminopropans der Formel
Figure imgb0004
wobei n = 1 bis 5 ist und R eine Zahl von C-Atomen aufweist, die Talgfettsäure (Talgalkyl) entspricht.
d) als Inhibitor 0,1 bis 5 Gew.-% eines aus Carbonsäure mit 7 bis 18 C-Atomen und Alkanolamin mit bis 12 C-Atomen gebildeten Ammoniumsalzes

enthält.
2. Reaktionsschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
Figure imgb0005
enthält.
3. Reaktionsschmiermittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es
Figure imgb0006
Figure imgb0007
enthält.
Figure imgb0008
enthält.
5. Reaktionsschmiermittel nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelkomponente b) bis zu 50Gew.-% aus N-Alkyl-1,3-diaminopropandioleat besteht, wobei die Zahl der C-Atome des Alkylrestes der der Talgfettsäure (Talgalkyl) entspricht.
6. Reaktionsschmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Schwermetallionen, vorzugsweise Eisen- und/oder Zinkionen, enthält.
7. Reaktionsschmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure und/oder Alkohol der organischen Schmiermittelkomponente b) 8 bis 24 C-Atome aufweist.
8. Reaktionsschmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es als Inhibitor d) ein Salz von Triäthanolamin, mit vorzugsweise Octan- und/oder Stearinsäure enthält.
9. Reaktionsschmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es einen pH-Wert von 2,4 bis 3,4, vorzugsweise von 2,8 bis 3,1 aufweist.
10. Reaktionsschmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxazolinwachs der Komponente c) die Formel
Figure imgb0009
aufweist, worin Ri, R2 und R3 gleich oder verschieden sind und Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 36 C-Atomen darstellen, die auch Alkohol-, Carboxyl- und/oder Estergruppen aufweisen können, R2 jedoch auch Wasserstoff sein kann.
11. Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung unter Anwendung des Reaktionsschmiermittels nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsschmiermittel mit einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und 93°C, vorzugsweise zwischen 49 und 71 °C, aufbringt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einwirkungszeit des Reaktionsschmiermittels auf 1 bis 20 Minuten einstellt.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsschmiermittel bei einer Temperatur im Bereich von Umgebungstemperatur bis 177 °C, vorzugsweise von 121 bis 17rC, auftrocknet
EP80200737A 1979-08-07 1980-08-02 Reaktionsschmiermittel und Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung Expired EP0024062B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT80200737T ATE5325T1 (de) 1979-08-07 1980-08-02 Reaktionsschmiermittel und verfahren zur vorbereitung von metallen fuer die kaltverformung.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6465279A 1979-08-07 1979-08-07
US64652 1979-08-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0024062A1 EP0024062A1 (de) 1981-02-18
EP0024062B1 true EP0024062B1 (de) 1983-11-16

Family

ID=22057389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP80200737A Expired EP0024062B1 (de) 1979-08-07 1980-08-02 Reaktionsschmiermittel und Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP0024062B1 (de)
JP (1) JPS5635776A (de)
KR (1) KR840000653B1 (de)
AT (1) ATE5325T1 (de)
AU (1) AU525412B2 (de)
BR (1) BR8004950A (de)
CA (1) CA1149370A (de)
DE (1) DE3065613D1 (de)
ES (1) ES494475A0 (de)
IT (1) IT1132534B (de)
PH (1) PH15753A (de)
PT (1) PT71658B (de)
ZA (1) ZA804454B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014212654A1 (de) * 2014-06-30 2015-12-31 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Reinigungs- und Passivierungslösung für Seltenerddauermagnete
US11104823B2 (en) 2015-04-15 2021-08-31 Henkel Ag & Co. Kgaa Thin corrosion protective coatings incorporating polyamidoamine polymers

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA826268B (en) * 1981-09-21 1983-07-27 Amchem Prod Process for the treatment of welding wire
US5178786A (en) * 1989-08-04 1993-01-12 The Lubrizol Corporation Corrosion-inhibiting compositions and functional fluids containing same
JPH07112827B2 (ja) * 1990-03-30 1995-12-06 株式会社小松製作所 閉回路油圧トランスミッションの油圧回路
DE4315271A1 (de) * 1993-05-07 1994-11-10 Laporte Gmbh Schmiermittelzusammensetzungen
JP4054539B2 (ja) * 2001-03-07 2008-02-27 日本パーカライジング株式会社 傾斜型2層潤滑皮膜を有する塑性加工用金属材料の製造方法
KR100973888B1 (ko) * 2007-12-27 2010-08-03 주식회사 포스코 결속흠 방지를 위한 윤활 방청제 조성물

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1210296B (de) * 1958-04-24 1966-02-03 Heintz Mfg Company Mittel und Verfahren zur Behandlung von Metallen fuer die Kaltverformung
GB1204869A (en) * 1967-12-08 1970-09-09 Foseco Trading Ag Lubricants for cold-working metals
US3932287A (en) * 1971-01-19 1976-01-13 Oxy Metal Industries Corporation Reactive cold forming lubricant
GB1421386A (en) * 1973-09-19 1976-01-14 Pyrene Chemical Services Ltd Coating compostions

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014212654A1 (de) * 2014-06-30 2015-12-31 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Reinigungs- und Passivierungslösung für Seltenerddauermagnete
DE102014212654B4 (de) 2014-06-30 2019-12-12 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Reinigungs- und Passivierungslösung für Seltenerddauermagnete, Verfahren und Verwendung
US11104823B2 (en) 2015-04-15 2021-08-31 Henkel Ag & Co. Kgaa Thin corrosion protective coatings incorporating polyamidoamine polymers

Also Published As

Publication number Publication date
BR8004950A (pt) 1981-02-17
DE3065613D1 (en) 1983-12-22
ES8106562A1 (es) 1981-07-16
ATE5325T1 (de) 1983-12-15
PT71658B (en) 1981-06-11
ES494475A0 (es) 1981-07-16
AU525412B2 (en) 1982-11-04
IT8024021A0 (it) 1980-08-06
IT1132534B (it) 1986-07-02
KR840000653B1 (ko) 1984-05-09
CA1149370A (en) 1983-07-05
JPS5635776A (en) 1981-04-08
PT71658A (en) 1980-09-01
AU6048380A (en) 1981-02-12
KR830003596A (ko) 1983-06-21
EP0024062A1 (de) 1981-02-18
ZA804454B (en) 1982-01-27
PH15753A (en) 1983-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2852099A1 (de) Korrosionsinhibitormassen
DE2549402C3 (de) Schmiermittel für die Bearbeitung von Aluminium
EP1567623A2 (de) Schmierstoffbeschichtetes metallblech mit verbesserten umformeigenschaften
DD151185A5 (de) Nicht auf erdoel basierende metallkorrosionsschutzzusammensetzung
EP0024062B1 (de) Reaktionsschmiermittel und Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung
EP0025236B1 (de) Reaktionsschmiermittel und Verfahren zur Vorbereitung von Metallen für die Kaltverformung
DE2229016B2 (de) Schmiermittelzusammensetzung
DE2907863C2 (de) Metallbearbeitungsemulsion
EP0270836A1 (de) Verfahren zum Ziehen von Draht
DE2604710A1 (de) Schmiermittel fuer die metallbearbeitung
DE1919304B2 (de)
US4289546A (en) Aqueous acidic lubricant composition and method for coating metals
DE2718364C3 (de) Verfahren zum Korrosionsschutz von Eisen und Stahl durch Phosphatieren und Nachbehandlung mit einem Rostschutzöl
DE1049191B (de) Verfahren zur Herstellung von Grenzschichten aus organischen Stoffen auf Metallen, insbesondere Eisen
EP0231524B1 (de) Verwendung von Alkylbenzoylacrylsäuren als Korrosionsinhibitoren
WO2001042532A2 (de) METALLBEHANDLUNGSFLÜSSIGKEIT FÜR DEN NEUTRALEN pH-BEREICH
DE2241169A1 (de) Schmiermittel
DE2102295C3 (de) Schmiermittel für die spanlose Kaltverformung
DE1644892B1 (de) Schmiermittel
DE1210296B (de) Mittel und Verfahren zur Behandlung von Metallen fuer die Kaltverformung
DE102018120137A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines phosphatierten, mit einem Korrosionsschutzmittel belegten metallischen Körpers, insbesondere eines Drahts
DE1594415C (de) Gleitmittel für die Metallbearbeitung
DE1594502A1 (de) Schmiermittel
DE1805706C3 (de) Bactericider und/oder fungicider Zusatzstoff für Wasser/Öl-Emulsionen
AT236019B (de) Schmiermittel für das Walzen von Nichteisenmetallen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE FR LI SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19810606

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SOCIETE CONTINENTALE PARKER

Owner name: METALLGESELLSCHAFT AG

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE FR LI SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 5325

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19831215

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 3065613

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19831222

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PUE

Owner name: HENKEL CORPORATION

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19900725

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19900726

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19900822

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19900828

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 19901024

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19901213

Year of fee payment: 11

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Effective date: 19910802

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19910803

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Effective date: 19910831

Ref country code: CH

Effective date: 19910831

Ref country code: BE

Effective date: 19910831

BERE Be: lapsed

Owner name: HENKEL CORP.

Effective date: 19910831

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19920430

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19920501

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 80200737.7

Effective date: 19920306