AT209465B

AT209465B - Schmiermittel zur Metallverarbeitung

Info

Publication number: AT209465B
Application number: AT282759A
Authority: AT
Original assignee: Bataafsche Petroleum
Priority date: 1958-04-16
Filing date: 1959-04-14
Publication date: 1960-06-10

Description


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  Schmiermittel zur Metallverarbeitung 
Die Erfindung bezieht sich auf Schmiermittel für Metallverarbeitung zum Gebrauch in verschiedenen   industriellen Metallverarbeitungsverfahren. Insbesondere   bezieht sich die Erfindung auf Mineralölgemische, die zum Schneiden (bzw. Schleifen, Bohren usw. ) von Metallen verwendbar sind. 



   Beim Schmieren von Metallen unter den eben erwähnten Verarbeitungsbedingungen ergeben sich weitreichende Probleme, da dabei verschiedene Faktoren, wie hoher Druck, Anwesenheit von Fremdkörpern, oder Verunreinigungen usw., eine Rolle spielen. Um unter diesen ungünstigen Bedingungen gute Schmiereigenschaften aufzuweisen, muss das Schmiermittel sowohl extremen Druckbedingungen standhalten, als auch als Kühlmittel und Metallschutzmittel wirken können. 



   Es ist festgestellt worden, dass Schwefel einer der besten Wirkstoffe zum Hervorrufen besonderer Druckfestigkeit bei Mineralölgemischen, wie sie in Metallverarbeitungsverfahren gebraucht werden, ist. 



  Wegen der Unlöslichkeit des Schwefels in Mineralölen sind jedoch verschiedene Überlegungen notwendig gewesen, um den Schwefel stabil in Mineralöl zu dispergieren oder darin aufzulösen. Schwefel wird   z. B.   in Mineralöl aufgenommen, wenn man das   Mineralöl bei erhöhten Temperaturen von 2320C   oder höher schwefelt und den Schwefel so chemisch mit dem Öl verbindet. Der Schwefel kann auch in kolloidale Teilchen von 1 bis   2/l zermahlen   werden, oder es kann der Schwefel zur Extraktion des   öllöslichen   Anteils mit einem Lösungsmittel, wie Schwefelkohlenstoff, behandelt werden.

   So wird in der USAPatentschrift Nr. 2, 159, 908 vorgeschlagen, den Schwefel unter Erhitzen in einem Lösungsmittel zu lösen und denjenigen Anteil zu verwenden, der sich nach dem Wiederabkühlen des Lösungsmittels ausscheidet ; in der deutschen Patentschrift Nr. 709429 wird vorgeschlagen, den Schwefel zu schmelzen, plötzlich abzukühlen, danach zu zermahlen und schliesslich mit einem Lösungsmittel auszuziehen. Alle diese Verfahren bringen Nachteile mit sich, da die günstige Wirkung des Schwefels auf die Druckbeständigkeit des Öls vermindert wird, wenn sich der Schwefel chemisch mit dem Öl verbindet. Das Zermahlen und die Behandlung des Schwefels mit Lösungsmittel sind kostspielig und liefern schlechte Ausbeuten an öllöslichem Schwefel. 



   Überraschenderweise ist nun festgestellt worden, dass auf billige und wirksame Weise öllöslicher 
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 einer Hitzebehandlung unterzieht, bis weniger als 3   Gel.-%,   vorzugsweise weniger als 1   Gew. -t1jo   des Schwefels im nichtkristallinen Zustand vorliegen und in Schwefelkohlenstoff unlöslich sind, der Hauptanteil jedoch in kristallinem Zustand, vorwiegend in der monoklinen Form, anwesend ist. Auf diese Weise durch Hitzeeinwirkung vorbehandelter Schwefel ist bis zu einem Ausmass von etwa 1 bis etwa 5   Gew.-%   in Öl löslich und behält auch unter extremen Druckbedingungen höchste Wirksamkeit auf Mineralölemische, selbst wenn diese unter ungünstigen Metallverarbeitungsbedingungen zur Anwendung kommen. 



   Hitzebehandelter Schwefel ist in Mineralöl selbst bei Zimmertemperatur löslich und das damit versetzte Mineralölgemisch ist ohne Anzeichen irgendeiner Trennung oder Abscheidung mehr als drei Monate lang lagerfähig. 



   Amorpher Schwefel, der sogar bei einer Temperatur von 104 C ölunlöslich ist, wurde beispielsweise 24 Stunden lang auf Temperaturen zwischen 93 und 1040C erhitzt. Bei der Prüfung des hitzebehandelten Schwefels (X) wurde festgestellt, dass er hauptsächlich in kristalliner Form vorlag und bei Zimmertem- 

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 peratur vollständig in Mineralöl löslich war. 



   Durch die Dispergierung von 0, 25 bis 5,0   Gew.-lo des erfindungsgemässen   hitzebehandelten Schwefels in Mineralöl mit einer Viskosität von 50 bis 800 SUS (Sekunden-Saybolt-Universal) bei 380 C wurden ausgezeichnete, unter extremen Drucken wirksame Metallschmiermittel, wie Schleif-und Bohrflüssigkeiten, erhalten. Es können weitere Verbesserungen erzielt werden, wenn man solchen Gemischen kleine   Anteile, z. B.   von 1 bis 10   Gew.-%,   aus jeder der unten aufgeführten spezifischen Klassen von öligen Wirkstoffen, nämlich gewisse öllösliche Fettsäuren aus der Gruppe A und bzw. oder gewisse öllösliche geschwefelte Olefine und halogenierte Wachse aus der Gruppe B oder Gemische daraus,   beifügt.   



   Die die   öligen Eigenschaften   des Schmiermittels verbessernden Wirkstoffe aus der Gruppe A umfassen gesättigte und ungesättigte Fettsäuren mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen und Gemische daraus. Fettsäuren dieses Typus sind Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Ricinolsäure, Linolsäure, dimerisierte Linolsäure und nicht destillierte und destillierte Fettsäuren aus tierischen Fetten und Ölen, wie Talg, oder pflanzliche Öle, wie Fettsäuren aus Baumwollsamen, Sojabohnen, Kokosnuss, Palmöl, Maisöl und Gemische davon. 



   Ein Wirkstoff aus der Gruppe B umfasst (1) mittels freien Schwefels oder einem Halogenid, wie    S Cl,   geschwefelte Olefine,   u. zw.   Olefine, die   6 - 30   Kohlenstoffatome besitzen, beispielsweise Propylen- 
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   oderschwefelte Olefine (insbesondere Wachsolefine von C bis C) mit einem Schwefelgehalt von 12 bis 45 Gew.-% sind bevorzugt. 10 18  
Ein anderer Wirkstoff aus der Gruppe B umfasst (2) halogenierte Wachse, wie halogenierte Paraffinwachse, vorzugsweise chlorierte Paraffinwachs mit einem Chlorgehalt von 25 bis 60 Gew.-%. Chlorierte Paraffinwachse mit einem Chlorgehalt von 40 bis 50 Gew.-% werden bevorzugt. 



   Gemische der Zusätze   (1)   und (2) der Gruppe B können in den erfindungsgemäss zusammengestellten Gemischen verwendet werden. Die Grundöle, denen die erfindungsgemässen Zusätze beigefügt werden, können aus einer Vielzahl von natürlichen und synthetischen Kohlenwasserstoffölen mit einem Viskositätsbereich von 50 SUS bei   380C   bis 250 SUS bei 990 C, vorzugsweise von 100 bis 600 SUS bei 38oC, ausgewählt werden. 



   Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der erfindungsgemässen Schmiermittelgemische. Das bei diesen Beispielen verwendete Mineralöl war ein durch Phenolextraktion erhaltenes Raffinat. Die angegebenen Prozente bedeuten Gewichtsprozente. 



   Beispiel 1 : 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Öllöslicher <SEP> hitzebehandelter <SEP> Schwefel
<tb> g, <SEP> wie <SEP> oben <SEP> angegeben <SEP> hergestellt) <SEP> 1%
<tb> Mineralöl <SEP> (100 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 380 <SEP> C) <SEP> 99 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
 Beispiel : 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Öllöslicher <SEP> hitzebehandelter <SEP> Schwefel <SEP> (X) <SEP> 1%
<tb> Chloriertes <SEP> Paraffinwachs <SEP> (50 <SEP> % <SEP> Cl) <SEP> l <SEP> 
<tb> Tierische <SEP> Fettsäuren <SEP> (Talg) <SEP> 10 <SEP> % <SEP> 
<tb> Mineralöl <SEP> (100 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 380 <SEP> C) <SEP> 88 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
   Beispiel 3 :

      
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> Öllöslicher <SEP> hitzebehandelter <SEP> Schwefel <SEP> (X) <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 
<tb> Geschwefeltes <SEP> Olefin <SEP> (42, <SEP> 5 <SEP> % <SEP> S) <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 0/0 <SEP> 
<tb> Chloriertes <SEP> Paraffinwachs <SEP> (50 <SEP> % <SEP> Cl) <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 0/0 <SEP> 
<tb> Tierische <SEP> Fettsäuren <SEP> (Talg) <SEP> 10 <SEP> % <SEP> 
<tb> Mineralöl <SEP> (100 <SEP> SUS <SEP> bei <SEP> 38  <SEP> C) <SEP> 84, <SEP> 50/0.
<tb> 
 



     Die erfindungsgemäss   zusammengestellten Gemische wurden an einer Revolverdrehbank beim Schneiden, Bohren und Gewindeschneiden von rostfreiem Stahl (Schrauben, Dübel usw. ) geprüft und mit Gütegraden von 1 (schlecht) bis 10 (ausgezeichnet) bezeichnet. Das Gemisch gemäss Beispiel 1 ergab einen Gütegrad von 8, während die Gemische der Beispiele 2 und 3 Gütegrade von 9 bis 10 erhielten. Wenn dagegen der in den Beispielen verwendete hitzebehandelte Schwefel im wesentlichen durch amorphen Schwefel ersetzt wurde, so ergaben sich unbeständige Gemische, eine Abscheidung trat ein und es wurden 

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Gütergrade von nur 3 bis 4 erreicht.

   Wenn der amorphe Schwefel bei 1210C bis zu einer Aufnahme von etwa l % Schwefelgehalt mit Mineralöl zur Reaktion gebracht,   d. h.   ein geschwefeltes Mineralöl hergestellt wurde, so ergab sich ein Gütegrad von 4. Mineralöl ohne irgendwelche Zusätze ergab Gütegrad 1. 



    PATENTANSPRÜCHE :   
1. Schmiermittel zur Metallverarbeitung, bestehend aus einem Hauptanteil eines Kohlenwasserstoffschmieröles und einem geringeren Anteil an elementarem Schwefel, der zur Verbesserung seiner   rollos-   lichkeit vorbehandelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwefelanteil durch Erhitzen bis unterhalb seines Schmelzpunktes vorbehandelt ist, und dass weniger als 3 % des Schwefelanteils in Schwefelkohlen- stoff unlöslich sind.

Claims

2. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hitzebehandelte Schwefel we- niger als 1 Gew. -0/0 Schwefel enthält, der in Schwefelkohlenstoff unlöslich ist.

3. Schmiermittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwefel durch Erhitzen auf 93 - 1100C vorbehandelt ist.

4. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der hitzebehandelte Schwefel in einer Menge von 0, 25 bis 5 Gew.-o, bezogen auf das Gesamtgemisch, anwesend ist.

5. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenwasserstoffschmieröl ein Mineralöl ist.

6. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem ein kleiner Anteil einer gesättigten oder ungesättigten Säure mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen oder ein Gemisch solcher Säuren zugegen ist.

7. Schmiermittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Gemisch von Fettsäuren mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen Fettsäuren aus Talg anwesendsind.

8. Schmiermittel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gesättigte oder ungesättigte Fettsäure mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen oder das Gemisch derartiger Säuren in einer Menge von 1 bis 10 Grew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch, vorliegt.

9. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem ein kleiner Anteil eines geschwefelten Produktes aus einem Olefin mit mindestens 6 - 30 Kohlenstoffatomen zugegen ist.

10. Schmiermittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das geschwefelte Olefinprodukt einen Schwefelgehalt von 12 bis 45 Grew.-% besitzt.

11. Schmiermittel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das geschwefelte Olefinprodukt in einer Menge von 1 bis 10 Gew. -0/0, bezogen auf das Gesamtgemisch, anwesend ist.

12. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem ein kleiner Anteil eines halogenierten Wachses anwesend ist.

13. Schmiermittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das halogenierte Wachs ein chloriertes Paraffinwachs mit einem Chlorgehalt von 25 bis 60 Gel.-10 ist.

14. Schmiermittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das halogenierte Wachs ein chloriertes Paraffinwachs mit einem Chlorgehalt von 40 bis 50 Gew. -0/0 ist.

15. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das halogenierte Wachs in einer Menge von 1 bis 10 Grew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch, anwesend ist.