AT246892B

AT246892B - Schneidöl

Info

Publication number: AT246892B
Application number: AT257964A
Authority: AT
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1963-03-26
Filing date: 1964-03-24
Publication date: 1966-05-10

Description


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  Schneidöl 
Die Erfindung bezieht sich auf Schneidöle auf Basis eines mineralischen Öls, welche freien Schwefel enthalten. Solche Schneidöle können in der Metallindustrie zum Schneiden und Schleifen verwendet werden. 



   Schneidöle werden hauptsächlich im Hinblick auf ihre schmierende und kühlende Wirkung angewendet. So sind bei langer Werkzeuglebensdauer hohe   Bohr-und Schneidgeschwindigkeiten moglich   und gute Ergebnisse erzielbar. Die schmierende Wirkung dieser Öle kann durch Anwendung von Öl-Zusatzstoffen, welche oft gleichzeitig Schutz gegen Korrosion bieten, noch beträchtlich gesteigert werden. Ein Zusatzmittel, das häufig   zuSchneidolen   zugesetzt wird, ist   sulfuriertesSpermoI,   das durch Erhitzen von   Sperm81   mit Schwefel erhalten wird. Öle mit   organischenChlorverbindungen   und Öle mit darin gelöstem elementarem Schwefel sind ebenfalls bekannt. Aus der brit.

   Patentschrift Nr. 816, 267 sind bereits   lösliche     Ol-   
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 Form einer wässerigen Emulsion verwendet, da sie auch eine kühlende Wirkung ausüben sollen. 



   Die Erfindung bezieht sich auf Schneidöle, welche insbesondere für das Schneiden von Gewinden geeignet sind, und welche an sich nicht in Form einer wässerigen Emulsion verwendet werden. Sie können sogar in Form einer halbfesten oder pastenartigen Masse vorliegen. Es ist nun gefunden worden, dass vor-   zügliche   Schneidöle hergestellt werden könnten, indem man zu einem aktiven Mineralöl   (d. h.   einem 
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 dung zusetzt. Schneidöle von überlegener Qualität werden durch gleichzeitiges Auflösen der beiden erwähnten Zusatzstoffe in dem schwefelhaltigen Mineralöl erhalten. 



   Die Erfindung bezieht sich also auf ein Schneid öl, bestehend aus Mineralöl, das freien Schwefel und ein Salz eines mehrwertigen Metalls und eines Esters von Dithiophosphorsäure oder freien Schwefel, das genannte Metallsalz und einen chlorierten Kohlenwasserstoff enthält. 



   Schneidöle nach der Erfindung, welche das Metallsalz und den chlorierten Kohlenwasserstoff enthal- 
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 aktiven Schneidöle,öle, welche keinen freien Schwefel enthalten. Verglichen mit im Handel erhältlichen aktiven Schneid- ölen, also Schneidöle, die auch freien Schwefel enthalten, haben die Gemische gemäss der Erfindung, die ebenfalls freien Schwefel enthalten, in bezug auf die Werkzeuglebensdauer sowie Oberfläche und Aussehen des   Metallwerkstückes   überlegene Eigenschaften. 



   Das verwendete Metallsalz ist vorzugsweise ein Salz eines Esters von Dithiophosphorsäure mit der allgemeinen Formel 
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 in welcher R1 und R2 Kohlenwasserstoffreste darstellen. Diese Verbindungen sind bisher als Zusatzstoffe in Schmierölen für Verbrennungskraftmaschinen und für Zahnradgehäuse verwendet worden. 



   In der vorstehenden Formel stellen    R1   und R2, die übereinstimmen können, vorzugsweise geradkettige oder verzweigkettige aliphatische Kohlenwasserstoffreste oder cyclische aliphatische Gruppen dar. Besonders geeignet für die Verwendung als Metallsalze sind die gemischten Ester von Dithiophosphorsäure mit aliphatischen Alkoholen mit 2 - 18 Kohlenstoffatomen. 



   Das Salz des mehrwertigen Metalls ist vorzugsweise ein Salz eines zweiwertigen Metalls. Sehr geeignet sind die Zinksalze, z. B. das Zinksalz vonPropyläthyldithiophosphorsäure, Butylamyldithiophosphorsäure oder Didodecyldithiophosphorsäure. 



   Der chlorierte Kohlenwasserstoff ist vorzugsweise ein Chlorderivat eines aliphatischen   Kohienwasser-   stoffes, insbesondere von aliphatischen Chlorkohlenwasserstoffen mit einem Chlorgehalt von 25 bis 75   Gew.-o. Sehr   geeignet sind z. B. die chlorierten Paraffine, die durch Chlorieren von bei der Ölraffination gewonnenem Paraffinwachs erhalten werden. Vorzugsweise wird ein chloriertes Paraffin mit 22 - 24 Kohlenstoffatomen und einem Chlorgehalt von 35 bis 60   Gew. -'%   verwendet. 



   Wenn das Ziel darin besteht, ein aktives Öl herzustellen, kann der elementare Schwefel in dem Öl in einfacher Weise gelöst werden, indem man das Öl mit   Schwefelblüte   auf etwa 1200C oder mit kristallinem Schwefel auf etwa   800C   erhitzt. 



   Die Konzentration, in welcher die Zusatzstoffe in den Schneidölen gemäss der Erfindung vorliegen, kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. 



   Das Metallsalz wird vorzugsweise in einer Konzentration angewendet, bei welcher der Phosphorge- 
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Die chlorierten Kohlenwasserstoffe werden vorzugsweise in Konzentrationen angewendet, bei welchen der Chlorgehalt des Öls   0,     1-20 Gew. o   oder mehr beträgt, insbesondere bei Chlorgehalten von 0,5 bis 10   Gew.-lo.   



   Für den elementaren Schwefel wird die obere Grenze der anwendbaren Konzentration durch die Löslichkeit des Schwefels im Öl bestimmt. Demnach beträgt sie in der Regel 1-1, 5   Gew.-,   bei Verwen-   dung vonkristallinemSchwefel 2 Gew.-   oder mehr. Schon eine so geringeMenge wie 0,1   Gew.- freier   Schwefel hat eine beträchtliche Wirkung auf die Eigenschaften der erhaltenen Schneidöle. Vorzugsweise werden 0, 3-0, 8   Gel. do   Schwefel verwendet. 
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 bis 0,8   Gew.-lo.   



   Anstatt die Metallsalze als solche in dem Öl zu lösen, können auch Konzentrate derselben bei der Herstellung der Schneidöle verwendet werden. Beispielsweise werden im Handel erhältliche Konzentrate in Öl verwendet, welche   5-30 Gew.- o Schwefel   enthalten. 



   Beispiele aktiver Schneidöle sind Öle, die durch Zusetzen von 5   Gew.- eines   Konzentrats von Dipropyläthyldithiophosphat,   welches 5 Gew.- 0l und einen Zinkgehalt   von 10,5   Gew.- o,   einen Phosphorgehalt von 10,0   Gew.-o und   einen Schwefelgehalt von 20,5 Gew.-% aufweist, und durch Zusetzen von 0,5   Gew.- o   elementarem Schwefel zu einem mineralischen Basisöl erhalten worden sind. Ein Schneidöl von überlegener Qualität wird durch Zusetzen von 2,5 bis 5 Gew.-% des vorstehend erwähnten Konzentrates von Zinkpropylhexyldithiophosphat, 5   Gel. do   von chloriertem Paraffinwachs mit einem Chlorgehalt von 42   Gel. do   und 0,5   Gew.-o Schwefel   zu dem Basisöl erhalten. 



   Als Basisöl für das Schneidöl gemäss der Erfindung können die bekannten Typen von Mineralöl angewendet werden,   z. B.   raffinierte, paraffinische oder naphthenische Öle und Öle mit hohem, mittlerem oder niedrigem Viskositätsindex. Da Öle mit niedrigem und mittlerem Viskositätsindex billiger sind als Öle mit hohem Viskositätsindex, werden in der Regel die erstgenannten verwendet. Beispiele für diese Öle sind paraffinische und naphthenische Öle mit einem Viskositätsindex von 0 bis 80. Beispielsweise wird ein raffiniertes, paraffinisches Öl mit einem Viskositätsindex von 60 und einer Viskosität von 9 cSt bei   600C   angewendet. 



   Auch mineralische Öle, die einen   geringen Prozentsatz, z. B. 1-10 Gew.- ,   fettes Öl enthalten, sind für die Verwendung als Basisöl geeignet. 



   Für spezielle Anwendungsfälle, z. B. wenn das Schneidöl ausreichen muss, um das Schneidwerkzeug vor der Anwendung mit dem Schneidöl einzufetten, ist es vorteilhaft, ein Schneidöl zu veiwenden, das in der Form einer halbfesten oder pastenartigen Masse vorliegt. Zu diesem Zweck wird das Öl verdickt, z. B. durch Zusetzen eines polyolefinischen, mikrokristallinen Paraffinwachses. Die folgende Zusammensetzung ist für Anwendungen dieser Art sehr geeignet. 

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   49,5 Gew.-% mit Lösungsmittel gereinigtes, paraffinisches Öl mit einem Viskositätsindex von 95 und einer Viskosität von 40 eSt bei   60 oc ;  
10 Gew.-% mikrokristallines Paraffinwachs mit einem Schmelzbereich von 60 bis   66 C ;  
5 Gew.-% Zinkbutylamyldithiophosphat; 
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 -'10 clüoriertes, aromatenfreies Leuchtöl mit einem Chlorgeha1tDiese basischen und   superbasischen,   öllöslichen Salze werden vorzugsweise in einer Menge von 0 bis 5 Gew.-% angewendet, Bekanntlich deutet die Bezeichnung "basisch" an, dass die verwendete Menge des Neutralisationsmittels, z. B. Oxyd, Hydroxyd oder Carbonat, grösser ist als die Menge, die stöchiometrisch 
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 - 1 000goin den Schmierölen gemäss der Erfindung ebenfalls gelöst werden. 



   B e i s p i e l 1: Öle gemäss der Erfindung wurden beim Schneiden von Gewinden in Flansche aus kohlenstoffarmem Stahl Nr. 37 geprüft. Der Kohlenstoffgehalt des Stahls betrug 0,1 Gew.-%, seine Härte 70 Rockwell B (125   Brinell).   Die Schneidmesser waren aus legiertem Stahl mit einem Wolframgehalt von 18 Gew.-%. Das geschnittene Gewinde war ein 2" Normgewinde entsprechend British Standard Pipe- - thread (B. S. P.   T.).   



   Für jedes Öl wurde die Zahl der Flansche bestimmt, in welche durch ein einziges Werkzeug ein Gewinde geschnitten werden konnte, ohne dass das Gewinde irgendwelche Fehler zeigte. Die Resultate wurden mit den unter Verwendung von im Handel erhältlichem aktivem Öl erhaltenen verglichen, welches   0l 15 Gew.- o sulfuriertesSpermö,   0,5 Gew.-% Ölsäure und 0,5 Gew.-% freien Schwefel enthielt (Öl A), und mit Ölen, welche nur chloriertes Paraffin (Öl B) oder nur elementaren Schwefel (Öl C) oder beide (Öl D) enthielten. 
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 von 9 cSt bei 60 C. 



   Die Resultate der Versuche sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt. 



   Tabelle : 
 EMI3.4 
 
<tb> 
<tb> Schneidöl <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> Öl <SEP> Gew.-% <SEP> 84 <SEP> 195 <SEP> 99, <SEP> 5 <SEP> 94, <SEP> 5 <SEP> 90 <SEP> 94,5 <SEP> 93, <SEP> 5 <SEP> 92 <SEP> 89,5
<tb> Sulfuriertes
<tb> Spermöl <SEP> Gewet <SEP> 15, <SEP> 0
<tb> Ölsäure <SEP> Gew.-% <SEP> 0, <SEP> 5
<tb> Metallsalzkonzentrat, <SEP> *
<tb> enthaltend <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP> Öl <SEP> Gew.-% <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 5,0 <SEP> 1,0 <SEP> 2,5 <SEP> 5,0
<tb> Chloriertes <SEP> Paraffinwachs,
<tb> enthaltend <SEP> 42 <SEP> Gel- <SEP> do <SEP> 
<tb> Chlor <SEP> Gel. <SEP> 5, <SEP> 0-5, <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 0-5, <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 5,0
<tb> Schwefel <SEP> Gel.

   <SEP> 0, <SEP> 5-0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 5-0, <SEP> 5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> Zahl <SEP> der <SEP> geschnittenen <SEP> Flansche <SEP> 9000 <SEP> 1170 <SEP> 2670 <SEP> 9070 <SEP> 9120 <SEP> 13080 <SEP> 12860 <SEP> 16830 <SEP> 17820
<tb> 
 
 EMI3.5 
 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 -'10bination des Metallsalzes und des chlorierten Kohlenwasserstoffes mit dem freien schwefelhaltigen Öl erzielt worden ist. 
 EMI4.2 
 
 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> :

   <SEP> Ein <SEP> Öl <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Erfindung, <SEP> welches <SEP> auch <SEP> ein <SEP> basisches <SEP> Kalziumalkylsalicylat <SEP> ent-01 <SEP> 87,5 <SEP> Gel. <SEP> zo <SEP> 
<tb> Metallsalzkonzentrat <SEP> 4,8 <SEP> Gel. <SEP> do <SEP> 
<tb> Chloriertes <SEP> Paraffinwachs
<tb> mit42 <SEP> Gew.- <SEP> o <SEP> CMor <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> Gew.-o <SEP> 
<tb> Schwefel <SEP> 0,5 <SEP> Gew. <SEP> Jlo <SEP> 
<tb> Alkylsalicylat <SEP> 2,4 <SEP> Gew. <SEP> do <SEP> 
<tb> Analyse <SEP> : <SEP> 
<tb> Aktiver <SEP> Schwefel <SEP> 0,49 <SEP> Gew.-o
<tb> Chlor <SEP> 1,9 <SEP> Gew.Phosphor <SEP> 0,44 <SEP> Gew.-o
<tb> Zink <SEP> 0,51 <SEP> Gel. <SEP> do <SEP> 
<tb> Kalzium <SEP> 0,12 <SEP> Gel. <SEP> do <SEP> 
<tb> 
 
Die Zahl der Flansche, die mit dem vorstehend angegebenen 01 geschnitten werden konnten, betrug 19240. 



   PATENTANSPRÜCHE- 
1. Schneidöl auf Basis eines mineralischen Öls, welches freien Schwefel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem mineralischen Öl besteht, welches ausser dem freien Schwefel ein Salz eines mehrwertigen Metalls und eines Esters von Dithiophosphorsäure sowie gegebenenfalls einen chlorierten Kohlenwasserstoff enthält. 
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Claims

gekennzeichnet, dassphosphorsäure ein gemischter Ester von aliphatischen Alkoholen mit 2-18 Kohlenstoffatomen ist.

4. Schneidöl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz ein Salz eines zweiwertigen Metalls ist.

5. SchneidölnachAAnspruch4, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz ein Zinksalz ist.

6. Schneidöl nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der chlorierte Kohlenwasserstoff ein Chlorderivat eines aliphatischen Kohlenwasserstoffes ist.

7. Schneidöl nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Chlorgehalt des Chlorderivates eines aliphatischen Kohlenwasserstoffes 25-75 Gew.-% beträgt.

8. Schneidöl nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der chlorierte Kohlenwasserstoff ein chloriertes Paraffinwachs ist.

9. Schneidöl nach einem der Anspruche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl das Metallsalz in einer Konzentration enthält, bei welcher der Phosphorgehalt des Öls 0,04 bis 2 Gew. -'10 beträgt.

10. Schneidöl nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphorgehalt des Öls 0, 1-0, 5 Gew.- betragt. <Desc/Clms Page number 5>

11. Schneidöl nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl den chlorierten Kohlenwasserstoff in einer Konzentration enthält, bei welcher der Chlorgehalt des EMI5.1 12. Schneidöl nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Chlorgehalt des Öls 0, 5-10 Gew.-lo beträgt.

13. Schneidöl nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl freien Schwefel in einer Konzentration von 0, 1 bis 2 Gew. J1/o enthält.

14. Schneidöl nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des freien Schwefels 0, 3 - 0, 8 Gew. J1/o beträgt. EMI5.2 dassneralöl ein paraffinisches oder ein naphthenisches Öl mit einem Viskositätsindex von 0 bis 80 ist.

16. Schneidöl nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl ein paraffinisches Öl mit einem Viskositätsindex von 60 und einer Viskosität von 9 cSt bei 600C ist.

17. Schneidöl nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl noch 1-10 Gew.- eines fetten Öls enthält.

18. Schneidöl nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl verdickt ist.

19. Schneidöl nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl durch mikrokristallines Paraffinwachs verdickt ist.

20. Schneidöl nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl noch basische und superbasische, öllösliche Salze enthält.

21. Schneidöl nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die basischen und super- EMI5.3 sind.

22. Schneidöl nach Anspruch 20 oder 21, d gekennzeichnet, dass das Mineralöl basische Erdalkalisalze von Alkylsalicylsäure mit Alkylgruppen mit 8-30 Kohlenstoffatomen enthält.

23. Schneidöl nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die basischen oder superbasischen öllöslichen Salze in einer Menge von 0 bis 5 Gew. J1/o vorliegen.