CA2437601C - Procede de laminage a froid de metaux utilisant un lubrifiant aqueux comprenant au moins un acide carboxylique, un ester phosphate et une cire - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de laminage à froid de métaux mettant en oeuvre un lubrifiant aqueux comprenant (1) au moins un mélange à base d'au moins un acide choisi parmi les acides mono- ou poly-carboxyliques, saturés ou non, comprenant 5 à 40 atomes de carbone; d'au moins un ester phosphate acide de formule (RO)¿x?-P(=O)(OH)¿x'?, formule dans laquelle R est un radical hydrocarboné, éventuellement polyalcoxylé, x et x' étant égaux à 1 ou 2, à la condition que la somme de x et x' soit égale à 3; l'acide carboxylique et/ou l'ester phosphate acide étant éventuellement neutralisé(s) par une base organique ou minérale; et (2) au moins une cire naturelle ou synthétique présentant un point de fusion supérieur ou égal à 50 ·C et présentant une taille moyenne de particules comprise entre 0,5-10 µm. La mise en oeuvre de ce lubrifiant permet d'augmenter la productivité du procédé d'au moins 15 % par rapport à un procédé mettant en oeuvre un lubrifiant classique.

Description

PROCEDE DE LAMINAGE A FROID DE METAUX UTILISANT UN
LUBRIFIANT AQUEUX COMPRENANT AU MOINS UN ACIDE
CARBOXYLIQUE, UN ESTER PHOSPHATE ET UNE CIRE
La présente invention a pour objet un procédé de laminage à froid de métaux mettant en jeu un lubrifiant aqueux comprenant un mélange à base d'au moins un acide carboxylique, d'au moins un ester phosphate et comprenant au moins une cire.
Lors des opérations de déformation de métaux, telles que le laminage à froid notamment, l'emploi de lubrifiants est nécessaire. En effet, ces opérations ont lieu à des vitesses, des pressions et des forces appliquées très importantes, ce qui a pour conséquence directe de créer un coefficient de frottement extrémement élevé.
De telles valeurs de coefficients de frottement limitent la productivité des machines car leur capacité maximale est rapidement atteinte.
II existe différents types de lubrifiants, tels que par exemple les huiles entières et les lubrifiants aqueux.
Dans le cas parkiculier des opérations de laminage à froid, l'utilisation des huiles entières est la plus répandue industriellement, méme si l'emploi de lubrifiants aqueux est cité dans la littérature. Cependant, l'usage de ces huiles entières est limité et elles ne permettent pas d'augmenter de manière significative la productivité du procédé. En effet, pour réduire l'épaisseur d'une tôle, par exemple, il est nécessaire de faire plusieurs passages sur le laminoir. Or, pour augmenter la productivité, il faudrait pouvoir limiter le nombre de passages sur le laminoir, ce qui sous-entend une augmentation du degré de réduction de l'épaisseur de la tôle, pour chaque passage. Pour atteindre un tel résultat, il faudrait augmenter les contraintes mécaniques. Mais cela se traduirait, entre autres, par une dégradation de l'état de surface de la tôle laminée (rayures), et/ou par un dépassement de la capacité de réduction maximale de l'outil.
L'emploi d'additifs dits "extrême pression" permet de retarder l'apparition de ces phénomènes. Ainsi, les propriëtés extrême-pression du lubrifiant permettent d'augmenter la déformation du métal (réduction de l'épaisseur) toùt en restant au-dessous de l'effort limite de réduction de la machine, en limitant les micro-soudures entre les aspérités des surfaces du métal et de l'outil.
II existe différents types d'additifs extrême-pression dont les domaines d'applications sont différents, dépendant entre autres des températures aux points de contact outil/métal à transformer. En effet, ces additifs à partir d'une certaine température libèrent un composé qui réagit avec la surface métallique pour créer une espèce qui protégera l'ensemble. Par contre, le domaine d'utilisation de l'additif en question sera limité par la température à laquelle se dégradera l'espèce qui s'est créée.
Ainsi, lorsque l'on utilise des composés chlorés à titre d'additif extrême-pression, une

2 couche de chlorure métallique se créée à la surface du métal par réaction du chlore libéré avec ladite surface à une température approprïée. Les autres additifs utilisés sont à base de soufre (esters soufrés, huiles soufrées) ou à base de phosphore (phosphate esters) ou leurs mélanges. Ils entraînent la formation de sulfure métallique ou de phosphate métallique.
Cependant, l'emploi de tels additifs n'apporte toujours pas une solution satisfaisante à (augmentation de la productivité.
Quant à l'utilisation de lubrifiant aqueux dans le laminage à froid, elle n'apporte pas d'avantage particulier, excepté celui de rendre plus efficace le refroidissement du métal et de l'outil. Par ailleurs, il est possible d'augmenter le taux de réduction de l'épaisseur de la tôle par passage, en ajoutant des additifs classiques extréme-pression.
Malheureusement, ces lubrifiants aqueux sont bien loin d'apporter une solution satisfaisante à l'augmentation de productivité souhaitée. De plus, on peut constater l'apparition d'un phénomène rédhibitoire dans le domaine, qui est une dégradation irréversible de la surface du métal (coloration, rugosité).
Ainsi, que l'on peut le constater, dans le cas du laminage à froid de métaux, il n'y a toujours pas de lubrifiants rendant possible la diminution du nombre de passages sur le laminoir et permettant d'augmenter la productivité de ce procédé, sans constater de dégradation substantielle de l'état de surface du métal laminé.
La présente invention a pour objet de proposer un procédé de laminage à froid de métaux ne présentant pas les inconvénients des procédés habituels. Ainsi, le procédé
selon l'invention permet de travailler dans des conditions très dures, représentatives des conditions de productivité importante, tout en préservant l'état de surface du métal déformé (coloration, brillance).
Ces buts et d'autres sont atteints par la présente invention qui a donc pour objet un procédé de laminage à froid de métaux mettant en oeuvre un lubrifiant aqueux comprenant (1 ) au moins un mélange à base d'au moins un acide choisi parmi les acïdes mono- ou poly-carboxyliques, saturés ou non, comprenant 5 à 40 atomes de carbone ; d'au moins un ester phosphate acide de formule (RO)~ P(=O)(OH)X., formule dans laquelle R est un radical hydrocarboné, éventuellement polyalcoxylé, x et x' étant égaux à 1 ou 2, à la condition que la somme de x et x' soit égale à 3 ;
l'acide carboxylique et/ou l'ester phosphate acide étant éventuellement neutralisés) par une base organique ou minérale ; et (2) au moins une cire naturelle ou synthétique présentant un point de fusion supérieur ou égal à 50°C et présentant une taille moyenne de particules comprise entre 0,5 - 10 Nm.
Sauf indication contraire, les mesures des tailles sont effectuées soit par diffraction laser, soit par diffusion de la lumière. Le choix de ces deux méthodes est fait sans difficulté par l'homme de l'art, en fonction de la taille des objets.

3 Par lubrifiant classique, on entend soit une huile entière comprenant un ou plusieurs additifs extrême-pression, ou bien un lubrifiant aqueux, comprenant lui aussi un ou plusieurs additifs extrême-pression. II est à noter que les additifs extrême pression classiques sont des composés comprenant du phosphore (comme par exemple des phosphates) ou du soufre (comme notamment des sulfonates).
De manière totalement surprenante, l'emploi d'un lubrifiant aqueux conforme à
l'invention permet d'améliorer de manière significative la productivité des opérations de laminage à froid. Ainsi, la mise en oeuvre de ce lubrifiant permet d'augmenter d'au moins 15 %, plus particulièrement d'au moins 20 %, et de manière très avantageuse d'au moins 30 %, le degré de réduction de l'épaisseur du métal laminé, par rapport au degré de réduction maximal accessible par un laminoir mettant en oeuvre un lubrifiant classique, que ce dernier soit une huile entière comprenant un ou plusieurs additifs extrême-pression, ou un lubrifiant aqueux comprenant un ou plusieurs additifs extrême-pression.
Par ailleurs, de tels résultats sont atteints tout en conservant un état de surface du métal laminé conforme aux exigences du métier, notamment au niveau de sa coloration, de la sa brillance.
Enfin, les lubrifiants mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention ne laissent pas de résidus solides sur le métal, après dégradation thermique une fois le laminage réalisé.
Mais d'autres avantages et caractéristiques apparaîtront plus clairement à la lecture de la description et des exemples qui vont suivre.
Ainsi que cela a été indiqué auparavant, le lubrifiant aqueux comprend au moins un mélange à base d'au moins un acide choisi parmi les acides mono- ou poly carboxyliques, saturés ou non, comprenant 5 à 40 atomes de carbone ; d'au moins un ester phosphate acide de formule (RO)X P(=O)(OH)X,, formule dans laquelle R
est un radical hydrocarboné, éventuellement polyalcoxylé, x et x' étant égaux à 1 ou 2, à la condition que la somme de x et x' soit égale à 3 ; l'acide carboxylique etlou l'ester phosphate acide étant éventuellement neutralisés) par une base organique ou minérale.
Notons que ie mélange (1 ) peut être une solution aqueuse ou une dispersion aqueuse. Le terme dispersion désigne une dispersion de vésicules, de gouttelettes ou encore de micelles dans un milieu aqueux.
Tout d'abord, l'acide carboxylique mis en oeuvre possède une ou plusieurs fonctions carboxyliques, au moins un radical comprenant 5 à 40 atomes de carbone, alkyle ou alcényle présentant une ou plusieurs insaturations éthyléniques (double liaison carbone-carbone), linéaire ou ramifié, éventuellement substitué par un ou plusieurs radicaux hydroxyles.

4 Selon un mode de rèalisation avantageux de l'invention, l'acide possède une ou plusieurs fonctions carboxyliques, un radical comprenant 7 à 30 atomes de carbone, éventuellement substitué par un ou plusieurs radicaux hydroxyles, et présentant éventuellement une ou plusieurs insaturations éthyléniques.
De préférence, ledit acide possède une fonction carboxylique, voire deux. Au cas où cette deuxième fonction serait présente, celle-ci peut se trouver en bout de chaîne ou non.
De préférence, l'acide carboxylique est un acide gras, saturé ou non, comprenant plus particulièrement une seule fonction carboxylique, ou un mélange de plusieurs acides gras.
Comme exemples d'acides gras saturés, on peut citer les acides caprdique, caprylique, caprique, laurique, myristique, stéarique, isostéarique, palmitique, béhénique, lignocérique.
Comme exemples d'acides gras insaturés, on peut citer les acides gras insaturés présentant une seule insaturation éthylénique tel que les acides lindérique, myristoléique, palmitoléique, oléique, érucique ; les acides gras insaturés présentant deux insaturations éthyléniques tels que l'acide linoléique ; les acides gras insaturés présentant trois insaturations éthyléniques tels que l'acide linolénique les acides gras insaturés porteurs de groupe hydroxyle tel que l'acide ricinoléique ainsi que leurs mélanges.
De préférence, on met en oeuvre les acides palmitique, béhénique, stéarique, isostéarique, palmitoléique, oléique, érucique, linoléique, linolénique, ricinoléique ou leurs mélanges. ' Pour ce qui a trait aux esters phosphates acides, ces derniers correspondent à
la formule suivante (RO)X P(=O)(OH)X., formule, dans laquelle R, identiques ou non, représentent un radical hydrocarboné, éventuellement polyalcoxylé, x et x' étant égaux à 1 ou 2, à la condition que la somme de x et x' soit égale à 3.
De préférence, l'ester phosphate acide correspond à la formule suivante [R(OA)y]x-P(=O)(OH)X~, formule dans laquelle R, identiques ou non, représentent un radical hydrocarboné comprenant 1 à 30 atomes de carbone, A identiques ou non représentent un radical alkylène linéaire ou ramifié comportant 2 à 4 atomes de carbone, y, qui est une valeur moyenne, est comprise entre 0 et 100, x et x' sont égaux à 1 ou 2, à la condition que x + x' = 3.
Plus particulièrement, R est un radical hydrocarboné contenant 1 à 30 atomes de carbone, aliphatique, cycloaliphatique, saturé ou insaturé, ou aromatique. De préférence, les radicaux R, identiques ou différents, sont des radicaux alkyles ou alcényles portant une ou plusieurs insaturations éthyléniques, linéaires ou ramifiés, contenant 8 à 26 atomes de carbone. A titre d'exemples de tels radicaux, on peut citer notamment les radicaux stéaryle, oléyle, linoléyle, et linolényle. En outre, les radicaux R, identiques ou non, peuvent être des radicaux aromatiques portant des substituants alkyle, arylalkyle, ou alkylaryle ; ces radicaux comprenant 6 à 30 atomes de carbone. A
titre d'exemples de tels radicaux, on peut citer entre autres les radicaux nonylphényle,

5 mono-, di- et tri-styrylphényle.
Plus particulièrement, les groupements OA, identiques ou non, correspondent à
un radical oxyéthyléné, oxypropyléné, oxybutyléné, ou leurs mélanges. De préférence, ledit groupement correspond à un radical oxyéthyléné et/ou oxypropyléné.
Quant à la valeur de y, moyenne, elle est comprise de préférence entre 0 et 30.
L'ester phosphate acide entrant dans la composition du mélange (1 ) peut être constitué d'une association de plusieurs d'entre eux.
En outre, l'acide carboxylique etlou l'ester phosphate acide peuvent se trouver sous une forme neutralisée par une base minérale ou organique.
II est à noter que les bases mises en oeuvre sont de préférence hydrosolubles.
Par, hydrosolubles, on entend des composés solubles en milieu aqueux, à
~0°C, à une concentration de 3 à 7% en poids.
Ainsi, à titre d'exemples non limitatifs de tels composés, on peut citer les hydroxydes, hydroxycarbonates, carbonates, bicarbonates, de métal alcalin, l'ammoniaque.
De préférence, les bases employées sont des bases organiques qui sont plus particulièrement choisies parmi les amines ou polyamines primaires, secondaires ou tertiaires, comprenant au moins un radical hydrocarboné présentant 1 à 40 atomes de carbone, linéaire, ramifié ou cyclique, éventuellement substitué par un ou plusieurs radicaux hydroxyles, et/ou un ou plusieurs groupements alcoxylés. Lesdits groupements alcoxylés, sont de préférence des motifs ëthoxylés. De plus, le nombre de motifs alcoxylés, s'ils sont présents est inférieur ou égal à 100.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, lorsque les amines présentent au moins deux fonctions amines, lesdites fonctions sont séparées deux à deux par un nombre d'atomes de carbone compris entre 2 et 5.
A titre d'amines convenables, on peut citer la monoéthanolamine, la diéthanolamine, l'éthylènediamine, l'aminoéthyléthanolamine, l'aminométhylpropanol-amine. Les amines grasses polyalcoxylées, peuvent aussi être mises en oeuvre en tant que base organique, comme par exemple, celles commercialisées par Rhodia Chimie sous la dénomination Rhodameen° CS20.
Avantageusement, au moins l'acide carboxylique est neutralisé par une base organique ; la quantité de cette dernière étant telle que le nombre total de moles de fonctions amines est au moins égal au nombre total de moles de fonctions acides carboxyliques, de préférence au moins deux fois plus grand.

6 Le mélange (1 ) peut éventuellement comprendre en outre au moins un tensioactif non ionique. L'emploi de ce type de composé peut être souhaité lorsque le mélange (1 ) se présente sous la forme d'une dispersion.
Parmi les tensioactifs convenables de ce type, on peut citer entre autres . les alkylphénols polyalcoxylés en particulier ceux dont le substituant alkyle est en . les mono-, di- ou tri-(alkylaryl) phénol polyalcoxylés, de préférence choisis parmi ceux dont le substituant alkyle est en C~-Cg ;
les alcools aliphatiques polyalcoxylés, plus particulièrement en C$-C~2 ;
. les triglycérides polyalcoxylés;
. les acides gras polyalcoxylës;
. les esters de sorbitan polyalcoxylés;
. les amides d'acides gras, de préférence en Cg-C2o, éventuellement polyalcoxylés.
Le nombre de motifs polyalcoxylés, s'ils sont présents, de ces tensioactifs non ioniques varie habituellement de 2 à 100. II est à noter que par motifs polyalcoxylés, on désigne les éthoxylés, propoxylés, ou leurs mélanges.
La teneur en tensioactif varie habituellement, dans le cas où il est présent, entre 1 et 30% en poids total du mélange (1 ).
Les teneurs dans le mélange (1 ), en acide carboxylique, ester phosphate acide, éventuellement en base, de préférence en base organique, et éventuellement en tensioactif non ionique, sont telles que l'extrait sec du milieu aqueux est d'au moins 10 % en poids. Plus précisément, l'extrait sec est compris entre 10 et 70 % en poids.
De préférence, l'extrait sec varie entre 10 et 40 % en poids.
De manière avantageuse, le pH du mélange (1 ) est compris entre 7 et 9. Cette gamme de pH peut entre autres être atteinte par l'ajout d'un agent tampon dans ledit mélange.
Selon une variante de l'invention, ledit mélange (1 ) est associé à au moins un métal sous forme d'un ion multivalent. Plus particulièrement, ledit métal peut se trouver sous la forme d'un ion divalent ou encore d'un ion trivalent. II n'est dé même pas exclu de mettre en oeuvre plusieurs métaux, à des degrés d'oxydation identiques ou non.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit métal est choisi parmi les colonnes IiA, VIII, IB, iIB, VIB, à l'exception du cobalt et du nickel.
Plus particuliérement, les métaux sont choisis parmi le calcium, le magnésium, le cuivre, le zinc, le fer, l'aluminium, le chrome, seuls ou en mélanges.
Dans le cas de cette variante, le mélange (1 ) associé au métal se présente plus précisément sous la forme d'une dispersion comprenant des cristallites lamellaires de longueur comprise entre 0,1 et 100 pm, de largeur comprise entre 0,5 et 30 pm et d'épaisseur comprise entre 5 et 200 nm.

7 Ces cristallites comprennent un empilement de phases organiques (O) et de solutions aqueuses (A) selon l'enchaînement Ol[A/O]n, n étant un nombre entier différent de 0 et tel que l'empilement présente une épaisseur de 5 à 200 nm.
Plus particulièrement, n est compris entre 1 et 20.
En ce qui concerne la taille des crïstallites, leur longueur est de manière avantageuse comprise entre 0,5 et 20 pm. La largeur des cristallites lamellaires est plus particulièrement comprise entre 0,5 et 10 pm. Enfin, l'épaisseur des cristallites lamellaires est de préférence comprise entre 10 et 100 nm. Les dimensions des cristallites lamellaires qui viennent d'être indiquées correspondent à des valeurs moyennes. En d'autres termes, il y a une distribution de tailles des cristallites lamellaires dont la moyenne se situe dans les gammes ci-dessus. Les mesures des dimensions des cristallites lamellaires sont réalisées par microscopie à
transmission électronique sur un échantillon vitrifié par cryogénie (Cryo-Met - voir O.
Aguerre-Chariot, M. Deruelle, T. Boukhnikachvili, M. In, N. Shahidzadeh «Cryo-MET sur échantillons vitrifiés : principes, applications aux émulsions et dispersions de tensioactifs»
Proceedings du Congrès Mondial de l'Emulsion, Bordeaux-France (1997)).
Dans le cadre de cette variante, les cristallites sont, de manière avantageuse, utilisées en présence d'au moins un tensioactif non ionique.
Les cristallites peuvent être obtenues en mettant en contact une solution ou une dispersion comprenant l'acide carboxylique, éventuellement neutralisé, l'ester phosphate acide, avec le métal se présentant sous une forme ionique et/ou métallique.
En ce qui concerne le métal, ce dernier peut indifféremment se trouver sous sa forme métallique ou sous la forme d'un cation multivalent. Ledit cation peut lui-même se trouver sous la forme d'un solide, d'une solution ou d'une dispersion.
Dans le cas où le métal est utilisé sous la forme d'une solution, de préférence aqueuse, on peut mettre en oeuvre par exemple des sels d'acides minéraux, comme halogénures, avec les chlorures par exemple ; les nitrates, de même que les sels d'acides organiques tels que le formiate, l'acétate, entre autres.
II est de même envisageable de mettre en oeuvre le métal sous une forme d'oxyde, d'hydroxyde, de carbonate, ou du métal lui-même.
De préférence, on effectue la mise en contact en présence d'au moins un composé ayant pour effet de tamponner le pH. Plus particulièrement, on choisit un ou plusieurs composés de telle sorte que le pH du milieu soit compris entre 7 et 9.
La mise en contact a lieu sous agitation. De préférence, on introduit le métal sous la forme choisie, dans le mélange (1 ), l'acide carboxylique étant, de préférence, neutralisé par une base organique.
L'opération a lieu avantageusement à une température inférieure à
100°C, et de préférence à une température comprise entre 20 et 60°C.

8 Le lubrifiant aqueux mis en oeuvre dans le procédé de laminage à froid selon l'invention comprend en outre au moins une cire naturelle ou synthétique, présentant un point de fusion supérieur ou égal à 50°C et présentant une taille moyenne de particules comprise entre 0,5 -10 pm.
La ou les cires se trouvent dispersées au sein du mélange (1 ), de manière homogène et stable.
Plus particulièrement les cires sont choisies parmi les cires naturelles du type des cires paraffiniques ou des cires synthétiques comprenant des fonctions esters et/ou amides.
De préférence, les cires mises en oeuvre sont celles comprenant des fonctions amides. Lesdites cires peuvent être obtenues par exemple, par réaction de condensation, et plus particulièrement par réaction d'une fonction ester ou acide avec une fonction amine. De préférence, ces cires présentent un degré de polymérisation d'au plus 10 et avantageusement d'au plus 3.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les cires précitées correspondent à la formule suivante : R'-CO- A -(CR"2)"- A - CO - R' ; formule dans laquelle R', identiques ou non, représentent un radical aliphatique, saturé ou comprenant une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone conjuguées ou non, comprenant 5 à 22 atomes de carbone ; R", identiques ou non, représentent un atome d'hydrogène, un radical alkyle comprenant 1 à 4 atomes de carbone ; n représente un nombre entier compris entre 2 et 12 ; A, identiques ou non, représentent -O-ou -NH-. II
est à noter que de préférence, les radicaux A sont de même nature.
A titre d'exemples de telles cires, on peut citer tout particulièrement les cires bis(amides), comme l'éthylène bis(alkylamide) ou l'éthylène bis(alcénylamide).
De préférence, la température de fusion des cires est supérieure ou égale à
80°C.
La teneur en cire dans le lubrifiant aqueux lors de son utilisation, est comprise entre 0,05 et 10 % en poids du lubrifiant, de préférence entre 0,05 et 5 % en poids du lubrifiant.
L'introduction de la cire dans le mélange peut être réalisée soit en incorporant dans ledit mélange les particules de cire dont la taille est dans le domaine mentionné
auparavant. II est possible d'introduire la cire en ajoutant celle-ci sous forme fondue dans le mélange, et de la précipiter dans le mélange, l'opération ayant lieu avantageusement en effectuant un broyage de manière à obtenir la taille appropriée de particules.
Les lubrifiants aqueux selon l'invention peuvent aussi comprendre des additifs classiques dans ce domaine, comme des agents conservateurs, des agents anti-corrosion, des agents anti-mousse, des agents stabilisants.

9 On ne sortirait pas du cadre de la présente invention en ajoutant au lubrifiant aqueux mis en oeuvre dans l'invention des additifs de lubrification classiques. A titre d'exemple non limitatif de tels additifs, on peut citer les huiles minérales ou végétales, les alcools gras, les acides gras et leurs dérivés esters ou amides. S'ils sont présents, la teneur en ces composés dans le lubrifiant aqueux lors de son utilisation ne dépasse habituellement pas 10% en poids du lubrifiant aqueux lors de son utilisation.
Les lubrifiants qui viennent d'étre décrits sont particulièrement appropriés dans la lubrification lors du laminage à froid de métaux.
Les métaux pouvant faire l'objet de tels traitements sont notamment, et principalement, les aciers, les aciers inoxydables, l'aluminium, le cuivre, le zinc, l'étain, les alliages à base de cuivre (bronze, laiton), etc.
La présente invention est tout particulièrement applicable au laminage à froid de l'acier inoxydable.
Un exemple concret mais non limitatif de l'invention va maintenant être présenté.
EXEMPLE
Comaosition selon l'invention On prépare le mélange suivant, dans l'eau, et sous agitation Acide oléique : 9 % en poids Cire (*): 10 % en poids Rhodafac PA35 (**) : 5 % en poids HgP04/diéthanolamine : quantité suffisante pour avoir un pH
compris entre 7 et 9 (tampon).
(*) éthylène bis-stéramide ; taille comprise entre 0,5 et 10 Nm.
(**) ester phosphate polyéthoxylé (dérivant d'un mélange d'alcools gras présentant un nombre moyen de carbone d'environ 17, et environ 5 motifs éthoxylés ;
commercialisé
par Rhodia Chimie).
Le mélange résultant est ensuite dilué 10 fois.
Essais Les essais ont lieu sur un laminoir comprenant deux rouleaux de 10 cm de diamètre.
Le métal laminé est de l'acier inoxydable bobiné, de 10 mm de large et de 0,4 mm environ d'épaisseur.

La force appliquée aux rouleaux varie de 200 tonneslm à 1200 tonnes/m, de manière à obtenir un taux de réduction de la plaque variant de 20 à 55 %.
Durant les essais, le lubrifiant est utilisé à 80°C.
5 Résultats Le lubrifiant selon l'invention permet d'obtenir des taux de réduction d'au moins 55 % sans avoir atteint la limite de serrage du laminoir, à une vitesse linéaire des rouleaux de 5 m/s.

10 Les mêmes essais effectués avec un lubrifiant de type huile entière comprenant un additif extrême-pression (du type ester phosphate), ont montré que l'on obtient un taux de réduction maximal avant serrage du laiminoir est de 30 %, avec une vitesse linéaire de 5 m/s.
L'utilisation d'un lubrifiant aqueux comprenant un ester phosphate à titre d'additif extréme-pression, a montré que le taux de réduction maximal atteint avant serrage du laminoir est de 45 %.
II est à noter que l'augmentation de la vitesse linéaire (vitesse de 12 m/s) a confirmé la supériorité des performances des lubrifiants selon l'invention par rapport aux huiles entières et aux lubrifiants aqueux.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de laminage à froid de métaux mettant en ~uvre un lubrifiant aqueux comprenant (1) au moins un mélange à base d'au moins un acide choisi parmi les acides mono- ou poly-carboxyliques, saturés ou non, comprenant 5 à 40 atomes de carbone ; d'au moins un ester phosphate acide de formule (RO)x-P(=O)(OH)x', formule dans laquelle R est un radical hydrocarboné, éventuellement polyalcoxylé, x et x' étant égaux à 1 ou 2, à la condition que la somme de x et x' soit égale à 3 ;
l'acide carboxylique et/ou l'ester phosphate acide étant éventuellement neutralisé(s) par une base organique ou minérale ; et (2) au moins une cire naturelle ou synthétique présentant un point de fusion supérieur ou égal à 50°C et présentant une taille moyenne de particules comprise entre 0,5 - 10 µm.

2. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'acide carboxylique du mélange (1) comprend une ou plusieurs fonctions carboxyliques, au moins un radical alkyle, alcényle présentant une ou plusieurs insaturations éthyléniques, linéaire ou ramifié, éventuellement substitué par un ou plusieurs radicaux hydroxyles.

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ester phosphate acide du mélange (1) correspond à la formule suivante :
[R(OA)y]x-P(=O)(OH)x', dans laquelle R, identiques ou non, représentent un radical hydrocarboné comprenant 1 à 30 atomes de carbone, A identiques ou non, représentent un radical alkylène linéaire ou ramifié comportant 2 à 4 atomes de carbone, y, valeur moyenne, est compris entre 0 et 100, x et x' sont égaux à 1 ou 2, à la condition que x + x' = 3.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base minérale parmi les composés basiques créant des espèces monovalentes, choisie parmi les hydroxydes, hydroxycarbonates, carbonates, bicarbonates, de métal alcalin, l'ammoniaque.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base organique est choisie parmi les amines ou polyamines primaires, secondaires ou tertiaires, comprenant au moins un radical hydrocarboné présentant 1 à 40 atomes de carbone, linéaire, ramifié ou cyclique, éventuellement substitué par un ou plusieurs radicaux hydroxyles, et/ou un ou plusieurs groupements oxyalkylénés.

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cires sont des cires naturelles choisies parmi les cires paraffiniques, les cires synthétiques comprenant des fonctions esters et/ou amides.

7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les cires synthétiques correspondent à la formule suivante : R'-CO- A -(CR"2)n- A - CO -R1 ;
formule dans laquelle R', identiques ou non, représentent un radical aliphatique, saturé
ou comprenant une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone conjuguées ou non, comprenant 5 à 22 atomes de carbone ; R", identiques ou non, représentent un atome d'hydrogène, un radical alkyle comprenant 1 à 4 atomes de carbone ; n représente un nombre entier compris entre 2 et 12 ; A, identiques ou non, représentent -O-ou -NH-.

8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les cires présentent un point de fusion supérieur ou égale à 80°C.

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange (1) comprend au moins un métal sous forme d'un ion multivalent ;
l'ensemble se trouvant sous la forme de cristallites lamellaires de longueur comprise entre 0,1 et 100 µm, de largeur comprise entre 0,5 et 30 µm et d'épaisseur comprise entre 5 et 200 nm, comprenant un empilement de phases organiques (O) et de solutions aqueuses (A) selon l'enchaînement O/[A/O]n, n étant un nombre entier différent de 0 et tel que l'empilement présente une épaisseur de 5 à 200 nm, les phases organiques comprenant le mélange (1) et ledit métal.

10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la longueur des cristallites lamellaires est comprise entre 0,5 et 20 µm, la largeur des cristallites lamellaires est comprise entre 0,5 et 10 µm, l'épaisseur des cristallites lamellaires est comprise entre 10 et 100 nm.

11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le métal est sous forme d'un cation multivalent choisi parmi les colonnes IIA, VIII, IB, IIB, VIB, à
l'exception du cobalt et du nickel, seuls ou en mélanges.

12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur totale en composés (1) et (2) dans le lubrifiant aqueux lors de son utilisation, est comprise entre 0,05 et 10 % en poids du lubrifiant, de préférence entre 0,05 et 5 % en poids du lubrifiant.

13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est applicable au laminage à froid de métaux tels que les aciers, les aciers inoxydables, le cuivre, le zinc, l'étain, les alliages à base de cuivre (bronze, laiton).

14. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est applicable au laminage à froid de l'acier inoxydable.