CH300096A - Composition destinée à la formation de pellicules de protection sur des surfaces métalliques. - Google Patents

Description

  Composition destinée<B>à</B> la formation<B>de</B> pellicules de protection sur des surfaces     métalli(lues.            I,a    présente invention concerne les com  positions destinées<B>à</B> la formation des     pelli-          effles    de protection sur des surfaces     métalli-          qiies,    notamment dans les opérations de     fa-          #:(jnnaI--e    des métaux.  



  Dans     l'étira-,-#,e,    le refoulement et autres  opérations de façonnage<B>à</B> froid des corps  métalliques tels que des tôles, plaques, tiges  et fils, il 'Importe de conduire l'opération de       facon    qu'il ne se produise pas d'entaillage       ou    de     eisaillement        du    métal sous l'effet des  pressions élevées utilisées.

   Dans le mode ha  bituel de procéder, on enduit<B>à</B> la fois l'objet  à     faconner    et les outils, tels que matrices ou       eylindres,    d'une couche d'une composition  apte<B>à</B> former une pellicule protectrice ou  d'un lubrifiant, pendant toute la durée<B>de</B>       I*opération    de     faeonnage.    On emploie<B>à</B> cet  effet dans l'industrie de nombreux types de  composition,, ou de lubrifiants.

   Toutefois, une       lon-gue    pratique, a permis de constater qu'une       (-t)nipo,,ition    déterminée, donnant d'excellents  résultats pour certaines opérations et     cer-          lains        métau*x,    ne convient souvent aucune  ment lorsque, les conditions de travail ou les  métaux changent. Bien qu'il n'existe pas de       eoniposition    susceptible de donner satisfac  tion clans toute opération de     faconnage   <B>à</B>  froid, les compositions de ce genre     doive-nt          eependant    présenter certaines propriétés com  munes.  



  Ainsi, la composition doit fortement     ré-          (luire    le frottement entre les surfaces<B>à</B> glisse-    ment relatif de l'objet et de l'outil. Cette  propriété ne dépend pas seulement- des pro  priétés lubrifiantes de la composition dans  les conditions existantes, mais également de  la résistance de la pellicule formée. Celle-ci  doit être suffisamment résistante pour ne pas  être déchirée mécaniquement sous l'effet des  pressions élevées utilisées et pour conserver  les propriétés désirées malgré l'élévation de  la température des surfaces métalliques<B>à</B>     gliq-          sement    relatif au cours de l'opération de     fa-          qonnage.     



  En outre, la composition doit être d'une  application et     dun    enlèvement faciles et doit  présenter un bon pouvoir d'étalement et d'ad  hérence sur les surfaces métalliques. La com  position doit également être, stable et conser  ver ses propriétés utiles sans dégradation due  <B>à</B> des modifications chimiques ou sans sépa  ration de ses constituants au cours du       stoel-,a,-,--.    Elle doit être sensiblement inerte  par rapport au métal de l'objet<B>à</B> façonner  et de l'outil, afin d'en empêcher la, corrosion.  Enfin, elle doit pouvoir être manipulée et  utilisée sans créer de difficultés quant<B>à</B> l'en  tretien de la propreté.  



  L'invention permet de satisfaire<B>à</B> l'ensem  ble des conditions ci-dessus et<B>à</B> d'autres en  core.  



  Elle a pour objet une composition desti  née<B>à</B> former sur la surface des métaux des  pellicules résistantes, fortement. adhérentes et  est caractérisée en ce qu'elle comprend -un           polvorganosiloxane    sur les atomes de silicium  duquel sont fixés des restes alcoyle et, de       Fhydrogène,    ainsi qu'un composé aliphatique  halogéné présentant des propriétés     lubrifiait-          tes    aux pressions très élevées, en dispersion  dans un véhicule liquide volatil.  



  Parmi les nombreux dérivés de     polv-          siloxanes    pouvant convenir pour réaliser l'in  vention, ce sont les     alcovi-polysiloxanes    obte  nus par hydrolyse des     alcoyl-halogénosilanes     correspondants, ou des mélanges de ces der  niers avec des     alcoxy-silanes,    qui conduisent  aux meilleurs résultats. Par exemple, un pro  duit obtenu par hydrolyse et condensation  d'un mélange     d'amyl-trichlorosilane    et de     tri-          klioxy-silane,    en proportions respectives de<B>5</B>  pour<B>1</B> en poids, a donné d'excellents résul  tats. Ce     polysiloxane    formait.

   Lin liquide vis  queux, dont la structure chimique compre  nait des atomes d'hydrogène, ainsi     que    des  groupes alcoyle liés au silicium, les premiers  provenant du     trikhoxysilane.    Un autre     po],y-          mère        eonvenant    tout<B>à</B> fait bien est obtenu  uniquement<B>à</B> partir     d'éthyl-dichlorosilane.     On hydrolyse complètement ce produit et on  le condense partiellement, ce     qui    fournit une  structure formée essentiellement de groupes    <B>1</B>     (C.H5)Hsio]"            .30    et de groupes    <B>1</B>     (C.1-I5)

          IISiO        ],,,   <B>.</B> H.    Le deuxième constituant important de la  présente composition est un<B>Composé</B>     alipha-          tique        halogéné    présentant des propriétés lu  brifiantes aux pressions très élevées. Les pa  raffines chlorées et les dérivés chlorés des  acides gras se sont montrés particulièrement  -utiles.

   De préférence, le composé résistant  aux très fortes pressions ne doit pas se<B>dé-</B>  composer aux températures du métal     obser-          v6es    dans l'estampage et l'emboutissage, ces  'températures avoisinant souvent,<B>250 à,</B>  <B>3500 C.</B> Les paraffines chlorées<B>à 30 à</B> 40     1/o     en poids sont<B>à</B> cet effet particulièrement in  diquées.  



  Comme véhicule, liquide, on peut utiliser de  nombreux solvants connus,<B>à</B> condition qu'ils    soient compatibles avec les autres ingrédients  et qu'ils produisent     -une    solution homogène.  Parmi les nombreux solvants qui ont été  essayés, il convient de donner la préférence  aux composé,-, tels que le     trichloréthylène,     l'éther de pétrole ou les essences     nihiérales    de  point éclair de 410     C.     



  Les proportions relatives des ingrédients  entrant dans la composition peuvent varier  de     faeon    considérable, mais d'ordinaire une  partie en poids environ du     polvsiloxane    pour  trois on quatre parties ou<B>plus</B>     dit    composé,  aliphatique chloré produit     Feffet    désiré, ce  mélange étant<B>à</B> son tour incorporé dans le  solvant dans une proportion totale en poids  de<B>5 à 1.0</B>     11/o,

      Une formule plus particulière don  nant satisfaction comprend 20<B>g</B>     dit        eopolv-          mère    obtenu<B>à</B> partir     d'amyl-trichlorosilane     et de     trikhoxvsilane,   <B>70</B> d'une paraffine  chlorée<B>à</B> 40 % et<B>1000</B>     en13    (1455     g)    de     tri-          chloroéthylène.    On petit également rempla  cer ce     polysiloxane,    par le produit préparé  uniquement<B>à,</B> partir     d'éthyl-dichloi-osiltiiie,     dans la même,

   proportion     rel#ative.    On petit  incorporer dans la formule ci-dessus divers       Droduits    d'addition,<B>à</B> titre     d*inhibiteiii-.-,    ou  pour d'autres usages, et, lorsqu'on désire     obte-          iiir    des pellicules humides, on peut ajouter  de petites quantités d'une huile telle     que     l'huile de ricin hydrogénée ou d'acides gras  et leurs dérivés, afin d'améliorer le glisse  ment.  



  La composition petit facilement être appli  quée sur des éléments métalliques, par     exein-          ple    en la passant     ait    pinceau sur la pièce juste  avant l'opération de     faeonna        'ge.    Par suite de  la rapide évaporation<B>du</B> solvant, la pellicule  se forme en quelques secondes, de sorte qu'il       Wy    a pas de retard indésirable entre l'appli  cation de la composition et l'opération ulté  rieure de     fa#oniiage.    Si on le désire,

   il petit  être préférable dans de nombreux cas     d'appli-!          quer    la pellicule longtemps avant     Fopération     de     faeonnage,    la pellicule restant     exenipte     d'altération pendant de longues périodes du  fait de sa résistance et de son adhérence éle  vées. La pellicule ainsi appliquée<B>à</B>     Favance   <B>5</B>  sert également<B>à</B> protéger la     surfaee    du nié-           tal    et<B>à</B> la maintenir dans un état tel qu'on  peut procéder<B>à</B> l'opération<B>de</B>     1açonnage    sans  antre traitement.  



  Dans les opérations<B>à</B> l'échelle indus  trielle, on peut avantageusement recouvrir le       niéta]   <B>à</B>     faeonner    de la composition     se-Ion        l'in-          vention,    sur les cylindres du laminoir de la  tôle, le métal pouvant être utilisé par la suite  dans ]'usine de façonnage, tel qu'il a été     reça          (lu    laminoir, sans autre traitement.<B>Du</B> fait  que le solvant de la composition possède ordi  nairement des propriétés dissolvantes vis-à-vis  des huiles, le revêtement de la tôle au lami  noir se trouve grandement facilité.

   Il suffit  de tremper ou de faire passer     clé    façon     con-          linue    dans un bain de la composition les tôles  recouvertes d'huile, telles qu'elles sont norma  lement obtenues au laminoir, pour dissoudre  J'huile qui recouvre la     surfacedestÔles,    l'huile  passant dans la composition.

   Après que le sol  vant s'est évaporé, ce qui a lieu presque     ins-          tantan6nient,    il se forme sur la surface<B>de</B> la  tôle une     pelliel-ile    durable qui protège la tôle  de     faeon    si efficace que, même après un temps  <B>(le</B> stockage prolongé, elle se trouve dans un       itat    entièrement satisfaisante pour pouvoir  subir clés opérations de façonnage<B>à</B> froid,  sans autre     traite-nient    ou lubrification.  



  La. composition selon l'invention est     d#un     emploi économique, car elle s'étale très faci  lement. On a. constaté au cours de nombreux  essais que des surfaces de<B>113</B> m2 et     davan-          ta,ge    peuvent être enduites de façon satisfai  sante     au    moyen d'un seul<B>kg</B> de la composi  tion. Du fait de l'extrême minceur de la pel  licule, il est inutile, et même souvent, peu re  commandé, de procéder<B>à</B>     uin    nettoyage ulté  rieur de la tôle après l'opération de façon  nage. Ce facteur améliore les conditions de  propreté de l'installation et, permet d'obtenir  (le nouvelles économies dans l'emploi de la  composition.

   Toutefois, étant donné que la  pellicule est non conductrice de l'électricité,  <B><U>il</U></B> peut être avantageux, pour certaines opé  rations, par exemple en galvanoplastie, d'en  lever la pellicule. On peut<B>y</B> arriver par  tout     mo#ven    connu de dissolution, comme par    exemple en dissolvant la pellicule dans un  bain     du    solvant que comprend la composition.  



  Dans des essais comparatifs de façonnage  <B>à</B> froid avec des procédés standard, conduits  <B>à</B> l'échelle industrielle, on a constaté que la  composition selon l'invention donnait entière  satisfaction et qu'elle conduisait<B>à</B> des résul  tats aussi bons, sinon meilleurs, que les ma  tières utilisées jusqu'à ce jour. Dans les cas  où le processus, habituel, en raison d'une lon  gue expérience, donnait satisfaction du point  de vue du façonnage<B>à</B> froid, on a constaté  que la, composition selon l'invention était. éga  lement satisfaisante et qu'en outre elle était  plus facile<B>à</B> appliquer, indépendamment de  ce qu'elle convenait davantage du point de  vue économique du fait qu'il était inutile de  procéder<B>à</B> un nettoyage après l'opération de  façonnage<B>à</B> froid.  



  Dans des conditions particulièrement sé  vères d'étirage<B>à</B> froid, une importante pro  priété de la composition selon l'invention est  qu'elle permet efficacement d'éviter     l'eéchauf-          fement     des matrices qui se produit lors  qu'une petite paillette de métal se soude dans  la matrice. Lors de chaque étirage successif,  la paillette soudée raye l'ouvrage et     s'agra-n-          dit,    ce qui nécessite d'interrompre l'étirage  pour nettoyer la matrice. Une autre pro  priété également très importante pour l'éti  rage<B>à</B> froid des métaux est le degré de  re  tenue  que manifeste la composition apte<B>à</B>  former une pellicule ou le lubrifiant utili  sés.

   On peut facilement mettre cet effet en  évidence en appliquant une pellicule sur une  pièce ou ébauche sur laquelle il se forme un  rebord lors de l'opération d'estampage. Plus  le degré de  retenue  que présente la pelli  cule est, élevé, plus le rebord est large. Un  degré excessif de retenue entraîne la rupture  de l'ébauche. Dans pratiquement toutes les  opérations d'estampage, sauf celles     particu-          liùrement    faciles, de tôles minces, on associe  <B>à</B> la matrice un coussin de pression qui serre  le bord extérieur de. l'ébauche contre la ma  trice avant que le poinçon ne vienne     a-Li    con  tact de l'ébauche.

   Ce coussin a pour but d'em  pêcher un froncement des bords de l'ébauche,      Toutefois, en modifiant la pression exercée  sur le coussin, on peut faire varier la largeur  (lu rebord qui se     foi-nie    au cours de l'opéra  tion. En conséquence, le degré de retenue de  <B>la</B> pellicule doit être compris<B>à</B> l'intérieur de  limites pouvant être commandées par le ré  glage de la pression du coussin.  



       Oit    a utilisé la composition selon     Finven-          tion    pour procéder<B>à</B> des essais comparatifs,  conduits<B>à,</B> l'échelle industrielle,     d'estampa--,e          ù    froid de cafetières en acier inoxydable, en  utilisant<B>du</B> savon sec<B>à,</B> titre de lubrifiant  ordinaire de comparaison.

   Dans les trois pre  miers essais, le     polysiloxane    de la composition  était un     eopcl-##mère    obtenu<B>à</B> partir de<B>80</B> mo  les pour-cent'     d'amyl-trichlorosilane,    et 20  moles pour-cent de     triéthox-ysilane.    Dans le  quatrième essai, le     polysiloxane    étant un  polymère obtenu<B>à</B> partir     d'éthyl-dichloro-          silane.    Le produit d'addition pour pressions  très élevées utilisé dans les quatre essais était  de la paraffine chlorée<B>à</B>     40%    environ de  chlore et,

   le solvant était le     trichloroéthylène.     Le pourcentage du     siloxane    par rapport     a-Li     produit d'addition pour pressions très éle  vées était de<B>1 à</B> 2 dans l'essai     No        I.;    de<B>1. à</B>  dans l'essai     No    2; de<B>1 à 15</B> dans l'essai       No    'a, et de<B>1 à 5</B> dans l'essai     No    4. Après éva  poration du solvant, la pellicule formée dans  tous les essais avait une excellente adhérence  sur la surface du métal.

   En chauffant des  bandes d'essais du métal, la pellicule adhé  rait solidement     a-Li    métal dans les essais     No"   <B><I>1</I></B>  et 2, mais avait tendance<B>à</B> se décoller du     nié-          tal    dans les essais<B>Nos 3</B> et 4. Les propriétés  de mouillage et de ténacité de la pellicule  étaient satisfaisantes dans tous les essais,  mais exceptionnellement élevées dans les  essais     N013   <B>l</B> et 2. Dans des conditions nor  males d'opération, les caractéristiques d'es  tampage du métal enduit de la pellicule  étaient excellentes dans les quatre essais.  Dans aucun des essais, il n'y a eu ni écail  lage ou grippage et la surface des articles  finis était brillante et. sans rayures.

   Le savon  utilisé dans la pratique antérieure courante  est soluble dans Peau et quelque peu     hygro-          scopique,    tandis que, la pellicule formée avec    les compositions conformes<B>à</B> l'invention ne  l'est pas.     Pour-cette    raison,     J'acier    enduit (le  savon a     dà    être     estanipé    peu après     l'endni-          sage,    tandis, que des ébauches enduites de la  dite pellicule ont     pu    être estampées (le     fa(:

  oii     satisfaisante après être  quatre mois et plus.     l#',ii    outre. il fallait aupa  ravant enlever le savon par lavage<B>après</B>  l'estampage. Cette opération est     entièrenient     supprimée lorsque le métal est enduit de<B>la</B>  composition selon l'invention.  



  Dan-, de nombreuse,, opérations (le     faeon-          na---e   <B>à</B> froid, il est nécessaire     clé        reeuire     <B>1 ,</B> ébauche de métal entre les diverses opéra  tions de     faeoiiiia,,-e.    -Avec certaines     des        nia-          tières    utilisées auparavant, telles que l'huile       oit    le savon, ce, recuit intermédiaire conduit  <B>à</B> une carbonisation et     Ù        nue    attaque du     iné-          tal,

     <B>à</B> moins     ±l'associer        une    opération     clé     nettoyage<B>à</B> chaque opération de recuit.  En utilisant la composition selon     l'in-          -#entioii_,    les opérations     interniédiaires    de  recuit ne provoquent ni carbonisation ni  attaque ou souillure     (-W,    ébauches en  duites. Cet     avai1tag#,e    facilite grandement  de nombreuses opérations de     f#i(-oiiiiag-c   <B>à</B>  froid et conduit<B>à</B> des économies<B>dé</B> temps et  de     main-d'#uvre.     



  Des essais analogues, conduits<B>à</B> l'échelle  industrielle,     d'estanipa--e    de pièces     clé    grils  <B>à</B> pain, d'anneaux d'étanchéité<B>à</B> l'huile et de  nombreux autres objets, confirment les obser  vations ci-dessus.  



  <B>A</B> titre d'exemple d'une autre application  de la composition (le l'invention pour les opé  rations, de     faeonnage   <B>à</B> froid, on a constaté  que des tôles enduites de ladite composition  présentent de meilleures caractéristiques de  laminage<B>à</B> froid que celles qui ne sont pas  traitées.

   Dan-,     une    application particulière,  on a enduit<B>de</B> la composition de l'invention  une tôle laminée en acier an carbone, de  2,46 mm d'épaisseur, puis on l'a laminée<B>à</B>  froid jusqu'à une épaisseur de 0,254     iiim    en  lui faisant subir sept passes<B>à</B> travers les       e#rlindres.   <B>Il</B> aurait normalement été     néees-          saire,    de recourir<B>à</B> dix<B>à</B> douze passés dans  les conditions habituelles. En outre, la tôle      enduite de la composition présentait une     sur-          l'itee    plus propre et plus brillante que celles       #awinée,,    selon la pratique standard.

Claims (1)

1. <B>ME</B> VENDICATION: Composition destinée<B>à</B> ïormer sur la sur- 1 aec de,, métaux des pellicules résistantes, lortement adhérentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un polyorganosiloxane sur le.,, atomes de silicium duquel sont fixés des j-estes# alcoyle et de l'hydrogène, ainsi qu'un eoilipo's,é aliphatique halogéné présentant des lubrifiantes aux pressions très'ke- vées,

   en dispersion #dins un véhicule liquide SOUS-REVENDICATIONS. <B>1.</B> Composition selon la revendication, ca- metérisée en ce que le composé aliphatIque halogéné, est présent dans la proportion de quatre parties en poids pour une partie du polyorg,anosiloxane. 2.

   Composition selon la revendication, ca ractérisée en ce que lesdits restes alcoyle du polyorganosiloxane sont des restes amyle. <B>3.</B> Composition selon la sous-revendication 2, earaetérisée en ce que les restes amyle et ]'hydrogène sont présents dans le polyorgano- siloxane environ dans le rapport de cinq<B>à</B> <B>un.</B> 4.

   Composition selon la revendication, ca- ractérisée en ce que lesdits restes alcoyle du polvorganosiloxane sont des restes éthyle. <B>5.</B> Composition selon la revendication, Ca- ractéris6e en ce que le co#mposé aliphatique haloo,én6 est la paraffine chlorée contenant <B>M à</B> 40 % en poids de chlore.

   <B>6.</B> Composition selon la revendication, ca ractérisée en ce que le véhicule volatil est un solvant organique dans lequel le polyorgano- siloxane et le composé aliphatique halogéné sont entièrement dissous. <B>7.</B> Composition selon la revendication, ca ractérisée en ce que la somme des poids du polyorganosiloxane et du composé aliphati que halogéné constitue<B>5 à 10</B> 1/o en poids de la composition dans son ensemble.

   <B>8.</B> Composition selon la revendication, ca ractérisée en ce que ledit véhicule est le tri- chloroéthylène. <B>9.</B> Composition selon la revendication, ca ractérisée en ce que ledit véhicule est l'éther de pétrole. <B>10.</B> Composition selon la revendication, ca ractérisée en ce que ledit véhicule est de l'essence minérale ayant un point éclair de 410<B>C</B> environ. <B>11.</B> Composition selon la revendication, ca ractérisée en ce que la composition comprend, en outre,<B>de</B> l'huile de ricin hydrogénée.