CH609728A5

CH609728A5 - High temperature lubricant for the hot-forming of metals

Info

Publication number: CH609728A5
Application number: CH1212774A
Authority: CH
Inventors: Kurt Feneberger; Rolf Gely
Original assignee: Lonza Ag
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1979-03-15
Also published as: PL101881B1

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRUCH I
Hochtemperaturschmiermittel für die Warmverformung von Metallen, enthaltend a) 35 bis 90 Gew.-% Graphit b) 2 bis 60 Gew.- % Homo- oder Copolymerisat von ole finisch ungesättigten Monomeren c) 0,2 bis 8 Gew.- % Suspensionshilfsmittel d) 2 bis 40 Gew.-O/o Filmstabilisator.

PATENTANSPRUCH II
Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturschmiermittels nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man Graphit, Homo- oder Copolymerisat von olefinisch ungesättigten Monomeren, Suspensionshilfsmittel und Filmstabilisator, wobei die Mengenanteile 35 bis 90 Gew.-% Graphit, 2 bis 60 Gew.-O/o des Polymerisats, 0,2 bis 8 Gew.- % Suspensionshilfsmittel und 2 bis 40 Gew.-% Filmstabilisator betragen, trocken vermischt.

PATENTANSPRUCH III
Verwendung der Mittel gemäss Patentanspruch I in Form von wässrigen Suspensionen mit Feststoffgehalten von 5 bis 80 Ges. % als Hochtemperaturschmiermittel für die Warmverformung von Metallen.

UNTERANSPRUCH

Hochtemperaturschmiermittel gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Filmstabilisatoren Natriumsilikate, Boroxide, Phosphate, Kieselsäure, allein oder in Gemischen untereinander, angewendet werden.

Gegenstand des Hauptpatentes Nr. 596294 ist ein Hochtemperaturschmiermittel für die Warmverformung von Metallen, enthaltend a) 10 bis 90 Gew.-% Graphit b) 2 bis 45 Gew.-% Homo- oder Copolymerisat von olefi nisch ungesättigten Monomeren c) 0,5 bis 8 Gew.-% Dispergiermittel.

Besonders geeignet sind derartige Schmiermittel zur Schmierung des Dornes bei der Herstellung von nahtlosen Rohren.

Bei der Verwendung solcher Hochtemperaturschmiermittel, beispielsweise an Profilwalzen, hat es sich gezeigt, dass der Schmiermittelfilm bei Temperaturen von rund 900 ob nicht genügend stabil ist.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden.

Erfindungsgemäss wird das durch ein Hochtemperaturschmiermittel, ein Verfahren zu dessen Herstellung und der Verwendung des Mittels gemäss den Patentansprüchen 1 bis III und Unteranspruch erreicht.

Als Filmstabilisator werden zweckmässig Natriumsilikate, Boroxide, Phosphate, Kieselsäure allein oder in Gemischen untereinander, angewendet.

Die Homo- oder Copolymerisate von olefinisch ungesättigten Monomeren werden zweckmässig nach dem Emulsions-Polymerisationsverfahren hergestellt. Beispielsweise können die Polymerisate oder Mischpolymerisate von Vinylestern, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyllaurat, von Allylestern, von Mono- oder Diolefinen, wie Äthylen, Butadien, der Acrylsäure und ihren Estern, der Acrylsäure und ihren Estern mit Copolymeren, des Styrols, des Styrols mit Copolymeren und der ungesättigten Dicarbonsäureester, wie Maleinsäureester, angewendet werden.

Die wässrige, das Schmiermittel enthaltende Suspension wird zweckmässig auf an sich bekannte Weise, wie Aufsprühen oder Aufstreichen, auf das heisse Werkzeug oder Werkstück aufgebracht; dabei verdampft das Wasser und durch Schmelzen bildet das Polymerisat oder Mischpolymerisat einen zähviskosen stabilen Film. Die Filmdicke beträgt zweckmässig 0,05 bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm. In diesem Film orientieren sich die Graphitteilchen, aufgrund ihrer Struktur, plättchenförmig gleichmässig über die ganze Oberfläche. Zu Beginn des Bearbeitungsprozesses schwimmt das Werkstück gewissermassen auf dem Polymerfilm. Schliesslich brennt das Polymerisat oder Mischpolymerisat sauber ab. Der Abbrand erzeugt ein Gaspolster, das die Trennung zwischen den Reibflächen unterstützt.

Gleichzeitig ergibt der Graphit eine tragfähige Trenn- und Schmierschicht, die bei lokaler Überbelastung und dadurch verursachtem Abreissen des hydrodynamisch wirkenden Schmelzfilms und besonders bei Spitzentemperaturen während des Prozesses wirksam wird.

Durch den Abbrand der erfindungsgemässen Zusatzstoffe ist anzunehmen, dass eine Art Schutzatmosphäre zwischen Werkzeug und Werkstück entsteht, die den Abbrand von Graphit bei höheren Temperaturen verzögert.

Der im erfindungsgemässen Hochtemperaturschmiermittel angewandte Graphit weist zweckmässig eine Korngrösse bis höchstens 300 jtm und eine Reinheit von wenigstens 96%, vorzugsweise eine Korngrösse bis 100 ,m und eine Reinheit von 99,5%, auf.

Das zur Anwendung gelangende Suspensionshilfsmittel ist ein Polysaccharid, eine Akylcellulose, beispielsweise Methylcellulose, oder ein Alginat. Es kann auch vorteilhaft ein Netzmittel in geringen Mengen zur Suspension zugegeben werden.

Dem erfindungsgemässen Hochtemperaturschmiermittel können gegebenenfalls noch Zusätze wie mikrobiologische Hilfsstoffe und Oxidationsinhibitoren in geringen Mengen beigemischt werden.

Das erfindungsgemässe Hochtemperaturschmiermittel kann grundsätzlich zur spanlosen Metallumformung angewendet werden.

Eine bevorzugte Anwendungsform des erfindungsgemässen Hochtemperaturschmiermittels sind Profilwalzen. Auch bei den dabei auftretenden Temperaturen von 9000C und mehr ist der Schmierfilm stabil und wirksam.

Beispiel I
Einer wässrigen Dispersion eines Polyisobutylenpolymerisates wird ein Polysaccharid, Kolloid-Kieselsäure, wässrige Natriumsilikatlösung von Be 38/40 und Graphit beigemischt, so dass sich folgende Konzentration ergibt: 20% Graphit
5% Polyisobutylenpolymerisat
4% Kolloid-Kieselsäure 10% Natriumsilikatlösung
2% Polysaccharid 59% Wasser.

Diese Suspension kann auch das Werkstück oder Formgut aufgetragen werden. Die Filmstabilisatormischung ergibt einen gleichmässigen, optimal wirkenden Schmierfilm auch bei den üblichen angewendeten Umformungstemperaturen, beispielsweise'beim Profilwalzen, von bis über 900"C.

Beispiel 2

Die folgenden Komponenten werden in pulvriger Form trocken miteinander innig vermischt oder vermahlen: 59% Graphit 19% Acryl-Styrol, Mischpolymerisat
6% Kolloid-Kieselsäure 13% Natriumsilikat
3% Polysaccharid.

Am Anwendungsort, kurz vor dem Gebrauch, wird das Trockengemisch in die gleiche Menge Wasser eingeführt, so dass eine Suspension mit 50% Feststoffgehalt entsteht. Die Suspension ist versprühbar und wird auf das Werkstück und/ oder Werkzeug aufgebracht, wobei das Wasser auf der heissen Oberfläche verdampft und das Hochtemperaturschmiermittel bei der Verarbeitung wirksam wird. Der Schmierfilm ist auch bei hohen Temperaturen durch die Anwendung des Filmstabilisators äusserst stabil.

Claims

PATENTANSPRUCH I Hochtemperaturschmiermittel für die Warmverformung von Metallen, enthaltend a) 35 bis 90 Gew.-% Graphit b) 2 bis 60 Gew.- % Homo- oder Copolymerisat von ole finisch ungesättigten Monomeren c) 0,2 bis 8 Gew.- % Suspensionshilfsmittel d) 2 bis 40 Gew.-O/o Filmstabilisator.

PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturschmiermittels nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man Graphit, Homo- oder Copolymerisat von olefinisch ungesättigten Monomeren, Suspensionshilfsmittel und Filmstabilisator, wobei die Mengenanteile 35 bis 90 Gew.-% Graphit, 2 bis 60 Gew.-O/o des Polymerisats, 0,2 bis 8 Gew.- % Suspensionshilfsmittel und 2 bis 40 Gew.-% Filmstabilisator betragen, trocken vermischt.

PATENTANSPRUCH III Verwendung der Mittel gemäss Patentanspruch I in Form von wässrigen Suspensionen mit Feststoffgehalten von 5 bis 80 Ges. % als Hochtemperaturschmiermittel für die Warmverformung von Metallen.

UNTERANSPRUCH

Hochtemperaturschmiermittel gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Filmstabilisatoren Natriumsilikate, Boroxide, Phosphate, Kieselsäure, allein oder in Gemischen untereinander, angewendet werden.

Gegenstand des Hauptpatentes Nr. 596294 ist ein Hochtemperaturschmiermittel für die Warmverformung von Metallen, enthaltend a) 10 bis 90 Gew.-% Graphit b) 2 bis 45 Gew.-% Homo- oder Copolymerisat von olefi nisch ungesättigten Monomeren c) 0,5 bis 8 Gew.-% Dispergiermittel.

Besonders geeignet sind derartige Schmiermittel zur Schmierung des Dornes bei der Herstellung von nahtlosen Rohren.

Bei der Verwendung solcher Hochtemperaturschmiermittel, beispielsweise an Profilwalzen, hat es sich gezeigt, dass der Schmiermittelfilm bei Temperaturen von rund 900 ob nicht genügend stabil ist.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden.

Erfindungsgemäss wird das durch ein Hochtemperaturschmiermittel, ein Verfahren zu dessen Herstellung und der Verwendung des Mittels gemäss den Patentansprüchen 1 bis III und Unteranspruch erreicht.

Als Filmstabilisator werden zweckmässig Natriumsilikate, Boroxide, Phosphate, Kieselsäure allein oder in Gemischen untereinander, angewendet.

Die Homo- oder Copolymerisate von olefinisch ungesättigten Monomeren werden zweckmässig nach dem Emulsions-Polymerisationsverfahren hergestellt. Beispielsweise können die Polymerisate oder Mischpolymerisate von Vinylestern, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyllaurat, von Allylestern, von Mono- oder Diolefinen, wie Äthylen, Butadien, der Acrylsäure und ihren Estern, der Acrylsäure und ihren Estern mit Copolymeren, des Styrols, des Styrols mit Copolymeren und der ungesättigten Dicarbonsäureester, wie Maleinsäureester, angewendet werden.

Die wässrige, das Schmiermittel enthaltende Suspension wird zweckmässig auf an sich bekannte Weise, wie Aufsprühen oder Aufstreichen, auf das heisse Werkzeug oder Werkstück aufgebracht; dabei verdampft das Wasser und durch Schmelzen bildet das Polymerisat oder Mischpolymerisat einen zähviskosen stabilen Film. Die Filmdicke beträgt zweckmässig 0,05 bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm. In diesem Film orientieren sich die Graphitteilchen, aufgrund ihrer Struktur, plättchenförmig gleichmässig über die ganze Oberfläche. Zu Beginn des Bearbeitungsprozesses schwimmt das Werkstück gewissermassen auf dem Polymerfilm. Schliesslich brennt das Polymerisat oder Mischpolymerisat sauber ab. Der Abbrand erzeugt ein Gaspolster, das die Trennung zwischen den Reibflächen unterstützt.

Gleichzeitig ergibt der Graphit eine tragfähige Trenn- und Schmierschicht, die bei lokaler Überbelastung und dadurch verursachtem Abreissen des hydrodynamisch wirkenden Schmelzfilms und besonders bei Spitzentemperaturen während des Prozesses wirksam wird.

Durch den Abbrand der erfindungsgemässen Zusatzstoffe ist anzunehmen, dass eine Art Schutzatmosphäre zwischen Werkzeug und Werkstück entsteht, die den Abbrand von Graphit bei höheren Temperaturen verzögert.

Der im erfindungsgemässen Hochtemperaturschmiermittel angewandte Graphit weist zweckmässig eine Korngrösse bis höchstens 300 jtm und eine Reinheit von wenigstens 96%, vorzugsweise eine Korngrösse bis 100 ,m und eine Reinheit von 99,5%, auf.

Das zur Anwendung gelangende Suspensionshilfsmittel ist ein Polysaccharid, eine Akylcellulose, beispielsweise Methylcellulose, oder ein Alginat. Es kann auch vorteilhaft ein Netzmittel in geringen Mengen zur Suspension zugegeben werden.

Dem erfindungsgemässen Hochtemperaturschmiermittel können gegebenenfalls noch Zusätze wie mikrobiologische Hilfsstoffe und Oxidationsinhibitoren in geringen Mengen beigemischt werden.

Das erfindungsgemässe Hochtemperaturschmiermittel kann grundsätzlich zur spanlosen Metallumformung angewendet werden.

Eine bevorzugte Anwendungsform des erfindungsgemässen Hochtemperaturschmiermittels sind Profilwalzen. Auch bei den dabei auftretenden Temperaturen von 9000C und mehr ist der Schmierfilm stabil und wirksam.

Beispiel I Einer wässrigen Dispersion eines Polyisobutylenpolymerisates wird ein Polysaccharid, Kolloid-Kieselsäure, wässrige Natriumsilikatlösung von Be 38/40 und Graphit beigemischt, so dass sich folgende Konzentration ergibt: 20% Graphit 5% Polyisobutylenpolymerisat 4% Kolloid-Kieselsäure 10% Natriumsilikatlösung 2% Polysaccharid 59% Wasser.

Diese Suspension kann auch das Werkstück oder Formgut aufgetragen werden. Die Filmstabilisatormischung ergibt einen gleichmässigen, optimal wirkenden Schmierfilm auch bei den üblichen angewendeten Umformungstemperaturen, beispielsweise'beim Profilwalzen, von bis über 900"C. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.