CN101983233A - 用润滑剂组合物涂覆金属表面的方法 - Google Patents

用润滑剂组合物涂覆金属表面的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备用于冷成形的金属工件的方法，该方法通过将润滑剂层施用到金属表面上或者已经预涂覆的金属表面(例如用转化涂层)上而实施，其中该润滑剂层是通过将该表面与含水的润滑剂组合物接触来形成的，该润滑剂组合物含有至少一种水溶性的、含水的和/或水结合的氧化物和/硅酸盐，并含有有机聚合物材料，并且其中主要将基于离聚物，丙烯酸/甲基丙烯酸，环氧化物，乙烯，聚酰胺，丙烯，苯乙烯，氨基甲酸酯，它们的酯和/或它们的盐的单体，低聚物，低共聚物，聚合物和/或共聚物用作该有机聚合物材料。本发明还涉及相应的润滑剂组合物，由其形成的润滑剂层及其用途。

Description

用润滑剂组合物涂覆金属表面的方法
本发明涉及一种用基于聚合物有机材料的水溶液或者分散体形式的润滑剂组合物涂覆金属表面的方法，该润滑剂组合物含有至少一种水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐和至少一种来自离聚物、其它聚合物/共聚物和/或其衍生物的有机聚合物材料，以及任选的至少一种固体润滑剂，至少一种摩擦降低剂和/或至少一种其它添加剂以及相应的润滑剂组合物，该润滑剂组合物应当尤其在这个成形制品
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上的涂层形成之后有助于该金属成形制品的冷成形。冷成形通常可以在至多大约450℃的表面温度进行，但是无需热输入。在这种方法中，仅仅在成形和任选的预热待成形的工件时才进行加热。但是，待成形工件的温度通常是大约20℃。但是，在待成形工件已经事先加热到650-850℃或者900-1250℃温度的情况中，该方法被称作半热成形或者热成形。
虽然成形油通常用于具有相对低程度的变形和相应更低的力的金属成形制品的冷成形，但是对于显著更高的成形程度来说，通常在工件和模具之间使用至少一涂层来作为隔离层，目的是避免工件和模具的冷焊接。对于后者来说，通常在该工件上提供润滑剂或者润滑剂组合物的至少一涂层，目的是降低该工件表面和成形模具之间的摩擦阻力。冷成形包括：
滑动冲压(拉伸和压缩组合条件下成形)，例如焊接或者无缝管，中空型材，棒，实心型材或者金属丝的滑动冲压，
拉伸和/或深冲压，例如条，片或者中空零件拉伸和/或深冲压来形成中空零件，
冷挤压(在压缩条件下成形)，例如中空或者实心零件的冷挤压和/或
冷煅，例如金属丝部件的冷煅来形成连接元件例如诸如螺母或者螺钉坯件。
过去，冷成形所用的金属成形制品近乎仅仅是如下来准备的：施用脂肪，油或者油乳液或者首先用磷酸锌涂覆，然后用皂类，特别是基于碱金属硬脂酸盐或者碱土金属硬脂酸盐的皂类，和/或用固体润滑剂，特别是基于硫化钼，硫化钨和/或碳的固体润滑剂进行涂覆。但是，含有皂类的涂层在适度力量和适度高温时具有上面的应用局限。固体润滑剂仅仅用于适度重或者重的冷成形操作。对于不锈钢的冷成形来说，通常使用氯化石蜡涂层，但是由于环保原因它们今天已经不太使用了。含硫化物的涂层对于不锈钢也具有损害作用。
在个别情况中，首先用磷酸锌涂覆，然后开始用油或者用某些有机聚合物组合物涂覆。如果需要，将至少一种固体润滑剂例如诸如二硫化钼和/或石墨加入到该有机聚合物组合物中(第二涂层，选择磷酸锌作为第一涂层)或者在此基础上，将至少一种固体润滑剂施用到该有机聚合物涂层上作为第三涂层。二硫化钼可以在至多大约450℃的温度使用，石墨可以在至多大约1100℃的温度使用，虽然它的润滑效应直到大约600℃才开始出现。现今，这些涂层次序是惯常的。
DE-A-4445993描述了一种用于冷成形的润滑剂浓缩物，含有特定性能的聚乙烯，聚丙烯酸和苯乙烯/丙烯酸共聚物，以及相应的施用该润滑剂涂层的方法。没有明确提到蜡。但是，该润滑剂体系具有缺点，即，粘度在高温相对急剧的下降和，即使对于适度的重荷成形操作来说，它需要另外的固体润滑剂例如诸如二硫化钼和/或石墨。该硫化物固体润滑剂特别在高温时是必需的。但是，它们具有缺点即硫化物不耐水解和容易转化成为亚硫酸。如果涂层没有在冷成形之后立即从工件上除去，则该亚硫酸会容易的引起腐蚀。
上述润滑剂体系不能满足现今对于成形程度，加压精度(净形状(net-shape))和变形速率来说变得明显更高的要求。另外，还必须考虑环境相容性和工业场所卫生。此外，过量的润滑剂残留物不能沉积到模具的某个点上，因为这会影响工件的加压精度和增加不合格品。如果在进行成形之后，涂层和沉积物能够容易的从工件，模具和设备上除去，则这是有利的。
同一天在同一个专利局申请的密切相关的冷成形方法，它们的组合物和它们的涂层的专利申请以及它们的优选权申请DE102008000187.2，DE1020080001864和DE102008000185.6在此明确引入，特别是还引入它们的物质类型，其物质和含量，引入它们的实施例和对比例以及引入各自的加工条件。
因此提出的目标是一种可选择的涂覆方法，其使得尽可能环保的涂层能够以简单的和成本有效的方式在金属工件上(特别是钢)上形成，并且其在一些实施方案中，如果需要，适于中等重荷和/或特别重荷冷成形操作。在另外的目标中，该涂层如果需要，应当能够在冷成形之后从经成形的工件上简单地除去。
该目标是通过这样一种制备冷成形的金属工件的方法来实现的：将润滑剂层(＝涂层)施用到金属表面上或者(例如用转化涂层)预涂覆的金属表面上，其中该润滑剂层是通过将该表面与含水的润滑剂组合物接触来形成的，该含水的润滑剂组合物含有至少一种水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐以及有机聚合物材料，和其中主要将基于离聚物，丙烯酸/甲基丙烯酸，环氧化物，乙烯，聚酰胺，丙烯，苯乙烯，氨基甲酸酯，它们的酯和/或它们的盐的单体，低聚物，低共聚物，聚合物和/或共聚物用作该有机聚合物材料。
令人惊讶地，已经发现甚至在向主要为有机聚合物的组合物中加入非常少量的水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐例如诸如水玻璃时，在一些实施方案中，在其它方面相同的条件下实现了冷成形的显著改善，并且与不含这些化合物的堪相比较的润滑剂组合物相比，可以进行更强烈地成形。另一方面，已经显示出即使工件带有在其它方面主要为有机聚合物的组合物中具有非常高含量的水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐的涂层，也能非常有利地成形。对于一些实施方案来说，使用较低的和/或中等含量的组合物是更佳的。
在相对宽的产物范围内的测试中，已经发现使用本发明的润滑剂组合物和/或涂层时，比以前相比，能够更大程度地一方面省掉另外的基于硫化物润滑剂(例如由二硫化钼制成的润滑剂)的固体润滑剂层，和另一方面省掉基于硫化物固体润滑剂的第三涂层。在第一种情况中，该固体润滑剂层是第二涂层，和在第二种情况中，该第三涂层在作为第一涂层的磷酸锌层之后。部分的省掉使用固体润滑剂的可能性不仅代表了显而易见的在劳动和成本方面的节约和简化，而且还节约了至少一种昂贵的，环境不友好的，引起了明显的发黑，并且在污损和腐蚀敏感性方面是有问题的物质。
但是在过去，这种产品系列中，用皂类涂覆了大约60％的该产品系列，和剩余的大约40％的产品系列是用二硫化钼和任选的用在每种情况中在磷酸锌层之后作为第二层的石墨进行涂覆，这种产品系列今天更可能是首先用磷酸锌层涂覆，然后用常规的有机聚合物润滑剂组合物和任选的另外用(如果需要)第三涂层进行涂覆，该第三涂层基于硫化物固体润滑剂和任选的另外基于石墨。硫化物固体润滑剂是全部中等重荷和重荷冷成形操作所需要的。因为皂类层不能精确的进行冷成形操作(即，经成形的工件没有高的压制精度)，因此已经在个别的情况中引入了有机聚合物润滑剂组合物(其明显优于皂类涂层)，而不考虑其更高的成本。但是，它没有水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐。在这种加工次序中，另外的第三涂层对于大约40％的产品系列来说是必需的。如果将磷酸锌层用作第一涂层，将本发明的润滑剂组合物用作第二涂层，则现在仅仅12-20％的产品系列需要另外的基于硫化物固体润滑剂的第三涂层。
该本发明的方法特别用于促进、改进和/或简化金属成形制品的冷成形。
术语“润滑剂组合物”表征了从水相经由干燥直至已经干燥的润滑剂组合物作为与化学组合物、与相相关的组合物以及与质量相关的组合物方面的阶段，而术语“涂层”表示干燥的，经加热的，软化的和/或熔融的涂层，其是由该润滑剂组合物在以前形成的和/或现在形成的，包括该润滑剂组合物的化学组合物，与相有关的组合物和与质量有关的组合物。该含水的润滑剂组合物可以是分散体或者溶液，特别是溶液，胶体溶液，乳液和/或悬浮液。它通常的pH是7-14，特别是7.5-12.5，或者8-11.5，特别优选8.5-10.5或者9-10。
该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层优选含有至少一种水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐以及至少一种离聚物，至少一种非离聚物和/或至少一种蜡，以及任选的至少一种添加剂。特别优选在一些实施方案中，它在每种情况中另外含有至少一种丙烯酸/甲基丙烯酸和/或苯乙烯，特别不是离聚物的聚合物和/或共聚物。在每种情况中，该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层每个优选含有至少5重量％的至少一种离聚物和/或非离聚物。
该有机聚合物材料优选主要由下列组成基于离聚物，丙烯酸/甲基丙烯酸，环氧化物，乙烯，聚胺，丙烯，苯乙烯，氨基甲酸酯，它们的酯和/或它们的盐的单体，低聚物，低共聚物，聚合物和/或共聚物。这里术语“离聚物”包括游离的和/或结合的离子成分。
氧化物和/或硅酸盐：
该水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐优选在每种情况中可以是至少一种的水玻璃，硅胶，硅溶胶，二氧化硅水溶胶，硅酸酯，硅酸乙酯和/或在每种情况中是至少一种的其沉淀产物，水解产物，缩合产物和/或反应产物，特别是含有锂-，钠-和/或钾-的水玻璃。优选将基于固体含量为5-85重量％的量的水结合和/或偶合到该水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐上，优选的水含量是10-75重量％，15-70重量％，20-65重量％，30-60重量％或者40-50重量％，典型的水含量依氧化物和/或硅酸盐的类型不同能够表现出显著不同的水含量。水可以例如基于下面的情形来结合和/或偶合到固体上：溶解，吸附，润湿，化学键合，孔隙率，复杂的颗粒形状，复杂的聚集体形状和/或中间层。这些结合和/或偶合到水的物质明显以类似润滑层方式在润滑剂组合物和/或涂层中起作用。还可以使用来自这个种类的两种或者至少三种物质的混合物。除了或者代替钠和/或钾，可以包含其它的阳离子，特别是铵离子，非钠和/或钾离子的碱金属离子，碱土离子和/或过渡金属离子。该离子可以是或者可以已经至少部分经取代。该水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐中的水在每种情况中可以至少部分地作为结晶水，作为在分散体、乳液、凝胶和/或溶胶中的溶剂，吸附、结合到孔空间中。至少一种水玻璃是特别优选的，特别是含有钠的水玻璃。可选择的或者另外，这里还可以含有至少一种氧化物，例如在每种情况中至少一种的二氧化硅和/或氧化镁和/或在每种情况中至少一种硅酸盐，例如在每种情况中至少一种的页硅酸盐，改性的硅酸盐和/或碱土金属硅酸盐。优选在每种情况中该至少一种氧化物和/或硅酸盐是以溶解的形式，以纳米晶体的形式，作为凝胶和/或作为溶胶而存在的。溶液还可以任选地作为胶体溶液而存在。在该水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐是作为颗粒形式存在的情况中，它优选是作为非常细微的颗粒，特别是平均粒度小于0.5μm，小于0.1或者甚至小于0.03μm的颗粒而存在的，该粒度在每种情况中是使用激光颗粒测量装置和/或纳米颗粒测量装置来测量的。
该水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐有助于提高许多实施方案中的干燥的、软化和熔融涂层的粘度，并且在多种情况下充当了粘合剂，斥水剂和防腐剂。在水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐中，水玻璃已经表现出特别有利的行为。通过向该含水的润滑剂组合物中加入例如2-5重量％的水玻璃(基于固体和活性物质)，与基于同样的化学基础，但是没有加入水玻璃的润滑剂组合物相比，该干燥的、软化和熔融涂层在许多实施方案中的粘度，特别是在大于230℃时的粘度明显的升高。作为结果，在冷成形过程中获得更高的机械应力成为可能。作为结果，同样成为可能的是首次将冷挤压用于许多组合物和应用，这在不加入水玻璃时是不可用的。由此能够彻底降低模具的磨损和模具更换次数。结果也明显降低了制造成本。
在使用其它方面相同的工作条件和相同的基础组合物的情况中，已经表现出随着润滑剂组合物中水玻璃比例的升高，模具变得更洁净和更明亮。另一方面，将该润滑剂组合物中水玻璃的含量升至多高达固体和活性物质的大约85重量％，并且仍然能够实现好到非常好的结果也变成可能。使用大于固体和活性物质的80重量％含量时，磨损增加明显。最佳方案显然在于较低的和/或中等含量范围中的某处，因为使用非常高的含量时，模具磨损也再次缓慢增加。虽然已经发现加入二氧化钛或者氧化钛硫酸盐比加入水玻璃具有稍微更明显的磨损，但是原则上该添加被证实是有用的。二硅酸盐的添加也显示出是有利的。
水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐在润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中的含量优选是固体和活性物质的0.1-85重量％，0.3-80重量％或者0.5-75重量％，特别优选是固体和活性物质的1-72重量％，5-70重量％，10-68重量％，15-65重量％，20-62重量％，25-60重量％，30-58重量％，35-55重量％或者40-52重量％，这是在没有水份结合和/或偶合到其上时测量的。在该润滑剂组合物和/或涂层中，水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐含量与离聚物和/或非离聚物含量的重量比优选是0.001∶1-0.2∶1，特别优选0.003∶1-0.15∶1，0.006∶1-0.1∶1或者0.01∶1-0.02∶1。
离聚物：
离聚物代表了一种具体类型的聚电解质。它们优选的基本组成为离聚共聚物，任选的还具有相应的离子，单体，共聚单体，低聚物，低共聚物，聚合物，它们的酯和/或盐。嵌段共聚物和接枝共聚物被认为是共聚物的子组。该离聚物优选是基于丙烯酸/甲基丙烯酸，乙烯，丙烯，苯乙烯，它们的酯和/或盐的化合物或者至少一种这些离聚物化合物的混合物。该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层可以不含有离聚物，或者至少一种离聚物的含量是固体和活性物质的3-98重量％。至少一种离聚物的含量优选是该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中的固体和活性物质的5-95重量％，10-90重量％，15-85重量％，20-80重量％，25-75重量％，30-70重量％，35-65重量％，40-60重量％或者45-55重量％。取决于所期望的性能组合和待成形的特定工件的应用和冷成形操作，该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层的组成可以是不同导向的，并且可以变化非常大。
该润滑剂组合物和/或由其产生的涂层可以优选包含至少一种离聚物，其的主要成分是至少一种共聚物，特别是基于聚丙烯酸类(Polyacryl)，聚甲基丙烯酸类(Polymethacryl)，聚乙烯和/或聚丙烯的共聚物。离聚物任选地具有下面的玻璃化转变温度Tg：-30℃到+40℃，优选-20到+20℃。该离聚物的分子量优选是2000-15000，特别优选是3000-12000或者4000-10000。特别优选该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层包含至少一种基于乙烯丙烯酸盐/酯(Ethylenacrylat)和/或乙烯甲基丙烯酸盐/酯(Ethylenmethacrylat)的离聚物，优选其分子量为3500-10500，特别优选为5000-9500和/或玻璃化转变温度Tg是-20℃到+30℃。在至少一种基于乙烯丙烯酸盐/酯和/或乙烯甲基丙烯酸盐/酯的离聚物中，丙烯酸盐/酯含量可以至多大约25重量％。稍微更高的分子量对于能够经受住更大的应力的涂层来说会是有利的。因为这里已经表现出这样的趋势，即，更高分子量的离聚物和更高粘度的组合物在大约100℃至多大约300，350或者400℃数量级的温度范围内能够对由其产生的涂层经受机械应力的能力产生有利的影响，允许更重负荷的冷成形操作。特别是在干燥和/或冷成形过程中，可以任选地发生离聚物的交联，例如是在每种情况中与至少一种胺，碳酸酯，环氧化物，氢氧化物，氧化物，表面活性剂和/或与至少一种含有羧基的化合物的交联。离聚物在该润滑剂组合物和/或涂层中的比例越高，在许多实施方案中越可能进行更重荷的冷成形操作。还加入一些离聚物来保证在冷成形初始阶段的润滑性和减少摩擦力，特别是在冷工件和冷模具的情况下。对于简化和/或弱化冷成形和降低成形温度来说，这些都是更重要的。
至少一种离聚物的熔点在许多实施方案中优选是30-85℃。它的玻璃化转变温度优选小于35℃。至少一种离聚物优选是作为分散体加入的。
非离聚物：
另外，其它有机聚合物组分可以包含在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中，特别是包括在聚合物有机材料中，例如诸如基于丙烯酸/甲基丙烯酸，酰胺，胺，芳族聚酰胺，环氧化物，乙烯，酰亚胺，聚酯，丙烯，苯乙烯，氨基甲酸酯，它们的酯和/或盐的低聚物，聚合物和/或共聚物，其不被认为是离聚物(＝“非离聚物”)。它们还包括例如基于丙烯酸，丙烯酸盐/酯，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸盐/酯，全芳族聚酰胺，全芳族聚酯，全芳族聚酰亚胺和/或苯乙烯丙烯酸盐/酯的聚合物/共聚物。嵌段共聚物和接枝共聚物被认为是共聚物的子组。
根据实施方案不同，它们被用来增加高温粘度，用作润滑剂，用作高温润滑剂，来提高粘度，特别是在100-250℃，100-325℃或者甚至100-400℃温度范围内的粘度，用作耐高温物质，用作蜡状性能的物质，用作增稠剂(＝粘度调节剂)，用作添加剂，来实现另外的软化范围/软化点和/或熔融范围/熔点和/或来配制润滑剂组合物，该组合物在某些温度间隔中具有多个软化范围/软化点和/或熔融范围/熔点。在其它物质中，一些含丙烯酸类的聚合物/共聚物和一些苯乙烯丙烯酸盐/酯可以充当增稠剂。
聚乙烯或者聚丙烯优选可以用丙烯，乙烯，其相应的聚合物进行改性和/或用其它添加剂例如丙烯酸盐/酯进行改性。它们可以优选表现出蜡状性能。它们可以优选表现出80-250℃中的至少一个软化范围/软化点和/或至少一种熔融范围/熔点范围。
这些物质的聚合物和/或共聚物优选的分子量范围是1000-500000。单个物质优选的分子量范围是1000-30000，其它物质具有25000-180000和/或150000-350000的分子量。特别高分子量的物质可以用作增稠剂。丙烯酸和/或苯乙烯丙烯酸盐/酯的添加也会具有增稠作用。在一些实施方案中，将一种，两种，三种，四种或者五种不同的非离聚物加入到含有离聚物的润滑剂组合物中和/或加入到涂层中。该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层优选具有零含量的非离聚物，或者具有占固体和活性物质的0.1-90重量％含量的至少一种非离聚物。特别优选该至少一种非离聚物的含量是润滑剂组合物或者涂层的固体和活性物质的0.5-80重量％，1-65重量％，3-50重量％，5-40重量％，8-30重量％，12-25重量％或者15-20重量％。
各个的或者预混的离聚物和各个的或者预混的非离聚物在每种情况中都可以彼此独立的作为溶液，胶体溶液，分散体和/或乳液加入到含水的润滑剂组合物中。
特别优选地，该润滑剂组合物包含下面的非离聚物，其不是本申请含义内的蜡：
a)0.1-50重量％和特别是基本为5-30重量％的蜡状聚乙烯和/或蜡状聚丙烯，在每种情况中具有高于120℃的至少一个软化范围/软化点和/或熔融范围/熔点，
b)0.1-16重量％和特别是基本为3-8重量％的聚丙烯酸盐/酯，其分子量范围为4000-1500000，特别优选是400000-1200000和/或
c)0.1-18重量％和特别是2-8重量％的基于苯乙烯，丙烯酸和/或甲基丙烯酸的聚合物/共聚物，其分子量为120000-400000和/或玻璃化转变温度Tg为30-80℃。
该离聚物和/或非离聚物，特别是根据b)和c)的聚合物的丙烯酸组分，优选在施用条件下部分的，特别是主要的或者完全的作为无机和/或有机阳离子盐来可以至少部分地存在的。在非离聚物也包含在润滑剂组合物中的情况中，离聚物与非离聚物含量的重量比优选是1∶3-50∶1，特别优选是1∶1-35∶1，2∶1-25∶1，4∶1-18∶1或者8∶1-12∶1。
该润滑剂组合物和/或其所产生的涂层在每种情况中至少一种离聚物和/或非离聚物的总含量优选为0或者固体和活性物质的3-99重量％。该含量特别优选是该润滑剂组合物和/或涂层的固体和活性物质的10-97重量％，20-94重量％，25-90重量％，30-85重量％，35-80重量％，40-75重量％，45-70重量％，50-65重量％或者55-60重量％。基于非离聚物的增稠剂包括在其中。取决于所计划的施涂条件和冷成形操作和取决于该润滑剂组合物和/或涂层的配方，离聚物和/或非离聚物的含量可以宽的界限中变化。至少一种含量的至少一种离聚物是特别优选的。
整个的有机聚合物材料(该术语的目的是包括离聚物和/或非离聚物，但是不包括蜡)优选的平均酸值是20-300，特别优选是30-250，40-200，50-160或者60-100。术语“整个的有机聚合物材料”目的是包括离聚物和/或非离聚物，但是不包括蜡。
中和剂：
如果至少一种离聚物和/或至少一种非离聚物是至少部分中和的，至少部分皂化的和/或是至少部分作为至少一种有机盐存在于润滑剂组合物和/或涂层中，则它是特别有利的。术语“中和”在这里意思是将至少一种具有羧基成分的有机聚合物物质(即，特别是至少一种离聚物和/或至少一种非离聚物)与碱性化合物(＝中和剂)进行至少部分的反应，目的是至少部分地形成有机盐(成盐反应)。在至少一种酯也在这里参加反应的情况中，可能会提到皂化。对于该润滑剂组合物的中和来说，优选至少一种伯，仲和/或叔胺，氨和/或至少一种氢氧化物例如氢氧化铵，至少一种碱金属氢氧化物例如诸如锂，钠和/或钾的氢氧化物和/或至少一种碱土氢氧化物在每种情况中被用作中和剂。特别优选的是加入至少一种烷基胺，至少一种氨基醇和/或至少一种相关的胺，例如诸如在每种情况中至少一种烷醇胺，氨基乙醇，氨基丙醇，二甘醇胺，乙醇胺，乙二胺，单乙醇胺，二乙醇胺和/或三乙醇胺，特别是二甲基乙醇胺，1-(二甲基氨基)-2-丙醇和/或2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)。至少一种有机盐，特别是至少一种无机和/或有机阳离子例如铵离子的盐可以如下来形成：例如将至少一种中和剂加入到至少一种离聚物和/或至少一种非离聚物和/或含有至少一种这些聚合物有机材料和任选的至少一种其它组分例如诸如至少一种蜡和/或至少一种添加剂的混合物中。成盐反应可以在该润滑剂组合物生产之前和/或之中和/或在该润滑剂组合物中进行。中和剂，特别是至少一种氨基醇，通常是在室温到大约100℃的温度，特别是在40-95℃的温度与至少一种离聚物和/或与至少一种非离聚物形成相应的盐。可以设想在一些实施方案中，特别是至少一种氨基醇的情况中，该中和剂可以与水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐进行化学反应，因此形成了有利于冷成形的反应产物。
在多种实施方案改型中，已经被证明有利的是将至少一种胺，特别是至少一种氨基醇加入到单个的离聚物，单个的非离聚物，含有至少一种离聚物的混合物和/或含有至少一种非离聚物的混合物中，来进行含水的润滑剂组合物的生产。预先的加入通常有利于进行形成有机盐的反应。该胺通常与任何的含有羧基基团的有机聚合物材料进行反应，假定该温度对于该反应来说是足够高的。这些反应优选是在相应的聚合物化合物的熔点/熔融范围温度左右或者之上进行的。如果该温度保持在相应的聚合物化合物的熔点/熔融范围之下，则这里通常将不反应来形成有机盐。这因此将不能促进经成形的工件的清洁。作为选择，剩余的唯一的可能因此是在高压和高温下将相应的聚合物化合物分别和昂贵地进行反应和/或是加入已经以此方式进行了反应的润滑剂组合物物质。加入氨的含水的润滑剂组合物应当优选不加热到高于30℃。加入有至少一种胺的含水的润滑剂组合物优选是保持在60-95℃的温度范围内，在其中进行许多形成胺盐的反应。
加入至少一种中和剂，例如诸如至少一种胺和/或至少一种氨基醇，有助于使得该有机聚合物材料更容易溶于水和/或更容易水分散。该形成相应盐的反应优选是用水溶性的和/或水分散性有机聚合物材料来进行的。特别优选的是将至少一种中和剂，特别是至少一种胺在不同的组分混合的早期阶段加入到含水的润滑剂组合物中，作为其结果，已经包含的至少一种有机聚合物材料和/或随后加入的至少一种有机聚合物材料是可能至少部分中和的。
优选该中和剂是过量加入的和/或是过量的包含在该润滑剂组合物和/或涂层中的。
该至少一种中和剂，特别是至少一种氨基醇还可以在此用来调整混合物或者含水的润滑剂组合物的pH。
有机盐优于离聚物和/或非离聚物之处在于它们通常比相应的离聚物和/或非离聚物更容易溶于水和/或更容易水分散。结果，冷成形所产生的涂层和沉积物通常可以更容易的从经成形的工件上除去。使用有机盐经常获得更低的软化范围/软化点和/或更低的熔融范围/熔点，这通常是有利的。还可以获得对于所期望的加工条件来说更好的润滑性能。
作为有机盐，胺盐和/或有机铵盐是特别优选的。胺盐是非常特别优选的，因为在含水的润滑剂组合物施用之后，它们不会强烈改变其组成，并且它们表现出相对高的水溶解度和/或水分散性，并因此导致在冷成形之后相当容易地将涂层和沉积物从经成形的工件上除去。另一方面，使用有机铵盐时，在该含水润滑剂组合物施用之后，氨快速逸散，其不仅会代表一个令人不快的气味，而且还引起该铵盐向初始有机聚合物物质的返回反应，其因此随后比胺盐更难以除去。因此所获得的涂层具有非常好的耐化学品和耐水性。当氢氧化物用作中和剂时，通常获得了非常硬和脆的，但是水敏感性的涂层。
在该润滑剂组合物中的至少一种中和剂的含量，特别是至少一种氨基醇的含量(这具体取决于该离聚物或者非离聚物的酸值)优选在中和反应开始时是0或者可以是固体和活性物质的0.05-15重量％，0.2-12重量％，0.5-10重量％，0.8-8重量％，1-6重量％，1.5-4重量％或者2-3重量％。在一些实施方案中更高的含量会是有利的，特别是加入至少一种胺的方案，相反在大部分的加入氨和/或至少一种氢氧化物的实施方案中选择较低的含量。中和剂的含量，特别是氨基醇的含量与离聚物和/或非离聚物的含量和/或与有机聚合物材料总含量的重量比优选是0.001∶1-0.2∶1，特别优选是0.003∶1-0.15∶1，0.006∶1-0.1∶1或者0.01∶1-0.05∶1。
本发明的润滑剂组合物和/或由其形成的涂层优选具有零含量的有机盐，或者具有占固体和活性物质的0.1-95重量％或者1-90重量％含量的至少一种有机盐，该有机盐优选是通过中和形成的。至少一种盐的含量优选是润滑剂组合物的固体和活性物质的3-85重量％，8-80重量％，12-75重量％，20-70重量％，25-65重量％，30-60重量％，35-55重量％或者40-50重量％。在该润滑剂组合物和/或涂层中，至少一种有机盐的含量与离聚物和/或非离聚物的含量的重量比优选是0.01∶1-100∶1，特别优选是0.1∶1-95∶1，1∶1-90∶1，2∶1-80∶1，3∶1-60∶1，5∶1-40∶1或者8∶1-20∶1。
蜡：
根据本申请中所用的定义，蜡目的是表示一种化合物，其具有确定的熔点，其在熔融态时具有相当低的粘度，并且其能够处于结晶形式中。蜡典型地不具有或者基本不具有羧基成分，其是疏水性的，并且是相当大程度化学惰性的。
该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层可以优选包含至少一种蜡，特别是在每种情况中至少一种石蜡，巴西棕榈蜡，硅酮蜡，酰胺蜡，基于乙烯和/或丙烯的蜡和/或结晶蜡。具体的，它可以用来提高形成的和/或已经形成的涂层的滑动性和/或蠕变性能，用于工件和模具的分离和用于降低摩擦力。优选该润滑剂组合物和/或涂层中不含蜡或者包含占固体和活性物质的0.05-60重量％的至少一种蜡，这特别优选和具体取决于所用的条件和整个化学组合物，例如可以处于固体和活性物质的0.5-52重量％，1-40重量％，2-35重量％，3-30重量％，4-25重量％，5-20重量％，6-15重量％，7-12重量％或者8-10重量％。在每种情况中在该润滑剂组合物和/或涂层中单个蜡的含量优选是固体和活性物质的0.05-36重量％，特别优选是固体和活性物质的0.5-30重量％，1-25重量％，2-20重量％，3-16重量％，4-12重量％，5-10重量％或者6-8重量％。
至少一种蜡优选的平均粒度可以是0.01-15μm，特别优选是0.03-8μm或者0.1-4μm。如果蜡颗粒至少部分地从已形成的涂层上突出来时，则在许多实施方案具有这些粒度会是有利的。
特别是如果冷成形不是过重的和/或如果包含了相对高含量的离聚物，蜡状物质和/或水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐时，则可以不加入至少一种蜡。仅仅对于使用具有非常高的离聚物含量的润滑剂组合物的重负荷冷挤出来说，才可以省略蜡的添加。但是，在大部分的实施方案中，加入至少一种蜡是有利的。至少部分软化的或者至少部分熔融的涂层在冷成形过程中会附着到待成形的工件上，并且可以在工件和模具之间形成隔离膜。作为其结果，例如可以避免工件的细纹。
在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中，至少一种蜡的含量与离聚物和/或非离聚物的总含量的重量比优选是0.01∶1-8∶1，特别优选是0.08∶1-5∶1，0.2∶1-3∶1，0.3∶1-2∶1，0.4∶1-1.5∶1，0.5∶1-1∶1或者0.6∶1-0.8∶1。作为其结果，不同的含量范围可以是特别有利的：在某些情况中非常低，和在其它情况中非常高的含量。对于滑动冲压(Gleitziehen)，深冲压和轻度到适度重荷的冷实心成形操作(Kaltmassivumformung)来说，推荐的是相对非常高的蜡含量。对于重荷冷挤压或者困难的滑动冲压操作来说，例如诸如实心零件和特别是粗的金属丝来说，相对低的蜡含量已经被证明是足够的。
特别优选含有两种，三种，四种或者大于四种不同的蜡，特别是具有显著不同的熔融范围/熔点和/或粘度的这些蜡。在这种情况中优选的是该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层具有在相对大的温度范围内(当该金属工件在冷成形作用下受热时通过这样的温度范围)的数个相继的软化范围/软化点和/或熔融范围/熔点，特别是这样，即，在该润滑剂组合物和/或软化和/或熔融的涂层的热和/或机械性能和/或粘度中存在着基本连续的变化。
在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中的蜡通常具有下面的至少一个熔融范围/熔点：50-120℃(例如石蜡)，80-90℃(例如巴西棕榈蜡)，75-200℃(例如酰胺蜡)，90-145℃(例如聚乙烯蜡)或者130-165℃(例如聚丙烯蜡)。在熔融范围代替熔点的情况中，为了简化，使用该熔融范围的平均值。为了测量熔融范围/熔点，使用来自Mettler的DSC(差示扫描量热器)822e热分析仪。该测量在惰性氮气氛中，使用10K/min加热速率，并且在带有穿孔盖子的铝坩埚中称重5-20mg的样品来测量。在该方法过程中还可以在一定程度上评价蒸发行为。低熔点蜡也可以用在冷成形的初始阶段，特别是在使用冷工件和冷模具情况下，这样已经确保了润滑性和减少了摩擦力。另外，甚至可以有利的是使用甚至至少两种低熔点蜡(例如至少一种的熔融范围/熔点Tm是60-90℃或者65-100℃)和/或使用至少两种高熔点蜡(例如至少一种的熔融范围/熔点Tm是110-150℃或者130-160℃)。如果这些蜡在这些熔融范围/熔点范围内的低的或者高的温度具有明显不同的粘度，则这是特别是有利的，作为其结果，在加热的和/或熔融的润滑剂组合物中会建立特定的粘度。因此，例如高熔点酰胺蜡会没有高熔点聚乙烯蜡和/或聚丙烯蜡那样粘稠。
蜡的选择是根据使用条件来进行的，即，根据工件和它的复杂性，成形方法，冷成形负荷程度以及所预期的工件表面上的最大温度，但是任选地也考虑在期望的加工范围内，特别是在期望的温度范围内的某些熔融范围/熔点。
固体润滑剂和摩擦降低剂(Reibwertminderer)：
该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层可以包含至少一种固体润滑剂和/或至少一种摩擦降低剂。具体的，如果需要高度的变形，则在该润滑剂组合物，在由其形成的涂层和/或在基于至少一种固体润滑剂的涂层上形成的薄膜中，至少一种这样的添加剂是有利的。在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中，至少一种固体润滑剂和/或至少一种摩擦降低剂的总含量优选是0或者是固体和活性物质的0.5-50重量％，1-45重量％，3-40重量％，5-35重量％，8-30重量％，12-25重量％或者15-20重量％。
如果需要，一方面至少一种固体润滑剂可以加入到该润滑剂组合物中和/或，另一方面含有至少一种固体润滑剂的薄膜可以施加到由含水的润滑剂组合物所产生的涂层上。当无固体润滑剂的涂层对于冷成形的性质和负荷程度以及对于工件的复杂性来说不再足够时(但是这里存在着在工件和模具之间发生冷焊接的风险，在经成形工件上发生较大的尺寸不精确性和/或达到比在工作条件下所预期的成形程度更低程度的变形的风险)，通常用至少一种固体润滑剂进行工作。因为通常尝试尽可能不使用固体润滑剂来工作。
二硫化钼，硫化钨，硫化铋和/或无定形和/或结晶碳可以优选用作固体润滑剂。因为环保等原因，优选的是不使用重金属来工作。全部这些固体润滑剂具有产生严重的着色和严重的污损的缺点。硫化物固体润滑剂具有这样的缺点，即，该硫化物不耐水解，并且容易转化成亚硫酸。如果含固体润滑剂的涂层和含固体润滑剂的沉积物没有在冷成形之后立即从工件上除去，则该亚硫酸会容易地引起腐蚀。
特别是对于重荷冷成形和在这种操作过程中所引起的中温到高温来说，该硫化物固体润滑剂是必需的。碳的添加特别是在非常高的温度和对于相对高的成形程度来说是有利的。而二硫化钼可以用于至多大约450℃的温度，石墨可以用于至多大约1100℃的温度，虽然它的润滑作用在冷成形过程中在大约600℃起才开始出现。因此通常使用的是二硫化钼粉，优选特别细微研磨的粉末，与石墨和/或无定形碳的混合物。但是，碳的加入会导致含铁材料不期望的渗碳。并且硫化物的添加在不锈钢情况下甚至会导致晶间腐蚀。
本发明的润滑剂组合物和/或由其形成的涂层优选不具有固体润滑剂或者具有下面含量的至少一种固体润滑剂：占固体和活性物质的0.5-50重量％，1-45重量％，3-40重量％，5-35重量％，8-30重量％，12-25重量％或者15-20重量％。
在其它摩擦降低剂中，例如至少一种下面的物质可以用于该润滑剂组合物中：碱金属硝酸盐，碱金属甲酸盐，碱金属丙酸盐，磷酸酯，优选作为胺盐，硫代磷酸盐例如诸如二烷基二硫代磷酸锌，硫代硫酸盐和/或碱金属焦磷酸盐，后者优选与碱金属硫代硫酸盐相结合。在许多实施方案中，它们参与了保护层和/或隔离层的形成，该隔离层用于隔离工件和模具，并且帮助避免在工件和模具之间的冷焊接。但是，在某些情况中，它们会具有腐蚀作用。因为该含有磷和/或硫的添加剂会与金属表面发生化学反应。
本发明的润滑剂组合物和/或由其形成的涂层优选不具有摩擦降低剂或者具有下面含量的至少一种摩擦降低剂：占固体和活性物质的0.05-5重量％或者0.1-4重量％，特别优选是0.3-3重量％，0.5-2.5重量％或者1-2重量％。
添加剂：
该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层在每种情况中可以包含至少一种添加剂。它/它们可以包含至少一种选自下面的添加剂：抗磨损添加剂，硅烷添加剂，弹性体，成膜助剂，防腐剂，表面活性剂，消泡剂，流动促进剂，杀生物剂，增稠剂和有机溶剂。在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中添加剂的总含量优选是固体和活性物质的0.005-20重量％，0.1-18重量％，0.5-16重量％，1-14重量％，1.5-12重量％，2-10重量％，2.5-8重量％，3-7重量％或者4-5.5重量％。基于非离聚物的增稠剂不包括在这些含量中，并且被认为是非离聚物。根据计划的使用条件和冷成形操作，和根据该润滑剂组合物和/或涂层的配方，添加剂的含量和选择会在宽的限值内变化。
此外，优选至少一种下面的物质可以用于该润滑剂组合物中和/或用于由其形成的涂层中，来充当抗磨损添加剂和/或摩擦改变剂：具有高温稳定性的有机聚合物物质，例如诸如聚酰胺粉和/或含氟聚合物例如诸如PTFE，这两个种类的物质都属于非离聚物，硅烷/硅烷醇/硅氧烷(＝硅烷添加剂)，聚硅氧烷，但是特别还有含钙的磷酸盐也可以以这样的方式使用。本发明的润滑剂组合物和/或由其形成的涂层优选不具有抗磨损有机物质或者具有下面含量的至少一种抗磨损有机物质：固体和活性物质的0.1-10重量％或者0.5-8重量％。该含量优选是固体和活性物质的1-6重量％，2-5重量％或者3-4重量％。
在测试中，使用不同的含水溶液来预冲洗磷化的工件，干燥和然后用该润滑剂组合物涂覆，该不同的含水溶液具有处于下面浓度范围的至少一种硅烷添加剂：5-50重量％，特别是8％，12％和18％的溶液，基于至少一种硅烷/硅烷醇/基于γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，二氨基硅烷和/或1，2-双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷的硅氧烷。可选择的，该溶液还可以混入到含水的润滑剂组合物中。在两种变化中，这种添加具有明显提高滑动性能的作用。具体的对于此目的来说，在每种情况中，在润滑剂组合物和/或涂层中可以包含至少一种的酰氧基硅烷，烷氧基硅烷，具有至少一个氨基基团的硅烷例如氨基烷基硅烷，具有至少一种琥珀酸基团和/或琥珀酸酐基团的硅烷，双-甲硅烷基硅烷，具有至少一个环氧基团的硅烷例如环氧丙氧基硅烷，(甲基)丙烯酸根合硅烷，多-甲硅烷基硅烷，脲基硅烷，乙烯基硅烷和/或化学相应的组成例如前述硅烷的至少一种硅烷醇和/或至少一种硅氧烷。
可以优选包含至少一种弹性体，特别是羟基封端的聚硅氧烷(优选的分子量大于90000)，来提高滑动性能和抗划伤性，具体的含量是占该润滑剂组合物和/或涂层的固体和活性物质的0.01-5重量％或者0.2-2.5重量％。
可以优选包含至少一种成膜助剂来生产主要的或者完全闭合的有机涂层。在大部分的实施方案中，用于冷成形的涂层将不是完全闭合的，如果它然后从所成形的工件上再次除去时，这对于这些目标应用来说是完全足够的。但是，如果该涂层至少部分的保持在经成形的至少部分的工件上，则在一些实施方案中加入至少一种成膜助剂会是有利的。在至少一种成膜助剂的作用下的成膜可以特别地与相应的非离聚物和例如水玻璃一起来进行。该膜可以特别与离聚物，非离聚物和例如水玻璃一起形成。特别在是在冷成形之后，至少部分保持在经成形的工件上的涂层(例如诸如在操控组件中)情况下加入成膜助剂。作为其结果，该工件在这里可以持久性地抗腐蚀保护。长链醇和/或烷氧基化物通常用作成膜助剂。优选在每种情况中使用至少一种丁二醇，丁基乙二醇，丁基二甘醇，乙二醇醚和/或在每种情况中使用至少一种聚丙二醇醚，聚四氢呋喃，聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。成膜助剂在该润滑剂组合物中的含量优选是该润滑剂组合物和/或涂层的固体和活性物质的0.03-5重量％，特别优选是0.1-2重量％。在该润滑剂组合物中，有机成膜物的含量与成膜助剂含量的重量比优选是10∶1-400∶1，20∶1-250∶1或者40∶1-160∶1，特别优选是50∶1-130∶1，60∶1-110∶1或者70∶1-100∶1。
本发明的润滑剂组合物优选可以包含至少一种防腐剂，例如诸如基于羧酸盐/酯，二羧酸，有机胺盐，琥珀酸盐/酯和/或磺酸盐/酯的防腐剂。特别是在下面情况的涂层中，加入这种类型会是有利的：该涂层目的是持久性地至少部分地保持在经成形的工件上，和/或这里存在着腐蚀例如闪蚀的风险的情况。该至少一种防腐剂优选包含占该润滑剂组合物和/或涂层的固体和活性物质的0.005-2重量％的含量，特别优选是0.1-1.2重量％。
该润滑剂组合物优选在每种情况中可以包含至少一种表面活性剂，消泡剂，流动促进剂和/或杀生物剂。这些添加剂在每种情况中的含量优选占该润滑剂组合物和/或涂层的固体和活性物质的0.005-0.8重量％，特别优选是0.01-0.3重量％。
表面活性剂可以充当流动促进剂。至少一种表面活性剂可以特别是非离子表面活性剂；这优选是一种具有6-20氧化乙烯基团的乙氧基化的脂肪醇。该至少一种表面活性剂优选的含量是0.01-2重量％，特别优选是0.05-1.4重量％。消泡剂的添加在某些环境中会是有利的，目的是抑制形成泡沫的倾向，这特别可以通过加入表面活性剂来增强或着产生。
该润滑剂组合物优选可以包含至少一种增稠剂，其作为聚合物有机增稠剂，属于非离聚物，和不属于非离聚物，而属于添加剂。优选在每种情况中，将至少一种包含伯和/或叔胺的化合物，纤维素，纤维素衍生物，硅酸盐，例如诸如基于膨润土和/或至少一种其它页硅酸盐的硅酸盐，淀粉，淀粉衍生物和/或糖衍生物用于此目的。它优选在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中的含量占到该润滑剂组合物和/或涂层的固体和活性物质的0.1-12或者1-6重量％。
另外，至少一种有机溶剂和/或至少一种溶解促进剂也可以任选的加入和/或包含在该润滑剂组合物中。
优选地，在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中不包含或者包含不是非常高含量(例如小于该润滑剂组合物和/或涂层的固体和活性物质的0.5重量％)的含氯化合物，含氟化合物，例如特别是含氟聚合物/共聚物，基于或者含有异氰酸酯和/或异氰脲酸酯的化合物，蜜胺树脂，酚树脂，聚乙烯亚胺，聚氧乙烯，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚乙烯酯，聚乙烯吡咯烷酮，具有相对强腐蚀作用的物质，环境不友好的和/或有毒的重金属化合物，硼酸盐，铬酸盐，铬氧化物，其它铬化合物，钼酸盐，磷酸盐，聚磷酸盐，钒酸盐，钨酸盐，金属粉末和/或在冷成形中常规的皂类，例如碱金属和/或碱土金属硬脂酸盐和/或其它链长为大约8-大约22个碳原子的脂肪酸的衍生物。特别是在没有非聚合物的实施方案中，优选的是不向该润滑剂组合物中加入任何的成膜助剂。
整体的组合物：
在许多实施方案中，该润滑剂组合物具有处于下面范围的固体和活性物质含量：优选2-95重量％，特别是3-85重量％，4-70重量％或者5-50重量％，10-40重量％，12-30重量％或者15-22重量％，剩余的补足到100重量％的含量仅仅是水，或者主要是水，并且含有至少一种有机溶剂和/或至少一种溶解促进剂。该含水的润滑剂组合物在它施用到金属表面之前，优选保持在运动中。
该含水的润滑剂组合物当用作所谓的浓缩物时，可以含有优选为12-95重量％，20-85重量％，25-70重量％或者30-55重量％的固体和活性物质，当用作施加混合物(“浴液”)时优选的是4-70重量％，5-50重量％，10-30重量％或者15-22重量％。在低浓度时，加入至少一种增稠剂会是有利的。
在本发明的方法中，待冷成形的金属成形制品可以用该润滑剂组合物优选润湿0.1秒到1小时的时间。该润湿时间可以取决于金属成形制品的性质，形状和尺寸和取决于期望的待产生的涂层的膜厚，并且例如长管通常是倾斜引入到该润滑剂组合物中的，以使得空气能够在延长的时间内特别地在该管的内部选出。将该含水的润滑剂组合物施用到工件上可以使用表面技术中的所有常规方法来进行，例如使用手工和/或自动施涂，使用喷涂和/或浸渍以及还任选的使用压挤和/或滚涂，任选的在连续浸渍方法中使用。
为了优化该润滑剂组合物，特别应当注意的是调整pH值，调整在遇到的提高温度下的粘度和选择待加入的物质，以适用于该润滑剂组合物不同组分的阶梯状的软化范围/软化点和/或熔融范围/熔点。
待冷成形的金属成形制品可以在这里用温度优选为室温到95℃，特别是50-75℃的润滑剂组合物进行润湿。如果在润湿该金属成形制品时温度小于45℃，在没有任何另外的措施例如诸如用相对强热的空气电流吹或者用辐射热处理时，干燥通常进行得非常缓慢；此外，当干燥过慢时，会发生金属表面的氧化，特别是腐蚀例如诸如闪蚀。
涂层在这里是由该润滑剂组合物形成的，在每个变型方案中，其的化学组成不必对应于含水的润滑剂组合物的起始组成和相含量，但是其在非常多的变型实施方案中在很大程度或者完全是对应的。在大部分的变型方案中，没有交联反应或者几乎没有交联反应发生。因为在大部分的实施方案中，主要的或者完全的情况是该含水的润滑剂组合物在金属表面上干燥。
优选对所加入的物质进行选择，以使得各个聚合物组分(聚合物有机材料的单体，共聚单体，低聚物，低共聚物，聚合物和/或共聚物)和任选的以及蜡和任何共同作用的添加剂的软化范围/软化点和/或熔融范围/熔点分布在这样的受限于制造者的温度范围内，即，环境温度或者20℃，50℃，100℃，150℃或者200℃至150℃，200℃，250℃，300℃，350℃或者400℃的较高的温度。作为各个有机聚合物组分的软化范围/软化点和/或熔融范围/熔点例如在20-150℃，在30或者80或者120-200℃，在50或者100或者150-300℃中分布的结果，在每种情况中通过至少一种软化的和/或熔融的物质降低了在每个在冷成形过程中所通过的温度范围内的摩擦力，并且作为结果，通常还确保了冷成形。
涂层：
用本发明的润滑剂组合物所生产的润滑剂层(＝涂层)典型的具有这样的组成，其很大程度上与该含水的润滑剂组合物的组成相同，不同之处在于水，任选的有机溶剂和任选的其它挥发性组分的含量和任选发生的缩合，交联和/或化学反应。
用本发明的润滑剂组合物所生产的涂层通常的目的是便于冷成形，然后从经成形的工件上除去。在具体的实施方案中，例如诸如在轴和操控组件中，可以配制本发明的组合物来使得该涂层特别适于持久性保留在经成形的工件上，例如通过使用至少一种用于热交联的硬化剂成分，至少一种适于辐射固化例如诸如UV固化的树脂，至少一种光引发剂例如用于UV固化的光引发剂，和/或至少一种成膜助剂，目的是产生特别高品质的涂层，其在许多变型方案中是闭合的。与其它实施方案的涂层相比，该硬化的、交联的和/或后交联的涂层会表现出耐腐蚀性和硬度的提高。
作为较高的或者极高的机械和/或热要求的特别高品质的涂层来说，已经证明了这些在其中用本发明的含水的润滑剂组合物所施加的液态的，初始干燥的和/或已经干燥的涂层是合适的，该涂层在直至至少200℃的温度时不表现出明显的软化和/或仅仅表现出有限的软化和/或在直至至少300℃的温度时仅仅表现出有限的软化或者没有软化。
对于拉丝来说，已经证明有利的是在拉丝过程中在处于金属丝的表面温度时，发生了软化和/或熔融，因此然后形成了均匀的，有吸引力的，没有丝绒的金属表面。这同样适用于其它滑动冲压方法和轻度到中度的冷挤压。
由该含水的润滑剂组合物所施加的涂层优选的涂层重量是0.3-15g/m2，特别是1-12g/m2，2-9g/m2或者3-6g/m2。该涂层的涂层厚度是根据应用条件来调整的，并且在这里可以具体的是0.25-25μm，优选0.5-20μm，1-15μm，2-10μm，3-8μm或者4-6μm的厚度范围。
作为待成形的工件，通常使用条带，片，金属块(＝金属丝段，型材段，坯体段和/或管段)，金属丝，中空型材，实心型材，棒，管和/或具有更复杂形状的成形制品。
待冷成形的金属成形制品原则上可以由任何的金属材料组成。它们优选基本上有下列组成：钢，铝，铝合金，铜，铜合金，镁合金，钛，钛合金，特别是结构钢，高强度钢，不锈钢和/或用金属涂覆的钢，例如诸如镀铝的或者镀锌的钢。该工件通常基本由钢组成。
如果需要，该待冷成形的金属工件的金属表面和/或它们的用金属涂覆涂层的表面可以在用含水的润滑剂组合物润湿之前，以至少一种清洁方法进行清洁，全部的清洁方法原则上都适用于此目的。化学和/或物理清洁可以尤其包含剥离，喷蚀(Strahlen)例如诸如退火，喷砂，机械脱氧化皮，碱洗和/或酸洗。化学清洁优选是用有机溶剂脱脂，用碱性和/或酸性清洁剂清洗，用酸浸洗/或水冲洗来进行的。酸洗和/或喷蚀主要用于除去金属表面的氧化皮。优选的方法是例如在焊接和刮削之后，仅仅退火冷钆的条带的焊接管，例如酸洗，冲洗和中和无缝管和例如脱脂和冲洗不锈钢金属块。由不锈钢制成的零件可以与该润滑剂组合物进行湿和干接触，因为预计没有生锈。
如果需要，待冷成形的金属成形制品可以在用本发明的润滑剂组合物润湿之前进行预涂覆。如果需要，该工件的金属表面可以在用本发明的润滑剂组合物润湿之前提供有金属涂层，所述的涂层基本由金属或者金属合金(例如镀铝的或者镀锌的)组成。另一方面，该工件的金属表面或者它的用金属涂覆的涂层可以提供有转化涂层，特别是草酸盐化的或者磷化的涂层。转化涂层优选可以用基于下面物质的含水组合物来形成：草酸盐，碱金属磷酸盐，磷酸钙，磷酸镁，磷酸锰，磷酸锌或者相应的混晶磷酸盐，例如诸如磷酸ZnCa。通常，该金属成形制品还将无涂层的(即，没有在前的转化涂层)用本发明的润滑剂组合物进行润湿。但是，这仅仅在待成形工件的金属表面已经在先进行了化学和/或物理清洁时才是可能的。
在涂覆了润滑剂组合物之后，该金属成形制品优选是彻底干燥的，特别是用热空气和/或辐射热干燥。这通常是必需的，因为涂层中的水份通常会在冷成形过程中产生问题，这归因于否则涂层不能充分形成和/或归因于会形成较差质量的涂层。在这种情况中，通常还会快速发生腐蚀。
令人惊讶地，使用足够的干燥时，本发明的涂层具有这样良好的品质，以至于通过仔细的处理，该用金属涂覆的成形制品没有被损坏，并且也没有部分侵蚀。
根据本发明涂覆的金属成形制品可以用于冷成形，特别是用于例如管，中空型材，棒，其它实心型材和/或金属丝的滑动冲压，用于例如条带，片和/或中空零件的拉伸和/或深冲压，来形成中空零件，用于例如中空和/或实心零件的冷挤压和/或用于例如金属丝段的冷顶锻来形成连接元件例如诸如螺母和/或螺杆坯体，还可以在某些情况中连续的进行数个，任选的甚至数个不同的冷成形操作。
在本发明的方法中，经成形的工件优选在冷成形之后，可以至少部分地清洁润滑剂组合物剩余的涂层和/或沉积物。
在本发明的方法中，如果需要，该涂层可以在冷成形之后至少部分地持久保持在经成形的工件上。
该目标还可以通过本发明的润滑剂组合物来实现，该组合物用于施加到待成形的工件上和冷成形。
该目标还可以通过这样的涂层来实现，该涂层已经由本发明的润滑剂组合物形成。
还涉及本发明的润滑剂组合物的用途，其用于施加到待成形的工件上和冷成形，以及涉及到本发明涂层用于冷成形和任选的还可以作为持久性保护涂层的用途。
令人惊讶地，已经发现甚至加入非常少的水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐(特别是水玻璃)会导致本发明涂层的显著改进(但是大的加入量同样如此)，这导致了在在其它方面相同条件下的冷成形的明显改进，并且与不含这些化合物的堪相比较的润滑剂组合物相比，其能够用于更强烈的冷成形。此外，与没有这种加入的堪相比较的涂层相比，在更大的作用力和处于更高的温度情况下，还可以使用本发明的涂层，而无需加入固体润滑剂和无需在冷成形操作中施用单独的固体润滑剂涂层。此外，这种加入还具有明显的防腐蚀作用。
令人惊讶地，还发现本发明的冷挤压，特别是钢块的冷挤压的进行具有特别低的摩擦力和最优选不破坏模具，甚至当使用明显提高的力量时也是如此。因此可能的是在冷成形过程中生产涂层，其用于极端压力领域和最大磨损减少领域二者，提高了成形精度和/或提高了变形速度，其可以在一锅法中例如通过浸渍、取出和干燥来简单的、可再现的和成本有效的来施用。
本发明的实施例和对比例：
在用高速混合器强力搅拌的同时制备含水的润滑剂浓缩物，作为首次加料，使用去离子水和任选的加入中和剂例如诸如氨基醇。一方面，组合物(A)是用氨基醇起始准备的，其初始保持在80-95℃的温度，另一方面，组合物(B)是用铵成分起始准备，其在整个期间内保持在室温和/或至多30℃。使用氨基醇和铵离子成分来中和(＝有机盐的形成)和来在含水的组合物中获得有机盐。
使用润滑剂组合物(A)和(B)作为混合物、润滑剂浓缩物和浴液原则上进行同样的程序。首先，将基于乙烯丙烯酸盐/酯的至少一种离聚物加入到预先置入的水中，部分的作为分散体。为此目的，将混合物(A)持续保持在80-95℃的温度，并且用高速混合器强力搅拌来进行中和以及成盐。在一些时间之后，在该操作过程中形成了透明的液体。使用混合物(B)，加入至少一种有机铵盐的至少一种分散体形式的至少一种基于乙烯丙烯酸盐/酯的离聚物，并且用高速混合器连续强力搅拌。然后，将开始为溶解和/或分散形式，然后为粉末形式的非离聚物加入混合物(A)和(B)中，并且使用高速混合器进行强力的和延长时间的搅拌。为此目的，在混合物(A)中，将温度重新降低到60-70℃的范围。另外，其它添加剂例如杀生物剂，润湿剂和防腐剂根据需要加入，并且最后加入至少一种增稠剂来调整粘度。如果需要，过滤每个浓缩物，并调整pH。为了涂覆待成形的金属工件，用去离子水适当稀释每个浓缩物，并且如果需要，调整pH。将带有含水润滑剂组合物的浴液持续地轻轻搅拌，并且保持在50-70℃(浴液A)或者15-30℃(浴液B)的温度。
将硬化碳钢C15的金属块(1.0401，90-120HB，直径大约是20mm，高度大约是20mm)用锌-钙比为70∶30的磷酸ZnCa进行非电解磷化(＝无电镀)。该磷化金属块用聚合物和主要根据本发明的含水的润滑剂组合物的涂覆是如下来进行的：浸渍1min，然后在循环空气炉中在60-65℃干燥10min。这些双面涂覆的，干燥的金属块然后在压机中，通过300吨的反向挤压来冷成形。
在表1和2中，给出了用于特定冷成形操作的润滑剂组合物和由其在磷酸ZnCa涂层上形成的涂层的适合性以及它们的成形程度。补足到100重量％的其它物质由添加剂和固体润滑剂构成，仅仅列出了后者。作为离聚物，使用了乙烯丙烯酸盐/酯和/或乙烯甲基丙烯酸盐/酯(“乙烯丙烯酸盐/酯”)。“铵聚合物”指的是非离聚物的有机聚合物铵盐，其是作为分散体加入的。虽然在这些表中，不同量和类型的水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐例如诸如水玻璃是以相同的基础组合物来变化的，在表2中，表示了水玻璃含量变化的各种各样的基础组合物。在添加剂中，仅仅列出了固体润滑剂，这是为什么固体和活性物质的总和加起来不是100重量％的原因。与B和D型离聚物相比，A和C型的离聚物具有稍高的分子量和明显高得多的熔融粘度(在高温的粘度，特别是在软化和/或熔融范围的粘度)。A和B型离聚物是在含水的润滑剂组合物生产过程中与氨基醇反应的。C和D型离聚物具有铵成分，并且已经作为有机盐加入了。
表1：对于不同的类型和量的水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐例如诸如水玻璃来说，用于特定冷成形操作的含水的润滑剂组合物的组成(给出了固体和活性物质，单位为重量％)和由其在磷酸ZnCa涂层上形成的涂层的适合性和它们的成形程度。
表2：对于许多不同的基础组合物(具有含量不同的水玻璃)来说，用于特定冷成形操作的含水的润滑剂组合物的组成(给出了固体和活性物质，单位为重量％)和由其在磷酸ZnCa涂层上形成的涂层的适合性和它们的变形，并且该成形程度从左到右增加。
冷程序操作：AZ＝拉伸，GZ＝滑动冲压，HF＝液压成形(Hydroforming)，KFP＝冷挤压，KS＝冷顶锻，TP＝摆动挤压，TZ＝深冲压
固体润滑剂：G＝石墨，M＝二硫化钼
*＝计算得到的份额，和任选的过量份额，以使得总和大于100重量％，因为至少一部分离聚物和非离聚物是作为盐存在的。
**＝离聚物
Figure BPA00001233295700271
Figure BPA00001233295700281
表1的试验表明在提高冷成形方面，水玻璃，特别是含有钠的水玻璃产生了明显优于所测试的其它水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐的结果。甚至仅仅加入固体和活性物质的0.5重量％的水玻璃时，也能达到变形程度显著的增加，而不必加入昂贵和不情愿使用的固体润滑剂，和/或不必使用它们作为第三涂层。加入高到固体和活性物质的大约80重量％的水玻璃时，该润滑剂组合物能够用于重荷冷成形操作。加入的水玻璃越多，所形成的工件越光滑和越明亮。但是，在水玻璃含量是固体和活性物质的大约80重量％时，由于相对低的有机聚合物材料含量，这里已经存在着研磨效应的显著增加和减少的润滑剂效应。另外，挤压力增加。
在表2的试验中，它表明本发明的润滑剂组合物中不同组分的含量可以在宽的范围内变化。一方面，在这里已经证实了加入至少一种离聚物和水玻璃，以及还加入至少两种具有阶梯状熔点的蜡是特别合适的。如果包含了更高含量的离聚物或者还加入了高含量的至少一种固体润滑剂，则该润滑剂组合物和由其形成的涂层能够基本上更容易或者更好的用于重荷成形操作。实施例19和20的润滑剂组合物特别适于重冷成形，例如摆动挤压，这归因于含有石墨和/或二硫化钼。
本发明的润滑剂组合物能够制造环境友好的涂层，其是以简单和成本有效的方式施加到金属工件上的，并且适于简单的，适度重荷和/或特别重荷的冷成形操作。由于使用了有机盐，该涂层和相应的沉积物可以在冷成形之后通过简单的方式从经成形的工件上除去。

Claims (25)

1.用于制备用于冷成形的金属工件的方法，该方法通过将润滑剂层(＝涂层)施用到金属表面上或者预涂覆的金属表面上而进行，特征在于该润滑剂层是通过将该表面与含水的润滑剂组合物接触来形成的，该含水的润滑剂组合物含有至少一种水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐以及有机聚合物材料，和其中主要将基于离聚物，丙烯酸/甲基丙烯酸，环氧化物，乙烯，聚酰胺，丙烯，苯乙烯，氨基甲酸酯，它们的酯和/或它们的盐的单体，低聚物，低共聚物，聚合物和/或共聚物用作该有机聚合物材料。
2.根据权利要求1的方法，特征在于该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层含有占固体和活性物质的3-98重量％的至少一种离聚物。
3.根据权利要求1或2的方法，特征在于该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层含有至少一种水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐，以及至少一种离聚物，至少一种非离聚物和/或至少一种蜡，以及任选的至少一种添加剂。
4.根据前述权利要求之一的方法，特征在于该水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐在每种情况中是至少一种水玻璃，硅胶，硅溶胶，二氧化硅水溶胶，硅酸酯，硅酸乙酯和/或在每种情况中是至少一种它们的沉淀产物，水解产物，缩合产物和/或反应产物。
5.根据权利要求4的方法，特征在于在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中的该水溶性的、含水的和/或水结合性的氧化物和/或硅酸盐含量为占固体和活性物质的0.1-85重量％。
6.根据前述权利要求之一的方法，特征在于该离聚物基本由下列组成：离聚共聚物，任选地连同相应的离子，单体，共聚单体，低聚物，低共聚物，聚合物，它们的酯和/或它们的盐。
7.根据前述权利要求之一的方法，特征在于该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层包含另外的有机聚合物组分，该组分不被认为是离聚物(＝“非离聚物”)，例如诸如基于丙烯酸/甲基丙烯酸，酰胺，胺，芳族聚酰胺，环氧化物，乙烯，酰亚胺，聚酯，丙烯，苯乙烯，氨基甲酸酯，它们的酯和/或它们的盐的低聚物，聚合物和/或共聚物。
8.根据权利要求7的方法，特征在于该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层含有占固体和活性物质的0.1-90重量％的至少一种非离聚物。
9.根据前述权利要求之一的方法，特征在于至少一种离聚物和/或至少一种非离聚物是至少部分中和的、至少部分皂化的和/或至少部分作为至少一种有机盐存在于该润滑剂组合物和/或该涂层中的。
10.根据前述权利要求之一的方法，特征在于在每种情况中，至少一种伯、仲和/或叔胺，氨和/或至少一种氢氧化物，特别是至少一种氨基醇，被用作中和剂来中和该润滑剂组合物。
11.根据前述权利要求之一的方法，特征在于该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层包含至少一种蜡，特别是在每种情况中至少一种石蜡，巴西棕榈蜡，硅酮蜡，酰胺蜡，基于乙烯和/或丙烯的蜡和/或结晶蜡。
12.根据权利要求11的方法，特征在于该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层含有占固体和活性物质的0.05-60重量％的至少一种蜡。
13.根据前述权利要求之一的方法，特征在于该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层包含至少一种固体润滑剂和/或至少一种摩擦降低剂。
14.根据权利要求13的方法，特征在于在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中的至少一种固体润滑剂和/或至少一种摩擦降低剂的总含量优选是0或者是固体和活性物质的0.5-50重量％。
15.根据前述权利要求之一的方法，特征在于该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层包含选自下面的至少一种添加剂：固体润滑剂，摩擦降低剂，磨损保护添加剂，硅烷添加剂，弹性体，成膜助剂，防腐剂，表面活性剂，消泡剂，流动促进剂，杀生物剂，增稠剂和有机溶剂。
16.根据权利要求15的方法，特征在于在该润滑剂组合物和/或由其形成的涂层中的添加剂总含量是固体和活性物质的0.005-20重量％。
17.根据前述权利要求之一的方法，特征在于待冷成形的金属工件的金属表面和/或它们的被金属涂覆的涂层表面在用所述含水润滑剂组合物润湿之前，用至少一种清洁方法进行清洁。
18.根据前述权利要求之一的方法，特征在于该工件的金属表面和/或它的被金属涂覆的涂层表面具有转化涂层。
19.根据前述权利要求之一的方法，特征在于该转化涂层是用含水组合物来实施的，该含水组合物基于草酸盐，碱金属磷酸盐，磷酸钙，磷酸镁，磷酸锰，磷酸锌或者相应的混合晶体磷酸盐，例如诸如磷酸ZnCa。
20.根据前述权利要求之一的方法，特征在于在冷成形之后，至少部分地清洁经成形的工件以除去保留的该润滑剂组合物的涂层和/或沉积物。
21.权利要求1-19之一的方法，特征在于在冷成形之后，该涂层至少部分地持久保留在经成形的工件上。
22.根据权利要求1-16之一的润滑剂组合物，其用于施加到待成形的工件上和用于冷成形。
23.涂层，其是由权利要求22的润滑剂组合物形成的。
24.根据权利要求1-16之一的润滑剂组合物用于施加到待成形的工件上和用于冷成形的用途。
25.根据权利要求23的涂层用于冷成形和任选地还用作持久的保护涂层的用途。
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