DD203328A1 - MANUFACTURING AUXILIARIES FOR THE HOT FORMING OF METALS - Google Patents
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- DD203328A1 DD203328A1 DD23601981A DD23601981A DD203328A1 DD 203328 A1 DD203328 A1 DD 203328A1 DD 23601981 A DD23601981 A DD 23601981A DD 23601981 A DD23601981 A DD 23601981A DD 203328 A1 DD203328 A1 DD 203328A1
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Abstract
Die Erfindung betrifft Fertigungshilfsstoffe fuer die Warmumformgebung von Metallen, die vorrangig beim Gesenkschmieden und Rohrstoszen einsetzbar sind. Ziel der Erfindung ist die Schaffung qualitativ hochwertiger Fertigungshilfsstoffe, die keine nachteiligen Folgen bei der Weiterverarbeitung der Werkstuecke hervorrufen, keine Umweltbelastungen verursachen und physiologisch unbedenklich sowie in der Herstellung und Anwendung kostenguenstig sind. Sie sollen eine hohe Trenn- sowie reibungs- und verschleiszmindernde Wirkung aufweisen und einen stabilen, fest anhaftenden und zusammenhaengenden Film auf der Werkzeugoberflaeche bilden. Die erfindungsgemaeszen Fertigungshilfsstoffe bestehen aus einer Kombination von 94 bis 64 Masse-% eines Alkalisulfates, 3 bis 13 Masse-% eines Alkalisalzes der Tetraborsaeure, 2 bis 15 Masse-% eines Metalldiphosphatgemisches, 0,5 bis 5 Masse-% eines Polysaccharides und 0,5 bis 4 Masse-% eines Natriumalkylsulfonates und sind in waeszriger Loesung mit einem Feststoffgehalt von 2 bis 15 Masse-% bei verschiedenen Warmumformverfahren einsetzbar.The invention relates to production aids for the hot forming of metals, which are primarily used in drop forging and pipe butting. The aim of the invention is the creation of high-quality production auxiliaries, which do not cause adverse effects in the further processing of the workpieces, cause no environmental pollution and are physiologically harmless and inexpensive to manufacture and use. They should have a high separation and friction and anti-wear effect and form a stable, firmly adhering and coherent film on the tool surface. The production aids according to the invention consist of a combination of 94 to 64% by mass of an alkali metal sulphate, 3 to 13% by mass of an alkali metal salt of tetraboric acid, 2 to 15% by mass of a metal diphosphate mixture, 0.5 to 5% by mass of a polysaccharide and 0, 5 to 4% by mass of a Natriumalkylsulfonates and can be used in aqueous solution with a solids content of 2 to 15% by mass in various hot forming process.
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Fertigungshilfsstoffe für die Warmumformgebung von MetallenProduction aids for the hot forming of metals
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft Fertigungshilfsstoffe für die Warmumformgebung von Metallen, die vorrangig beim Gesenkschmieden und Rohrstoßen einsetzbar sind.The invention relates to production aids for the hot forming of metals, which are primarily used in drop forging and pipe thrusting.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, zur Erzielung einer Trennwirkung sowie Reibungs- und Verschleißminderung in der Wirkfuge zwischen Werkzeug und umzuformendem Werkstück bei der Warmmassivumformung von Metallen, vor allem beim Gesenkschmieden, Warmfließpressen und Rohrstoßen, in verschiedenen Trägers chmier st of fen dispergierte Festschmierstoffe als Fertigungshilfsstoffe zu verwenden.It is known, in order to achieve a release effect and friction and wear reduction in the Wirkfuge between tool and reshaping workpiece in the hot massive metal forming, especially in drop forging, hot extrusion and pipe thrust, in different carrier chmier st of fen dispersed solid lubricants used as production aids.
Es ist weiterhin bekannt, daß derartige Fertigungshilfsstoffe im wesentlichen strukturwirksame Festschmierstoffe mit Schichtgitter struktur, beispielsweise Graphit, Bornitrid und Molybdändisulf id, oder weiche Metallverbindungea, die eine entsprechende Temperaturstabilität aufweisen und im Beanspruchungsbereich den Aggregatzustand nicht ändern, wie bestimmte Sulfide, Oxide und Sulfate, oder viskoelastische Stoffe, wie bestimmte Metallsilikate und -phosphate, sowie deren verschiedenartige Kombinationen enthalten.It is also known that such production aids substantially structure-effective solid lubricants with lattice structure, such as graphite, boron nitride and Molybdändisulf id, or soft Metallverbindungea that have a corresponding temperature stability and do not change the state of aggregation in the stress area, such as certain sulfides, oxides and sulfates, or viscoelastic substances, such as certain metal silicates and phosphates, and their various combinations.
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Beispielsweise beschreiben DE-OS 24 50 716 ein Hochtemperaturschmiermittel für die Warmverformung von Metallen, das aus Graphit, Alkylenpolymerisa.ten oder -mischpolymerisaten, einem Suspensionshilfsmittel und gegebenenfalls einem Ulmstabilisator besteht, DB-AS 10 50 486 ein wärmebeständiges, wasserlösliches, öl- und fettfreies Schmiermittel, charakterisiert durch ein Gemisch aus einem Alkali te tr aborat und dem Meta-, Ortho- oder Pyrophosphat eines Alkalimetalls und DB-OS· 27 51 222 ein Hochtemperaturschmiermittel für die Warmverformung metallischer Werkstoffe auf der Basis von Borverbindungen, das neben Bornitrid noch weitere, sauerstoffhaltige Borverbindungen, wie Boroxid, Borsäure oder Borsilikat, enthältFor example, DE-OS 24 50 716 describe a high-temperature lubricant for the hot deformation of metals, which consists of graphite, Alkylenpolymerisa.ten or copolymers, a suspension aid and optionally an Ulmstabilisator, DB-AS 10 50 486 a heat-resistant, water-soluble, oil and grease-free Lubricant, characterized by a mixture of an alkali metal tratorate and the meta-, ortho- or pyrophosphate of an alkali metal and DB-OS · 27 51 222 a high-temperature lubricant for hot deformation of metallic materials based on boron compounds, which, in addition to boron nitride, has further, oxygen-containing boron compounds, such as boron oxide, boric acid or borosilicate
Der Hochtemperaturschmierstoff für die Heißumformung von The high-temperature lubricant for hot forming of
1'5 Metallen gemäß DE-OS 24 30 249 basiert auf einem Schmelzprodukt von Metallphosphaten und -boraten und beinhaltet einen die Schmierwirkung verbessernden Zusatzstoff, wie Zinksulf id, Oalciumf luorid, Natriumchlorid oder Natriumzinkpolyphosphat, sowie ein eine Treibwirkung auslösendes, sich rückstandsfrei zersetzendes organisches Produkt auf der Basis von Cellulose, Stärke oder Kunstharzen.1'5 metals according to DE-OS 24 30 249 based on a melt product of metal phosphates and borates and includes a lubricity enhancing additive such as zinc sulfide id, Oalciumf luorid, sodium chloride or Natriumzinkpolyphosphat, and a triggering a triggering, residue-decomposing organic product based on cellulose, starch or synthetic resins.
Das in der DB-OS 21 08 738 aufgeführte Hochtemperaturschmiermittel für die spanlose Metallumformung besteht aus einem Alkalisulfat, Natriumtetraborat, Kaliumchlorid, Natriumacetattrihydrat, Graphit in Pulverform und gegebenenfalls weiteren Zusätzen, wie Schmelzpunkterniedriger, Dispergiermittel und Stabilisatoren. Den bekannten graphithaltigen Fertigungshilfsstoffen für die Warmumformgebung von Metallen, die oftmals in Form von Graphit-Suspensionen mit Mineralöl oder Wasser als Träger eingesetzt werden, haftet der Nachteil an, daß sie eine unzureichende Trennwirkung zwischen Werkzeug und Werkstück sowie eine negative Beeinflussung dsr Umwelt durch Schad-Stoffemission und Verschmutzung des Arbeitsplatzes verursachen. Aufgrund der Gesundheitsschadiichkeit derartiger Produkte ist es in vielen Fällen unvermeidlich, kostenaufwendige Absauganlagen au installieren*The listed in the DB-OS 21 08 738 high-temperature lubricant for chipless metal forming consists of an alkali metal sulfate, sodium tetraborate, potassium chloride, Natriumacetattrihydrat, graphite in powder form and optionally other additives, such as melting point depressants, dispersants and stabilizers. The known graphite-containing production auxiliaries for the hot forming of metals, which are often used in the form of graphite suspensions with mineral oil or water as a carrier, has the disadvantage that they have an insufficient separation effect between the tool and the workpiece and a negative impact on the environment by Schad- Cause substance emissions and pollution of the workplace. Due to the health hazards of such products, it is inevitable in many cases to install costly extraction systems *
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Die bekannten silikathaltigen Festschmierstoffe zeigen die negative Folge, daß durch die Ausbildung starker und sehr harter Glasschichten auf der Werkstückoberfläche Störungen bei der Weiterverarbeitung eintreten und im weiteren die Standzeit der Werkzeuge erheblich verringert wird· Außerdem treten beim Einsatz solcher Stoffe infolge der Entstehung saurer Zersetzungsprodukte Korrosionserscheinungen an Werkzeugen und Werkstücken auf.The known silicate-containing solid lubricants show the negative consequence that occur through the formation of strong and very hard glass layers on the workpiece surface disturbances in the further processing and the tool life is significantly reduced · In addition, occur when using such substances due to the formation of acidic decomposition products to corrosion Tools and workpieces on.
Desweiteren bewirken die bekannten Hochtemperaturschmierstoffe nicht in ausreichendem Maße die Bildung zusammenhängender, fest anhaftender und gleichmäßiger Schmierfilme auf der Werkzeugoberflache, da bei der Warmumformgebung, vor allem beim Gesenkschmieden und Rohrstoßen, sehr hohe Temperaturen und Flächenpressungeη auftreten und oftmals Grenzreibungsbedingungen vorliegen.Furthermore, the known high-temperature lubricants do not sufficiently cause the formation of contiguous, firmly adhering and uniform lubricating films on the tool surface, as in hot forming, especially in drop forging and pipe butting, very high temperatures and surface pressures occur and often boundary friction conditions exist.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, Fertigungshilfsstoffe für die Warmumformgebung von Metallen bereitzustellen, die die Anforderungen hinsichtlich hoher Temperaturen und Flächenpressungen erfüllen und insbesondere beim Gesenkschmieden und Rohrstoßen eingesetzt werden können, keine nachteiligen Folgen bei der Weiterverarbeitung der Werkstücke hervorrufen, keine Umweltbelastungen verursachen und physiologisch unbedenklich sowie in der Herstellung und Anwendung kostengünstig sind.The aim of the invention is to provide production aids for the hot forming of metals that meet the requirements for high temperatures and surface pressures and can be used in particular for drop forging and pipe butting, cause no adverse consequences in the further processing of workpieces, cause no environmental pollution and physiologically harmless and are inexpensive in production and application.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, durch Kombination von Hetallsalzen und organischen Zusatzstoffen graphitfreie Fertigungshilfsstoffe für die Warmumformgebuns von Metallen zu schaffen, die in der Wirkfuge zwischen Werkzeug und Werkstück eine hohe Trenn- sowie reibuDgs- und verschleißmindernde Wirkung aufweisen, keine Korrosion hervorrufen undThe object of the invention is to provide by combination of Hetallsalzen and organic additives graphite-free production aids for the Hotumformgebuns of metals that have a high separation and ReibuDgs- and wear-reducing effect in the Wirkfuge between the tool and workpiece, cause no corrosion and
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einen stabilen, fest anhaftenden und zusammenhängenden Film auf der Werkzeugoberfläche "bilden.form a stable, firmly adherent and coherent film on the tool surface ".
Überraschenderweise wurde gefunden, daß für die Warmumformgebung von Metallen geeignete umweltfreundliche Fertigungshilfsstoffe mit hervorragender Trennwirkung, guten reibungs- und verschleißmindernden Eigenschaften, die einen Oberflächenfilm hoher Güte zu bilden vermögen, erhalten werden durch eine Kombination von 94 bis 64, vorzugsweise 87 bis 76 Masse-% eines Alkalisulfates, vorzugsweise Natriumsulfat, 3 bis 13, vorzugsweise 8 bis 12 Masse-% eines Albalisalzes der Tetraborsäure, vorzugsweise Natriumtetraborat, 2 bis 15» vorzugsweise 3 bis 5 Masse-% eines Metalldiphosphatgemisches, vorzugsweise einer Mischung aus Hatriumdiphosphat und Kupferdiphosphat im Mas se verhältnis von 2 : 1,Surprisingly, it has been found that for the hot forming of metals suitable environmentally friendly production aids with excellent release, good friction and wear-reducing properties capable of forming a surface film of high quality are obtained by a combination of 94 to 64, preferably 87 to 76 mass% an alkali metal sulfate, preferably sodium sulfate, 3 to 13, preferably 8 to 12% by weight of an albali salt of tetraboric acid, preferably sodium tetraborate, 2 to 15 »preferably 3 to 5% by weight of a metal diphosphate mixture, preferably a mixture of sodium diphosphate and copper diphosphate in the Mas se ratio from 2: 1,
0,5 bis 5» vorzugsweise 1 bis 4 Masse-% eines Polysaccharides, vorzugsweise Methyl- oder Ethylcellulose, und 0,5 bis 4, vorzugsweise 1 bis 3 Masse-% eines Natriumalkylsulfonates im Kettenlängenbereich von G^2 bis CjQ. Die Herstellung deis Peststoff gemisches erfolgt in bekannter Weise durch kurzzeitiges intensives Vermischen der Komponenten in beliebiger Reihenfolge. Das erfindungsgemäße Erodukt ist in wäßriger Lösung mit einem Peststoffgehalt von 2 bis 1'5 Masse-% als Pertigungshilfsstoff bei verschiedenen Warmumformverfahren einsetzbar.0.5 to 5 »preferably 1 to 4 mass% of a polysaccharide, preferably methyl or ethyl cellulose, and 0.5 to 4, preferably 1 to 3 mass% of a Natriumalkylsulfonates in the chain length range of G ^ 2 to Cj Q. The preparation of the pesticide mixture is carried out in a known manner by brief intensive mixing of the components in any order. The Erodukt invention is used in aqueous solution with a pesticide content of 2 to 1'5 mass% as Pertigungshilfsstoff in various hot forming process.
Ausführungsbeispiele 30Exemplary embodiments 30
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below on some embodiments.
81,5 Masse-% Natriumsulfat, 8,5 Masse-% Natriumtetra'borats81.5% by mass of sodium sulfate, 8.5% by mass of sodium tetraborate
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5»3 Masse-% einer Mischung aus Natriumdiphosphat und Kupferdiphosphat im Masseverhältnis von 2:1, 3,7 Masse-% Methylcellulose und5 »3% by mass of a mixture of sodium diphosphate and copper diphosphate in the mass ratio of 2: 1, 3.7% by mass of methylcellulose and
1,0 Masse-% eines Natriumalkylsulfonates mit einer mittleren Kettenlänge von C^c werden intensiv miteinander vermischt und in Form einer 5 %igen wäßrigen Lösung als Fertigungshilfsstoff "beim Pulverschmieden eingesetzt»1.0% by weight of a Natriumalkylsulfonates with an average chain length of C ^ c are intensively mixed together and used in the form of a 5% aqueous solution as a production aid "powder forging"
85 Masse-% Natriumsulfat, 8 Masse-% Natriumtetraborat,85% by mass of sodium sulphate, 8% by mass of sodium tetraborate,
2 Masse-% einer Mischung aus Uatriumdiphosphat und Kupferdiphosphat im Masseverhältnis von 2:1, 4 Masse-% Stärke und2% by mass of a mixture of sodium diphosphate and copper diphosphate in a mass ratio of 2: 1, 4% by mass of starch and
1 Masse-% eines Hatriumalkylsulfonates mit einer mittleren Eettenlänge von C^c werden intensiv miteinander vermischt und in 3Form einer 4 %igen wäßrigen Lösung als Fertigungshilfsstoff beim Gesenkschmieden von Stahl verwendet.1% by mass of a Hatriumalkylsulfonates with an average Eettenlänge of C ^ c are mixed thoroughly with each other and used in 3Form a 4% aqueous solution as a production aid in drop forging steel.
83 Masse-% Hatriumsulf at, 10 Masse-% Natriumtetraborat,83% by mass of sodium sulphate, 10% by mass of sodium tetraborate,
3 Masse-% einer Mischung aus Natriumdiphosphat und Kupferdiphosphat im Masseverhältnis von 2:1,3% by mass of a mixture of sodium diphosphate and copper diphosphate in the mass ratio of 2: 1,
2 Masse-% Ethylcellulose und2% by mass of ethylcellulose and
2 Masse-% eines Hatriumalkylsulfonates mit einer mittleren Kettenlänge von C^c werden intensiv miteinander vermischt und in Sbrm einer 7 %igen wäßrigen Lösung als Dornstangen-Schmiermittel eingesetzt. Dazu wird der Fertigungshilfsstoff auf eine Dornstange, die eine Oberflächentemperatur von 550 bis 650 0O aufweist, aufgesprüht.2% by mass of a Hatriumalkylsulfonates with an average chain length of C ^ c are mixed together intensively and used in Sbrm a 7% aqueous solution as a mandrel rod lubricant. For this purpose, the production aid is sprayed onto a mandrel having a surface temperature of 550 to 650 0 O, sprayed.
Die nach der vorgeschlagenen Lösung gemäß Beispiel 1 bis hergestellten Fertigungshilfsstoffe für die Warmumformgebung von Metallen besitzen im Vergleich zu bekannten Pro-The production aids for the hot forming of metals produced according to the proposed solution according to Example 1 to 8 have, in comparison to known products.
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dukten des Standee der Technik eine bessere Trennwirkung und tragen stärker zur Reibungs- und Verschleißminderung "bei. Verdeutlicht wird dies durch die Erhöhung der Standzeit der Werkzeuge sowie durch die Verbesserung der Oberflächengüte und des Ausformgrades der Werkstücke.The state-of-the-art technology has a better release effect and contributes more to friction and wear reduction. "This is made clear by the increase in the service life of the tools as well as the improvement in the surface quality and the degree of shaping of the workpieces.
Im Vergleich zu bekannten Hochtemperatur schmier stoff en bilden die erfindungsgemäßen Produkte einen gleichmäßigen und fester anhaftenden Ulm auf der Werkzeugoberfläche aus.In comparison to known high-temperature lubricants, the products according to the invention form a uniform and more firmly adhering Ulm on the tool surface.
Aufgrund der graphitfreien erfindungsgemäßen Zusammensetzung treten keinerlei Umweltbelastungen und Arbeitsplatz-Verschmutzungen auf; bei der Anwendung sind gesundheitsschädigende Wirkungen nicht zu befürchten·Due to the graphite-free composition according to the invention occur no environmental pollution and workplace pollution; during use harmful effects are not to be feared ·
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Publication Number | Publication Date |
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DD203328B1 DD203328B1 (en) | 1986-05-07 |
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Family Applications (1)
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DD23601981A DD203328B1 (en) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | MANUFACTURING AUXILIARIES FOR THE HOT FORMING OF METALS |
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1981
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DD203328B1 (en) | 1986-05-07 |
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