DD245898A1 - CORROSION PROTECTION ADDITIVE FOR LUBRICANTS FOR WARM-FORMING METALS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Korrosionsschutzadditiv auf Phosphatbasis fuer Schmiermittel fuer die Warmverformung von Metallen. Das Korrosionsschutzadditiv verbessert bereits vorhandene phosphatlose Schmiermittel fuer die Warmverformung von Metallen hinsichtlich ihrer korrosiven Eigenschaften, insbesondere gegenueber am Arbeitsvorgang nicht direkt beteiligten Maschinenteilen durch Ausbildung eines anhaftenden, zusammenhaengenden Films auf der Oberflaeche, wodurch eine kostenaufwendige Technologieumstellung auf andere phosphathaltige Fertigungshilfsstoffe nicht notwendig ist. Als Korrosionsschutzadditiv einsetzbar sind Alkaliphosphate, von denen dem waessrigen Schmiermittelkonzentrat 2 bis 35 Ma.-% zugemischt werden. Bei den Alkaliphosphaten handelt es sich um Dinatriumhydrogenphosphat und/oder Trinatriumphosphat. Als Schmiermittel, denen das Additiv zugesetzt werden kann, eignen sich phosphatlose Schmiermittel fuer die Warmverformung von Metallen, zusammengesetzt aus anorganischen und organischen Bestandteilen, die als waessrige Schmiermittelkonzentrate vorliegen.The invention relates to a corrosion protection additive based on phosphate for lubricants for the hot deformation of metals. The anticorrosive additive improves already existing phosphate-free lubricants for the hot deformation of metals with regard to their corrosive properties, especially against machine parts not directly involved in the process by forming an adherent, coherent film on the surface, whereby a costly technology conversion to other phosphate-containing production auxiliaries is not necessary. Suitable corrosion protection additives are alkali metal phosphates, of which 2 to 35% by weight are added to the aqueous lubricant concentrate. The alkali phosphates are disodium hydrogen phosphate and / or trisodium phosphate. As lubricants to which the additive may be added, phosphate-less lubricants are suitable for thermoforming metals composed of inorganic and organic components present as aqueous lubricant concentrates.
Description
Die Erfindung betrifft ein Korrosionsschutzadditiv für Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen auf Phosphatbasis. Das erfindungsgemäße Korrosionsschutzadditiv eignet sich für phosphatlose Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen.The invention relates to a corrosion protection additive for lubricants for hot deformation of phosphate-based metals. The corrosion protection additive according to the invention is suitable for phosphate-free lubricants for the hot deformation of metals.
Es ist bekannt, zur Verschleißverminderung und Filmstabilisierung bei der Warmverformung von Metallen phosphathaltige Fertigungshilfsstoffe zu verwenden.It is known to use phosphate-containing production aids for wear reduction and film stabilization in the hot working of metals.
So beschreiben die DD-EB-120465 ein Hochtemperaturschmiermittel bestehend aus Graphit, Alkylenpolymerisat, Dispergiermittel und 2-40% Filmstabilisator, zweckmäßig Natriumsilikate, Boroxide, Phosphate, Kieselsäure allein, oder in Gemischen untereinander, die DD-EB-203328 Fertigungshilfsstoffe für die Warmverformung von Metallen bestehend aus ' Alkalisulfat, Alkalisalz der Tetraborsäure, Metalldiphosphatgemisch, einem Polysacärid und einem Natriumalkylsulfonat, die DD-EB-65288 Schmiermittel für die Umformung von Metallen bei Temperaturen bis 7500C zusammengesetzt aus Metallsalzen der Palmin- oder Stearinsäure und aus Additivs, wie Molybdändisulfid, Graphit und Schwefel und basischen Calcium-oder Alkalisalzen der Bor-, Kiesel- und/oder Phosphorsäure.For example, DD-EB-120465 describes a high-temperature lubricant consisting of graphite, alkylene polymer, dispersant and 2-40% film stabilizer, useful sodium silicates, boron oxides, phosphates, silicic acid alone, or in mixtures with each other, the DD-EB-203328 production aids for the hot deformation of Metals consisting of 'alkali metal sulfate, alkali metal salt of tetraboric acid, metal diphosphate mixture, a polysaccharide and a sodium alkylsulfonate, DD-EB-65288 lubricants for the transformation of metals at temperatures up to 750 0 C composed of metal salts of palmitic or stearic acid and of additives, such as molybdenum disulfide , Graphite and sulfur and basic calcium or alkali salts of boric, silicic and / or phosphoric acid.
In der DD-EB-63598 wird ein Hochtemperaturschmiermittel auf Phosphatbasis vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Gemisch von Ortho- oder kondensierten Phosphaten von Alkalimetallen und Metalloxiden, Alkalioxid, Eisen-(lll)-oxid und Aluminiumoxid enthält.DD-EB-63598 proposes a phosphate-based high-temperature lubricant which is characterized in that it contains a mixture of ortho or condensed phosphates of alkali metals and metal oxides, alkali oxide, iron (III) oxide and aluminum oxide.
Die DE-EB-31 37272 beschreibt eine Schmiermittelzusammensetzung bestehend aus Phosphorsäure und deren Salze, Borsäure und deren Salze, Carbonaten, Nitraten, Sulfaten, Alkalihydroxiden und einem Phyllosilikat.DE-EB-31 37272 describes a lubricant composition consisting of phosphoric acid and its salts, boric acid and its salts, carbonates, nitrates, sulfates, alkali hydroxides and a phyllosilicate.
Gemäß der DE-EB-2609666 wird ein Schmiermittel auf Basis Cellulosederivat, Glyzerin und wasserlöslichem Korrosionsschutzmittel (o-Phosphorsäure) hergestellt.According to DE-EB-2609666, a lubricant based on cellulose derivative, glycerol and water-soluble corrosion inhibitor (o-phosphoric acid) is produced.
In der DE-EB-2048537 wird ein Hochtemperaturschmiermittel auf Phosphatbasis für die Warmverformung von Metallen in Form einer fest haftenden Schicht in Kombination mit einem Binder,und Lösungsmittel aufgeführt.DE-EB-2048537 discloses a phosphate-based high-temperature lubricant for thermoforming metals in the form of a firmly adhering layer in combination with a binder, and solvent.
Das in der DE-EB-2430249 vorgeschlagene Hochtemperaturschmiermittel für die Heißumformung von Metallen basiert a-uf einem Schmelzprodukt von Metallphosphaten und -boraten und eines die Schmierwirkung verbessernden Zusatzes, wie Zinksulfid, Calciumfluorid, Natriumchlorid oder Natriumzinkpolyphosphat, sowie einem treibwirkenden, sich rückstandsfrei zersetzenden organischen Produkt auf Basis von Cellulose, Stärke oder Kunstharzen.The proposed in DE-EB-2430249 high-temperature lubricant for the hot forming of metals based a-uf a melt product of metal phosphates and borates and a lubricant-improving additive, such as zinc sulfide, calcium fluoride, sodium chloride or Natriumzinkpolyphosphat, and a propellant, residue-decomposing organic Product based on cellulose, starch or synthetic resins.
Der Hochtemperaturschmierstoff für die Warmverformung von Metallen gemäß DE-EB-21 54232 ist dadurch gekennzeichnet, daß er ein Schmelzprodukt von Phosphaten und Boraten der Alkalimetalle und gegebenenfalls des Zinks und/oder Aluminiums und einem Zusatz von Zinksulfid, Calciumfluorid, Natriumfluorid, Graphit oder Gemische davon enthält.The high-temperature lubricant for the hot deformation of metals according to DE-EB 21 54232 is characterized in that it is a melt product of phosphates and borates of the alkali metals and optionally of zinc and / or aluminum and an addition of zinc sulfide, calcium fluoride, sodium fluoride, graphite or mixtures thereof contains.
Phosphorverbindungen als filmstabilisierender und korrosionsschützender Bestandteil in Hochtemperaturschmierstoffen sind somit bekannt und gehören zum Stand der Technik. Die bisherigen bekannten Erfindungsbeschreibungen weisen nur komplette Schmiermittelzusammensetzungen aus, in denen Phosphate als korrosionsschützender und filmstabilisierender Bestandteil enthalten sind.Phosphorus compounds as a film-stabilizing and corrosion-protective constituent in high-temperature lubricants are thus known and belong to the state of the art. The hitherto known descriptions of the invention disclose only complete lubricant compositions in which phosphates are contained as a corrosion-inhibiting and film-stabilizing constituent.
Nachteilig ist, daß keine alleinige Phosphatinhibierung beschrieben wird, um in bereits vorhandenen phosphatlosen Schmiermitteln für die Warmverformung von Metallen eine verschleißhemmende Wirkung zu erzielen.The disadvantage is that no sole Phosphatinhibierung is described in order to achieve a wear-inhibiting effect in existing phosphate-free lubricants for the hot deformation of metals.
Lediglich in der DE-EB-2850244 wird ein Additiv in Schmier- und Kühlmitteln für die Metallbearbeitung auf Phosphatbasis aufgeführt, wobei jedoch nur ein langkettiges Ammoniumpolyphosphat vorgeschlagen wird ohne Berücksichtigung anderer Phosphate.Only in DE-EB-2850244 an additive in lubricants and coolants for the metalworking phosphate-based is listed, but only a long-chain ammonium polyphosphate is proposed without consideration of other phosphates.
Ziel der Erfindung ist es, ein Korrosionsschutzadditiv auf Phosphatbasis für Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen bereitzustellen, um die Lebensdauer von Maschinenteilen durch ausreichende Oberflächenbehandlung zu erhöhen, ohne durch kostenaufwendige Technologieveränderung auf andere phosphathaltige Fertigungshilfsstoffe umstellen zu müssen.The object of the invention is to provide a phosphate-based corrosion inhibitor additive for hot-working metals to increase the life of machine parts by adequate surface treatment, without having to switch to other phosphate-containing production aids by costly technological change.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Korrosionsschutzadditiv auf Phosphatbasis zu schaffen, um bereits vorhandene phosphatlose Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen hinsichtlich ihrer korrosiven Eigenschaften zu verbessern.The invention has for its object to provide a corrosion protection additive based on phosphate to improve existing phosphate-free lubricant for the hot deformation of metals in terms of their corrosive properties.
Erfindungsgemäß konnten als Korrosionsschutzadditiv für Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen Alkaliphosphate und zwar in Form der basisch reagierenden Dinatriumhydrogenphosphat und Trinatriumphosphat gefunden werden.According to the invention, it was possible to find alkali phosphates in the form of the basic reacting disodium hydrogen phosphate and trisodium phosphate as anticorrosion additive for lubricants for the hot deformation of metals.
Der Einsatz dieser Additivs in phosphatlosen Schmiermitteln für die Warmverformung von Metallen bewirkt die Ausbildung von anhaftenden Schichten auf den Metalloberflächen, speziell bei den verschiedensten Stahlsorten, wodurch einerseits ein Schmiereffekt beim Umformprozeß und andererseits ein Schutz vor korrosiven Angriff durch das Schmiermittel, insbesondere gegenüber am Arbeitsvorgang nicht direkt beteiligten Maschinenteilen erreicht werden kann.The use of these additives in phosphate-free lubricants for the hot deformation of metals causes the formation of adherent layers on the metal surfaces, especially in a variety of steel grades, which on the one hand a lubricating effect during the forming process and on the other hand, a protection against corrosive attack by the lubricant, especially against the operation not directly involved machine parts can be achieved.
Das Korrösionsschutzadditiv wird dem Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen, bezogen auf ein wäßriges Schmiermittelkonzentrat, in einer Menge von 2 bis 35 Ma.-% zugesetzt. Als optimaler Bereich der Zugabe des Additivs erweist sich eine Menge von 5 bis 15Ma.-%.The anticorrosion additive is added to the lubricant for hot deformation of metals based on an aqueous lubricant concentrate in an amount of 2 to 35 mass%. The optimum range of addition of the additive is found to be 5 to 15 mass%.
Als Schmiermittel, denen das Additiv zugesetzt wird, eignen sich phosphatlose Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen, zusammengesetzt aus anorganischen Salzen, wie Carbonaten der Alkalimetalle, Boraten der Alkalimetalle, Hydroxiden der Alkalimetalle, Ammoniak u.a., Alkylenpolymerisaten, Dispergiermitteln und Feststoffen, wie Graphit, Schwefel u.a., die als wäßrige Schmiermittelkonzentrate vorliegen und je nach Einsatzzweck weiter verdünnt werden können.Suitable lubricants to which the additive is added are phosphate-free lubricants for thermoforming metals composed of inorganic salts such as alkali metal carbonates, borates of alkali metals, hydroxides of alkali metals, ammonia, among others, alkylene polymers, dispersants and solids such as graphite, sulfur among others, which are present as aqueous lubricant concentrates and can be further diluted depending on the application.
Die Zugabe des Additivs zu dem Schmiermittel erfolgt zweckmäßigerweise als stark konzentrierte, wäßrige Lösung, wozu das Alkaliphosphat vorher unter Rühren in Wasser gelöst wird.The addition of the additive to the lubricant is advantageously carried out as a highly concentrated, aqueous solution, to which the alkali metal phosphate is previously dissolved with stirring in water.
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dazu wurden Korrosionsuntersuchungen nach folgender Methode durchgeführt:The invention will be explained in more detail below on some embodiments. For this purpose corrosion tests were carried out according to the following method:
Aus den Materialien Stahl CK 45, Stahlguß GSB 45 und Stahl 56 NiCrMoW gefertigte Prüfbleche (20 χ 100 χ 2mm) wurden mit Schleifpapier bearbeitet, anschließend trocken abgerieben, dann mit Benzin und zuletzt mit Benzen gespült. Nach Verdampfen der Lösungsmittelreste wurden die Prüfbleche auf der Analysenwaage gewogen und bis zum Einsatz für den Korrosionsversuch im Exsikkator aufbewahrt. Untersucht wurde ein Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen enthaltend Dinatriumcarbonat, Natriumchlorid, Ammoniak, Ammoniumcarbonat, Carboxymethylcellulose und Graphit mit und ohne Zusatz von Dinatriumhydrogenphosphatdodekahydrat und Trinatriumphosphatdodekahydrat. Dazu wurden die Schmiermittel mit Wasser im Verhältnis 1:10 verdünnt (nach Additiv-Zusatz). Für die Prüfung wurden 9 Bechergläser mit je 250ml einer Prüfflüssigkeit gefüllt und die Prüfbleche zu 2h eintauchend eingehängt. Die Bechergläser befanden sich in einem auf 500C thermostatierten Wasserbad. Verdunstungsverluste wurden mit destilliertem Wasser ausgeglichen. Durch kontinuierliche Luftzuführung in die Prüfflüssigkeit wurden eine Sauerstoffsättigung und ständige Bewegung dieser erreicht. Nach Beendigung der Versuche wurden die Prüfbleche mit fließendem Wasser abgespült und mittels Filterpapier getrocknet. Mit einer Drahtbürste wurden an den Prüfblechen haftende Ablagerungen entfernt und anschließend die Bleche nochmals mit fließendem Wasser abgewaschen. Zuletzt wurden die Prüfbleche in Aceton getaucht, getrocknet und auf der Analysenwaage gewogen.Test panels (20 χ 100 χ 2mm) made from the materials steel CK 45, cast steel GSB 45 and steel 56 NiCrMoW were sandpapered, then rubbed dry, then rinsed with petrol and finally with benzene. After evaporation of the solvent residues, the test panels were weighed on the analytical balance and stored in the desiccator until used for the corrosion test. A lubricant for hot deformation of metals containing disodium carbonate, sodium chloride, ammonia, ammonium carbonate, carboxymethyl cellulose and graphite with and without the addition of disodium hydrogen phosphate dodecahydrate and trisodium phosphate dodecahydrate was investigated. For this, the lubricants were diluted with water in the ratio 1:10 (after addition of additive). For the test, 9 beakers were each filled with 250 ml of a test liquid and the test panels were suspended by immersion for 2 h . The beakers were in a thermostated at 50 0 C water bath. Evaporation losses were compensated with distilled water. Through continuous air supply into the test liquid, an oxygen saturation and constant movement of these were achieved. After completion of the tests, the test panels were rinsed with running water and dried using filter paper. Using a wire brush, deposits adhering to the test panels were removed, and then the sheets were rinsed off again with running water. Finally, the test panels were dipped in acetone, dried and weighed on the analytical balance.
Die korrosionshemmende Wirkung durch Zusatz von Dinatriumhydrogenphosphatdodekahydrat ist in Tabelle 1 dargestellt.The corrosion-inhibiting effect by addition of disodium hydrogen phosphate dodecahydrate is shown in Table 1.
n. b. —r- nicht bestimmtnb -r- not determined
Tabelle 2 zeigt die korrosionshemmende Wirkung durch Zusatz von Trinatriumphosphatdodekahydrat.Table 2 shows the corrosion-inhibiting effect by adding trisodium phosphate dodecahydrate.
34 12 -3 -434 12 -3 -4
Die Beispiele 1 und 2 zeigen, daß sich nicht phosphathaltige Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen durch Zugabe von Phosphaten hinsichtlich ihrer korrosiven Eigenschaften, besonders gegenüber angrenzenden Maschinenteilen durch Ausbildung einer anhaftenden Schutzschicht wesentlich verbessern lassen.Examples 1 and 2 show that non-phosphate-containing lubricants for the hot deformation of metals can be significantly improved by the addition of phosphates with respect to their corrosive properties, especially with respect to adjacent machine parts by forming an adherent protective layer.
Im Vergleich zum Stand der Technik ist keine grundlegende Änderung der Schmiermittelzusammensetzung, sondern lediglich ein Zusatz der genannten Additivs erforderlich, um eine korrosionshemmende Wirkung zu erzielen.In comparison with the prior art, no fundamental change in the lubricant composition, but only an addition of said additive is required in order to achieve a corrosion-inhibiting effect.
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| DD28692486A DD245898A1 (en) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | CORROSION PROTECTION ADDITIVE FOR LUBRICANTS FOR WARM-FORMING METALS |
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| DD245898A1 true DD245898A1 (en) | 1987-05-20 |
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| DD (1) | DD245898A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT395163B (en) * | 1988-02-12 | 1992-10-12 | Chemson Polymer Additive | LUBRICANT |
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1986
- 1986-02-10 DD DD28692486A patent/DD245898A1/en not_active IP Right Cessation
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| AT395163B (en) * | 1988-02-12 | 1992-10-12 | Chemson Polymer Additive | LUBRICANT |
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