DD250133A1

DD250133A1 - Schmier- und kuehlmittel fuer die spanlose metallbearbeitung

Info

Publication number: DD250133A1
Application number: DD29161386A
Authority: DD
Inventors: Erika Britsche; Werner John; Wiltrud Klose; Guenther Gonschior; Elke Hermann; Wolfgang Magnus; Peter Gaudig
Original assignee: Ve Kom Haertol
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1987-09-30
Also published as: DD250133B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schmier- und Kuehlmittel fuer die spanlose Formgebung von Kupfer und dessen Legierungen in den Endabmessungen bis 0,012 mm. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, stoffliche Zusammensetzungen fuer ein Schmier- und Kuehlmittel zu finden, welches unter den Bedingungen des hochautomatisierten Formgebungsprozesses hohe Fertigungsgeschwindigkeiten gewaehrleistet. Dazu ist ein Kuehlschmiermittelsystem erforderlich, das saubere und von klebenden Schmiermittelbelaegen und Metallabrieb freie Umformzonen gewaehrleistet, biologisch resistent ist, korrosionsschuetzend wirkt und Standzeiten von 8-12 Monaten erreicht. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz eine Wirkstoffkombination aus den Bestandteilen 25-32 * Wasser; 19-21 * Triethanolamin; 19-21 * Glykole oder Glykolgemische; * * Natriumsalz von sulfatierten OElsaeurebutylester und/oder ein Gemisch von ungesaettigten Alkylsulfaten und Alkylsulfonaten; 9-11 * eines Gemisches von Alkylphenylpolyglykolethern mit Oxethylierungsgrad 3-6 und 7-10; 14-20 * n-Paraffinsulfamidessigsaures Natrium besteht. Die Anwendungsmischung mit Wasser enthaelt 0,5-15,0 * der Wirkstoffkombination.

Description

Anwendungsgebiete der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Schmier- und Kühlmittel für die spanlose Formgebung von Metallen insbesondere für das Walzen und Ziehen sowie deren Kombinationen zur Bearbeitung von Kupfer und Kupferlegierungen in Endabmessungen bis 0,012mm.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Es ist bekannt, daß zum Beispiel zum Ziehen von Kupfer und Kupferlegierungen als Schmier- und Kühlmittel und als Transportmittel für den Metallabrieb aus der Umformzone Öl-in-Wasser-Emulsionen, in Wasser emulgierte Ziehfette sowie Seifenlösungen verwendet werden, zum Beispiel Patent-Nr. OS 1929752 (USA)₁OS 2330806 (BRD), OS 2504115 (USA), OS 2844272 (Schweden), OS 2844272 (BRD).

Sie haben die Aufgaben, die Umformarbeit und Drahtspannung durch Herabsetzung der Reibung zwischen Ziehwerkzeug und Draht zu senken, die Umformwärme und den Abrieb abzuführen und die Standzeit der eingesetzten Technik zu erhöhen.

Nachteilig wirken in den bekannten Systemen, bestehend aus hydrophoben Komponenten, wie Kohlenwasserstoffen, natürlichen Fetten und Ölen, synthetischen Estern, Fettsäuren und Seifen und hydrophilen Komponenten, wie organischen Sulfaten und Sulfonaten, Seifen und Fettsäuren, die sich ausbildenden 2 Phasen Wasser/Öl, die in Diskontinuitäten des Ziehmittels bei Anwendungskonzentration in Teilchengrößenbereichen von 0,100-0,002 mm führen. Das verursacht wechselnde Reibungsverhältnisse im Ziehol, die im Fein- und Feinstabmessungsbereich Drahtrisse bewirken.

Für das Erreichen hoher Drahtziehgeschwindigkeiten, beim Fein- und Feinstdrahtziehen bei niedriger Drahtrißzahl wirkt sich das Kleben des Drahtes durch die Anwendung konventioneller Drahtziehmittel auf den kraftübertragenden Ziehscheiben nachteilig

Die Ursachen für das Kleben liegen vor allem im zweiphasigen Aufbau der Ziehmittei, die zu Ablagerungen von Seifen, Ölen, Fetten verbunden mit Metallabrieb auf den Drahtführungselementen und vor dem Ziehol führen. Im Maschinenraum bilden sich klebrige und schwerentfernbare Schlämme. Diese beeinflussen nachteilig die Lackierfähigkeit des Drahtes.

Die bekannten technischen Lösungen der Schmier- und Kühlmittelsysteme reagieren auf die mechanischen, chemischen und biologischen Einflußfaktoren mit stofflichen Veränderungen, die nur Standzeiten von 1 bis 3 Monaten zulassen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Schmier-und Kühlmittel mit hoher chemischer, mechanischer und biologischer Stabilität für die spanlose Formgebung von Metallen, welches insbesondere für das Ziehen von Kupfer- und Kupferlegierungen im Fein- und Feinstdrahtbereich minimale Drahtbeanspruchungen gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das erfindungsgemäße Schmier- und Kühlmittel ist so aufzubauen, daß es in Anwendungskonzentration beim Verdünnen mit Wasser anstelle der bekannten Diskontinuität der Öl-Phase herkömmlicher Schmier- und Kühlmittel weitestgehend Kontinuität der inneren Phase aufweist und die Wasserphase zu maximaler Schmier-jjnd Kühlwirkung bis in die Mikrobereiche der Umformzone aktiviert.

Es wurde gefunden, daß ein solches Schmier- und Kühlmittel durch die definierte Wirkstoffkombination von Glykolen Triäthanolamin, Alkylphenylpolyglykoläthem,Alkylpolyglykoläthern und/oder Alkalisalzen von sulfatiertenölsäurebutylestem, n-Paraffinsulfanidessigsaurem Natrium und Wasser enthalten wird. Das erfindungsgemäße Schmier-und Kühlmittel ist aus mit Wasser mischbaren Einzelkomponenten aufgebaut, die so kombiniert sind, daß mit einem minimalen Wasseranteil ein homogenes Konzentrat erhalten wird.

Das Schmier- und Kühlmittel bildet auf dem umzuformenden metallischen Werkstoff einen einheitlichen geschlossenen und stabilen Schmierfilm, der nur aus den Wirkstoffkomponenten besteht und die Wasserphase aus den Mikrobereichen der Umformzone verdrängt.

Diese Filmbildung wird erreicht, weil das erfindungsgemäße Schmier- und Kühlmittel frei ist von Mineralöl, natürlichen Fetten und Ölen und konventionellen EP-Additiven. Es enthält ausschließlich grenzflächenaktive Komponenten mit kapillaraktiver Wirkung, die die Filmbildung begünstigen und ein sehr gutes Abriebtragevermögen bewirken. Das erfindungsgemäße Schmier- und Kühlmittel zeigt bei 1 OOOfacher Vergrößerung im Durchlichtmikroskop in der Anwendungskonzentration vollständige Kontinuität der inneren Phase.

Das erfindungsgemäße Schmier- und Kühlmittel bewirkt eine deutliche Herabsetzung der Reibkräfte und Verschleißvorgänge in der Umformzone.

Ausdruck hierfür ist z. B. die Herabsetzung der Teilchengrößen des Metallabriebes von 0,010mm bei herkömmlichen Schmier- und Kühlmitteln auf durchschnittlich 0,001 mm.

Die Gewährleistung eines stabilen pH-Wertes von 8.0-9.5 bewirkt die Resistenz des erfindungsgemäßen Schmier- und Kühlmittels in Anwendungskonzentrationen gegen stoffliche Veränderungen durch mechanische, chemische und biologische Einflüsse und ermöglicht Standzeiten von 8-12 Monaten.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Schmier- und Kühlmittel zum Ziehen von Fein- und Feinstdrähten aus Kupfer- und Kupferlegierungen auf hochautomatisierten Einzel-und Mehrdrahtziehmaschinen in der Konzentration von 0,5-2% in Wasser mit der Zusammensetzung: 31,0% Wasser 20,0% Triäthanolamin 20,0% Monoäthylengiykol

2,2% Natriumsalz von sulfatiertem Ölsäurebutylester

5,0%Alkylphenylpolyglykoläther Oxäthylierungsgrad 3-6

4,8% Alkylphenylpolyglykoläther Oxäthylierungsgrad 7-10 17,0% n-Paraffinsulfamidessigsaures Natrium

Beispiel 2

Schmier- und Kühlmittel zum Walzen und Ziehen von Flachdraht aus Kupfer und Kupferlegierungen auf kombinierten Ziehwalzanlagen in der Konzentration von 8-15% in Wasser mit der Zusammensetzung 30,0% Wasser

20,0% Triäthanolamin

21,0% Monoäthylengiykol und Propylenglykol im Verhältnis 1:1

2,5% Gemisch von ungesättigten Alkylsulfaten mit Alkyisulfonat und Natriumsalz von sulfatiertem Ölsäurebutylester im Verhältnis 1:1

4,5% Alkylphenylpolyglykoläther Oxäthylierungsgrad 3-6

4,5% Alkylphenylpolyglykoläther Oxäthylierungsgrad 7-10 17,5% n-Paraffinsulfaminessigsaures Natrium

Betspiel 3

Schmier-und Kühlmittel für das Kaltwalzen von Bändern und Folien in den Abmessungen <3mm aus Kupfer und Kupfedegierungen in der Konzentration von 3—10% in Wasser mit der Zusammensetzung: 25,0% Wasser 21,0% Triäthanolamin 2t ,0% Propylenglykol

2,5% Gemisch von ungesättigten Alkylsulfaten und Alkyisulfonat ,-.-.—

5,5% Alkylphenylpolyglykoläther Oxäthylierungsgrad 3-6

5_v0%Afkylphenylpolyglykoläther Oxäthylierungsgrad 7-10 20,0% n-Paraffinsulfamidessigsaures Natrium

Claims

1. Schmier- und Kühlmittel für die spanlose Formgebung von Metallen, insbesondere für das Ziehen von Kupfer und dessen Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wirkstoffkombination, bestehend aus

25-32% Wasser
19-21 %Triäthanolamin
19-21% Glykole oder Glykolgemische

20-25% Natriumsalz von sulfatierten Ölsäurebutylester und/oder ein Gemisch von ungesättigten Alkylsulfaten und Alkylsulfonat

9—11 % eines Gemisches von Alkylphenylpolyglykoläthern mit Oxäthylierungsgrad3-6 und 7-10 14-20% η Paraffinsulfamidessigsaures Natrium
als 0,5-15%iges Gemisch mit Wasser eingesetzt wird.

2. Schmier- und Kühlmittel nach Punkti, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierwirkung ausschließlich durch eine Kombination von Komponenten mit grenzflächen- und kapillaraktiven Wirkmechanismen erzielt wird und die Verwendung konventioneller reib- und verschleißmindernder Wirkstoffe, wie Mineralöle, natürliche Fette und Öle und EP-Additive nicht erforderlich sind.

3. Schmier- und Kühlmittel nach Punkti, dadurch gekennzeichnet, daß wassermischbare Einzelkomponenten so kombiniert sind, daß mit einem minimalen Wasseranteil ein homogenes Konzentrat erhalten wird.

4. Schmier- und Kühlmittel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Glykol vorzugsweise Monoäthylenglykol und/oder Propylenglykol eingesetzt wird.

5. Schmier- und Kühlmittel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Anwendungskonzentration ein Durchlichtmikroskop bei 1 OOOfacher Vergrößerung vollständige Kontinuität der inneren Phase vorliegt.

6. Schmier-und Kühlmittel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem umzuformenden metallischen Werkstoff ein einheitlicher geschlossener und stabiler Schmierfilm ausbildet, der nur aus den Wirkstoffkomponenten besteht und die Wasserphase aus den Mikrobereichen der Umformzone verdrängt.

7. Schmier- und Kühlmittel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu einer Standzeit von 8—12 Monaten die Ausbildung des geschlossenen stabilen SchmierfilmesJ<onstanter Zusammensetzung entsprechend der Wirkstoffkombination gewährleistet wird.