DE1043561B

DE1043561B - Waessrige Loesungen oder Emulsionen zur spanlosen Kaltverformung von Metallen

Info

Publication number: DE1043561B
Application number: DEC13970A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Brasseler
Original assignee: Chemische Fabrik Stockhausen GmbH
Current assignee: Stockhausen GmbH and Co KG
Priority date: 1956-11-16
Filing date: 1956-11-16
Publication date: 1958-11-13

Description

Wäßrige Lösungen oder Emulsionen zur spanlosen Kaltverformung von Metallen Es ist bekannt, bei der spanlosen Kaltverformung von Metallen Lösungen oder Emulsionen von Seifen oder sulfonierten Ölen mit oder ohne Zusatz von Neutralölen oder Mineralölen zu verwenden. Diesen bekannten Verfahren haften noch verschiedene Nachteile an. Bei den Seifen führen die alkalische Reaktion sowie das starke Schaumvermögen der Lösungen vielfach zu Schwierigkeiten. Der salzartige Charakter sowohl der Seifen als auch der sulfonierten Verbindungen hat häufig einen ungünstigen Einfluß auf die Haftfähigkeit von Lacken, sofern geringe Mengen dieser Ziehmittel auf den damit behandelten Oberflächen zurückbleiben, was sich in den meisten Fällen ohne besondere nachgeschaltete Reinigungsprozesse aber nicht vermeiden läßt.
Es wurde gefunden, daß man diese Schwierigkeiten dadurch ausschalten kann, wenn man zur spanlosen Kaltverformung von Metallen wäßrige Lösungen oder Emulsionen von solchen Kondensationsprodukten aus Neutralölen, Fettsäuren oder Fettalkoholen mit mindestens 12 C-Atomen und nichtionenaktiven wasserlöslich machenden Verbindungen verwendet, die bei einem Verdünnungsverhältnis bis 1:100 mit Wasser noch beständige Lösungen oder Emulsionen ergeben.
Der Begriff »Neutralöle« steht hier für alle wasserunlöslichen Abkömmlinge natürlicher oder synthetischer Fettsäuren mit mindestens 12 C-Atomen, deren Carboxylgruppen in blockiertem Zustand vorliegen, unabhängig davon, ob diese Verbindungen bei der üblichen Raumtemperatur von 20° C flüssig oder fest sind. Es gehören hierzu also sowohl ölige Fettsäureabkömmlinge, wie Ricinusöl, Olivenöl, Spermöl, Ölsäuremethylester, Ölsäuretriäthanolaminester, als auch schmalz- oder wachsartige Verbindungen, wie Talg, Japanwachs, Walrat, Ölsäureamid, Ölsäuremonoäthanolamid u. dgl. Als Fettsäuren und Fettalkohole kommen sowohl natürliche als auch synthetische Produkte in Frage, soweit sie mindestens 12 Kohlenstoffatome aufweisen.
Als nichtionenaktive Gruppen sind solche geeignet, die eine wasserlöslichmachende Wirkung aufweisen, ohne dem Endprodukt in neutraler Lösung einen salzartigen Charakter zu erteilen. Geeignet sind z. B. Polyglycerine, Polyäthylenglykole, Polypropylenglykole, Polyglykose, Polyäthylenimine, Polyalkylolamine. Derartige Verbindungen können auch kombiniert zur Wasserlöslichmachung verwendet werden. So kann man z. B. eine Fettsäure zunächst mit einem Polyglycerin verestern und dann zur weiteren Steigerung der Wasserlöslichkeit den Polyglycerinester noch mit einem Äthylenoxyd umsetzen. In jedem Falle müssen die Kondensationsprodukte in einem Zustand vorliegen, daß sie auch bei einer Verdünnung bis 1:100 mit Wasser beständige Lösungen oder Emulsionen ergeben. Verbindungen, die nur in Wasser quellbar sind, bei stärkerer Verdünnung aber aus den Lösungen ausfallen, sind für den beschriebenen Einsatz nicht geeignet.
Es wurde die überraschende Feststellung gemacht, daß die Verwendung der vorgeschlagenen Kondensationsprodukte sich infolge des Fehlens salzartiger Gruppen nicht nur günstig auf die Weiterverarbeitungsfähigkeit, insbesondere Lackierfähigkeit, der kaltgeformten Metalle auswirkt, sondern gleichzeitig auch einen erheblichen Fortschritt in ziehtechnischer Hinsicht bedeutet. Beim Ziehen von Drähten konnte zum Teil eine erhebliche Herabsetzung der Drahtbrüche erzielt werden, was sich insbesondere bei feinen Drähten kostensparend auswirkt.
Es ist aus der Patentanmeldung A 18483 IVc/23c schon bekannt, nichtionenaktive Kondensationsprodukte als Emulgatoren für mineralische, tierische oder pflanzliche Öle und Fette zu verwenden und derartige Gemische dann als Schmiermittel einzusetzen. Diese Gemische enthalten aber immer nur untergeordnete Mengen der nichtionenaktiven Kondensationsprodukte. Ihre Verwendung als Emulgatoren ließ nicht den Rückschluß zu, daß sie selbst Schmiermittel mit überlegenen Eigenschaften darstellen, wenn man sie zur Kaltverformung von Metallen einsetzt. Zum Nachweis der überlegenen Wirkung der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wurde Kupferdraht in einer Mehrfachziehmaschine bei einer Geschwindigkeit von 25 m/sec erfindungsgemäß in einer 4o/oigen lösungsartigen Emulsion eines nichtionenaktiven Kondensationsproduktes aus 1 Mol Olein und 7 Mol Äthylenoxyd von 0,5 an 0,1 mm gezogen. Über mehrere Monate wurde infolge der außerordentlich geringen Zahl der Drahtbrüche ein durchschnittliches Spulengewicht von 9 kg erzielt. Wurde gemäß dem bekannten Mischungsverhältnis eine 4%ige Emulsion eines Gemisches aus 80 Gewichtsteilen Weißöl und 20 Gewichtsteilen des Kondensationsproduktes aus 1 Mol Ölsäure und 7 Mol Äthylenoxyd verwendet, so stieg die Zahl der Drahtbrüche außerordentlich stark an, und es wurde ein durchschnittliches Spulengewicht von nur 0,8 kg erzielt. Erst bei einem Verhältnis von 70 Teilen des nichtionenaktiven Kondensationsproduktes zu 30 Teilen Weißöl wurden wieder Spulengewichte von etwa 3 kg erhalten.
In den meisten Fällen werden die Kondensationsprodukte in neutraler Lösung angewandt. Falls erwünscht, können sie auch in sauren oder alkalischen Lösungen eingesetzt werden, -,wobei hierfür allerdings nur solche Kondensationsprodukte in Frage kommen, die eine ausreichende Beständigkeit gegen Säuren oder Alkalien aufweisen. Beispiel 1 Auf einer Mehrfachziehmaschine wird bei einer Geschwindigkeit von 25 m/sec ein Kupferdraht von 0,40 mm Durchmesser in 18 Zügen an 0,08 mm ausgezogen unter Verwendung einer Phigen, neutral reagierenden Lösung eines bei 180 bis 240° C hergestellten Kondensationsproduktes aus 50 Teilen Klauenöl und 50 Teilen Diäthanolamin. Die Zahl der Drahtbrüche ist um 62% geringer im Vergleich zu Seife und um 28% geringer im Vergleich zu einem sulfonierten Öl. Der gezogene Draht weist eine außerordentlich glatte, hell glänzende Oberfläche auf und läßt sich mit den gebräuchlichen Lacken einwandfrei lackieren. Beispiel 2 Ein geglühter Eisendraht wird auf einer Mehrfachziehmaschine bei einer Geschwindigkeit von 20 m/sec von 1,5 mm an 0,24 mm gezogen unter Verwendung einer 5 %igen emulsionsartigen Lösung eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Ölsäuremonoglycerid und 4 Mol Äthylenoxyd. Gegenüber den bisher bekannten Ziehmittellösungen wird eine merkliche Verminderung der Drahtbrüche sowie ein verminderter Ziehsteinverschleiß beobachtet. Beispiel 3 Ein geglühter Stahldraht wird auf einer Mehrfachziehmaschine bei einer Geschwindigkeit von 10 m/sec von 0;8 mnf a;uf 0,12 mm gezogen unter Verwendung einer Lösung,. die 20 g/l eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Stearylalkohol und 1 Mol eines Triäthanolaminpolyglykoläthers vom Molekulargewicht 414 enthält und mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 3 eingestellt wird. Gegenüber den bisher für das Blankziehen aus saurer Lösung verwendeten Gleitmitteln ist eine erheblich bessere Schmierwirkung bei stark vermindeter Drahtbruchzahl festzustellen.
Beispiel 4 Zum Tiefziehen von Messinghülsen mit einem Durchmesser von 5 cm und einer Tiefe von 10 cm wird eine Emulsion verwendet, die 200 g/1 eines Kondensationsproduktes aus 60 Teilen Ricinusöl und 40 Teilen Polyglykol vom Molekulargewicht 300 enthält. Die Hülsen lassen sich nach der Verformung schon mit kaltem Wasser . einwandfrei . entfetten . und ohne Schwierigkeiten -lackieren:

Claims

PATr\TA::SPRUCII: Verwendung von wäßrigen Lösungen oder Emulsionen von solchen Kondensationsprodukten aus Neutralölen, Fettsäuren oder Fettalkoholen mit mindestens 12 C-Atomen und nichtionenaktiven, wasserlöslichmachenden Verbindungen, die bei einem Verdünnungsverhältnis bis 1 :100 mit Wasser noch beständige Lösungen oder Emulsionen ergeben, zur spanlosen Kaltverformung von Metallen. . In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 916 105; deutsche Patentanmeldung T 4811 IV d/23 c (bekanntgemacht am 2.7.1.953)-; deutsche Auslegeschriften A 18483 IVc/23 c (be- kanntgemacht am 24. 11. 1955), A-18479IVc/23c (bekanntgemacht am 22. 9. 1955) ; USA.-Patentschrift Nr. 2692859.