DE1050486B

DE1050486B - Wärmebeständiges öl- und fettfreies wasserlösliches Phosphat und Borat ent haltendes Schmiermittel

Info

Publication number: DE1050486B
Application number: DENDAT1050486D
Authority: DE
Inventors: Ing Werner Luckerath und Dipl Chem Dr phil Georg Graue Homberg Dr (Ndrh)
Original assignee: Phoemx-Rhemrohr Aktiengesellschaft Vereinigte Hütten und Rohren werke Dusseldorf
Priority date: 1956-05-16
Publication date: 1959-02-12
Also published as: LU35094A1; DE1276268B; LU39708A1; FR1175221A; BE557566A; US2990610A; US3125519A; GB815355A; NL104410C; GB962252A; BE599991A; NL261026A

Description

DEUTSCHES/

AUSLEGES

Beim Warmverformen von Metallen z. B. durch

Walzen, Ziehen oder Pressen, muß der Reibungswiderstand zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug soweit wie möglich verringert werden, damit einerseits die Werkzeugabnutzung und der Arbeitsaufwand noch innerhalb wirtschaftlich vertretbarer Grenzen liegen und andererseits das Werkstück eine gute Oberfiächenbeschafienheit erhalt.

Erfahrungsgemäß läßt sich eine glatte Obei flache nur dann erzielen, wenn das Werkstück vor dem Verformen entzundert worden ist. Das Entzundern kann mechanisch oder mit Hilfe von Beizbädern, z. B. wässerigen Säurelösungen, mit Salzbädern aus Natriumhydroxyd, Natriumhydrid oder metallischem Natrium, erfolgen. Audi feste, aus Mischungen von Natriumsulfat und Phosphorsäure bestehende Entzunderungsmittel sind schon benutzt worden. Ein weiterer Vorschlag sah vor, den Zunder durch Auftragen fechmelzilusMger Mischungen von Wasserglas und Soda mit Borax oder Phosphaten zu entfernen, die beim Erkalten den Zunder von der Werkstückoberfläche absprengen sollen.

Vor der Warmverformung wird auf das entzunderte Werkstück ein Schmiermittel aufgetragen, dessen Haftung durch vorheriges Phosphatieren der Werk-Stückoberfläche begünstigt werden kann.

Da diese Vorbereitungsarbeiten nicht nur sehr umständlich sind, sondern auch einen hohen Aufwand an Zeit und Betriebsmitteln erfordern, strebt die Erfindung das Ziel an, ein Schmiermittel zu schaffen, das die Behandlung von warm zu bearbeitenden Werkstücken wesentlich erleichtert und allen an ein Schmiermittel zu stellenden Anforderungen genügt. Dazu gehören: Ausschluß einer Zersetzung bei den im Betrieb auftretenden hohen Warme- und Druckbeanspruchungen, in einem weiten Temperaturbereich möglichst gleichmäßige und geringe Viskosität sowie gute Netzfähigkeit zwecks Bildung eines zusammenhängenden und gut haftenden Films auf der Werkstückoberfläche, Wasserlöslichkeit zwecks leichter Wiederentfernung von der Oberfläche des bearbeiteten Werkstückes.

Von den bereits fur einen gleichen Zweck vorgeschlagenen Mitteln sind organische Stoffe, z. B. öle und Kalkseifen, für Warmverformungszwecke ungeeignet, weil sie sich bei den dabei auftretenden Ar-" " beitstemperaturen von 800 bis 1000° C zersetzen und verdampfen.

Auch die ebenfalls für Schmierzwecke bekannten anorganischen Stoffe, wie Metallsuspensioncn oder gallertartiges Thoriumhydroxyd für das Ziehen von Wolframdraht sowie Vanadinhydroxyd, Aluminiumpulver und Molybdänsulfid für Eisen, sind ungeeignet, weil sie bei den in Betracht kommenden Arbeitstem-Warmebesiändiges, öl- und fettfreies,

wasserlösliches, Phosphat und Borat

enhaltendes Schmiermittel

Anmelder:

Phoenix-Rheinrohr Aktiengesellschaft,

Vereinigte Hütten- und Röhrenwerke,

Düsseldorf, Ronsdorfer Str. 130-180

Dr.-Ing. Werner Luckerath
und Dipl.-Chem. Dr. phil. Georg Graue,

Homberg (Ndrh.J,
sind als Erfinder genannt worden

peraturen Oxyde bilden, die dann nicht mehr als Schmiermittel, sondern ais Schleifmittel wirken; erhöhter Kraftbedarf und verstärkte Werkzeugabnutzung sind die Folge.

Ferner sind schon bei den genannten Arbeitstemperaturen zäh flüssige komplexe anorganische Stoffe, z. B. unvollständig entwässerte Polyphosphorsäure oder Polyborsäure vorgeschlagen und auch schon Versuche mit bei hohen Temperaturen ganz oder teilweise schmelzenden und dabei eine viskose Masse bildenden Silikatglasern durchgeführt worden; diese Stoffe sind aber schon deshalb fur Schmierzwecke wenig geeignet, weil ihre spätere Entfernung von den Werkstücken sehr schwierig ist.

Schließlich ist es auch nicht neu, bei der Metallbearbeitung Hilfsmittel zu verwenden, die neben einem .schmierend wirkenden Bestandteil, z. B. Seife. Zusätze von Phosphat und Borax enthalten. Diese Zusätze sollen die Netzwirkung erhöhen und durch ihre bei hohen Temperaturen eintretende Dehydratisierung kühlend wirken. Weiter wurde bereits vorgeschlagen, solche Salze zuzusetzen, die bei ansteigenden Temperaturen nacheinander aufschmelzen. Praktische Bedeutung haben diese Vorschläge aber nicht erlange, da die Schmelztemperaturen der Salze weit oberhall j der Zersetzungstemperatur der organischen Bestandteile liegen, so daß diese Salze in dem Zwischengebiet weder haften noch schmieren können, sondern schmirgelnd wirken.

Demgegenüber besteht das den Gegenstand der Erfindung bildende, wärmebeständige, öl- und fcttfreic, wasserlösliche Phosphat und Borat enthaltende

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Claims

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Schmiermittel aus einem Gemisch eines A'lkalitetra- flächenfilm bildet, ist sein bei etwa 740° C liegender

borats und des Meta-, Ortho- oder Pyrophosphats Schmelzpunkt so hoch, daß Borax allein alt. Schmier-

euics Alkalimetalls. - mittel nicht in Betracht kommt.

Das Alkalitetraborat ist vorteilhaft Nalriumtetra- Die Vorbereitung des Werkstücks und die Bildung

foorat und das Phosphat des Alkalimetalls ein Kalium- 5 der gewünschten Gleitschicht auf ihm mit Hilfe des

phosphat. ' ■ erfindungsgemiißen Schmiermittels können in einem

Vorzugsweise ist die Zusammensetzung des Ge- der Verformungseinrichtung vorgeschalteten Schmelz-

misches so gewählt, daß auf einen Gewichtsteil Na- bad erfolgen. Es ist auch möglich, das Mittel un-

triumtetraborat 5 bis 20 Gewichtsteile K;iliummeta- mittelbar vor der Verformung in pulverförmiger); Zu-

phosphat entfallen. io stand auf das Werkstück aufzutragen. Besonders

Das Anwendungsgebiet des der Erfindung entspre- vorteilhaft kann auch seine Verwendung als wäßrige

eilenden Schmiermittels ist nicht auf die Wann- Lösung sein, bej der das Lösungsmittel infolge der

\crarbeitung von Metallen beschränkt, es kann viel- hohen Temperatur verdampft und damit eine kühlende

mehr übt·rail dort Verwendung finden, wo irgend- Wirkung auf das Verfonnungswerkstuck ausübt.

welche Sclimierstellen der Einwirkung hoher Tem pe- 15 ρ

raturen ausgesetzt sind, z. B. bei Lager- und Gleitstellcn ^{l ATIiNnNil}'""^cllEl

in Durchlaufofen, an Ofentüren u. dgl. L Wärmebeständiges, öl- und fettfreics, wasser-

Die Schaubilder 1 und 2 zeigen Erweichungsdia- lösliches, Phosphat und Borat enthaltendes gramme verschiedener unter die Erfindung fallender Schmiermittel, bestehend aus einem Gemisch eines Gemische. Aus, ihnen ist zu ersehen, daß diese Mi- 20 A'.kalitetraborats und des Meta-, Ortho- oder Pyschungen eutcktoide Schmelzen bilden, deren Erwei- rophosphates eines Alkalimetalls,
chung schon bei verhältnismäßig niedrigen Tempera- 2. Schmiermittel nach Anspruch 1, bestehend türen beginnt, z. B. setzt bei einem Gemisch von aus einem Gemisch voa Natriumtetraborat mit 10°/o Natriumtetraborat und 9O°/o Kaliummetaphos- einem Meta-, Ortho- oder Pyrophosphat des Kaphat die Erweichung bereits bei 300° C ein. Diese 25 Hums.

Zusammensetzung durfte deshalb für viele Verweil- 3. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 und 2,

dungszwecke besonders günstig sein. bestehend aus einem Gemisch von 1 Teil Natrium-

Die bei niedriger Temperatur einsetzende Er- tetraborat mit 5 bis 20 Teilen Kaliummeta-

neichung gewährleistet in Verbindung mit der außer- phosphat.

ordentlich hohen Temperaturbeständigkeit der¹ der 30 4. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, Erfindung entsprechenden Gemische die Bildung eines bestehend aus einer Schmelze eines Gemisches von einwandfrei haftenden Schmiermittelfilms, der bis zu Alkalitctraborat und einem Alkaliphosphat.
Temperaturen von 1000° C und darüber beständig ist. 5. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, Diese hohe Beständigkeit beruht vermutlich auf einer bestehend aus einem trockenen, pulverförmiger! durch das den Gegenstand der Erfindung bildende 35 Gemisch von Alkalitetraborat und einem Alkali-Schmiermittel bewirkten, für eine gleichmäßige Haf- phosphat.

Hing von Schmiermitteln besonders vorteilhaften 6. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, Phosphatierung der Werkstückoberfläche. Ein weiterer bestehend aus einer wäßrigen Losung eines Alkali-Vorteil dieses Schmiermittels ist, daß durch die tetraborats und eines Alkaliphosphats.

Schmelze die Oberflächen entzundert werden, was in *< >

\ erbindung mit der Bildung von Phosphatgrenz- Tn Betracht gezogene Druckschriften:

schichten eine wesentliche Verbesserung des Schmier- Deutsche Patentschrift Nr. 747 085;

effektes bewirkt. US A.-Patentschriften Nr. 2 530 837, 2 470 062,

An sich ist es bekannt, daß geschmolzenes Natrium- 2 469 473, 2 609 780, 2 578 585, 2 578 586;

tetraborat Metalloxyde lösen kann. Aber abgesehen 45 Lüttgen: Organische und anorganische Wasch-,

davon, daß Borax keinen gleichmäßig haftenden Ober- Bleich- und Reinigungsmittel (1952), S. 223 und 226.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen