DE1101904B

DE1101904B - Process for improving the sliding of metals to be deformed

Info

Publication number: DE1101904B
Application number: DED22710A
Authority: DE
Inventors: Norman P Goss
Original assignee: Diamond Alkali Co
Current assignee: Diamond Shamrock Corp
Priority date: 1955-04-06
Filing date: 1956-04-06
Publication date: 1961-03-09

Description

Verfahren zur Verbesserung des Gleitens von zu verformenden Metallen Als Vorbereitung für das Drahtziehen bzw. für andere Metallverformungen wurden bereits verschiedene Verfahren zum Behandeln der Metalloberflächen vorgeschlagen.Process for improving the sliding of metals to be deformed In preparation for wire drawing and other metal deformations, various methods for treating the metal surfaces have been proposed.

Die vorbereitende Metallbehandlung kann z. B. darin bestehen, die Oberfläche zu entzundern, sie mit Säure zu beizen und anschließend mit Kalk zu behandeln, worauf sie noch mit einem Glyzerid überzogen werden kann. Eine solche Arbeitsweise erfordert jedoch verhältnismäßig viele einzelne Arbeitsgänge und weist zudem gewisse Nachteile auf, wie unter anderem zusätzliche Verfahrenskontrolle. Außerdem werden häufig als Träger für den Schmierüberzug organische Lösungsmittel angewandt, die wieder entfernt werden müssen und dabei oft einen störenden Fettrückstand auf dem Metall hinterlassen.The preliminary metal treatment can e.g. B. consist of the Descaling the surface, pickling it with acid and then treating it with lime, whereupon it can be coated with a glyceride. Such a way of working However, it requires a relatively large number of individual operations and also has certain Disadvantages, such as additional procedural controls. Also be Often used as a carrier for the lubricating coating organic solvents must be removed again and often a disturbing fat residue on the Leaving metal.

Zur Erhöhung der Gleitfähigkeit von aufeinander oder auf anderen Metallen gleitenden metallischen Werkstücken, auch bei der spanlosen Verformung bzw. beim Ziehen von Metallen, wurde auch schon vorgeschlagen, zunächst die auf Gleitung beanspruchten Flächen mit einer geschlossenen Kristall- oder Oxydhaut zu überziehen, insbesondere sie zu phosphatieren, und dann in oder auf dieser Oberflächenschicht wasserunlösliche Salze (Metallseifen) höhermolekularer organischer Säuren abzulagern, wobei gegebenenfalls diese Metallseifen im Zweibadverfahren in bzw. auf der Schicht selbst erzeugt werden können. Die hierbei zur Erzeugung der Oxyd- oder Salzschicht nötige Vorbehandlung, die nicht nur zusätzliche Einrichtungen und Chemikalien erfordert, sondern auch mit besonderer Vorsicht erfolgen muß, kompliziert das Verfahren, und das nachträgliche Entfernen sowohl dieser Schicht wie des wasserunlöslichen Gleitmittels erfordert umständliche Nachbehandlungen. Derartige zusätzliche Arbeitsgänge und die hierfür notwendigen Chemikalien werden erfindungsgemäß eingespart.To increase the sliding ability of one another or on other metals sliding metallic workpieces, also with non-cutting deformation or with Drawing of metals, has also already been suggested, initially those with sliding stress To cover surfaces with a closed crystal or oxide skin, in particular to phosphate them, and then water-insoluble in or on this surface layer To deposit salts (metal soaps) of higher molecular weight organic acids, where appropriate these metal soaps are produced in or on the layer itself in a two-bath process can. The pretreatment required to create the oxide or salt layer, which not only requires additional facilities and chemicals, but also must be done with particular care, complicates the procedure, and the subsequent Removal of both this layer and the water-insoluble lubricant requires cumbersome follow-up treatments. Such additional operations and those therefor necessary chemicals are saved according to the invention.

Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, daß man den Draht bzw. das Werkstück durch eine Salzschmelze, beispielsweise geschmolzene Natronlauge, zieht, mit Wasser wäscht und gegebenenfalls weiterbehandelt. Der dabei auf dem Metall zurückbleibende Überzug oder Film ist jedoch nur eine oberflächliche Schicht, die sich leicht entfernen läßt, oft schon durch Waschen zum größten Teil entfernt wird.Another known method is that you can cut the wire or the workpiece through a molten salt, for example molten sodium hydroxide solution, draws, washes with water and, if necessary, further treated. The one on the metal However, the remaining coating or film is only a superficial layer that can be easily removed, is often removed for the most part by washing.

Eine ebenfalls bekannte Art der Metallbehandlung besteht darin, daß man den Draht bzw. das Metall durch eine Seifenschmelze, im allgemeinen in Anwesenheit einer Lauge, hindurchlaufen läßt, so daß ein Seifenfilm an der Metalloberfläche haften bleibt. Hierfür sollen gemäß einem früheren Vorschlag die Alkali-, Erdalkali oder sonstigen Metallseifen synthetischer Fettsäuren mit mehr als 17 C-Atomen besonders geeignet sein. Da der Überzug aus einer vorher gebildeten Seife besteht, die bei der Lagerung und Weiterbehandlung leicht entfernt wird, ist eine solche Vorbehandlung von geringem Wert.Another known type of metal treatment is that the wire or the metal through a soap melt, generally in the presence a lye, so that a soap film on the metal surface sticks. For this purpose, according to an earlier proposal, the alkali, alkaline earth or other metal soaps of synthetic fatty acids with more than 17 carbon atoms in particular be suitable. Since the coating consists of a pre-formed soap that is used in One such pretreatment is easily removed from storage and further processing of little value.

Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Entdeckung, daß sich auf Metall eine besonders feste und dauerhafte Oberflächenschicht anbringen läßt, wenn man das betreffende Metall nacheinander einbringt in ein erstes Bad aus geschmolzenem Alkalihydroxyd und dann in ein zweites Schmelzbad aus einem Stoff, der eine chemische Reaktion mit dem Alkalihydroxyd eingeht und dadurch eine fest haftende, schützende und schmierende Oberflächendiffusionszone an und unmittelbar unterhalb der Metalloberfläche ausbildet.In contrast, the invention is based on the discovery that on Metal can attach a particularly strong and durable surface layer, if the metal in question is placed one after the other in a first bath of molten material Alkali hydroxide and then in a second molten bath of a substance that is a chemical Reacts with the alkali hydroxide and thus a firmly adhering, protective and lubricating surface diffusion zone on and immediately below the metal surface trains.

Bei Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung übt das geschmolzene Alkalihydroxyd zunächst eine kräftige Reinigungswirkung auf das Metall aus. Darüber hinaus dringt das Alkalihydroxyd tief in die Unebenheiten bzw. Poren des Metalls ein. Insofern findet, wenn das mit Alkalihydroxyd vorbehandelte Metall dann mit einem verseifbaren Fettsäurederivat oder einer Fettsäure in Berührung kommt, nicht nur an seiner Oberfläche eine chemische Reaktion statt, sondern eine solche verläuft auch im Inneren der Metallporen, was zur Ausbildung einer fest haftenden Schicht führt, die hier mit »Oberflächendiffusionszone« bezeichnet wird. Diese Oberflächendiffusionszone ist selbst durch Abrieb außerordentlich schwer zu entfernen und widersteht auch der Behandlung, die das Metall vor seiner Weiterverarbeitung erfährt. Das dort entstandene Reaktionsprodukt ist eine Seife bzw. ein das Gleiten erleichternder seifenähnlicher Stoff und besitzt ausgezeichnete Schmiereigenschaften. Trotz ihres Widerstandes gegen mechanische Beanspruchung kann die Oberflächendiffüsiönszone andererseits im Bedarfsfall leicht durch Waschen mit Wasser oder Dampf entfernt werden.When carrying out the method according to the invention, the molten one exercises Alkali hydroxide initially has a powerful cleaning effect on the metal. About that In addition, the alkali hydroxide penetrates deep into the unevenness or pores of the metal a. In this respect, if the metal pretreated with alkali hydroxide then also takes place does not come into contact with a saponifiable fatty acid derivative or a fatty acid a chemical reaction only takes place on its surface, but one that takes place also inside the metal pores, which leads to the formation of a firmly adhering layer leads, which is referred to here as "surface diffusion zone". This surface diffusion zone is extremely difficult to remove even through abrasion and is also resistant the treatment that the metal undergoes before it is further processed. That The resulting reaction product is a soap or something that makes sliding easier soap-like substance and has excellent lubricating properties. Despite hers The surface diffusion zone can provide resistance to mechanical stress on the other hand, if necessary, easily removed by washing with water or steam will.

Die bevorzugte Durchführungsform des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß man zunächst das Metall auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Temperatur des angewandten geschmolzenen Alkalihydroxydes liegt, worauf man das erhitzte Metall in der Alkalihydroxydschmelze abschreckt und es dann in ein zweites Schmelzbad bringt, das eine Fettsäure oder einen anderen mit dem geschmolzenen Hydroxyd reagierenden, d. h. verseifbaren Stoff enthält. Für den Fachmann ist es einleuchtend, daß dieses Vorgehen insbesondere dann von Vorteil ist, wenn der Draht oder das andere zu verarbeitende Metall zunächst gehärtet oder einer anderweitigen Vergütungsbehandlung (Anlassen) unterworfen werden soll, da das Metall dann mit Vorteil unmittelbar aus dem Heizofen, vorzugsweise innerhalb einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre (Wasserstoff, gecracktes Erdölgas, Argon, Stickstoff, Kohlendioxyd oder Gemische daraus u. dgl.) ohne Zwischenbehandlung in die Alkalihydroxydschmelze eingebracht werden kann.The preferred embodiment of the method according to the invention consists in first heating the metal to a temperature above the temperature of the applied molten alkali hydroxide, whereupon one quench the heated metal in the alkali hydroxide melt and then put it into a second molten bath brings a fatty acid or another with the melted Hydroxide reactive, d. H. Contains saponifiable substance. For the professional it is Obviously, this procedure is particularly advantageous when the wire or the other metal to be processed is initially hardened or otherwise Quenching and tempering treatment (tempering) should be subjected, since the metal is then with Advantage directly from the heating furnace, preferably within an inert or reducing atmosphere (hydrogen, cracked petroleum gas, argon, nitrogen, carbon dioxide or mixtures thereof and the like) into the alkali hydroxide melt without intermediate treatment can be introduced.

Von den Alkalihydroxyden werden aus praktischen Gründen das Natrium- und Kaliumhydroxyd bevorzugt, insbesondere das Natriumhydroxyd, weshalb hierauf in der weiteren Beschreibung Bezug genommen wird, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.Of the alkali hydroxides, the sodium and potassium hydroxide preferred, especially sodium hydroxide, which is why thereupon Reference is made in the further description without affecting the invention is limited.

Das zweite Schmelzbad besteht aus Stoffen, die mit dem Alkalihydroxyd unter Bildung der beabsichtigten haftenden, schützenden und schmierenden Oberflächendiffusionszone reagieren. In Frage kommen unter anderem tierische und pflanzliche Fette und Öle sowie freie Fettsäuren und ihre verseifbaren Derivate, wie Ester, Amide u. dgl. Vorzugsweise verwendet man eine freie Fettsäure von handelsüblicher Reinheit oder ein Gemisch aus mehreren derartigen Fettsäuren. Besonders gute Resultate lassen sich erzielen, wenn man eine Fettsäure bzw. ein Fettsäuregemisch verwendet, das noch weit über Raumtemperatur flüssig ist. Als Beispiele seien genannt: Gesättigte Fettsäuren, wie Capron-, Capryl-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachin-, Behen- und Lignocerinsäure; ungesättigte Fettsäuren, wie Myristol-, Palmitol-, Olein-, Linol-, Linolen-, Eläostearin-, Lican-, Ricinol- und Erucasäure.The second weld pool consists of substances that interact with the alkali hydroxide forming the intended adhesive, protective and lubricating surface diffusion zone react. Animal and vegetable fats and oils can be considered as well as free fatty acids and their saponifiable derivatives such as esters, amides and the like. It is preferred to use a free fatty acid of commercial purity or a mixture of several such fatty acids. Get particularly good results achieve when using a fatty acid or a fatty acid mixture that is still liquid well above room temperature. Examples are: Saturated Fatty acids such as caproic, caprylic, capric, lauric, myristic, palmitic, stearic, Arachidic, behenic and lignoceric acids; unsaturated fatty acids, such as myristole, palmitole, Oleic, linoleic, linolenic, elaostearic, lican, ricinoleic and erucic acids.

In gewissen Fällen können auch natürliche Öle und Fette verwendet werden, die wesentliche Anteile an einer oder mehreren derartigen Fettsäuren aufweisen. Beispiele hierfür sind Talg oder Schweinefett, Fischöle, wie Wal- oder Menhadentran, Sardinen- oder Heringsöl und Pflanzenöle, unter anderem Kokosnuß-, Palmkern-, Raps-, Senf-, Oliven-, Erdnuß-, Sesam-, Mais-, Baumwoll-, Sojabohnen-, Sonnenblumen-, Walnuß-, Lein- oder Rizinusöl; gegebenenfalls können auch Halogenderivate solcher Öle Verwendung finden. Vorzugsweise verwendet man jedoch für das zweite Bad einen verseifbaren Fettstoff, der bei Reaktion mit dem Alkalihydroxyd eine zusammenhängende Feststoffschicht aus dem Reaktionsprodukt bildet und im übrigen einen verhältnismäßig hohen Flammpunkt hat, wodurch die Gefahr des Entzündens bei Berührung mit dem heißen Metall herabgesetzt wird. Man kann, um die Entzündungsgefahr auszuschalten, natürlich auch -die Schmelzbäder mit einer inerten Atmosphäre "überdecken.In certain cases, natural oils and fats can also be used which have substantial proportions of one or more such fatty acids. Examples are tallow or pork fat, fish oils such as whale or menhad oil, Sardine or herring oil and vegetable oils, including coconut, palm kernel, rapeseed, Mustard, olive, peanut, sesame, corn, cotton, soybean, sunflower, walnut, Linseed or castor oil; If necessary, halogen derivatives of such oils can also be used Find. Preferably, however, a saponifiable one is used for the second bath Fatty substance, which forms a coherent solid layer when it reacts with the alkali hydroxide forms from the reaction product and also has a relatively high flash point which reduces the risk of ignition on contact with the hot metal will. In order to eliminate the risk of inflammation, you can of course also use the weld pools with an inert atmosphere "cover.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, in die erfindungsgemäß zu verwendenden Schmelzbäder einen oder mehrere Zusätze einzuarbeiten. Geeignete Zusätze für die Alkalihydroxydschmelze sind z. B. Stoffe, die den Schmelzpunkt des Alkalihydroxyds herabsetzen und/oder dessen reinigende Wirkung verbessern. Als Zusätze für die geschmolzenen Fettstoffe dienen unter anderem schwefelhaltige Verbindungen, wie Molybdändisulfid, Natriumsulfid, Natriumsulfit oder auch Stoffe mit Schmiereigenschaften, z. B. Glimmer, Graphit u. dgl.In some cases it is expedient to use those to be used according to the invention Incorporate one or more additives into melt pools. Suitable additives for the Alkali hydroxide melts are z. B. Substances that reduce the melting point of the alkali hydroxide reduce and / or improve its cleaning effect. As additives for the melted Fats include compounds containing sulfur, such as molybdenum disulfide, Sodium sulfide, sodium sulfite or substances with lubricating properties, e.g. B. mica, Graphite and the like

Gemäß einer Durchführungsform führt man den Draht in die Alkalihydroxydschmelze und dann in das Fettsäurebad ein, wodurch sich eine fest haftende, hervorragend gleitende Oberflächendiffusionszone ausbildet. Der Draht wird vorzugsweise vor dem Tauchen einer Wärmebehandlung, z. B. einem Glühen bei 870 bis 1020° C, unterworfen, wobei sich besonders gute Ergebnisse erzielen lassen, wenn der Draht auf eine Temperatur erhitzt wird, die diejenige des geschmolzenen Alkalihydroxyds übersteigt. Bei Berührung des Drahtes mit der Schmelze tritt dann ein gewisser Abschreckeffekt ein. Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise in einer den Draht umhüllenden inerten Atmosphäre von z. B. Stickstoff, Kohlendioxyd od..dgl. vorgenommen. Praktisch ist es von Vorteil, zum Schutz vor Oxydation das Austrittsrohr des Ofens bis unter die Oberfläche der Alkalihydroxydschmelze zu führen.According to one embodiment, the wire is introduced into the alkali hydroxide melt and then into the fatty acid bath, creating a firmly adhering, excellent sliding surface diffusion zone forms. The wire is preferably before the Immersion of a heat treatment, e.g. B. subjected to annealing at 870 to 1020 ° C, particularly good results can be achieved if the wire is at a temperature is heated, which exceeds that of the molten alkali hydroxide. On contact of the wire with the melt then occurs a certain quenching effect. The heat treatment is preferably in an inert atmosphere surrounding the wire, e.g. B. nitrogen, Carbon dioxide or the like. performed. In practice it is beneficial to protect against Oxidation of the furnace outlet pipe to below the surface of the alkali hydroxide melt respectively.

Nach einer besonderen Durchführungsform erhitzt man das Metall vor dem Tauchen über seine Umwandlungstemperatur von einer Kristallphase in die andere, z. B. von Ferrit in Austenit. Die Alkalihydroxydschmelze wird dann auf zwar niedrigerer Temperatur gehalten, die aber noch oberhalb dieses Punktes liegt.According to a special implementation, the metal is preheated diving from one crystal phase to the other via its transition temperature, z. B. of ferrite in austenite. The alkali hydroxide melt is then indeed lower Maintained temperature, which is still above this point.

Der Draht wird dann aus der Alkalihydroxydschmelze ohne Zwischenbehandlung direkt in die Fettsäureschmelze übergeführt, jedoch ist es in gewissen Fällen zweckmäßig, zwischen der ersten und der zweiten Schmelze ein Kühlen in vorbestimmtem Umfang einzuschalten, was dadurch geschehen kann, daß man den Draht zwischen den Schmelzbädern über eine oder mehrere Rollen oder Spulen laufen läßt. Das Kühlen ist nur notwendig, wenn die Gefahr der Entzündung des zweiten Schmelzbades, das z. B. aus Fettsäure besteht, bei Berührung mit dem heißen Metall herabgesetzt werden muß.The wire is then made from the alkali hydroxide melt without intermediate treatment transferred directly into the fatty acid melt, but in certain cases it is advisable to cooling to a predetermined extent between the first and the second melt turn on, which can be done by moving the wire between the weld pools runs over one or more rollers or spools. Cooling is only necessary if there is a risk of ignition of the second molten pool, e.g. B. from fatty acid exists, must be reduced in contact with the hot metal.

Der erhaltene überzogene Draht kann dann entweder ohne weitere Behandlung gelagert oder versandt werden, oder er kann unmittelbar durch die Drahtziehvorrichtung geführt werden.The coated wire obtained can then either be used without further treatment stored or shipped, or it can be delivered directly through the wire drawing device be guided.

Der gezogene Draht weist an seiner Oberfläche immer noch eine zusammenhängende einheitliche Schutz- und Schmierschicht von beachtlicher Dicke auf. Manchmal muß diese Schicht durch Behandlung mit Wasser oder vorzugsweise mit Dampf entfernt werden. In anderen Fällen wiederum ist es vorteilhaft, den Draht zu versenden oder zu lagern, ohne daß man die Schicht entfernt, da dieser außerordentlich fest haftende Überzug einen Dauerschutz gegen Rost, Korrosion und Abrieb darstellt.The drawn wire still has a coherent surface on its surface uniform protective and lubricating layer of considerable thickness. Sometimes you have to this layer can be removed by treatment with water or preferably with steam. In other cases it is advantageous to ship or store the wire, without removing the layer, since this extremely firmly adhering coating represents permanent protection against rust, corrosion and abrasion.

Eine Abwandlung des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß der Draht vor der Alkalibehandlung einer Oberflächenreinigung unterzogen wird. Hierfür sind die üblichen Verfahren zur Reinigung von Metall brauchbar, wie Sandblasen, Beizen oder Ätzen mit Säure und andere chemische Behand- Jungen, einschließlich elektrolytischer Verfahren zur Reinigung von Metalloberflächen, bei denen die Oberflächenschicht entfernt wird. Es sei ausdrücklich bemerkt, daß nicht immer eine Vorbehandlung des Metalls notwendig ist, da die Alkalihydroxydschmelze ohnehin eine kräftige entrostende und reinigende Wirkung auf die Oberfläche ausübt.A modification of the method according to the invention is that the wire is subjected to surface cleaning prior to the alkali treatment. Therefor the usual methods of cleaning metal can be used, such as sandblasting, Pickling or etching with acid and other chemical treatments Boys, including electrolytic processes for cleaning metal surfaces which the surface layer is removed. It should be expressly noted that not A pretreatment of the metal is always necessary, since the alkali hydroxide melt already has a powerful rust-removing and cleaning effect on the surface.

Anschließend wird der Draht der gleichen Reihenfolge von Arbeitsgängen, wie zuvor geschildert, unterworfen, wobei ein Kühlen zwischen den Schmelzbädern stattfinden kann.Then the wire is made in the same sequence of operations, as previously described, subject to cooling between the molten baths can take place.

Die folgenden Beispiele zeigen die praktische Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Beispiel 1 Ein nicht vergüteter Stahldraht mit 2 mm Durchmesser, der mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 m je Minute umläuft, wird zunächst durch einen 91 cm langen beheizten rohrförmigen Ofen (Durchmesser 6,35 mm) bei 1020° C geleitet. Beim Austritt aus dem Ofen ist der Draht auf Rotglut und hat eine Temperatur von etwa 810° C. Der so vorbeheizte Draht läuft kontinuierlich durch ein Natriumhydroxydschmelzbad mit einer Temperatur von 355° C. Der Draht wird dann in geschmolzene Stearinsäure oder Palmitinsäure getaucht, die bei 150° C gehalten wird.The following examples show the practical implementation of the process according to the invention. Example 1 A non-tempered steel wire with a diameter of 2 mm, which rotates at a speed of about 3 m per minute, is initially through a 91 cm long heated tubular oven (6.35 mm diameter) at 1020 ° C directed. When it exits the furnace, the wire is red hot and has a temperature of about 810 ° C. The preheated wire runs continuously through a sodium hydroxide bath at a temperature of 355 ° C. The wire is then melted in stearic acid or dipped palmitic acid held at 150 ° C.

Der so vorbehandelte, gleitfähig gemachte Draht läuft dann durch eine Ziehvorrichtung, wo er in einem einzigen Durchgang einer Verringerung seines Durchmessers um z. B. 30°/a unterworfen wird. Der Draht läßt sich leicht ziehen, ohne die Ziehbacken zu beschädigen und ohne daß sich auf diesen übermäßig viel von dem Überzug anhäuft. Der gezogene Draht behält eine fest haftende, schützende Oberflächendiffusionszone, die entweder durch Waschen mit Wasser bzw. Dampf entfernt oder auch zu Schutzzwecken auf dem Draht belassen werden kann. Beispiel 2 Ein 30,5 cm langes Quarzrohr (Durchmesser 12,7 mm) wird beheizt mit vier Gasbrennern, wobei ein vorher durch konzentrierte Schwefelsäure geleiteter Stickstoffstrom fortlaufend durch das Rohr geführt wird. Ein Stück vorgereinigter, säuregeätzter Eisendraht wird in dem Rohr auf Rotglut erwärmt und dann rasch in einen Nickeltrog eingebracht, in dem geschmolzenes Natriumhydroxyd von 340° C enthalten ist. Der Draht wird dann rasch zu einem Glastrog weitergeführt, der geschmolzene Stearinsäure von 190° C enthält. Den so behandelten Draht läßt man nach Verlassen des Stearinsäurebades abkühlen. Auf dem Draht hat sich eine fest haftende Oberflächendiffusionsschicht aus dem harten Verseifungsprödukt gebildet.The wire that has been pretreated and made lubricious then runs through a Pulling device where he can reduce its diameter in a single pass to z. B. 30 ° / a is subjected. The wire can be easily pulled without the pulling jaws to damage and without excessively accumulating of the coating on them. The drawn wire retains a firmly adhering, protective surface diffusion zone, which are either removed by washing with water or steam or for protective purposes can be left on the wire. Example 2 A 30.5 cm long quartz tube (diameter 12.7 mm) is heated with four gas burners, one previously concentrated through Sulfuric acid conducted nitrogen stream is continuously passed through the tube. A piece of pre-cleaned, acid-etched iron wire is red hot in the pipe heated and then quickly placed in a nickel trough in the molten sodium hydroxide of 340 ° C is included. The wire is then quickly led to a glass trough, which contains molten stearic acid at 190 ° C. The wire treated in this way leaves cool after leaving the stearic acid bath. One has got stuck on the wire adhesive surface diffusion layer formed from the hard saponification product.

Ein ähnliches Ergebnis läßt sich auch erhalten, wenn die Temperatur der Stearinsäureschmelze nur 75° C beträgt.A similar result can also be obtained if the temperature the stearic acid melt is only 75 ° C.

Beispiel 3 Eisendraht wird auf Rotglut erhitzt und unmittelbar darauf nacheinander erst durch eine Kaliumhydroxydschmelze und dann durch geschmolzene Stearinsäure gezogen. Die sich ergebende Oberflächendiffusionsschicht ist im wesentlichen identisch mit der aus Natriumhydroxyd erhaltenen.Example 3 Iron wire is heated to red heat and immediately afterwards successively first through a potassium hydroxide melt and then through a molten one Stearic acid pulled. The resulting surface diffusion layer is essentially identical to that obtained from sodium hydroxide.

Beispiel 4 Beim Arbeiten mit Eisendraht wurden folgende Temperaturen für die Fettsäurebäder angewandt: Es bildeten sich stets Oberflächen von befriedigender Schmierkraft, die jedoch besonders rein sind, wenn die Temperatur der geschmolzenen Fettsäure oberhalb etwa 93° C liegt.Example 4 When working with iron wire, the following temperatures were used for the fatty acid baths: Surfaces of satisfactory lubricating power were always formed, but they are particularly clean when the temperature of the molten fatty acid is above about 93 ° C.

Beispiel s Eisendraht wird 5 Minuten in 50°/aiger Salzsäure gebeizt, in Wasser gespült und dann in einem durch Gasbrenner beheizten Quarzrohr auf 735° C erhitzt, wobei man im Ofen eine Stickstoffatmosphäre aufrechterhält.Example s iron wire is pickled in 50% hydrochloric acid for 5 minutes, Rinsed in water and then in a quartz tube heated by a gas burner to 735 ° C while maintaining a nitrogen atmosphere in the oven.

Der Draht wird dann 5 Sekunden in eine auf 360°C gehaltene Natriumhydroxydschmelze und unmittelbar danach 5 Sekunden in ein zweites Schmelzbad getaucht, das auf 150° C gehalten wird.The wire is then immersed in a sodium hydroxide melt held at 360 ° C. for 5 seconds and immediately afterwards immersed in a second molten bath for 5 seconds at 150 ° C is held.

Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung des zweiten Schmelzbades und die Art der beobachteten Reaktion: Ähnlich war der Reaktionsverlauf bei den oben aufgeführten Ölen und Fettsäuren, wenn die Glühtemperatur für den Draht 850 bis 1000° C betrug und die Alkalihydroxydschmelze auf 500° C gehalten wurde.The following table shows the composition of the second melt pool and the type of reaction observed: The course of the reaction was similar for the oils and fatty acids listed above when the annealing temperature for the wire was 850 to 1000 ° C and the alkali hydroxide melt was kept at 500 ° C.

Der entstehende Überzug besitzt je nach der Zusammensetzung des zweiten Schmelzbades verschiedene Haftfähigkeit und verschiedene Oberflächeneigenschaften.The resulting coating has depending on the composition of the second Melt bath different adhesiveness and different surface properties.

Beispiel 6 Um zu zeigen, wie sich die gemäß der Erfindung aufgebrachten Oberflächendiffusionsschichten entfernen lassen, wurde ein Drahtstück von 30 cm Länge und 2,4 mm Dicke, das durch aufeinanderfolgendes Tauchen in einer Natriumhydroxyd- und Stearinsäureschmelze mit einem Überzug versehen worden war, der Einwirkung von Wasserdampf von 17,5 kg/cm2 Druck ausgesetzt. Bei dieser Behandlung wird der Überzug im wesentlichen vollständig entfernt. Beim Auftropfen eines Wassertropfens von Raumtemperatur auf ein erfindungsgemäß vorbehandeltes Drahtstück zeigte sich unter dem Mikroskop, daß die Oberflächendiffusionsschicht unter dem Einfluß des Wassers aufweicht und sich dann leicht durch Reiben entfernen läßt.Example 6 To show how those applied according to the invention Allowing surface diffusion layers to be removed, a piece of wire measuring 30 cm Length and 2.4 mm thickness, obtained by successive immersion in a sodium hydroxide and stearic acid melt had been coated, the action of Exposed to water vapor of 17.5 kg / cm2 pressure. With this treatment, the coating essentially completely removed. When a drop of water drips on from room temperature to a piece of wire pretreated according to the invention was found under the microscope that the surface diffusion layer is under the influence of the Softens water and can then be easily removed by rubbing.

Toluol und Tetrachlorkohlenstoff zeigten, wenn sie in gleicher Weise wie der Wassertropfen auf einem derartigen Überzug aufgebracht wurden, keine merkliche Lösungswirkung.Toluene and carbon tetrachloride showed when they were in the same way how the water droplets were applied to such a coating, no noticeable Solution effect.

Beispiel ? Um die Wirkung von die Schmierung unterstützenden Zusätzen zu dem Fettsäurebad zu zeigen, wurde die folgende Versuchsreihe durchgeführt: Drei Probestücke von Eisendraht wurden bei kaumtemperatur in H CI gebeizt, gespült, getrocknet, in einer Stickstoffatmosphäre auf heftige Rotglut erhitzt und in eine Natriumhydroxydschmelze von 500° C getaucht. Die so behandelten Drähte wurden dann getrennt in Schmelzbäder getaucht, die jeweils neben Stearinsäure einen der folgenden Zusätze enthielten, wobei der angegebene Prozentsatz sich auf das Gewicht der Stearinsäure bezieht: a) 51/@ Glimmerpulver, b) 50% pulverisierter Graphit, c) 51/o pulverisierter Graphit.Example ? To the effect of additives supporting the lubrication To show the fatty acid bath, the following series of experiments were carried out: Three Test pieces of iron wire were pickled, rinsed, dried in HCl at barely any temperature, heated to violent red heat in a nitrogen atmosphere and immersed in a sodium hydroxide melt immersed at 500 ° C. The wires treated in this way were then separated into molten baths dipped, each of which contained one of the following additives in addition to stearic acid, where the percentage given refers to the weight of the stearic acid: a) 51 / @ mica powder, b) 50% powdered graphite, c) 51 / o powdered graphite.

Die erhaltenen Überzüge erwiesen sich als weich und homogen, woraus hervorgeht, daß außer den anderen oben aufgeführten Vorteilen das Verfahren nach der Erfindung ausgezeichnet geeignet ist, feinverteilte feste Schmiermittel, wie Glimmer- oder Graphitpulver, selbst in großen Mengen vor dem Ziehen fest auf einen Draht aufzubringen.The coatings obtained were found to be soft and homogeneous, from what it can be seen that in addition to the other advantages listed above, the method according to of the invention is excellently suited to finely divided solid lubricants, such as Mica or graphite powder, even in large quantities, firmly on one before drawing Apply wire.

Die bei Natriumhydroxydbädern anwendbaren Temperaturen liegen praktisch zwischen deren Schmelzpunkt (318,4° C) und etwa 510° C. Die Temperatur des zweiten Schmelzbades liegt ebenfalls zwischen dem Schmelzpunkt und dem Siedepunkt des angewandten Stoffes bzw. Gemisches oder, falls die Reaktion in der Dampfphase vor sich gehen soll, auch höher, obwohl es zweckmäßig ist, die Temperatur so niedrig wie möglich zu halten. Für Stearinsäure liegen die Temperaturen z. B. praktisch zwischen etwa 120 und 155° C, obwohl auch Temperaturen bis zu 190° C mit Erfolg angewandt wurden.The temperatures that can be used with sodium hydroxide baths are practical between their melting point (318.4 ° C) and about 510 ° C. The temperature of the second Molten bath is also between the melting point and the boiling point of the applied Substance or mixture or, if the reaction takes place in the vapor phase should, even higher, although it is advisable to keep the temperature as low as possible to keep. For stearic acid, the temperatures are e.g. B. practically between about 120 and 155 ° C, although temperatures up to 190 ° C have also been used with success.

Die Geschwindigkeit, mit welcher der Draht durch die Schmelzbäder und Wärmebehandlungsöfen geführt wird, kann weitgehend variiert werden und hängt von der Art des zu behandelnden Drahtes und dem jeweiligen Bestimmungszweck ab. Bei räumlich kleineren Einrichtungen, bei welchen die Temperaturen innerhalb des obigen Bereiches liegen, sind Lineargeschwindigkeiten von 3 bis 6 m/Min. zweckmäßig. In der Technik betragen die beim Drahtziehen angewandten Geschwindigkeiten allerdings oft das Zehnfache und mehr der obigen Geschwindigkeiten. So läuft beispielsweise beim Ziehen von rostfreiem Draht dieser mit etwa 25 bis 60 m/Min. durch, und Draht aus kohlenstoffhaltigem Stahl wird oft sogar bei Geschwindigkeiten von bis zu 150 oder sogar 180 m/Min. gezogen. Es ist daher im allgemeinen zweckmäßiger, den Draht zunächst gemäß der Erfindung zu behandeln und erst den vorbehandelten Draht zu ziehen. In gewissen Fällen kann man jedoch durch geeignete Wahl der Badzusammensetzung, der Temperaturen und der Ziehgeschwindigkeit auch zu einem kontinuierlichen Arbeiten gelangen, wobei der Draht zunächst gemäß der Erfindung behandelt und anschließend gleich gezogen wird. Die erfindungsgemäße Behandlung kann mit gleichem Vorteil auf Eisen- wie auf Nichteisenmetalle und Legierungen angewandt werden, soweit diese nicht, wie z. B. die Leichtmetalle, durch das Alkalihydroxyd angegriffen werden. Als Beispiele seien verschiedene Eisensorten, Stähle einschließlich der nichtrostenden Stähle, Titan, Kupfer, Nickel, Cobalt oder deren Legierungen genannt.The speed at which the wire moves through the weld pools and heat treatment furnaces can be varied widely and depends on the type of wire to be treated and its intended use. For spatially smaller facilities where the temperatures are within the are in the above range, linear speeds are from 3 to 6 m / min. expedient. In technology, however, the speeds used in wire drawing are often ten times or more the above speeds. This is how it works, for example when pulling stainless wire, this at about 25 to 60 m / min. through, and wire carbon steel is often made even at speeds of up to 150 or even 180 m / min. drawn. It is therefore generally more convenient to use the wire to treat first according to the invention and only to draw the pretreated wire. In certain cases, however, by choosing a suitable bath composition, the temperatures and the drawing speed also lead to continuous operation arrive, the wire first treated according to the invention and then is pulled straight away. The treatment according to the invention can have the same advantage Ferrous as well as non-ferrous metals and alloys are used, as far as these not, such as B. the light metals, are attacked by the alkali hydroxide. Examples are various types of iron, including stainless steels Steels, titanium, copper, nickel, cobalt or their alloys are called.

Im übrigen läßt sich das Verfahren nach der Erfindung ebenso gut bei andersartigen Metallbearbeitungen anwenden, z. B. beim Rohrziehen, Pressen und Stanzen in geeigneten Vorrichtungen, beimTiefziehen von Blechen, beim Drahtwalzen u. dgl.In addition, the method according to the invention can be used just as well use other types of metalworking, e.g. B. in tube drawing, pressing and punching in suitable devices, for deep drawing of sheet metal, for wire rolling and the like.

Insbesondere jedoch stellt das Verfahren eine verbesserte Methode für eine besondere Art von Drahtbehandlung, das Patentieren, dar, bei welcher der Draht (im allgemeinen ein Stahldraht mit mittlerem oder hohem Kohlenstoffgehalt) vor dem Ziehen oder zwischen zwei Ziehvorgängen wärmebehandelt wird, indem man ihn wesentlich über seine Umwandlungstemperatur erhitzt und dann bis zu einem Punkt, der immer noch über dieser Temperatur liegt, abkühlt. Bei dieser Behandlung mußte man bisher den Draht durch geschmolzenes Blei ziehen, worauf er mit Säure gebeizt und mit Kalkschlamm neutralisiert wurde; nach dem Trocknen des Kalkes wurde ein Schmiermittel aufgetragen. Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung kann dieses Patentieren in einem einzigen Arbeitsgang durch aufeinanderfolgendes Tauchen des Drahtes in Alkalihydroxydschmelze und geschmolzener Fettsäure bzw. einem anderen verseifbaren Fettstoff durchgeführt werden, ohne daß weiterhin wie bisher eine Vielzahl von umständlichen und verhältnismäßig kostspieligen Arbeitsgängen notwendig wären.In particular, however, the method represents an improved method for a special type of wire treatment, patenting, in which the Wire (generally a medium or high carbon steel wire) before drawing or between two drawing processes, is heat-treated by making it heated well above its transition temperature and then to a point which is still above this temperature, cools down. With this treatment I had to So far the wire has been pulled through molten lead, whereupon it is pickled with acid and neutralized with lime sludge; after the lime had dried, a Lubricant applied. According to the method of the invention, this can be patented in a single operation by successively dipping the wire in Alkali hydroxide melt and molten fatty acid or another saponifiable Fatty substance can be carried out without a multitude of cumbersome continuing as before and relatively expensive operations would be necessary.

Es sei noch erwähnt, daß sich das Verfahren, abgesehen von der beschriebenen Behandlung von Draht, wobei dieser als Einzelstrang durch die Schmelzbäder geführt wird, als besonders vorteilhaft bei der Behandlung von Spiralen aus Draht, feinen Rohren u. dgl. erwiesen hat. In vielen Fällen müssen die Spiralen, je nach ihrem Bestimmungszweck, nicht abgewickelt werden, sondern können als solche behandelt werden.It should also be mentioned that the procedure, apart from the one described Treatment of wire, which is fed through the weld pool as a single strand is particularly advantageous when treating spirals made of wire, fine Pipes and the like. In many cases, the spirals need to be, depending on their Intended purpose, not to be settled, but can be treated as such will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A process for producing a soap film that facilitates sliding on metal pieces to be subsequently deformed, in particular on wire, before being introduced into the drawing dies, characterized in that the metal is successively passed through an alkali metal hydroxide melt and through a further bath consisting of saponifiable Fatty acid derivatives or preferably of pure fatty acids in the molten state.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the metal is heated before the treatment, preferably to a temperature which is above that of the alkali hydroxide melt.

3. Procedure according to claim 1 and 2, characterized in that the metal is introduced before the introduction cools in the fatty acid bath.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that that the metal is heated in an inert atmosphere.

5. The method according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the metal is up to above its transition temperature heated and the alkali hydroxide melt at a lower, However also holds the temperature lying above the transition temperature.

6th Process according to Claims 1 to 5, characterized in that the fatty acid bath a solid lubricant such as graphite and the like is finely divided.

7. Procedure according to claims 1 to 6, characterized in that the alkali metal hydroxide melt molten sodium hydroxide is used. Publications considered: German Patent Nos. 908 775, 924 922; "Metalltechnik" magazine, 1942, p. 7 ff .; German patent application M 2316 VI / 48d (published 21 B. 1952).