DE1106017B

DE1106017B - Fetthaltiges Schmiermittelkonzentrat und Schmiermittel zur Kaltbearbeitung von Metallen

Info

Publication number: DE1106017B
Application number: DED30130A
Authority: DE
Inventors: Jesse Donnelly
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-03-05
Filing date: 1959-03-05
Publication date: 1961-05-04

Description

Fetthaltiges Schmiermittelkonzentrat und Schmiermittel zur Kaltbearbeitung von Metallen Die Erfindung bezieht sich auf ein zur Kaltbearbeitung von Metallen besonders geeignetes, fetthaltiges Schmiermittelkonzentrat bzw. Schmiermittel.
Es ist lange bekannt, bei der Kaltbearbeitung von Metallen Schmiermittel, vornehmlich Öl, zu verwenden, um durch Verminderung der Reibung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug den erforderlichen Kraftbedarf sowie die Reibungswärme zu vermindern. Durch das Schmiermittel nach der Erfindung wird am Werkstück auch eine besser glänzende und glattere Oberfläche erzielt und der Aufwand für die Fertigbearbeitung vermindert.
Bei fast allen Kaltbearbeitungen von Metallen, z. B. beim Bohren, Drehen, Hohnen, Ziehen, Drücken, Kaltwalzen oder bei sonstigen. Bearbeitungen, bei denen das Werkstück mit einem Werkzeug in Eingriff kommt, werden vornehmlich fette Öle allein oder in Verbindung mit anderen Schmiermitteln oder schmierend wirkenden Kühlmitteln verwendet. Zwar hat man für die Kaltbearbeitung von Metallen auch schon Mineralöle allein oder in Verbindung mit anderen Schmier- oder Kühlmitteln verwendet, die keine fetten Öle sind, doch waren diese hilfsweise als Ersatz verwendeten Mineralöle wesentlich schlechter als fette Öle.
Die Vorteile von fetten Ölen gegenüber allen sonstigen bei der Metallbearbeitung verwendeten Schmierölen beruhen darauf, daß sie selbst unter hohen Drücken und bei hohen Temperaturen zwischen dem Arbeitswerkzeug und dem Werkstück einen Ölfilm mit geringer Scherkraft ausbilden und somit ein Festfressen des Werkzeugs am Werkstück verhindern, die Wärmeerzeugung verringern und auf dem bearbeiteten Werkstück eine glatte Oberfläche ausbilden.
Bisher hat man in der Werkzeugmaschinentechnik allgemein geglaubt, daß die freien Fettsäuren, die in allen fetten Ölen in unterschiedlicher Menge enthalten sind, an dem zu bearbeitenden Mettall und an den arbeitenden Teilen der Werkzeugmaschinen Korrosionen hervorrufen würden. Offensichtlich beruht diese Annahme auf einer Verwechselung der freien Fettsäuren mit anorganischen Säuren, wie Schwefelsäure. Freie Fettsäuren kommen in fetten Ölen lediglich durch Aufspaltung eines Teiles der Fettsäureglyzeride vor, und zwar nur in der Größenordnung von 3 bis 120%, berechnet als Ölsäure.
Bei neueren Untersuchungen wurde gefunden, daß die Schmierfähigkeit von Walzölemulsionen mit steigendem Gehalt an freien Fettsäuren zunimmt. Auf Grund dieser Feststellungen hat man versucht, die unzulängliche Schmierwirkung von Mineralölemulsionen durch Zugabe von freien Fettsäuren zu verbessern, um diese Emulsionen gegenüber anderen Walzölemulsionen auf der Grundlage von Palmöl und sonstigen natürlichen Fettstoffen wettbewerbsfähig zu halten. Nach dem Versuchsbericht über solche Bemühungen lag der Gehalt an freier Fettsäure bei diesen Mineralölemulsionen zwischen. 0,5 und 23,6°/o. Dennoch blieb die Schmierfähigkeit hinter der des Palmöls zurück, wobei sich ergab, daß der Gehalt an freier Fettsäure ohne entscheidende Bedeutung für die Schmierfähigkeit ist, wenn keine gut schmierenden Grundöle vorliegen.
Bei Walzölemulsionen auf der Grundlage von Palmöl und anderen natürlichen Fettstoffen betrug der Anteil an freier Fettsäure nur bis zu 10,3 % der Fettstoffe. Es wurden auch Emulsionsöle mit einem hohen Gehalt an freier Fettsäure bis zu 68,3% angegeben, doch waren diese unbefriedigend, auch fehlt eine vollständige Angabe der Fettstoffgrundlage dieser Emulsionen, so daß hieraus keine technisch brauchbaren Schlüsse gezogen werden konnten.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Schmiermittelkonzentrat zur Kaltbearbeitung von Metallen angesäuerte Rückstände der alkalischen Raffination von pflanzlichen oder tierischen Ölen verwendet werden, wie sie z. B. bei der Herstellung von pflanzlichen Backfetten und/oder bei der Margarineherstellung anfallen und die etwa 50 bis 75 % freie Fettsäure, etwa 20% neutrales Öl enthalten und im übrigen im wesentlichen aus Wasser bestehen. Diese angesäuerte Fettsäuremasse enthält etwa 50 bis 75 Gewichtsprozent freie Fettsäure nach der Formel C1sH3402 mit einem Molekulargewicht von 280, bis 284. Sie kann als Grundmasse mit Wasser bis zu 990/0 versetzt und daher den jeweiligen Bedürfnissen der Schmierung für die Kaltbearbeitung von Metallen in bester Weise angepaßt werden.
Ein derartiges Schmiermittel wird vorzugsweise beim Kaltwalzen von Stahl, z. B. bei der Herstellung von Feinblechen, z. B. Weißblechrohlingen, verwendet. Es hat nicht die ölartige Natur von Fettsäuremassen mit einem niedrigen Gehalt an freier Fettsäure von 3 bis 12% und ist ein trockeneres Öl mit höherer Viskosität von etwa 45 Sekunden Saybolt bei 100° C gegenüber 57 bis 59 Sekunden bei fetten Ölen mit einem niedrigen Gehalt an freier Fettsäure von 3 bis 12%. Der hohe Anteil an freier Fettsäure verleiht dem Schmiermittel nach der Erfindung eine größere Benetzungskraft und ein besseres Eindringen in die Kristalle des zu bearbeitenden Metalls. Der Verdampfungspunkt beim Verflüchtigen von Fettsäure mit einem Gehalt an freier Säure von 50 bis 75% liegt etwa zwischen 90 und 93° C, ist also niedrig gegenüber einem Verdampfungspunkt von 175 bis 200° C der üblicherweise verwendeten fetten Öle mit niedrigem Gehalt an freier Fettsäure. Aus diesem Grunde hinterläßt das Schmiermittel nach der Erfindung mit hohem Gehalt an freier Fettsäure nur einen unbedeutenden Schmierfilm auf der Oberfläche des bearbeiteten Metalls. Dies erleichtert das Reinigen der Erzeugnisse z. B. vor dem Verzinnen, Plattieren und ähnlichen Bearbeitungen, und fördert auch eine vollständige Verflüchtigung, wobei kein klebriger oder harzartiger Rückstand zurückbleibt, wenn das verarbeitete Metall geglüht wird.
Fettsäuremassen. insbesondere solche mit hohem tjehalt an freier Fettsäure, berechnet als Ölsäure, sind gewöhnlich teuer. Die Schmiermittelkonzentrate nach -1-=r Erfindung sind Fettsäuremassen mit einem Gehalt 50 bis 750% freier Fettsäure und aus angesäuerten 1 siickständen aus der Verarbeitung von pflanzlichen Cflen als billiges Nebenprodukt der alkalischen Reinigung von pflanzlichen und tierischen Ölen zur Herstellung von Nahrungsmitteln, z. B. Margarine und Backfetten, erhältlich. Das Schmiermittel nach der Erfindung kann auf die Oberflächen der Werkstücke und Werkzeuge in unverdünntem Zustand oder als wäßrigeLösung aufgebracht werden, deren Wassergehalt bis zu 990% betragen kann, wenn nur eine leichte Schmierung und eine stärkere Kühlung erforderlich sind. Ferner kann dieses Schmiermittel mit Mineralölen, z. B. mit Steinkohlenteerölen oder Leuchtöl, vermischt und vor oder während der Metallbearbeitung zugeführt werden.
Die unerwarteten und wertvollen Ergebnisse auf Grund der Anwendung der Erfindung sind: a) ein feinkörniger Walzüberzug auf den anfallenden Blechen, b) die Vermeidung von Kohlenstoffablagerung auf den Blechen, die eine ernste Gefahr beim üblichen Walzen darstellt, c) eine Ersparnis an Schmierkosten, d) eine Ersparnis .in der Schmiermenge im Vergleich zu bekannten Schmiermitteln.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Fetthaltiges Schmiermittelkonzentrat zur Kaltbearbeitung von Metallen, insbesondere zum Kaltwalzen von Stahlblech, z. B. von Feinblech, bestehend aus angesäuerten Rückständen der alkalischen Raffination. von pflanzlichen oder tierischen Ölen, die 50 bis 750% freie Fettsäure, etwa 20% Neutralöl und als Rest Wasser enthalten.
2. Fetthaltiges Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß ,das Schmiermittelkonzentrat nach Anspruch 1 mit Wasser bis 90 Gewichtsprozent oder mehr verdünnt ist.
3. Fetthaltiges Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittelkonzentrat nachAnspruch 1 mit leichten Mineralölen, z. B. Leuchtöl, verdünnt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Stahl und Eisen (1957), S. 1819; (1958), S.344 bis 355.