DE1153851B

DE1153851B - Metalworking oil

Info

Publication number: DE1153851B
Application number: DES66429A
Authority: DE
Inventors: Louis Henry Sudholz
Original assignee: Socony Mobil Oil Co Inc
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1959-12-23
Filing date: 1959-12-23
Publication date: 1963-09-05
Also published as: NL246839A; NL130864C

Description

Metallbearbeitungsöl Die Erfindung bezieht sich auf Metallbearbeitungsöle auf Mineralölbasis, die für Bearbeitungsvorgänge, wie Schneiden, einschließlich Räumen, Drehen, Gewindeschneiden, Bohren, Stoßen bzw. Abstechen und Fräsen, Schleifen, Ziehen, Walzen od. dgl., geeignet sind.Metalworking Oil The invention relates to metalworking oils Mineral oil-based, used for machining operations such as cutting, including Broaching, turning, thread cutting, drilling, pushing or parting off and milling, grinding, Pulling, rolling or the like. Are suitable.

Solche Öle fließen während der Bearbeitung über das Werkzeug und das Werkstück in einem stetigen Strom. Hierdurch wird die Wärme sowohl von dem Werkzeug als auch dem Werkstück abgeführt, die Lebensdauer des Werkzeuges verbessert, die Oberflächen in Berührung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück werden geschmiert, der Spanabfall wird fortgewaschen, die Werkzeugabnutzung herabgesetzt, die Reibung zwischen Span und Werkzeug vermindert und eine Schmierung zwischen dem Span und dem Werkzeug geschaffen, so daß auf diese Weise die Wirkung des hohen Drucks des Spans auf das Werkzeug herabgesetzt wird. Weiterhin ist es erforderlich, ein Metallbearbeitungsöl einzusetzen, das in der Lage ist, einen eine hohe Belastung aufnehmenden Schmierfilm zwischen dem Schneidwerkzeug, dem Span und dem zu bearbeitenden Werkstück zu liefern.Such oils flow over the tool and the during machining Workpiece in a steady stream. This removes the heat from both the tool as well as the workpiece, which improves the service life of the tool Surfaces in contact between the tool and the workpiece are lubricated, the chips are washed away, tool wear is reduced and friction is reduced between the chip and the tool and a lubrication between the chip and the tool created, so that in this way the effect of the high pressure of the Spans is reduced to the tool. It is also necessary to use a metal working oil use that is capable of a high load-bearing lubricating film between the cutting tool, the chip and the workpiece to be machined.

In Abhängigkeit von der Art der bearbeiteten Metalle oder der Ausführung der verwendeten Maschine wird hierzu ein korrodierendes Öl oder ein nicht korrodierendes Öl verwendet. Bei Kupfer, Messing oder Bronze soll ein nicht korrodierendes Schmiermittel gewählt werden, weil korrodierende Schmiermittel solche Metalle fleckig machen. Wenn Schmiedeeisen oder Stahl in Betracht gezogen wird, kann ein korrodierendes Schmiermittel zur Anwendung gelangen. Maschinen mit Bronzeteilen und -gleitflächen, die der Wirkung des Schmiermittels ausgesetzt sein würden, erfordern im Gebrauch nicht korrodierende Schmiermittel, da eine Korrosion ein Kleben der Gleitflächen verursachen würden; die Maschinen müßten dann abgeschaltet und gereinigt werden.Depending on the type of metal being processed or the design The machine used will use a corrosive or non-corrosive oil for this purpose Oil used. A non-corrosive lubricant should be used for copper, brass or bronze should be chosen because corrosive lubricants stain such metals. If wrought iron or steel is considered, it can be corrosive Lubricants are used. Machines with bronze parts and sliding surfaces, that would be exposed to the action of the lubricant require in use Non-corrosive lubricants, as corrosion causes sticking of the sliding surfaces would cause; the machines would then have to be switched off and cleaned.

Korrodierende Schneidöle können als solche definiert werden, die mehr als eine schwache Verfärbung bei der Kupferstreifenprüfung verursachen. Diese Prüfung schließt das Eintauchen eines Kupferstreifens in das Prüföl oder die Prüfzusammensetzung während 3 Stunden bei 100° C ein. Nicht korrodierende Schneidöle können als solche definiert werden, die nicht mehr als eine schwache Verfärbung eines unter solchen Prüfbedingungen untersuchten Kupferstreifens verursachen.Corrosive cutting oils can be defined as those that are more than cause a slight discoloration on copper strip inspection. This exam includes dipping a copper strip into the test oil or composition for 3 hours at 100 ° C. Non-corrosive cutting oils can be used as such can be defined as no more than a faint discoloration of one among those Cause of the test conditions investigated copper strip.

Es ist bisher in der Praxis üblich gewesen, die Filmfestigkeit von korrodierenden und nicht korrodierenden Schneidölen dadurch zu verbessern, daß man ihnen verschiedene Verbindungen von Schwefel, Phosphor, Chlor, Metall, Fettmaterialien oder derartige Kombinationen einverleibte. Solche Zusatzstoffe sind jedoch wegen einer Anzahl von Nachteilen nicht vollkommen zufriedenstellend. Stoffe, die hohe Konzentrationen an aktivem Schwefel enthalten, sind nachteilig, weil sie dazu neigen, Korrosion herbeizuführen und bzw. oder Fleckenbildung bei gewissen Metallen zu verursachen, wenn sie mit diesen bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen in Berührung kommen. Halogen enthaltende Zusatzstoffe, insbesondere chlorierte Substanzen, können eine Fleckenbildung unter feuchten Bedingungen verursachen und oft Halogen (wie Chlor) im Gebrauch freigeben. Viele phosphorhaltige Zusatzstoffe, wie z. B. Phosphorsäureester, vereinigen sich während des Gebrauchs (insbesondere bei Schleifvorgängen) mit Eisenfeinstoffen und bilden Eisenseifen, welche die Viskosität des Öls erhöhen und seine übermäßige Schaumbildung fördern.It has heretofore been common practice to test the film strength of to improve corrosive and non-corrosive cutting oils by them various compounds of sulfur, phosphorus, chlorine, metal, fatty materials or such combinations incorporated. However, such additives are due not entirely satisfactory for a number of disadvantages. Fabrics that high Containing concentrations of active sulfur are detrimental because they tend to Bring about corrosion and / or cause staining of certain metals, if they come into contact with them at relatively low temperatures. Halogen-containing additives, in particular chlorinated substances, can be a Cause staining in humid conditions and often halogen (such as chlorine) free in use. Many phosphorus additives such as B. phosphoric acid ester, combine with iron fines during use (especially when grinding) and form iron soaps, which increase the viscosity of the oil and its excessive Promote foam formation.

Die Erfindung bezweckt verbesserte Metallbearbeitungsöle zu schaffen, die frei von den vorstehend genannten Nachteilen sind, und zwar insbesondere Schneidöle, die durch einen hohen Grad an 'Bearbeitungswirksamkeit gekennzeichnet und nicht korrodierend sind.The invention aims to provide improved metalworking oils, which are free from the disadvantages mentioned above, in particular cutting oils, due to a high degree of 'machining efficiency marked and are not corrosive.

Die vorgenannten Zwecke werden gemäß der Erfindung durch ein Metallbearbeitungsöl auf Mineralölbasis verwirklicht, welches in einem gegebenenfalls schwefelhaltigen und in einem solchen Falle »lose gebundenen« Schwefel aufweisenden Mineralöl in Kombination je 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Mineralöl, (A) eines üblichen öllöslichen, korrodierenden oder nicht korrodierenden schwefelhaltigen Hochdruckmittels und (B) eines öllöslichen, phosphor-, Schwefel- und metallhaltigen, oxydierten Kohlenwasserstoffreaktionsproduktes an sich bekannter Art, welches durch 1. Oxydation eines Kohlenwasserstoffs von einem Molekulargewicht von etwa 200 bis 1000 aus der Gruppe der aliphatischen und im Kern alkylsubstituierten, mindestens acht aliphatische C-Atome enthaltenden aromatischen Kohlenwasserstoffe oder deren Mischungen mit einem oxydierenden Gas bei etwa 125 bis 325° C in Gegenwart von 0,5 bis 25 Gewichtsprozent des Kohlenwasserstoffs an einem Alkali- oder Erdalkalihydroxyd bis zu einem Metallgehalt von 0,05 bis 3 Gewichtsprozent des Oxydationsproduktes, 2. Umsetzung des metallhaltigen Oxydationsproduktes mit etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent des Ausgangskohlenwasserstoffs eines Phosphorsulfids bei etwa 75 bis 150° C, 3. weitere Umsetzung des phosphorsulfurierten Produktes mit 2 bis 25 Gewichtsprozent des Ausgangskohlenwasserstoffs eines Alkali-oder Erdalkalihydroxyds und Wasser bei Temperaturen unter 100° C und nachfolgende Entwässerung erhalten worden ist, enthält.The aforementioned purposes are achieved according to the invention by a metal working oil realized based on mineral oil, which in an optionally sulfur-containing and in such a case "loosely bound" sulfur-containing mineral oil in Combination of 1 to 20 percent by weight, based on the mineral oil, (A) of a conventional one Oil-soluble, corrosive or non-corrosive sulphurous extreme pressure agent and (B) an oil soluble phosphorus, sulfur and metal containing oxidized hydrocarbon reaction product known type, which by 1. Oxidation of a hydrocarbon of a Molecular weight from about 200 to 1000 from the group of the aliphatic and in the core alkyl-substituted aromatic containing at least eight aliphatic carbon atoms Hydrocarbons or their mixtures with an oxidizing gas at about 125 to 325 ° C in the presence of 0.5 to 25 percent by weight of the hydrocarbon an alkali or alkaline earth metal hydroxide up to a metal content of 0.05 to 3 percent by weight of the oxidation product, 2. Reaction of the metal-containing oxidation product with about 5 to 20 percent by weight of the starting hydrocarbon of a phosphorus sulfide at about 75 to 150 ° C, 3. further conversion of the phosphorus sulphurized product with 2 to 25 percent by weight of the starting hydrocarbon of an alkali or alkaline earth metal hydroxide and water at temperatures below 100 ° C and subsequent dewatering obtained has been contains.

Gemäß der USA.-Patentschrift 2 830 949 ist es bekannt, ein dem Kohlenwasserstoffreaktionsprodukt (B) entsprechendes Produkt für sich allein in ein Mineralöl einzubringen, um hierdurch Schmieröle, insbesondere Öle, die zur Verwendung in Verbrennungskraftmaschinen bestimmt sind, herzustellen. Jedoch gibt diese USA.-Patentschrift keinen Hinweis auf die Möglichkeit einer Kombination eines solchen Kohlenwasserstoffreaktionsproduktes mit einem öllöslichen, korrodierenden oder nicht korrodierenden schwefelhaltigen Hochdruckmittel und auf die Möglichkeit, daß bei Verwendung einer derartigen Ölzusammensetzung als Metallbearbeitungsöl besondere Vorteile hinsichtlich der Bearbeitungswirksamkeit erzielt werden können.According to U.S. Patent 2,830,949, it is known to use a hydrocarbon reaction product (B) to bring the corresponding product alone into a mineral oil in order to thereby Lubricating oils, in particular oils intended for use in internal combustion engines are to produce. However, this U.S. patent gives no reference to the Possibility of combining such a hydrocarbon reaction product with an oil-soluble, corrosive or non-corrosive sulfur-containing one Extreme pressure means and the possibility of using such an oil composition as a metalworking oil, it has particular advantages in terms of machining efficiency can be achieved.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1029 969 ist es weiterhin bekannt, aus Erdalkalihydroxyd und oxydiertem Erdöl mit einem mittleren Molekulargewicht von 300 bis 10000 durch Nachbehandlung mit Erdalkalihydroxyd erhaltene Komplexsalze als Zusatzmittel für mineralische Schmieröle zu verwenden. Jedoch ist auch dieser Veröffentlichung - abgesehen davon, daß diese Komplexsalze mit der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente (B) nicht identisch sind - kein Hinweis auf ein Öl, welches wie bei der Erfindung außerdem ein Hochdruckmittel (A) enthält zu entnehmen.From the German Auslegeschrift 1029 969 it is also known from alkaline earth hydroxide and oxidized petroleum with an average molecular weight from 300 to 10,000 complex salts obtained by post-treatment with alkaline earth hydroxide to be used as an additive for mineral lubricating oils. However, this is also the case Publication - apart from the fact that these complex salts with the invention component (B) used are not identical - there is no indication of an oil which as in the invention also contains a high pressure agent (A).

Gemäß der Erfindung wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein Öl, welches in einer geeigneter Mineralölbasis bestimmte Mengen sowohl eine; Hochdruckmittels (A) als auch eines Kohlenwasser stoffreaktionsproduktes (B) der definierten Art enthält, ganz besondere Vorteile und eine ganz besondere Eignung als Metallbearbeitungsöl aufweist. Durcl die gleichzeitige Anwesenheit der Zusatzstoffe (A; und (B) wird ein besonderer synergistischer Effekt erzielt, d. h., die Wirkung der Kombination' aus (A', und (B) geht beträchtlich über die Wirkung der beiden Zusatzstoffe bei alleiniger Verwendung und über die Wirkung, die bei Summierung der Wirkungen den einzelnen Zusatzstoffe zu erwarten wäre, hinaus.According to the invention it was surprisingly found that a Oil which, in a suitable mineral oil base, contains certain amounts of both a; High pressure agent (A) and a hydrocarbon reaction product (B) of the type defined contains very special advantages and a very special suitability as a metalworking oil having. Because of the simultaneous presence of the additives (A; and (B) a special synergistic effect is achieved, d. i.e. 'the effect of the combination' from (A ', and (B)) goes considerably beyond the effect of the two additives sole use and about the effect that results when the effects are added up individual additives would be expected beyond.

Einzelheiten über die Beschaffenheit und die Herstellung des vorgenannten Reaktionsproduktes (B) sind in der USA.-Patentschrift 2 830 949 angegeben. Ein typisches und bevorzugtes Reaktionsprodukt wird nachstehend beispielsweise beschrieben. Diese Reaktionsprodukte (B) haben einen ungewöhnlich hohen Metallgehalt und zeigen außergewöhnliche Reinigungseigenschaften und Aktivität als Antioxydantien.Details about the nature and manufacture of the aforementioned Reaction products (B) are disclosed in U.S. Patent 2,830,949. A typical one and preferred reaction product is described below, for example. These Reaction products (B) have an unusually high metal content and show extraordinary Cleaning properties and activity as antioxidants.

Wie oben angegeben, sind zusätzlich zu dem Reaktionsprodukt (B) mit hohem Metallgehalt in den Metallbearbeitungsölen gemäß der Erfindung auch ein oder mehrere Hochdruckmittel (A) in Abhängigkeit von der gewünschten Beschaffenheit des Schmiermittels, d. h. korrodierend oder nicht korrodierend, anwesend. Korrodierende Schneidöle, wie sie hier in Betracht gezogen werden, enthalten eine oder mehrere schwefelhaltige organische Stoffe, in denen der Schwefel »lose gebunden« ist. Bei solchem »lose gebundenen« Schwefel handelt es sich um Schwefel, der mehr als eine schwache Verfärbung auf einem Kupferstreifen bei der oben angegebenen Kupferstreifenprüfung verursacht. Zusätzlich zu dem Gehalt an »lose gebundenem« Schwefel können die schwefelhaltigen organischen Hochdruckmittel auch ein oder mehrere andere Elemente, wie Brom, Chlor, Phosphor, Sauerstoff und Stickstoff, enthalten.As stated above, in addition to the reaction product (B) with high metal content in the metalworking oils according to the invention also one or several extreme pressure agents (A) depending on the desired nature of the Lubricant, d. H. corrosive or non-corrosive, present. Corrosive Cutting oils as contemplated herein contain one or more Sulfur-containing organic substances in which the sulfur is "loosely bound". at Such "loosely bound" sulfur is sulfur, the more than one slight discoloration on a copper strip in the copper strip test given above caused. In addition to the "loosely bound" sulfur content, the sulfur-containing organic high pressure agent also one or more other elements, such as bromine, chlorine, Phosphorus, Oxygen and Nitrogen.

Beispiele von korrodierenden, schwefelhaltigen organischen Stoffen, bei denen Schwefel »lose gebunden« ist, sind die folgenden: sulfurierte tierische und pflanzliche Öle mit etwa 12 bis 20'% Schwefel, sulfuriertes Mineralöl mit bis zu etwa 5 % zugesetztem Schwefel, sulfurierte Terpene, gewisse organische Polysulfide und Mercaptane. Von diesen Stoffen werden insbesondere sulfuriertes Lardöl und sulfurierte Spermöle mit etwa 15 Gewichtsprozent Schwefel bevorzugt.Examples of corrosive, sulfur-containing organic substances, in which sulfur is "loosely bound" are the following: sulfurized animal and vegetable oils with about 12 to 20% sulfur, sulfurized mineral oil with up to about 5% added sulfur, sulfurized terpenes, certain organic polysulfides and mercaptans. Of these substances, sulfurized lard oil and sulfurized in particular are used Sperm oils with about 15 weight percent sulfur are preferred.

Es kann auch die Mineralölbasis des Metallbearbeitungsöls sulfuriert sein, so daß der Schwefel darin »lose gebunden« ist; in diesem Fall ist das Öl korrodierend. Wenn eine solche sulfurierte Mineralölbasis verwendet wird, braucht das Schneidöl kein gesondertes schwefelhaltiges Hochdruckmittel zu enthalten; es kann jedoch ein solches Mittel enthalten. Beispiele von solchen sulfurierten Basisölen sind paraffinische und naphthenische Öle mit Viskositäten von etwa 40 bis 300 SUS bei 38° C, die so sulfuriert sind, daß sie zwischen etwa 0;1 und 5% Schwefel enthalten.It can also sulphurise the mineral oil base of the metalworking oil so that the sulfur is "loosely bound" in it; in this case the oil is corrosive. If such a sulphurized mineral oil base is used, the cutting oil needs to be used not to contain a separate sulfur-containing extreme pressure agent; however, it can be a contain such a means. Examples of such sulfurized base oils are paraffinic and naphthenic oils with viscosities of about 40 to 300 SUS at 38 ° C, which are so are sulfurized to contain between about 0.1 and 5% sulfur.

Nicht korrodierende Metallbearbeitungsöle gemäß der Erfindung enthalten nicht korrodierende Hochdruckmittel, die durch »fest gebundenen« Schwefel, Phosphor und bzw. oder gebundenes Halogen, wie Chlor und Brom, gekennzeichnet sind. Beispiele für solche Hochdruckmittel sind: sulfurierte tierische und pflanzliche Öle, die bis zu etwa 10 Gewichtsprozent Schwefel enthalten, Dibenzyldisulfid, Chlornaphthaxanthat, chlorierte Fettstoffe, wie chlorierte Stearinsäure, chlorierte Wachse (Paraffinwachse), organische Phosphorverbindungen, wie Thiophosphate usw. Unter solchen Mitteln werden sulfuriertes Lardöl und sulfurierte Spermöle mit etwa 10 Gewichtsprozent Schwefel bevorzugt. _ Nachstehend wird eine - hier nicht unter Schutz gestellte - Herstellung eines Reaktionsproduktes (B) mit hohem Metallgehalt näher erläutert. Beispiel 2000 g eines perkolierten, lösungsmittelraffinierten hellen Midkontinentöls (mittleres Molekulargewicht etwa 800) und 200 g (9,1 Gewichtsprozent) hydratisierter Kalk (zur Verfügung stehendes Calciumoxyd, 70% Minimum) werden gemischt und dann in eine elektrisch beheizte Glassäule von etwa 18,3 m Länge und etwa 76 mm Durchmesser eingebracht. Die Säule hat eine Scheibe aus gefrittetem Glas zur Luftdispergierung im Boden befestigt. Der Inhalt der Säule wird rasch auf etwa 218° C erwärmt und Luft durch die Glasfritte mit einer Geschwindigkeit von 31 je Stunde und je 100 g Öl 21 Stunden lang eingeleitet. Das gebildete Produkt wird filtriert. Das Filtrat hat einen Calciumgehalt von etwa 1,5 bis 1,7 Gewichtsprozent.Contain non-corrosive metalworking oils according to the invention Non-corrosive extreme pressure media, which are caused by »firmly bound« sulfur, phosphorus and / or bound halogen, such as chlorine and bromine, are indicated. Examples for such extreme pressure agents are: sulfurized animal and vegetable Oils that contain up to about 10 percent by weight sulfur, dibenzyl disulfide, chloronaphthaxanthate, chlorinated fatty substances such as chlorinated stearic acid, chlorinated waxes (paraffin waxes), organic phosphorus compounds such as thiophosphates etc. are among such agents sulfurized lard oil and sulfurized sperm oils with about 10 weight percent sulfur preferred. _ The following is a production - not protected here a reaction product (B) with a high metal content explained in more detail. Example 2000 g of a percolated, solvent-refined light mid-continental oil (middle Molecular weight about 800) and 200 g (9.1 percent by weight) of hydrated lime (for Available calcium oxide, 70% minimum) are mixed and then into an electric heated glass column about 18.3 m long and about 76 mm in diameter introduced. The column has a disk of sintered glass attached to it for air dispersion in the soil. The contents of the column are quickly warmed to about 218 ° C and air through the glass frit initiated at a rate of 31 per hour and per 100 g of oil for 21 hours. The product formed is filtered. The filtrate has a calcium content of approx 1.5 to 1.7 percent by weight.

Das filtrierte, oxydierte Öl wird in einen Glaskolben eingebracht, der mit Rührer, Thermometer und Stickstoffeinleitungsrohr ausgestattet ist. Das Öl wird mit einem gleichen Gewicht eines Verdünnungsöls (ein paraffinisches Öl mit einem spezifischen Gewicht von 0,890 [27,5° API] einer Viskosität [SUS] bei 38° C von 100 bis 110, einem Flammpunkt [COC] von 177- C, Minimum, und einer Farbe [ASTM] von 2, Maximum) versetzt. Es werden etwa 10 Gewichtsprozent P.,SS, bezogen auf das helle öleinsatzprodukt, zu dem verdünnten oxydierten Öl zugegeben und die sich ergebende Mischung bei etwa 149° C 2 Stunden lang in einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt. Danach wird die Reaktionsmischung auf etwa 77 bis 82° C gekühlt und mit 10 Gewichtsprozent Wasser und dann mit 10 Gewichtsprozent hydratisiertem Kalk behandelt; die Mengen an Wasser und Kalk sind auf das helle Öl des Einsatzprodukts bezogen. Die so gebildete Mischung wird dehydratisiert, indem sie auf eine Temperatur von etwa 149° C erhitzt und 1 Stunde bei dieser Temperatur gehalten wird. 5 Gewichtsprozent Filterhilfsmittel werden zugegeben und das Produkt heiß durch einen mit Filterhilfsmittel überzogenen, elektrisch beheizten Trichter filtriert. Das Filtrat, d. h. das gewünschte Reaktionsprodukt in einem Verdünnungsöl (1: 1 Verdünnung), ergibt bei der Analyse folgende Werte: Calcium . .. .......... . . .. . 1,5 bis 2,8% Phosphor . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,9 bis 1,4% Schwefel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5 bis 3,00/0 Das so hergestellte Reaktionsprodukt wird nachstehend in verschiedenen Prüfungen veranschaulicht und als Reaktionsprodukt Bi bezeichnet.The filtered, oxidized oil is placed in a glass flask equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen inlet tube. The oil is mixed with an equal weight of a diluent oil (a paraffinic oil with a specific gravity of 0.890 [27.5 ° API], a viscosity [SUS] at 38 ° C of 100 to 110, a flash point [COC] of 17 7 - C , Minimum, and a color [ASTM] of 2, maximum). About 10 percent by weight of P., SS, based on the pale oil feed, is added to the diluted oxidized oil and the resulting mixture is reacted at about 149 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The reaction mixture is then cooled to about 77-82 ° C and treated with 10 percent by weight water and then with 10 percent by weight hydrated lime; the amounts of water and lime are related to the light oil of the input product. The mixture thus formed is dehydrated by heating it to a temperature of about 149 ° C. and maintaining it at that temperature for 1 hour. 5 percent by weight of filter aid are added and the product is filtered while hot through an electrically heated funnel covered with filter aid. The filtrate, i.e. the desired reaction product in a diluent oil (1: 1 dilution), gives the following values in the analysis: Calcium. .. ........... . ... 1.5 to 2.8% Phosphorus. . . . . . . . . . . . . . . . . 0.9 to 1.4% Sulfur. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 to 3.00 / 0 The reaction product thus prepared is illustrated below in various tests and is referred to as reaction product Bi.

Es hat sich gezeigt, daß das dehydratisierte Produkt bei den Metallbearbeitungsölen gemäß der Erfindung auch direkt verwendet werden kann, so daß die Filtrierstufen fortfallen können.It has been shown that the dehydrated product in the metalworking oils can also be used directly according to the invention, so that the filtering stages can fall away.

Obwohl Mineralschmieröle eines weiteren Bereiches als Grundöl für die hier beschriebenen Metallbearbeitungsöle verwendet werden können, handelt es sich im allgemeinen um ein Öl, das eine Saybolt-Universal-Viskosität bei 38° C im Bereich von etwa 40 bis 500 Sekunden und ein spezifisches Gewicht von etwa 0,966 bis 0,845 (15 bis 36° API) hat. Bei der Herstellung der Metallbearbeitungsöle wird jedoch vorzugsweise ein Öl mit einem Viskositätsbereich von 50 bis 350 SUS und einem Bereich des spezifischen Gewichts von etwa 0,947 bis 0,845 (18 bis 36° API) verwendet. Dementsprechend wird bei korrodierenden Metallbearbeitungsölen mit einer Basis von sulfuriertem Mineralöl bevorzugt, daß das Grundöl etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent »lose gebundenen<; Schwefel enthält und daß es ein Öl ist, das durch Sulfurieren eines Mineralöls im Viskositätsbereich von 40 bis 300 Sekunden (SUS) bei 38° C und im spezifischen Gewichtsbereich von etwa 0,947 bis 0,845 (18 bis 36° API) hergestellt ist.Although mineral lubricating oils of a wider range as a base oil for the metalworking oils described here can be used, it is is generally an oil that has a Saybolt universal viscosity at 38 ° C im Range from about 40 to 500 seconds and a specific gravity of about 0.966 up to 0.845 (15 to 36 ° API). In the manufacture of metalworking oils however, preferably an oil with a viscosity range of 50 to 350 SUS and one Specific gravity range from about 0.947 to 0.845 (18 to 36 ° API) is used. Corrosive metalworking oils with a base of Sulfurized mineral oil prefers that the base oil be about 0.1 to 5 percent by weight "Loosely bound"; Contains sulfur and that it is an oil that is obtained by sulphurizing of a mineral oil in the viscosity range from 40 to 300 seconds (SUS) at 38 ° C and manufactured in the specific gravity range of about 0.947 to 0.845 (18 to 36 ° API) is.

Die Konzentration des Reaktionsproduktes (B) mit hohem Metallgehalt in den Metallbearbeitungsölen gemäß der Erfindung ist derart, daß deren Wirksamkeit beim Einsatz verbessert wird; sie kann gemäß dem Verwendungszweck, für den die Öle eingesetzt werden, beträchtlich geändert werden. Wenn die Schneidöle sowohl als Kühlmittel als auch als Schmiermittel dienen und wenn sie durch eine Umlaufpumpe od. dgl. zur Anwendung gebracht werden, soll das Reaktionsprodukt (B) gewöhnlich in einer Konzentration von etwa 1 bis 9 Gewichtsprozent vorhanden sein. Wenn die Metallbearbeitungsöle auf das Werkstück und das Werkzeug durch Bürsten od. dgl. aufgebracht werden, ist das Reaktionsprodukt in einer Konzentration von 10 bis 20 Gewichtsprozent anwesend.The concentration of the high metal content reaction product (B) in the metalworking oils according to the invention is such that their effectiveness is improved in use; they can be used according to the purpose for which the oils are used can be changed considerably. If the cutting oils have both Coolant also serve as a lubricant and when fed through a circulation pump or the like. To be used, the reaction product (B) should usually be present at a concentration of about 1 to 9 percent by weight. If the Metal working oils on the workpiece and the tool by brushing or the like. are applied, the reaction product is in a concentration of 10 to 20 Weight percent present.

Die Metallbearbeitungsöle gemäß der Erfindung umfassen daher die Kombination der folgenden Komponenten: Breiter Bereich I Bevorzugter Bereich Gewichtsprozent Korrodierende Metallbearbeitungsöie (a) Mineralöl .......................................... 60 bis 98 94 Korrodierendes Hochdruckmittel (A) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 bis 20 3 Reaktionsprodukt (B) ............................... 1 bis 20 3 (b) Sulfuriertes Mineralöl mit Gehalt an »lose gebundenem« Schwefel .......................................... 80 bis 99 94 Reaktionsprodukt (B) ............................... 1 bis 20 6 Breiter Bereich I Bevorzugter Bereich Gewichtsprozent Korrodierende Metallbearbeitungsöle (c) Sulfuriertes Mineralöl mit Gehalt an »lose gebundenem« Schwefel .......................................... 60 bis 98 94 Korrodierendes Hochdruckmittel (A) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 bis 20 3 Reaktionsprodukt (B) ............................... 1 bis 20 3 Nicht korrodierende Metallbearbeitungsöle (a) Mineralöl .......................................... 80 bis 98 94 Nicht korrodierendes Hochdruckmittel (A) . . . . . . . . . . . . 1 bis 10 3 Reaktionsprodukt (B) ............................... 1 bis 10 ! 3 Die vorstehenden Konzentrationen sind aufeinander abgestimmt, damit die Metallbearbeitungsöle die gewünschten Kombinationen von Eigenschaften haben. Wenn zuwenig, d. h. weniger als etwa 1 Gewichtsprozent Reaktionsprodukt (B) in den korrodierenden und nicht korrodierenden Metallbearbeitungsölen vorhanden ist, fehlt diesen Ölen bei gewissen Bearbeitungsvorgängen eine hinreichende Wirksamkeit, z. B. Wirksamkeit beim Gewindebohren. Wenn zu große Konzentrationen an Hochdruckmittel (A) und Redaktionsprodukt (B) verwendet werden, wird die Bearbeitungswirksamkeit herabgesetzt. Dies wird nachstehend durch Versuchswerte veranschaulicht.The metalworking oils according to the invention therefore comprise the combination of the following components: Broad Area I Preferred Area Weight percent Corrosive metalworking oil (a) Mineral oil .......................................... 60 to 98 94 High pressure corrosive agent (A). . . . . . . . . . . . . . . . . 1 to 20 3 Reaction product (B) ............................... 1 to 20 3 (b) Sulfurized mineral oil containing "loosely bound" Sulfur .......................................... 80 to 99 94 Reaction product (B) ............................... 1 to 20 6 Broad Area I Preferred Area Weight percent Corrosive metal working oils (c) Sulfurized mineral oil containing "loosely bound" Sulfur .......................................... 60 to 98 94 High pressure corrosive agent (A). . . . . . . . . . . . . . . . . 1 to 20 3 Reaction product (B) ............................... 1 to 20 3 Non-corrosive metal working oils (a) Mineral oil .......................................... 80 to 98 94 Non-corrosive extreme pressure medium (A). . . . . . . . . . . . 1 to 10 3 Reaction product (B) ............................... 1 to 10! 3 The above concentrations are matched to one another so that the metalworking oils have the desired combinations of properties. If too little, ie less than about 1 percent by weight of reaction product (B) is present in the corrosive and non-corrosive metalworking oils, these oils lack sufficient effectiveness in certain machining operations, e.g. B. Effectiveness in tapping. If too large concentrations of the letterpress agent (A) and editorial product (B) are used, the processing efficiency will be lowered. This is illustrated below by experimental values.

Die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung haben sich in mehrfacher Hinsicht als vorteilhaft erwiesen, wie dies durch die nachstehenden Versuche und Versuchswerte gezeigt wird. Almen-Pin-Test Dieser Test ist in Proc. API, 1932, S. 118 bis 130, beschrieben. Gewindebohnvirksamkeit Zur Messung der Gewindebohrwirksamkeit des öls wird eine Reihe von Löchern in ein Versuchsmetall, nämlich SAE 1020 heiß gewalztem Stahl, genau gebohrt. In diese Löcher werden danach mit einer Reihe von Gewindebohrern in einer Bohrpresse, die mit einem Tisch ausgestattet ist, der sich frei um die Mitte drehen kann und auf Kugellagern angeordnet ist, Gewinde geschnitten. Ein drehmomentaufnehmender Arm ist an diesem schwimmenden Tisch befestigt, und dieser Arm wiederum betätigt eine Federskala, so daß das tatsächliche Drehmoment während des Gewindebohrens mit dem zu untersuchenden Öl unmittelbar gemessen wird. Die gleichen Gewindebohrer, die bei der Bewertung des Prüföls benutzt werden, werden zum Gewindebohren mit einem Standardbezugsöl verwendet, dem willkürlich eine Wirksamkeit von 100% zugeschrieben worden ist. Das mittlere Drehmoment für das Prüföl wird mit demjenigen des Standardöls verglichen, und es wird eine relative Wirksamkeit auf prozentualer Basis berechnet, z. B.: Drehmoment bei Standard- bezugsöl ............... 19,3 Drehmoment bei Prüföl . . . . 19,8 Relative Wirksamkeit des 19,3_ Prüföls . . . . . . . . . . . . . . . . -19,8 . 100 = 97,4% Dieser Test ist von C. D. Flemming und Socony Mobil Oil Company, Inc., in »Lubrication Engineering«, Bd. 12, Nr. 3, Mai/Juni 1956, S. 199 bis 203, beschrieben.The compositions according to the invention have proven to be advantageous in several respects, as is shown by the tests and experimental values below. Almen-Pin-Test This test is in Proc. API, 1932, pp. 118-130. Tapping Effectiveness To measure the tapping effectiveness of the oil, a series of holes are precisely drilled in a test metal, SAE 1020 hot rolled steel. These holes are then tapped with a series of taps in a drilling press equipped with a table that can rotate freely around the center and is mounted on ball bearings. A torque-absorbing arm is attached to this floating table, and this arm in turn actuates a spring scale so that the actual torque is immediately measured during tapping with the oil under test. The same taps used in evaluating the test oil are used for tapping with a standard reference oil that has been arbitrarily attributed to 100% effectiveness. The mean torque for the test oil is compared to that of the standard oil and a relative effectiveness is calculated on a percentage basis, e.g. B .: Torque with standard reference oil ............... 19.3 Torque with test oil. . . . 19.8 Relative effectiveness of the 19.3_ Test oil. . . . . . . . . . . . . . . . -19.8. 100 = 97.4% This test is described by CD Flemming and Socony Mobil Oil Company, Inc., in "Lubrication Engineering", Vol. 12, No. 3, May / June 1956, pp. 199-203.

Die Versuchsergebnisse stehen gut mit tatsächlichen Feldbedingungen in Wechselbeziehung. Falex-Snap-Test Dieser Test ist in Bulletin Nr. 3 Faville Le Vally Corporation, Chicago, Illinois, beschrieben. Tabelle II Korrodierende Metallbearbeitungsöle Zusatzstoffe in sulfuriertem Mineralöl (c) Kon- Zusatzstoffe zentration au. Bohr- Zusatzstoffe Falex-Snap Almen Pin (Gewichts- prozent) (°/o) (lbs) (psi) Kein . ......................................... - 90 1750 15000 Helles Öl, 135 SUS (b) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 93 1875 16000 Oxydiertes helles Öl + Ca (d) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 99 1750 30000+ Reaktionsprodukt B1 ............................ 3 100 2175 30000+ Reaktionsprodukt B1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 104 2000 30000+ Korrodierendes sulfuriertes Fett (e) . . . . . . . . . . . . . . 3 104 2750 17500 Korrodierendes sulfuriertes Fett (e) . . . . . . . . . . . . . . 6 108 3125 20000 Technisches sulfuriert-chloriertes Schneidölfür schwere Belastung (f) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 2775 30000+ Reaktionsprodukt B1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 115 3250 30000+ Korrodierendes sulfuriertes Fett (e) . . . . . . . . . . . . . . . 3 (c) Das sulfurierte Mineralöl ist ein naphthenisches Öl mit einer Viskosität von 150 Sekunden (SUS) bei 38° C und derart sulfuriert, daß es 10/0 zugesetzten Schwefel enthält. (d) Das oxydierte helle Öl + Ca ist ein Zwischenprodukt, das bei der Herstellung des Reaktionsproduktes BI gebildet ist; es ist das Produkt; welches mit PZS; umgesetzt wird. (e) Das korrodierende sulfurierte Fett ist ein sulfuriertes Lardöl reit 15 Gewichtsprozent Schwefel. - (f) Das technische sulfuriert-chlorierte Schneidöl für schwere Belastung umfaßt sulfuriertes Mineralöl (c), 5 Gewichtsprozent chloriertes Paraffinwachs (40°/a Chlorgehalt) und 2 Gewichtsprozent Hydroabietylalkohol. Die Reaktionsprodukte (B) und die Hochdruckmittel (A) der neuen Zusammensetzungen werden in geeigneten Konzentrationen angewendet, um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten. Dies ist in der nachstehenden Tabelle III veranschaulicht. Tabelle III . Korrodierende Metallbearbeitungsöle _- Zusatzstoffe in sulfuriertem Mineralöl (c) Reak- Konzen- Korro- Konzen- Bohr- tions- tration dierendes tration wirksam- sulfu- - proBdukt (Gewichts- nertes Fett- (Gewichts- ket 1- - Prozent) (C) Prozent) (°/o) - - - - 90 + 1 - - 93 . 3 100 6 103 - - + 1 97 + 1 + 1 103 + 3 + 1 106 + 6 -h- 1 103 - - + 3 106 + 1 + 3 109 + 3 + 3 115 + 6 -r 3 110 - - -r 6 111 + 1 + 6 113 + 3 + 6 115 + 6 + 6 110 (c) und (e) wie in Tabelle II angegeben. Zusätzlich zu den vorstehenden Versuchswerten ist ein korrodierendes Versuchsöl in ausgedehntem Maße beim Rohrgewindeschneiden in einer technischen Rohranlage geprüft worden. Das Versuchsöl hat ein schwarzes Rohrgewindeschneidöl ersetzt, das technisch viele Jahre mit Erfolg verwendet worden war. Es ergab sich eine sehr geringe Abnutzung des Gewindeschneidwerkzeuges- (Strehler bzw. Gewindestahl): Das Versuchsöl ist bei vielen Rohrgrößen in dem Bereich von 12,7 bis 51 mm und bei vielen Rohrarten, wie galvanisierten schwarzen Eisen-, Schmiedeeisen- und Messingrohren, verwendet worden. Das Versuchsöl enthielt 94 Gewichtsprozent sulfuriertes Mineralöl, 3 Gewichtsprozent Reakti9nsprodukt Bi und 3 Gewichtsprozent korrodierendes sulfuriertes Fett. Bei dem sulfurierten Mineralöl und dem sulfurierten Fett handelt es sich um die gleichen Materialien, wie sie oben in Tabelle II angegeben sind. -Dasselbe Versuchsöl, welches zum Rohrgewindeschneiden benutzt wurde,--wurde zum-Gewindebohren von rostfreiem Stahl (Typ 321) eingesetzt. Hochleistungsstahlgewindebohrer. (59 mm) wurden verwendet:'1WIit diesem Öl wurden Gewindebohrgesch"#vindigkeiten verwirklicht, die. fünf- bis zehnmal ,. die Geschwindigkeiten übertrafen, welche von dem Werkzeughersteller empfohlen sind. Am Ende eines 1monatigen Betriebs mit dem Öl war keine Abnutzung an dem Werkzeug festzustellen. Bei einem 3wöchigen Test, welcher Gewindeschleifen von 6,35-mm-20-Hochleistungsstahlgewindebohrern umfaßte, wurde gefunden, daß das Versuchsöl den teureren handelsüblichen Ölen hinsichtlich des Fertigstellens des Bohrens und der niedrigen Schleifradabnutzung wenigstens gleichwertig war. Das Versuchsöl war jedoch insofern überlegen, als kein Schäumen während des Gebrauchs auftrat, während einige andere Öle schäumten.The test results correlate well with actual field conditions. Falex Snap Test This test is described in Bulletin No. 3 Faville Le Vally Corporation, Chicago, Illinois. Table II Corrosive metal working oils Additives in sulphurized mineral oil (c) Con- Additives centration au. Drilling Additives Falex-Snap Almen Pin (Weight percent) (° / o) (lbs) (psi) No . ......................................... - 90 1750 15000 Light oil, 135 SUS (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 93 1875 16000 Oxidized light oil + Ca (d). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 99 1750 30000+ Reaction product B1 ............................ 3 100 2175 30000+ Reaction product B1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 104 2000 30000+ Corrosive sulfurized fat (e). . . . . . . . . . . . . . 3 104 2750 17500 Corrosive sulfurized fat (e). . . . . . . . . . . . . . 6 108 3125 20000 Technical sulfurized-chlorinated cutting oil for heavy Burden (f). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 2775 30000+ Reaction product B1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 115 3250 30000+ Corrosive sulfurized fat (e). . . . . . . . . . . . . . . 3 (c) The sulfurized mineral oil is a naphthenic oil having a viscosity of 150 seconds (SUS) at 38 ° C and so sulfurized to contain 10/0 added sulfur. (d) The oxidized light oil + Ca is an intermediate product formed in the preparation of the reaction product BI; it is the product; which with PZS; is implemented. (e) The corrosive sulfurized fat is a sulfurized lard oil containing 15 weight percent sulfur. - (f) Heavy duty industrial sulfurized-chlorinated cutting oil includes sulfurized mineral oil (c), 5 weight percent chlorinated paraffin wax (40 ° / a chlorine content) and 2 percent by weight hydroabietyl alcohol. The reaction products (B) and extreme pressure agents (A) of the novel compositions are employed in appropriate concentrations to obtain the desired results. This is illustrated in Table III below. Table III . Corrosive metal working oils _- Additives in sulphurized mineral oil (c) React Concentric Corro Concentric Drilling tration dierendes tration effective- sulfu- - product (weight nertes fat- (weight ket 1- percent) (C) percent) (° / o) - - - - 90 +1 - - 93 . 3 100 6 103 - - +1 97 +1 +1 103 + 3 + 1 106 + 6 -h- 1 103 - - + 3 106 +1 +3 109 + 3 + 3 115 + 6 -r 3 110 - - -r 6 111 +1 +6 113 + 3 + 6 115 + 6 + 6 110 (c) and (e) as indicated in Table II. In addition to the above test values, a corrosive test oil was tested extensively during pipe thread cutting in a technical pipe system. The test oil replaced a black pipe threading oil that had been used with success technically for many years. There was very little wear on the thread cutting tool (chaser or thread steel): The test oil is used for many pipe sizes in the range from 12.7 to 51 mm and for many types of pipe, such as galvanized black iron, wrought iron and brass pipes been. The test oil contained 94 percent by weight sulfurized mineral oil, 3 percent by weight reactant Bi and 3 percent by weight corrosive sulfurized fat. The sulfurized mineral oil and the sulfurized fat are the same materials as listed in Table II above. -The same test oil that was used for pipe threading - was used for -tapping stainless steel (type 321). Heavy duty steel taps. (59 mm) were used: With this oil, tapping speeds were achieved which. Five to ten times,. Exceeded the speeds recommended by the tool manufacturer. At the end of a 1 month operation with the oil, there was no wear In a 3 week test which included thread grinding of 6.35mm 20 heavy duty steel taps, the test oil was found to be at least equivalent to the more expensive commercial oils in terms of drilling completion and low grinding wheel wear superior when no foaming occurred during use while some other oils foamed.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Metalworking oil based on mineral oil, thereby characterized that it is in a possibly sulfur-containing (»loosely bound Sulfur «) mineral oil per 1 to 20 percent by weight, based on the mineral oil, (A) a common oil-soluble, corrosive or non-corrosive sulfur-containing Extreme pressure agent and (B) an oil-soluble, phosphorus, sulfur and metal containing, oxidized hydrocarbon reaction product of a known type, which by 1. Oxidation of a hydrocarbon of molecular weight from about 200 to 1000 from the group of aliphatic and essentially alkyl-substituted, at least 8 aromatic hydrocarbons containing aliphatic carbon atoms or mixtures thereof with an oxidizing gas at about 125 to 325 ° C in the presence of 0.5 to 25 percent by weight of the hydrocarbon on an alkali or alkaline earth hydroxide up to a metal content from 0.05 to 3 percent by weight of the oxidation product, 2. conversion of the metal-containing Oxidation product with about 5 to 20 percent by weight of the starting hydrocarbon a phosphorus sulfide at about 75 to 150 ° C, 3. further conversion of the phosphorus sulfide Product with 2 to 25 percent by weight of the starting hydrocarbon of an alkali or alkaline earth hydroxide and water at temperatures below 100 ° C and subsequent Drainage has been obtained contains.

2. Metal working oil according to claim 1, characterized in that it contains 94 percent by weight of the total mixture of mineral oil contains.

3. Metailing oil according to claim 1 or 2, characterized in that that there are 3 percent by weight, based on the total mixture, of the extreme pressure agent (A) and the reaction product (B).

4. Metal working oil according to claim 1 to 3, characterized in that the corrosive, high-pressure agent (A) is sulfur and this sulfur is in »loosely bound form.

5. Metal working oil according to claim 4, characterized in that the corrosive high pressure medium (A) a sulfurized mineral oil with a content of 0.1 to 5.0 percent by weight »loose bound «sulfur is.

6. Metal working oil according to claim 4, characterized in that that the extreme pressure corrosive agent (A) is a sulfurized lard oil containing of 15 weight percent is sulfur.

7. Metalworking oil according to claim 1, 2 and 5, characterized in that the mineral oil base is a sulphurized mineral oil with a content of 1 percent by weight "loosely bound" sulfur, which 6 Contains percent by weight, based on the total mixture, of the reaction product (B). B.

Metal working oil according to Claims 1 to 3, characterized in that it is not extreme pressure corrosive agent (A) an oil-soluble, non-corrosive organic Agent with "firmly bound" sulfur, phosphorus and / or halogen.

9. Metal working oil according to claim 8, characterized in that the non-corrosive high-pressure medium (A) a non-corrosive sulfurized lard oil at a level of about 10 percent by weight Sulfur is.

10. Metal working oil according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the hydrocarbon mixture used to prepare the reaction product (B) is a mineral oil with an average molecular weight of about 800.

11. Metal working oil according to claim 1 to 4, characterized in that the reaction product (B) by Reaction with calcium hydroxide has been produced.

12. Metalworking oil after Claim 1 to 4, characterized in that the reaction product (B) with air has been oxidized.

13. Metal working oil according to spoke 1 to 4, characterized in that that the reaction product (B) has been phosphosulfurized with P.S. Into consideration Drawn pamphlets: USA: Patent No. 2,830,949.