DE1264653B

DE1264653B - Herstellung gleitfaehiger UEberzuege auf zu verformenden Metallblechen

Info

Publication number: DE1264653B
Application number: DEI17296A
Authority: DE
Inventors: Harry Hyman Topper
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1958-11-28
Filing date: 1959-11-27
Publication date: 1968-03-28
Also published as: GB872581A; FR1241637A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES β(^ PATENTAMT Int. Cl.:

C09d

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 22 g-7/02

1 264 653
I17296IVc/22g

27. November 1959

28. März 1968

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Überzügen auf Metallblechen, um die Verformung der Metallbleche in Formgegenstände zu erleichtern.

Metallbleche finden weitgehend Anwendung in der industriellen Verarbeitung. Sie können beispielsweise gepreßt oder anderweitig verformt werden. Hierbei werden manchmal Belagmassen auf die Bleche auf' gebracht, um eine Beschädigung derselben während der Lagerung, beispielsweise durch mechanischen Abrieb oder Korrosion, zu verhindern, wie es in der britischen Patentschrift 401 653 oder in der USA.-Patentschrift 2199 557 beschrieben ist. Beim Verformen oder Verpressen der Metallbleche ist es weiterhin üblich, den Preßstempel, das Gesenk oder eine andere Verformungsvorrichtung mit einem Gleitmittel zu versehen und auch auf das Metallblech ein Gleitmittel aufzubringen. Es ist jedoch ein häufiges Auftragen von Gleitmitteln erforderlich, und hierdurch wird die Geschwindigkeit verringert, mit der die Presse oder eine andere Verformeinrichtung betätigt werden kann. Selbst wenn diese üblichen Schmiermittel verwendet werden, kann während des Verformens des Metallbleches ein Spalten oder ein Abscheuern stattfinden, und um dies zu vermeiden, ist es üblich, das Werkstück zwischen aufeinanderfolgenden Formbehandlungen auszuglühen. Ein häufiges Ausglühen ist jedoch unerwünscht, da hierdurch die Kosten der Verarbeitung erhöht werden.

Es ist nunmehr gefunden worden, daß das Schmieren des Preßstempels der Presse oder der anderen Verformungsvorrichtung oder das Aufbringen anderer Gleitmittel auf das Blech unmittelbar vor dem Pressen vermieden werden kann, wenn gewisse Überzugsmittel für das Metallblech verwendet werden, welche sich als Gleitmittel während des Pressens oder während einer anderweitigen Verformung verhalten. Die Verwendung dieser Überzugsmittel ermöglicht auch eine Herabsetzung der Ausglühoperationen und verringert ein Abscheuern und Spalten des Blechs.

In der USA.-Patentschrift 2 763 054 ist ein Verfahren zum Kaltbearbeiten von Metallen beschrieben, bei welchem ein Überzug aus einer wäßrigen Mischung erzeugt wird. Dieses Verfahren besitzt aber den Nachteil, daß eine verhältnismäßig hohe Temperatur zum Trocknen und zum Fixieren des Überzugs erforderlich ist. In der USA.-Patentschrift 2 686 732 ist ein ähnliches Verfahren zur Kaltbearbeitung unter Verwendung einer wäßrigen Belagmasse beschrieben. Die beiden in diesen USA.-Patentschriften genannten Verfahren besitzen den Nachteil, daß die Metalloberfläche vor der Aufbringung des Überzugs sorgfältig gereinigt werden muß. Weiterhin ist bei diesen Ver-Herstellung gleitfähiger Überzüge auf zu
verformenden Metallblechen

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr

und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,

8000 München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Harry Hyman Topper, Manchester, Lancashire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. November 1958

(38 442),

vom 13. November 1959

fahren eine Entfernung des relativ unflüchtigen Überzugs nach der Bearbeitung des Metalls erforderlich, wozu eine wäßrige alkalische Flüssigkeit verwendet wird, deren nachfolgende Beseitigung ein beträchtliches Problem darstellt. Es wurde auch gefunden, daß die wäßrigen Belagzusammensetzungen des in den USA.-Patentschriften beschriebenen Typs das Metall nicht gegen Korrosion schützen und daß auf Grund der Notwendigkeit der Verwendung von Wasser sowohl bei der Herstellung als auch bei der Entfernung des Überzugs die Korrosion des Metalls noch erhöht wird.
Es wurde nunmehr gefunden, daß die mit den Verfahren der USA.-Patentschriften 2 686 732 und 763 054 verknüpften Schwierigkeiten durch die Verwendung von bestimmten, an sich bekannten Überzugsmitteln auf Lösungsmittelbasis beseitigt werden können. Die erfindungsgemäß verwendeten Überzugsmittel besitzen die folgenden Vorteile:

a) Das Metall kann gereinigt und entfettet werden, während es durch das Bad aus dem Überzugsmittel hindurchläuft.

b) Das Lösungsmittel kann nach dem Aufbringen des Überzugs bei einer niedrigeren Temperatur als Wasser entfernt werden.

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c) Der Überzug kann nach der Bearbeitung des Methacrylsäureestem mit Methacrylsäure: zu verMetalls entweder durch herkömmliche Lösungs- wenden. Mischpolymere von n-Butylmethacrylat mit mittelbehandlungsverfahren, die leicht handhab- geringen Anteilen an Methylmethacrylat und Methbare verbrauchte Flüssigkeiten liefern, oder durch acrylsäure sind besonders geeignet, beispielsweise ein herkömmliche Glühverfahren entfernt werden, 5 Mischpolymerisat aus 88 Gewichtsteilen n-Butylmethbei welchen Glühverfahren der Hauptteil der acrylat, 10 Gewichtsteilen Methylmethacrylat. und Überzüge depolymerisiert und sich verflüchtigt. 2 Gewichtsteilen Methacrylsäure.

d) Die Überzüge ergeben einen wertvollen Schutz Geeignete, in organischen Lösungsmitteln lösliche, gegen Korrosion, wenn die beschichteten Gegen- alkylierte, -durch Wärmeeinwirkung hartbare Kondenstände vor der Bearbeitung für eine längere Zeit ¹⁰ saüonsprodukte von Formaldehyd mit Harnstoff oder gelagert werden sollen Melamin können m bekannter Weise dadurch erhalten

werden, daß ein gewisser Teil der Methylolgruppen in

Gegenstand der Erfindung ist also die Verwendung dem Harnstoff-Formaldehyd- oder Melamin-Form-

von organische Lösungsmittel enthaltenden Anstrich- aldehyd-Kondensat mit einem Alkohol umgesetzt mitteln aus einem Mischpolymeren eines Acryl- oder 15 wird, beispielsweise einem aliphatischen Alkohol, wie

Methacrylsäureesters mit einer geringen Menge einer n-Butylalkohol. Gewünschtenfalls können auch ein

äthylenisch ungesättigten Carbonsäure, gegebenenfalls Alkohol, Harnstoff oder Melamin und Formaldehyd

mit Zusatz einer geringen Menge 'eines in einem gleichzeitig umgesetzt werden, um das gewünschte

organischen Lösungsmittel löslichen alkylierten, durch Kondensat zu ergeben.

Wärmeeinwirkung härtbaren Kondensationsproduktes 20 Als Schmiermittel können mineralische Schmier-

von Formaldehyd mit Harnstoff oder Melamin und/ mittel, wie Graphit oder Molybdändisulfid, minera-

oder eines mineralischen, öligen oder wachsf örmigen lische und pflanzliche Öle, Fette und Wachse, wie auch

Schmiermittels, zur Herstellung von gleitfähigen synthetische Schmiermittel verwendet werden, wie

Überzügen auf zu verformenden Metallblechen. chlorierte Kohlenwasserstoffe und synthetische poly-

Bei der Vielzahl der bekannten Überzugsmittel war '25 mere Ester. Es wird vorgezogen, Mineralöle als

nicht vorauszusehen, daß sich gerade dieser spezielle Schmiermittel zu verwenden.

Lack bzw. die Kombination dieses Lackes mit den Bei weichen Metallen wie solchen, die hauptsäch-

angegebenen Zusätzen für die Herstellung von die lieh aus Aluminium, Kupfer oder Messing bestehen,

Metallverformung verbessernden Überzügen eignet. ist es häufig nicht notwendig, das durch Wärmeein-

Unter Verformen werden hierbei die üblichen Ver- 30 wirkung härtende Harz oder Schmiermittel dem

f ormungsbehandlungen verstanden, die gewöhnlich Überzugsmittel zuzusetzen, weil in diesem Fall nämlich

die Anwendung eines Schmiermittels in Verbindung weniger Kraft erforderlich ist, um die Verformung

mit dem Metallblech erfordern, und zwar vor oder herbeizuführen, und die Reibung und die während der

während der Formbehandlung, die beispielsweise Verformung auftretende Wärme ebenfalls geringer ist,

durch Auspressen, Verspinnen und Strecken erfolgt. 35 als es bei der Verformung von harten Metallen der

Als organisches Lösungsmittel wird vorzugsweise Fall ist.

ein solches verwendet, das zum größten Teil aus einer Bei eisenhaltigen Metallen und insbesondere Stahl-

nicht entflammbaren chlorierten Flüssigkeit, wie blechen ist das Vorhandensein geringer Mengen eines

Trichloräthylen, Tetrachlorkohlenstoff, Perchloräthy- durch Wärmeeinwirkung härtenden Bestandteils und

len oder Methylenchlorid, besteht und das geringe 40 Schmiermittels im Überzug gewöhnlich wesentlich.

Mengen anderer organischer Lösungsmittel, wie Bei gewöhnlichen Eisenblechen besitzt der Überzug

aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise folgende Zusammensetzung:

aliphatische Alkohole, Ester oder Ketone, in Mischung Gewichtsprozent

mit dem chlorierten Lösungsmittel enthalten kann. _{A μ oder} Methacrvlmischpolymer 50 bis 98

Es wird vorgezogen, als Losungsmittel fur die Belag- 45 _Durch Wärmeeinwirkung härtendes Harz .. 1 bis 20

masse gemäß der Erfindung Trichloräthylen zu ver- Schmiermittel 1 bis 35

wenden.

Als Hauptkomponente des Filmbildners können Bei sämtlichen erfindungsgemäß verwendbaren Überverschiedene Acrylester- und Methacrylestermisch- zugsmitteln macht der Acryl- oder Methacrylsäurepolymere verwendet werden, jedoch müssen diese 50 mischpolymeranteil mindestens 50 Gewichtsprozent Mischpolymere einen geringen Anteil an freien der Filmbildner aus, wobei mindestens 50 Gewichts-Carbonsäuregruppen enthalten, da es sich heraus- prozent des Mischpolymers aus Einheiten der Acrylgestellt hat, daß bei Gegenwart derartiger Gruppen die oder Methacrylsäureester bestehen.
Haftfähigkeit des Schutzfilmes an dem Metall ver- Die Überzugsmittel können einen Gehalt an festen bessert wird. Geeignete Acryl- oder Methacrylsäure- 55 Bestandteilen von 1 bis 20 Gewichtsprozent aufweisen, ester, welche zur Herstellung der Mischpolymere ver- Sie werden auf die Bleche durch Eintauchen, Aufwendet werden können, sind diejenigen, welche aus streichen oder Aufsprühen oder durch ein anderes aliphatischen oder cycloaliphatischen Alkoholen erhal- geeignetes Verfahren aufgebracht. Nach dem Auften werden, die nicht mehr als 12 Kohlenstoffatome tragen wird das Lösungsmittel durch Verdampfen bei enthalten. Gewünschtenfalls können mehrere Ester- 60 normaler oder erhöhter Temperatur entfernt, so daß monomere in Mischung angewandt werden. Geeignete ein stark haftender Schutzfilm zurückbleibt,
ungesättigte Carbonsäuren sind beispielsweise Acryl- Bleche, die mit diesem Schutzfilm versehen worden säure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure oder sind, sind außergewöhnlich beständig gegenüber Fumarsäure. Gewünschtenfalls können Mischungen Korrosion und Beschädigung durch mechanische dieser Säuremonomere angewandt werden. Der Poly- 65 Einflüsse. Der Schutzfilm ist nicht fettend, nicht klemerisationsmischung können auch noch geringe An- bend, fast farblos und bei Berührung nicht wahrnehmteile anderer polymerisierbarer Monomerer zugesetzt bar. Er erleichtert die Verformung der Bleche außerwerden. Es wird vorgezogen, Mischpolymere von gewöhnlich, und es hat sich gezeigt, daß der Schutz-

film nicht beschädigt wird, selbst wenn das Blech harten Arbeitsbedingungen unterworfen wird.

Der Erfindungsgegenstand ist in den folgenden Beispielen näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Teil (a)

Stahlblech, das mit den üblichen bekannten Schmiermitteln versehen war, wurde Preßbehandlungen unterworfen, um ein Rollenlager herzustellen. Nach Durchführung von 250 Preßbehandlungen war es erforderlich, die Werkzeuge neu zu polieren. Die Preßlinge waren ebenfalls rissig und mußten poliert werden.

Teil (b)

Wenn Stahlbleche, wie sie gemäß Teil (a) verwendet wurden, mit einem Überzug versehen waren, der aus einer 14°/₀igen Lösung einer Mischung von 4 Teilen Mineralöl und 10 Teilen eines Mischpolymerisats aus 88 Teilen n-Butylmethacrylat, 10 Teilen Methylmethacrylat und 2 Teilen Methacrylsäure in Trichloräthylen hergestellt worden war, so ließen sich mit den gleichen Werkzeugen Preßlinge herstellen, die nach 10000 Preßbehandlungen frei von Werkzeugmarkierungen waren.

Beispiel 2

Blech aus einer Aluminiumlegierung wurde mit einer 10⁰/₀igen Lösung des im Teil (b) des Beispiels 1 angewandten Mischpolymerisats in Trichloräthylen behandelt. Beim Verpressen. und Verformen des Bleches waren auf der Legierung keine Werkzeugmarkierungen festzustellen, und die gepreßten Gegenstände waren frei von Rissen. Es wurde gefunden, daß hierbei die Verwendung eines zusätzlichen Schmiermittels überflüssig ist.

Beispiel 3
Teil (a)

Stahlblech wurde in vier Arbeitsbehandlungen zu einem tiefen zylinderförmigen Gefäß verformt. Hierbei war es notwendig, das Werkstück zwischen jeder Formbehandlung auszuglühen. Bei Anwendung einer Phosphatvorbehandlung und Verwendung der üblichen Schmiermittel traten während der verschiedenen Verformungsbehandlungen häufig Rißbildungen auf und insbesondere bei der vierten Verformung.

Teil (b)

Wenn das Stahlblech mit einem Überzug versehen war, der aus einer 10%igen Lösung in Trichloräthylen einer Mischung von 5 Teilen des im Teil (b) des Beispiels 1 angewandten Mischpolymerisats, 2V3 Teilen Mineralöl und 1 Teil eines in 1 Teil einer Mischung von Butylalkohol und Xylol gelösten butylierten, in der Wärme härtbaren Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukteshergestelltwor- den war, war es möglich, die Preßbehandlungen durchzuführen, ohne daß es zu Rißbildungen kam, wobei auch die Werkzeugmarkierungen auf den Werkstücken fortfielen, die bisher auftraten, und wobei auch die Verformung ohne Phosphatvorbehandlung durchgeführt werden konnte. Hierbei war es weiterhin möglich, eine oder mehrere Zwischenglühungen auszulassen.

Beispiel 4
Teil (a)

Messingblechstreifen wurden in vier Arbeitsbehandlungen mit Zwischenglühungen zwischen der Bearbeitung zu tiefen Bechern verarbeitet, wobei die üblichen Schmiermittel verwendet wurden, um ein Aufspalten durch die außergewöhnlich hohe Wärme- und Reibungsbeanspruchung zu vermeiden.

Teil (b)

Wenn der im Teil (a) verwendete Streifen mit einem Belag versehen war, der aus einer 10%ig^en Lösung in Trichloräthylen des gemäß Beispiel 1, Teil (b) verwendeten Mischpolymerisats hergestellt worden ist, konnten die Preßbehandlungen zu einem einzigen Arbeitsgang «zusammengezogen werden, wobei Zwischenglühungen fortfielen und auch keine Werkzeugmarkierungen an dem fertigen Werkstück auftraten, die bisher vorhanden waren.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von organische Lösungsmittel enthaltenden Anstrichmitteln aus einem Mischpolymeren eines Acryl- oder Methacrylsäureesters mit einer geringen Menge einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure, gegebenenfalls mit Zusatz einer geringen Menge eines in einem organischen Lösungsmittel löslichen alkylierten, durch Wärmeeinwirkung härtbaren Kondensationsproduktes von Formaldehyd mit Harnstoff oder Melamin und/oder eines mineralischen, öligen oder wachsförmigen Schmiermittels, zur Herstellung von gleitfähigen Überzügen auf zu verformenden Metallblechen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 466104;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1043 553;
französische Patentschriften Nr. 1048 570,1132 472; britische Patentschrift Nr. 401 653;
USA.-Patentschriften Nr. 2 686 732, 2 703 768, 2 763 054.

809 520/674 3.68 © Bundesdruckerei Berlin