DE1444794B - Hochtemperaturschmiermittel - Google Patents

Description

zeugen, auf der Schmiermittel, wie Öle, Fette, Seifen, besser haften sollen.

Die genannten anorganischen Schmiermittel sind erst bei Temperaturen über 300° C wirksam. Für viele 5 Schmiervorgänge, z. B. beim Verformen von Eisen und anderen Metallen bzw. Legierungen, ist jedoch ein Schmiermittel wünschenswert, das bereits bei tieferen Temperaturen, etwa 200° C, wirksam ist, aber seine Schmierwirkung im schmelzflüssigen Zustand bis zu auch anderen technischen Prozessen auftreten, bleibt io hohen Temperaturen behält. Abgesehen von der Visaber nur solcher Graphit halbwegs brauchbar, der kosität der Schmelze spielt offensichtlich bei der viel Asche enthält. ■ Diese wirkt offenbar als Schmierwirkung auch die Reaktion mit der Metall-Trennmittel, wie die Bildung von Schleifspuren oberfläche und die Bildung einer schmierend wirkenden auf dem Material zeigt. Trotzdem kommt es Grenzschicht eine wesentliche Rolle. Es besteht noch zu Verschweißungen an einzelnen Punkten, 15 zwischen dem Versagen beliebiger Salzschmelzen und wodurch die Verformungswerkzeuge stark ange- diesen Eigenschaften ein Zusammenhang,
griffen werden und die Oberfläche des behandelten Es wurde nun gefunden, daß geschmolzene Natrium-

Gutes durch Riefenbildung erheblich verschlechtert Kalium-Phosphate, die in wasserfreiem Zustand einen werden kann. Gehalt von 55 bis 69 Gewichtsprozent PgO₅, 14 bis

Es ist ferner bekannt, vor der Kaltverformung von 20 35 Gewichtsprozent Na₂O und 5 bis 27 Gewichtspro-Metallen auf deren entzunderter Oberfläche mittels zent K₂O, insbesondere 60 bis 68 Gewichtsprozent Salzen oder Salzgemischen eine Trägerschicht zu er- P₂O₅,17 bis 28 Gewichtsprozent Na₂O und 9 bis 21 Gewichtsprozent K₂O, besitzen, die erwünschten Voraussetzungen erfüllen und ausgezeichnete Schmiermittel Zum Schmieren bei höheren Temperaturen sind 25 darstellen. Sie wirken gleichzeitig entzundernd und auch Salze vorgeschlagen worden, die auf dem heißen bilden mit der Materialoberfiäche die obenerwähnten Werkstück oder Werkzeug schmelzen und dann schmierend wirkenden Grenzschichten. Diese Natrischmierend wirken sollen. Man hat aber feststellen um-Kalium-Phosphate gehen bereits bei 200 bis 250° C müssen, daß keineswegs alle Salzschmelzen schmierend in den flüssigen Zustand über und behalten diesen bis wirken. Eigene Untersuchungen haben ergeben, daß 30 400° C, wenn man die Phosphate als Monophosphate beispielsweise Borax allein oder im Gemisch mit Öl
bei der Herstellung nahtloser Rohre zum Verkleben
und Stillstand führt: Auch Rohkochsalz führt zu Materialabtragungen einerseits und Materialauftragungen
an anderer Stelle, so daß es zur Bildung starker Riefen 35 Produkte bei etwa 500° C klare Schmelzen. Auch diese kommt. Ebensowenig kann man beliebige Salzge- Schmelzen, die aus höherkondensierten Polyphospha-

ten bestehen, stellen ausgezeichnete Schmiermittel dar, allerdings nur bei diesen höheren Temperaturen. Für solche Schmiervorgänge, bei denen eine lückenlose 40 Schmierung zwischen 200 und über 500° C liegenden Temperaturen erforderlich ist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, geringe Mengen — unter 10°/₀, vorzugsweise unter 5 °/₀ — des Natriums und/oder Kaliums durch äquivalente Mengen eines oder mehrerer zweierweichen beginnt und bis über 1000° C beständig 45 wertiger Metalle, insbesondere Magnesium, Zink oder bleibt. Es enthält keinerlei schleifende Zusätze bzw. Mangan, zu ersetzen, z. B. durch Zusatz von Phos-Trennmittel und besteht aus Alkaliphosphat und phaten dieser Metalle. Durch den Zusatz von Magne-Alkalitetraborat in bestimmten Mischungsverhält- siumphosphat erhält man besonders glatte Oberflächen, nissen. Dieses Schmiermittel wirkt auf die Metall- Mit Zink oder Manganphosphat haften die Oberoberfläche entzundernd, bildet schmierend wirkende 50 flächenschichten und dadurch auch die Schmierfilme Grenzflächen, greift aber in manchen Fällen auch die besonders gut an den Metalloberflächen. Außerdem blanke Oberfläche an. verschiebt dieser Ersatz des Alkalis durch zweiwertige

Weiterhin ist vorgeschlagen worden, bei der Ver- Metalle das Anwendungsgebiet der als Schmiermittel formung niedrig schmelzender Legierungen Alkali- erfindungsgemäß verwendbaren Phosphate nach tiefe-Phosphorsäure-Tonerdegläser als Schmiermittel zu 55 ren Temperaturen.

verwenden. Wegen ihres Gehaltes an Aluminiumoxyd Die erfindungsgemäß als Schmiermittel verwendsind diese Gläser in Wasser schwer löslich oder sogar baren Phosphate können auch Phosphate dreiwertiger unlöslich. Die Entfernung des Schmiermittels von der Metalle enthalten, jedoch sollen diese wegen ihrer Metalloberfläche ist deshalb. schwierig, vor allem im Schwerlöslichekit nur in geringen Mengen — unter Innern von Rohren oder entsprechenden Erzeugnissen. 60 1 °/₀, vorzugsweise unter 0,2 °/₀ — vorliegen.
Das gleiche gilt für die bekannte Verwendung von Die erfindungsgemäß als grenzflächenaktive Schmier-

Silikatgläsern oder Schlacken als Hochtemperaturschmiermittel. Erfahrungsgemäß erfordern diese wie die Emails eine mechanische Nachbehandlung durch Sandstrahlen oder eine chemische Nachbehandlung 65 mit Flußsäure. Eine technisch wichtige Schwierigkeit besteht ferner darin, daß Emails, Gläser und Schlacken eine vorherige Entzunderung der Oberfläche erfordern,

einsetzt. In dem genannten Temperaturbereich liegt eine Schmelze aus Diphosphaten vor, die daneben noch Mono- und höherkondensierte Phosphate enthält. Beim weiteren Erhitzen dieser Phosphate bilden die

mische verwenden, da beispielsweise ein als Salzbad bekanntes Gemisch aus 22°/₀ BaCl₂, 37% NaCl und 41 °/₀ KCl oder Schmelzen von Kryolith zu den gleichen Erscheinungen führen.

Weiterhin ist ein bei hohen Temperaturen anzuwendendes wasserlösliches Schmiermittel bekannt, das zugleich entzundernd wirkt und das bereits bei der verhältnismäßig tiefen Temperatur von 300° C zu

mittel verwendbaren Phosphate werden insbesondere in Form von Orthophosphaten, deren Zusammensetzung zwischen

"KT_Q TV" TT PO

^1N<10,95"-0,10^tll,95^r'-'4>

Na₁₁₃₅K₀₄₅H₁^₀PO₄,
Na₀,₇₅K₀,₇₅H_li50PO₄ und

₁,95PO4

vorzugsweise zwischen

Na₀,84Ko^iH₁,95PO₄,
Na_1>05K_0j25H_lf70PO₄,
Na₀, S₀K₀^₀H₁,₇₀PO₄ und
NK₀^₂H₁,₉₅PO₄,

liegt, bzw. in Form der entsprechenden Gemische von Natrium- und Kaliumphosphaten, angewendet. Man kann aber auch Gemische von Ortho- und kondensierten Phosphaten oder Gemische kondensierter Phosphate anwenden, z. B. Gemisch von Tetrakaliumpyrophosphat und Mononatriumorthophosphat bzw. Natriummetaphosphat. Die Schmelzen enthalten neben den erwähnten Bestandteilen Na₂O, K₂O und P₂O₅ in der Regel noch Konstitutionswasser der Phosphate in wechselnder, von der Temperatur und Erhitzungszeit abhängiger Menge, das deshalb bei der Angabe der Zusammensetzung nicht berücksichtigt. wurde. Die Schmiermittel sind mit Wasser von der geschmierten Oberfläche im Gegensatz zu den Al₂O₃ bzw. SiO₂ in größeren Mengen enthaltenden anorganischen Schmiermitteln leicht abwaschbar und besitzen gegenüber diesen den großen Vorteil, bereits bei weitaus niedrigerer Temperatur sich zu verflüssigen, etwa vorhandenen Zunder zu lösen, mit der Metalloberfläche eine Grenzschicht zu bilden und schmierend zu wirken. Vor dem bekannten, Borax in größeren Mengen enthaltenden Hochtemperaturschmiermittel haben die erfindungsgemäß als Schmiermittel verwendeten Phosphate den Vorteil geringeren Angriffs auf die zu schmierenden Metalloberflächen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Phosphate können auf die zu schmierende Oberfläche in Form eines Pulvers, insbesondere eines Orthophosphatpulvers aufgebracht werden. Man kann sich auch, um eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen, in Wasser auflösen und die zu schmierende Fläche damit bestreichen. Es ist jedoch auch möglich, die Gegenstände in einem Schmelzbad des Schmiermittels zu erhitzen und dann zu verformen. Auch die Herstellung von Preßlingen, beispielsweise Schmierstiften, ist möglich. In entsprechender Weise wie bei der Verformung kann die Anwendung dieses Schmiermittels auch bei allen technischen Prozessen erfolgen, bei denen eine Schmierung bei Temperaturen notwendig ist, die den Beständigkeitsbereich der anfangs genannten Schmiermittel übersteigen.

Beispiel

Beim Lochen von Stahlblöcken in einer Ehrhard-Presse traten vor allem bei Schichtbeginn Schwierigkeiten auf. Ein Anfahren mit kaltem Lochdorn war praktisch unmöglcih, da durch die Abkühlung die Luppe auf dem noch kalten Dorn aufschrumpfte und gleichzeitig an der Matrize klemmte.

Durch Einstreuen von etwa 100 g Phosphat-Schmiermittel, bestehend aus 57,0 Teilen NaH₂PO₄,16,9 Teilen Na₂HPO₄,16,2 Teilen KH₂PO₄, 5,2 Teilen K₂HPO₄ und 4,7 Teilen Mg(HPO₄)₂ · 2 H₂O, auf die Innenwand der Matrize und weiterer 100 g auf den Kopf des vierkantigen Blocks wurde ein glattes Arbeiten der Anlage erreicht.

Es genügte, diese Schmierung bei den ersten zehn Blöcken zu wiederholen. Dann hatten Dorn und Matrize die erforderliche Temperatur, die ein Aufschrumpfen verhinderte. Beide hatten außerdem auch eine selbstschmierende Oberfläche erhalfen. Der Verschleiß der Matrize wurde wesentlich verringert und dadurch die Kalibrierung für die Weiterverarbeitung verbessert. Außerdem waren auf dem gebohrten Material die vorher häufigen Riefen verschwunden, die bei der Weiterverarbeitung nur schwer zu beseitigen waren.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung eines Natrium-Kalium-Phosphat-Gemisches, dessen Zusammensetzung in wasserfreiem Zustand zwischen 55 und 69 Gewichtsprozent P₂O₅, 14 und 35 Gewichtsprozent Na₂O, 5 und 27 Gewichtsprozent K₂O liegt, wobei gegebenenfalls bis zu 10, vorzugsweise bis zu 5 Gewichtsprozent, des Natriums und/oder Kaliums durch äquivalente Mengen eines oder mehrerer zweiwertiger Metalle, insbesondere Magnesium, Zink oder Mangan, ersetzt sind, als Hochtemperaturschmiermittel.