DE1444885A1

DE1444885A1 - Glass-like product with a lubricating effect as a lubricant for drawing non-ferrous metals or alloys

Info

Publication number: DE1444885A1
Application number: DE19561444885
Authority: DE
Inventors: Yves Godron
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1956-02-11
Filing date: 1956-02-11
Publication date: 1968-12-05

Description

"Schmierend wirkendes glasarti.-es Erzeugnis als Gleitmittel für das Ziehen von Nichteisenmetallen oder -legierungenft (l. Ausscheidung aus Patent ... ... (Patentanmeldung S 47 455 lVc/32b» Die Erfindung bezieht sich auf schmierend wirkende Stoffe zur Verwendung als Gleitmittel beim Ziehen von insbesondere Nichteisenmetallen und -legierungen solcher Yietalle von niedrigem Schmelzpunkt, um die bei diesem Vorgang zwischen der zu ziehenden Stange und den Ziehwerkzeugen auftretende ausserordentlich starke Reibung zu vermindern."Lubricating glass-like product as a lubricant for drawing non-ferrous metals or alloysft (1st separation from patent ... ... (patent application S 47 455 IVc / 32b" The invention relates to lubricating substances for use as Lubricant when drawing, in particular, non-ferrous metals and non-ferrous alloys, such as those with a low melting point, in order to reduce the extremely strong friction that occurs during this process between the rod to be drawn and the drawing tools.

Diese Reibung wirkt sich sehr nachteilig aus, weil sie zu örtlichen Erhöhungen der Temperatur der Stange und als ,deren Folge zu-r Bildung von Rissen auf der Oberfläche des gezogenen Drahtes führt. Ferner vollzieht sich im mittleren Bereich der Stange unter der Wirkung der Abbremsung ihrer in Kontakt mit den Ziehwerkzeugen stehenden Umfangsbereiche durch die Reibung der Verformungsvorgang schneller, mit dem Ergebnis von örtlichen Spannungserhöhungen und einer ungleichmässigen Sturktur der gezogenen Erzeugnisse, die durch das Auftreten grober Körnungen an deren Umfang im Zuge späterer Vlärmebehandlungen erkennbar werden.This friction is very detrimental because it is too local Increases in the temperature of the rod and as, their consequence to-r the formation of cracks on the surface of the drawn wire. Furthermore, it takes place in the middle Area of the rod under the effect of deceleration your in contact with the drawing tools standing circumferential areas due to the friction of the deformation process faster, with the result of local increases in tension and an uneven one Structure of the drawn products due to the appearance of coarse grains the extent of which will become apparent in the course of subsequent noise treatments.

Ferner bildet sich in dem mittleren Bereich des zuletzt gezogenen Teiles der Stange ein sich auf eine Länge, die 20 % CD ihrer Gesamtlänge ausmachen kann, erstreckender zentraler Hohlraum aus.Furthermore, a central cavity is formed in the middle area of the last drawn part of the rod, extending over a length which can make up 20% CD of its total length.

Die Notwendigkeit, das Auftreten von Oberflächenrissen zu vermeiden, bedingte bisher die Anwendung von vergleichsweise geringen Ziehgeschwindigkeiten von weniger als 3 m/min, bei welchen-die durch die Reibung entwickelte Wärme in das Ziehwerkzeug abgeleitet wird und sich dort verteilt.The need to avoid the occurrence of surface cracks has so far required the use of comparatively low drawing speeds of less than 3 m / min, at which the heat developed by the friction is dissipated into the drawing tool and distributed there.

Auch durch diese sich stark leistungsmindernd auswirkende Massnahme kann aber das Auftreten von groben Körnungen im 'Umfangsbereich des gezogenen Werkstückes und die Bildung des erwähnten zentralen Hohlraums in dessen Endbereich nich-t verhindert werden.Also through this measure, which has a strong performance-reducing effect however, coarse grains can occur in the 'circumferential area of the drawn workpiece and the formation of the aforementioned central cavity in the end region thereof is not prevented will.

Zur Erleichterung des Warmziehens von schwer ziehbaren Metallen ist bereits vorgeschlagen wordeny zwischen die zu ziehendie -Stange und die Ziehwerkzeuge, insbesondere die Ziehdüse, den Behälter und die Ziehnadel einen Stoff einzuschalten, der unter der Einwirkung der Wärme der Stange ganz oder teilweise schmilztg jedoch viskos bleibt, z.B. ein diesen Bedingungen entsprechendes Glas, Oxyd oder eine Schlacke.To facilitate the hot drawing of difficult-to-draw metals has already been proposed between the rod to be drawn and the drawing tools, in particular the drawing nozzle, the container and the drawing needle Turn on substance that is under the action of the heat of the rod in whole or in part melts but remains viscous, e.g. a glass that meets these conditions, Oxide or a slag.

Die Erfindung bezieht sich demgegenüber, wie eingangs bemerkt, auf das Ziehen von Nichteisenmetallen oder -legierungen von niedrigem Schmelzpunkt, bei dem wegen der Eigenschaften des zu ziehenden Materials ganz besondere Voraussetzungen vorliegen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass in diesem Falle eine so weitgehende kartkaäg Verminderung der Reibung zwischen Ziehwerkzeug und gezogenem Metall erzielt wird, dass dadurch alle oben erläuterten, auf dieser Reibung beruhenden Nachteile in vollkommener Weise vermtden werden, wenn als Gleitmittel ein Alkali-Phosphorsäure-Tonerdeglas der folgenden Zusammensetzung hinsichtlich seiner Hauptbestandteile in Molekularprozenten v`erwendet wird: Alkalimetalloxyde 25 bis 918 % wobei der Gehalt an Phosphorsäureanhydrid (220 5) a) bei einem Gehalt an Alkalimetalloxyden von mehr als 50 % und bis zu 58 % 29 bis 48 % b) bei einem Gehalt an Alkalimetalloxyden von,25 bis 50 % 40 bis 68 und der Gehalt an Tonerde (A120 3) a) bei einem Gehalt an Alkalimetalloxyden von mehr als 50 und bis zu 58 2 bis 20 b) bef einem Gehalt an Alkalimetalloxyden von.25.bis 50 % 2 bis weniger als 10 % beträgt, der Tonerdegehalt jedoch immer niedriger als 20 Gewichtsprozent ist.In contrast, as noted at the outset, the invention relates to the drawing of non-ferrous metals or non-ferrous alloys with a low melting point, in which there are very special requirements due to the properties of the material to be drawn. It has surprisingly been shown that in this Case of such an extensive kartkaäg reduction in friction between the drawing tool and the drawn metal it is achieved that all the above-mentioned disadvantages based on this friction are completely avoided if an alkali-phosphoric acid-alumina glass of the following composition is used as a lubricant with regard to its main components in molecular percentages: Alkali metal oxides 25 to 918% where the content of phosphoric anhydride (220 5) a) with a content of alkali metal oxides from more than 50% and up to 58% 29 to 48 % b) with a content of alkali metal oxides from, 25 to 50% 40 to 68 and the content of alumina (A120 3) a) with a content of alkali metal oxides from more than 50 and up to 58 2 to 20 b) bef an alkali metal oxides content of 25 to 50% is 2 to less than 10% , but the alumina content is always less than 20 percent by weight.

Gläser dieser Zusammensetzung besitzen gerade in dem in Frage kommbnden Temperaturintervall von-zwischen 350 0 und 650 0 (3 den Viskositätsgrad, der sie besonders als Gleitmittel für das Ziehen von Nichteisenmetallen oder -legierungen von vergleichsweise niedrigem Schmelzpunkt, insbesondere von Aluminium und Aluminiumlegierungen befähigt, weil die Temperatur, auf die bei diesen Ziehvorgängen das Gleitmittel erwärmt wir4 innerhalb dieses Intervalls liegt. Die Sintertemperatur dieser Glaszusammensetzungen selbst liegt zwischen 320 0 und 500 0 C.Glasses of this composition have the viscosity grade in the relevant temperature range of between 350 0 and 650 0 (3, which makes them particularly suitable as a lubricant for drawing non-ferrous metals or alloys with a comparatively low melting point, in particular aluminum and aluminum alloys, because the temperature to which the lubricant is heated during these drawing processes lies within this interval.The sintering temperature of these glass compositions themselves is between 320 0 and 500 0 C.

Die Verwendung der vorstehend gekennzeichneten Gläser als Gleitmittel ermöglicht es, die Geschwindigkeit beim Ziehvorgang, insbesondere beim Ziehen von leichten Legierungen, ganz ausserordentlich, nämlich auf bis zu 15 bis 50 M/Min zu steigern, wobei das Auftreten von groben Körnungen am Umfangsbereich des gezogenen Erzeugnisses bei späteren Wärmebehandlungen, ebenso wie die Bildung eines mittleren Hohlrauw in dem zuletzt gezogenen Teil des Werkstücks völlig vermieden wird.The use of the glasses identified above as lubricant allows the speed during the drawing process, particularly the drawing of light alloys, extraordinarily, namely to increase up to 15 to 50 m / min, the occurrence of coarse grains at the peripheral portion of the solid product during subsequent heat treatments, as well as the formation of a central hollow roughness in the last drawn part of the workpiece is completely avoided.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung der neuartigen Gleitmittel gemäss der Erfindung besteht darin, dass sie durch einfaches Eintauchen der gezogenen Erzeugnisse - Drähte oder Stäbe - in Wasser von deren Oberflächen entfernt werden können, Das Gleitmittel ]Bann für sich oder auch in Mischung mit ambren Stoffen verwendet werden, jedoch können ihm auch im Zuge seiner Herstellung durch Schmelzen der Bestandteile und Kühlung seine Wirkung im.Einzelfalle in zweckentsprechender Weise verbessernde Zusatzstoffe zugesetzt werden.Another advantage of using the novel lubricants according to the invention is that they can be removed from their surfaces by simply immersing the drawn products - wires or rods - in water However, in the course of its production by melting the constituents and cooling it, additives which improve its effect can be added in an appropriate manner.

Die oben gekennzeichnete grundsätzliche Zusammensetzung der als Gleitmittel beim Ziehen zu verwendenden Gläser kann dadurch abgewandelt werden, dass inshesondere im Falle eines hohen Gehalts der Gläser an Alkali von oberhalb 52 % und eines geringen Gehalts derselben an P 2 0 5 von unterhalb 30 % das Alkalimetalloxyd anteilig Kaliumoxyd in der Grössenordnung von einem Molekül Kaliumoxyd auf sechs Molekül-Natriumoxyd enthält.The above-identified basic composition of the glasses to be used as lubricants during drawing can be modified in that, in particular in the case of a high content of alkali in the glasses of above 52% and a low content of the same in P 2 0 5 of below 30%, the alkali metal oxide is proportionate Contains potassium oxide on the order of one molecule of potassium oxide for six molecules of sodium oxide.

Auch kann eine kleine anteilige Menge des Phosphorsäureanhydrids von z.B. 5 % durch eine gleiche Menge von Borsäureanhydrid ersetpt werden.A small proportion of the phosphoric anhydride, for example 5%, can also be replaced by an equal amount of boric anhydride.

Ferner ist der Ersatz eines Teils des Alkalimetalioxyds oder des Phoaphorsäureanhydrids von etwa 20 % durch Oxyde zweiwertiger Metalle, wie 0a0, Mg0, Zn0 usw.. ebenso wie auch der Ersatz einer kleinen anteiligen Menge eines oder mehrerer Hauptbestandteile, die bis zu etwa 5 % gehen kann, durch Oxyde der Gruppe H 2 0 3 wieFe 203 oder Cr203 möglich.Furthermore, the replacement of a part of the alkali metal oxide or the phosphoric anhydride of about 20 % with oxides of divalent metals, such as 0a0, Mg0, Zn0, etc., as well as the replacement of a small proportionate amount of one or more main components, which go up to about 5% can, by oxides of the group H 2 0 3 such as Fe 203 or Cr203 possible.

Im Falle von Zink- oder Magnesiumoxyd enthaltEnden Gläsern wird für das Wiederentfernen des Gleitmittels von den Oberflächen des gezogenen Erzeugnisses zweckmässig ein leicht, z.B. durch Salpetersäure, angesäuertes Bad verwendet.'In the case of glasses containing zinc or magnesium oxide, for removing the lubricant from the surfaces of the drawn product It is advisable to use a bath that has been slightly acidified, e.g. by nitric acid. '

Claims

Claimsz as lubricant 1. Lubricating glass-like product / for drawing metals and metal alloys of low SchmaloK point, in particular aluminum and aluminum alloys # characterized by the following composition with regard to its main components in molecular percent alkali metal oxides 25 to 58% with the content of phosphoric anhydride (2 2 0 5 a) with a content of alkali metal oxides of more than 50% and up to 58% 29 to 48 b) with a content of alkali metal oxides of 25 to 50% 40 to 68% and - the content of alumina (Al 2 0 3) a) with a content of alkali metal oxides of more than 50 and up to 58% 2 to 20 % b) with a content of alkali metal oxides of 25 to 50% 2 to less than 10% v but the alumina content is always lower than 20 percent by weight.

2. Lubricant according to claim 1, characterized in that in the case of a high content of the glasses of alkali (of above 52%) and a low content of the glasses of P2 0 5 (of below 30 %) 'the alkali metal oxide is proportionally potassium oxide in the order of magnitude contains from one molecule of potassium oxide to 6 molecules of sodium oxide. 3. Lubricant according to one of claims 1 and 2, characterized in that a small proportionate amount of phosphoric anhydride of, for example, % is replaced by an equal proportionate amount of boric anhydride. 4. Lubricant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the alkali metal oxide or phosphoric anhydride is replaced by oxides of divalent metals such as Ca0, Mg0, ZnO, etc. in proportionate amounts of up to about 20%. 5. Lubricant according to one of claims 1 to 4, characterized in that a small proportionate amount of one or more main components of up to about 5 % by oxides of the group R20 3 'such as iron oxide (F.e203) or ohromoxide (Cr20 3 ) is replaced,