DE1627741B2

DE1627741B2 - Auf umzuformende Stahlbleche auf gebrachte Feststoffschmiermittelschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1627741B2
Application number: DE1627741A
Authority: DE
Inventors: Toshio Herai; Hideshi Sato; Yasuyuki Taniguchi; Hiromu Uchida
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1966-09-30
Filing date: 1967-09-29
Publication date: 1973-11-22
Also published as: US3506413A; DE1627741A1; FR1584717A; GB1194751A; DE1627741C3; NL6713287A

Description

das Stahlblech ζ. B. einer Preßumformung unterworfen wird, reagieren die nicht umgesetzten Teile der Metallplattierung und des Anstrichs miteinander unter Bildung weiterer Mengen an metallseifenähnlichen Stoffen, selbst wenn die Feststoffschmiermittelschicht durch Kontakt mit dem Preßwerkzeug beschädigt und durch die Größenzunahme des Stahlbleches dünner wird.

Die F i g. 2 bis 5 zeigen graphisch die an den Beispielen erzielten Ergebnisse nach dem Kegeltassentest nach F u k u i (vgl. japanische Industrienorm JIS Z 2249 [1963]) und dem Erichsen-Test (vgl. japanische Industrienorm JIS B 7729 [1961] und B 7777 [1952]).

Die Plattierung aus Zink, Blei oder einer Zinklegierung oder Bleilegierung kann in herkömmlicher Weise aufgebracht werden, z. B. durch elektrolytische Plattierung oder Schmelztauchen. Die Plattierungen können anschließend noch einer thermischen Behandlung unterworfen werden, damit das Plattiermetall in das Stahlblech diffundiert.

"Weiterhin kann eine dünne Schicht aus einem hydratisierten Metalloxyd, wie hydratisiertes Chromoxyd und bzw. oder Siliciumoxyd, auf die Metallplattierungen aufgebracht werden, z. B. durch eine chemische Behandlung, um die Haftfestigkeit von Anstrichfarben zu verbessern oder die Rostbildung zu verhindern.

Auf diese Plattierung wird dann ein bei Raumtemperatur fester Anstrich aufgebracht, der aus einer höheren Carbonsäure und gegebenenfalls einem organischen Amin besteht.

Hierfür kommen alle Carbonsäuren in Frage, die 8 und mehr Kohlenstoffatome im Molekül enthalten, beispielsweise gesättigte Fettsäuren, ungesättigte Fettsäuren, Hydroxycarbonsäuren, Naphthensäuren, Dicarbonsäuren und natürliche Fettsäuren pflanzlichen und tierischen Ursprungs, gehärtete Fettsäuren und Petroleumsäuren. Typische Beispiele für Fettsäuren, die bei Raumtemperatur fest sind, sind Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Montansäure, Melissinsäure, Elaidinsäure, Erucasäure, 12-Hydroxystearinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Hexadecandicarbonsäure, Naphthensäure, Talgfettsäure, gehärtete Fischölfettsäure, gehärtete Ricinusölfettsäure und Petroleumsäure.

Amine, die gegebenenfalls zusammen mit den höheren Carbonsäuren angewendet werden können, sind z. B. primäre Monoamine, wie Laurylamin und Cyclohexylamin, sekundäre Monoamine, wie Diisopropylamin und Dicyclohexylamin, tertiäre Monoamine, wie Triäthylamin, Polyamine, wie Diaminopropan, ferner Oxazine und Imidazole.

Die meisten dieser Amine sind bei Raumtemperatur flüssig. Deshalb ist es erforderlich, das Amin in solcher Menge zu verwenden, daß der Anstrich bei Raumtemperatur auf jeden Fall fest ist. In den meisten Fällen ist dies der Fall, wenn das Amin in nicht mehr als chemisch äquivalenter Menge zur höheren Carbonsäure vorliegt.

Zum Aufbringen des Anstrichs auf das plattierte Stahlblech können die betreffenden Komponenten erhitzt oder in einem organischen Lösungsmittel gelöst und dann auf das Stahlblech in üblicher Weise aufgebracht werden, z. B. durch Walzen, Aufsprühen, Aufstreichen oder Tauchen. Man kann auch die Anstrichmasse auf das Stahlblech auftragen und dann durch Heißluft oder andere Wärmequellen verflüssigen und gleichmäßig verteilen.

Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die Feststoffschmiermittelschicht aus einer Metallplattierung aus mindestens 250 mg/cm² Zink oder Blei und einem festen, die höhere Carbonsäure enthaltenden Anstrich von nicht mehr als 5 g/cm² aufgebaut ist.

Durch Mitverwendung eines Amins im festen Anstrich lassen sich gegenüber der Verwendung einer höheren Carbonsäure allein folgende Effekte erzielen:

1. Die Löslichkeit in einer organischen Lösung nimmt zu, und die Viskosität der erhitzten geschmolzenen Anstrichmasse läßt sich leichter steuern. Dies ist für die Verarbeitbarkeit der Masse von Vorteil.

2. Die Affinität gegenüber dem Stahlblech nimmt zu, und die Verhinderung von Rostbildung ist verbessert.

3. Die Schmiermittelschicht läßt sich durch eine alkalische Entfettung oder ein organisches Lösungsmittel leichter entfernen. Ein Amin mit sehr großer Anzahl an Kohlenstoffatomen und geringer Affinität gegenüber Wasser, wie Myristylamin, ist für diesen Zweck nicht günstig, weil es in einem alkalischen Entfetter eine geringe Löslichkeit aufweist.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1

Verschiedene Metallplattierungen und Anstrichmassen der in Tabelle I aufgeführten Art wurden auf kaltgewalztes Stahlblech einer Dicke von 0,8 mm aufgebracht. Die Ergebnisse der Preßumformbarkeit sind in Tabelle II zusammengestellt. Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß das Stahlblech eine ausgezeichnete Umformbarkeit beim Tiefziehen und Strecken hat.

Tabelle I

Versuch	Metall	Metallplattierung	Menge g/m²	Anstrichmasse	Menge
Nr.		Aufbringungsmethode			g/m²
A*) )	Zn		10	(D	0,2
B) C*)		Elektroplattieren		(2) Nr. 120 Maschinenöl	0,25 3
D) J**				technisches Preßöl	6
E*) ϊ	Pb		10	(1)	0,2
F) G*)		Elektroplattieren		(2) Nr. 120 Maschinenöl	0,25 3
H) J**		technisches Preßöl	6

Tabelle I (Fortsetzung)

Versuch	Metall	Metallplattierung	Menge g/m²	Anstrichmasse	Menge
Nr.	90% Zn 10% Cd	Aufbringungsmethode	10		g/m²
*I) 1 J) J	55% Zn	Elektroplattieren		(1) Nr. 120 Maschinenöl	0,2 3
K) \ L*)/	45% Sn		IU	(D	0,2
*M) 1 N) J	Zn		100	Nr. 120 Maschinenöl	3
O) j ρ) ]*	80% Pb 20% Sn	Schmelztauchen	100	(1) Nr. 120 Maschinenöl	0,2 3
*Q) 1**	89% Za	Schmelztauchen		(1) Nr. 120 Maschinenöl	0,2 3
R) J**	11% Fe	Schmelztauchen,	56	(D	0,2
		dann thermische		Nr. 120 Maschinenöl	3
S) ]**		Diffusion
_T)**	-. Τ.-.Ί-. 4-			(1)	0,2
U**)	nicht plattiert			(2)	0,25
V**")				Nr. 120 Maschinenöl	3
		technisches Preßöl	6

*) Gemäß der Erfindung. **) Stand der Technik.

(1) Palmitinsäure. (2) Gemisch aus 1 Teil Palmitinsäure und 0,25 Teilen Dicyclohexylamin, gelöst in Toluol, wird aufgetragen und getrocknet.

Tabelle II Tabelle III

Versuch Nr.	Kegeltassen- Testwert	Erichsen-Wert
A*)	37,4	10,4
B*)	37,5	10,6
C**)	38,5	9,8
D**)	37,9	10,2
E*)	37,2	10,8
F*)	37,1	10,8
G**)	38,0	10,1
H**)	37,7	10,2
I*)	37,2	10,5
J**)	38,4	10,0
K*)	37,4	10,3
L**)	38,5	9,9
M*)	37,8	10,4
_N**)	38,8	9,7
O*)	37,3	11,0
P)**	38,0	10,2
Q*)	38,0	10,5
R)**	39,9	9,8
S**)	37,8	10,3
T**)	37,7	10,2
U**)	38,2	10,0
V**)	37,9	10,3

Menge der	Kegeltassen	Maximale Stempel-
Palmitinsäure	wert	Streckhöhe
mg/m²	mm*)	mm**)
0	38,8	8,9
2	38,5	9,6
10	37,2	13,5
50	37,0	13,3
100	36,5	13,7
200	36,5	14,0

*) Gemäß der Erfindung.
'*) Stand der Technik.

Beispiel 2

Auf kaltgewalztes Randstahlblech von 0,8 mm Dicke wurde eine Zinkplattierung von 1 g/m² aufgebracht. Anschließend wurde eine Lösung von Palmitinsäure in Toluol auf die Oberfläche aufgestrichen und getrocknet. Die Menge des Palmitinsäureanstrichs wurde schrittweise erhöht und die Preßumformbarkeit des Stahlblechs untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.

*) Bestimmt mit einem Stempel mit gewölbtem Boden, Durchmesser 50 mm.
■ **) Bestimmt mit einem Stempel mit flachem Boden mit einem

Durchmesser von 40 mm.
45

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß ein Stahlblech ausgezeichneter Umf ormbarkeit erhalten werden kann, wenn die Beschichtung einen Palmitinsäuregehalt von mindestens 10 mg/m² aufweist. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn andere erfindungsgemäße Anstriche aufgebracht wurden.

Beispiel 3

Auf kaltgewalztes Randstahlblech einer Dicke von 0,8 mm wurde Zink durch Elektroplattieren in einer Dicke von 10 g/m² aufgebracht. Anschließend wurden die nachstehend genannten Behandlungen durchgeführt. Die Ergebnisse verschiedener Versuche sind in Tabelle IV zusammengestellt. Die Proben A bis K betreffen die Erfindung und die Proben L bis P den Stand der Technik.

Behandlungsarten
Feststoffschmiermittelschicht gemäß Erfindung

A = Toluollösung von'Laurinsäure wurde aufgetragen und getrocknet. Der Anstrich enthielt nichtflüchtige Stoffe in . einer Menge von 200 mg/m².

B = ToluoUösung von Palmitinsäure wurde aufgetragen und getrocknet. Der Anstrich enthielt nichtfiüchtige Stoffe in einer Menge von 200 mg/m².

C = ToluoUösung von Stearinsäure wurde aufgetragen und getrocknet. Der Anstrich enthielt nichtfiüchtige Stoffe in einer Menge von 200 mg/m².

D = ToluoUösung von Behensäure wurde aufgetragen und getrocknet. Der Anstrich enthielt nichtflüchtige Stoffe in einer Menge von 200 mg/m².

E = ToluoUösung von Sebacinsäure wurde aufgetragen und getrocknet. Der Anstrich enthielt nichtflüchtige Stoffe in einer Menge von 200 mg/m².

F = ToluoUösung von Rindertalgfettsäure wurde aufgetragen und getrocknet. Der Anstrich enthielt nichtflüchtige Stoffe in einer Menge von 200 mg/m².

G = ToluoUösung von Palmölfettsäure wurde aufgetragen und getrocknet. Der Anstrich enthielt nichtflüchtige Stoffe in einer Menge von 200 mg/m².

H = ToluoUösung von gehärteter Ricinusölfettsäure wurde aufgetragen und getrocknet. Gehalt des Anstrichs an nichtflüchtigen Stoffen: 200mg/m².

Tabelle IV

= ToluoUösung von gehärteter Fischölfettsäure wurde aufgetragen und getrocknet. Gehalt des Anstrichs an nichtflüchtigen Stoffen: 200mg/m².

J = Palmitinsäure wurde unter Erwärmen geschmolzen und aufgetragen. Gehalt des Anstrichs an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m².

K = Feste Palmitinsäure wurde unmittelbar auf die Stahlblechoberfläche aufgetragen und mit Hilfe einer Infrarotlampe geschmolzen. Gehalt der Beschichtung an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m².

Vergleichsproben

L = Auf die eine Seite des Stahlblechs wurde Zink durch Elektroplattieren aufgebracht. Anschließend wurde Preßöl aufgetragen (3 g/m²).

Proben	Umfonr Kegeltassen-	barkeit Maximale Stempel	Entfembar- keit des Anstrich	Ober flächen
	testwert	streckhöhe	materials	aussehen
		mm
A	37,0	13,7	gut	trocken
B	36,5	14,2	gut	trocken
C	36,2	14,6	gut	trocken
D	36,3	14,6	gut	trocken
E	36,9	13,5	gut	trocken
F	36,2	14,2	gut	trocken
G	37,1	14,0	gut	trocken
H	37,0	14,5	gut	trocken
I	36,6	14,3	gut	trocken
J	36,5	14,1	gut	trocken
K	36,4	14,3	gut	trocken
L	38,9	9,7	gut	naß
M	39,2	9,0	gut	trocken
N	38,0	11,8	gut	trocken
O	38,2	10,2	gut	naß
P	38,5	10,0	gut	trocken

35

40

45

M = Auf eine Seite des Stahlbleches wurde Zink durch Elektroplattieren aufgebracht.

N == Nicht plattiertes kaltgewalztes Randstahlblech einer Dicke von 0,8 mm wurde mit einer Toluollösung von Laurinsäure angestrichen und getrocknet. Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m².

O = Nicht plattiertes kaltgewalztes Randstahlblech einer Dicke von 0,8 mm wurde mit Preßöl in einer Menge von 3 g/m² bestrichen.

P = Nicht plattiertes kaltgewalztes Randstahlblech einer Dicke von 0,8 mm ohne weitere Behandlung.

55

60 Umformbarkeitsprüfung Kegeltassentest:

Es wurde kein Schmiermittel verwendet; der Versuch wurde wie im Beispiel 2 durchgeführt, jedoch wurde der Kegeltassentest mit der behandelten Oberfläche auf der Werkzeugseite durchgeführt.

Stempelstrecktest:

Die behandelte Oberfläche ist der Werkzeugseite zugekehrt.

Entfernbarkeit des Behandlungsmaterials:

Es wurde eine wäßrige Lösung von Parkocleaner N Nr. 358 (ein alkalisches Reinigungsmittel [Entfetter] der Firma Japan Pakerizing Co, das hauptsächlich aus Orthosilikat und einem nichtionischen oberflächenaktiven Stoff besteht) (10 g/l) verwendet. Diejenigen Proben, die eine vollständige Benetzbarkeit der MetaUplattierung auf Zinkgrundlage oder der unbehandelten Stahlblechoberflächen mit Wasser nach dem Besprühen mit einer wäßrigen Lösung bei 60⁰C während 20 Sekunden zeigten, werden als gut bezeichnet.

Beispiel4

Verschiedene Plattierungen auf Zinkgrundlage wurden auf kaltgewalztes Randstahlblech (A bis J) einer Dicke von 0,8 mm aufgetragen. Anschließend wurde eine ToluoUösung von Palmitinsäure auf die eine Seite der Stahlbleche aufgestrichen und getrocknet. Dieser Anstrich hatte einen Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen von 2 g/m². Die Umformbarkeitseigenschaften dieser Stahlbleche und der Vergleichsstahlbleche B' und K wurden untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengesteUt.

Stahlbleche A = Plattiert durch Schmelztauchen mit Zink in einer Menge von 100 g/m².

B = Plattiert durch Schmelztauchen mit Zink in einer Menge von 100 g/m² und Erhitzen zur Diffusionsbehandlung unter Ausbildung einer Zink-Eisen-Legierungs-Grenzschicht.

309 "547/39?

B' = Auf entsprechendes Stahlblech wie B wurde

technisches Preßöl aufgetragen. C = Plattiert durch Schmelztauchen mit einer Zink-Zinn-Legierung (Zinngehalt 25°/₀) in einer Menge von 100 g/m².

D = Mit Zink in einer Menge von 50 g/m² elektro-

plattiert.
E = Mit Zink in einer Menge von 10 g/m² elektro-

plattiert.
F = Mit Zink in einer Menge von 2 g/m² elektro-

plattiert.
G = Mit Zink in einer Menge von 500 mg/m² elek-

troplattiert.
H = Mit Zink in einer Menge von 250 mg/m² elektroplattiert.

I = Mit Zink in einer Menge von 100 mg/m² elek-

troplattiert.
J = Mit Zink in einer Menge von 10 mg/m² elektro-

plattiert.
K = Auf unplattiertes Stahlblech wurde technisches

Preßöl aufgebracht.
A' = Auf Stahlblech wie A wurde technisches Preßöl aufgetragen.

Tabelle V

	Zlnkplattierung	Kegeltassenwert	Maximale
Stahl			Stempel
blech	g/m²	mm	streckhöhe
	100	37,4	mm
A	. 100	37,9	13,3
B	100	38,5	12,8
B'	75	36,1	12,2
C	50	37,2	14,6
D	10	37,0	13,9
E	2	36,6	13,8
F	0,500	36,5	14,3
G	0,250	37,1	14,1
H	0,100	38,4	13,7
I	0,010	38,7	12,5
J	0	38,3	12,4
K	100	38,2	12,1
A'		12,3

30

35

40

Die Versuchsbedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 2.

Beispiel 5

Verschiedene Plattierungen auf Bleigrundlage wurden auf kaltgewalztes Randstahlblech (A bis H) einer Dicke von 0,8 mm aufgetragen. Anschließend wurde eine Toluollösung von Palmitinsäure auf die eine Seite der Stahlbleche aufgestrichen und getrocknet. Dieser Anstrich hatte einen Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen von 1 g/m². Die Umformbarkeitseigenschaften dieser Stahlbleche und der Vergleichsstahlbleche A' und I wurden untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt.

Stahlbleche

60

Stahlbleche

A = Plattiert durch Schmelztauchen mit einer Blei-Zinn-Legierung (Zinngehalt 20°/₀) in einer Menge von 100 g/m².
A' = Auf entsprechendes Stahlblech wie A wurde

technisches Preßöl aufgetragen. B = Mit Blei in einer Menge von 50 g/m² elektroplattiert.

C = Mit Blei in einer Menge von 10 g/m² elektro-

plattiert.
D = Mit Blei in einer Menge von 2 g/m² elektro-

plattiert.
E = Mit Blei in einer Menge von 500 mg/m² elek-

troplattiert.
F = Mit Blei in einer Menge von 250 mg/m² elek-

troplattiert.
G = Mit Blei in einer Menge von 100 mg/m² elek-

troplattiert.
H = Mit Blei in einer Menge von 10 mg/m² elektro-

plattiert.
I = Auf unplattiertes Stahlblech wurde technisches Preßöl aufgebracht.

Tabelle VI

Stahl	Bleiplattierung	Kegeltassenwert	Erichsen-Wert
blech	g/m^s	mm	mm
A	80	37,7	12,0
A'	80	37,5	11,1
B	50	36,6	11,9
C	10	36,5	12,0
D	2	36,7	12,0
E	0,5	37,0	11,8
F	0,25	37,4	11,5
G	0,1	37,8	11,0
H	0,01	38,0	10,7
I	0	38,2	10,5

Beispiel 6

Es wurde eine Anzahl von Proben entsprechend den Stahlblechen A und B des Beispiels 5 hergestellt, und mit den behandelten Oberflächen der Proben, die der Werkzeugseite zugekehrt waren, wurde der konische Tassentest durchgeführt. Zum Vergleich wurden unbehandelte Stahlbleche A' und B', die den Stahlblechen A und B entsprachen, dem Kegeltassentest unterworfen. Die Stahlbleche A' und B' wurden mit Spindelöl auf ihren Werkzeugseiten geschmiert. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 angegeben. Die durchschnittlichen Kegeltassenwerte von jeweils fünf Proben sind vom Beginn des Versuches an gegen die Versuchsreihenfolge aufgetragen. Andererseits wurden die Proben A und B kontinuierlich dem Erichsen-Test unterworfen, wobei die behandelte Oberfläche der Werkzeugseite zugekehrt war. Zum Vergleich wurden unbehandelte Proben A' und B', die den Proben A und B entsprachen, ebenfalls mit Vaselineschmierfett auf der Werkzeugseite der Proben untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 zusammengestellt. Die Ordinate zeigt den Durchschnittswert für jeweils fünf Proben.

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß das Stahlblech, das einen Palmitinsäureanstrich aufweist, wesentlich konstantere Versuchswerte ergibt und durch Wiederholung der Versuche keine Beschädigung des Werkzeugs erfolgt, während die nicht behandelten Stahlbleche, die mit Spindelöl oder Vaseline geschmiert wurden, eine erhebliche Schwankung ihrer Meßwerte zeigten, was deutlich darauf hinweist, daß die Metallschicht verbrannt wird.

Beispiel 7

Die Probe A aus Stahlblech, das mit Zink in einer Menge von 10 g/m² elektroplattiert und anschließend einer Chromatbehandlung (Cr = 30 mg/m²) unterworfen wurde, und die Probe B aus einem plattierten

Stahlblech ohne Chromatbehandlung wurden mit einer Toluollösung von Palmitinsäure in einer Menge von 1 g Palmitinsäure/m² angestrichen und getrocknet. ■Die Ergebnisse der Umformbarkeitsversuche dieser Proben sind in Tabelle VII zusammengestellt.

Tabelle VII

Probe	Kegeltassenwert mm	Maximale Stempel streckhöhe, mm
A B	37,4 37,2	12,1 12,5

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Chromatbehandlung sich auf die Schmierfähigkeit des Stahlbleches nicht ungünstig auswirkt.

Beispiel 8

Kaltgewalztes Randstahlblech einer Dicke von 0,8 mm wurde mit einem quadratischen Werkzeug von 220 · 220 mm unter einem Druck von etwa 10 Tonnen zu einem quadratischen Kasten von 100 · 100 mm tiefgezogen. Stahlbleche, die mit Maschinenöl oder verhältnismäßig niedrig viskosem Preßöl geschmiert waren, gingen bei einer Tiefe von 10 bis 30 mm zu Bruch, während Stahlbleche, die mit hochviskosem Preßöl geschmiert waren, das Hochdruckzusätze enthielt, sowie Stahlblech, das gemäß der Erfindung mit 2 g/m² Zink elektroplattiert und mit einer Toluollösung von Palmitinsäure angestrichen und getrocknet wurde (Palmitinsäuregehalt etwa 300 mg/m²), ohne andere Schmiermittel leicht tief gezogen werden konnten.

Die maximale Stempelbelastung im Falle der Erfindung ist 5 bis 20°/₀ niedriger als bei den Stahlblechen, bei denen andere Schmiermittel auf Ölbasis verwendet wurden.

Beispiel 9

Mit Blei in einer Menge von 1 g/m² elektroplattierte Stahlbleche einer Dicke von 0,8 mm wurden mit verschiedenen Mengen an Palmitinsäure in Toluollösung auf einer Seite angestrichen und Umformbarkeitsversuchen unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII wiedergegeben.

Tabelle VIII

Palmitinsäuremenge	Kegeltassenwert	Erichsen-Wert
mg/²	mm*)	mm**)
0	37,8	10,5 ·
2	37,7	10,5
10	37,4	11,2
50	36,9	11,9
100	36,6	11,7
200	36,7	12,0

Ergebnisse in Tabelle IX zusammengestellt sind. Als Stahlbleche A bis E werden mit einer Blei-Zinn-Legierung (Zinngehalt 15 Gewichtsprozent) durch Schmelztauchen in einer Menge von 100 mg/m² plattierte Stahlbleche verwendet, die, wie nachstehend beschrieben, auf einer Seite behandelt werden (gemäß der Erfindung). Die Stahlbleche F bis J dienen zum Vergleich. Es wurden plattierte Stahlbleche mit verschiedenem Anstrich und unplattierte Stahlbleche mit verschiedenem Anstrich verwendet.

Stahlblech

Anstrich

20

35

40

45

55

*) Die behandelte Oberfläche ist der Werkzeugseite zugekehrt. **) Die behandelte Oberfläche ist der Stempelseite zugekehrt.

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß bei einer Palmitinsäuremenge von mindestens 10 mg/m² die Umformbarkeitseigenschaften ausgezeichnet sind. Ähnliche Ergebnisse wurden mit anderen höheren Carbonsäuren erhalten.

B e i s ρ i e 1 10 ^6s

Die nachstehend genannten Stahlbleche A bis J wurden verschiedenen Versuchen unterworfen, deren A = Mit Toluollösung von Laurinsäure bestrichen und getrocknet. Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m².

B = Mit Toluollösung von Palmitinsäure angestrichen und getrocknet. Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m².

C = Mit Toluollösung von Stearinsäure angestrichen und getrocknet. Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m².

D = Mit geschmolzener Palmitinsäure angestrichen. Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m?.

E = Feste Palmitinsäure aufgetragen und mit Infrarotlampe geschmolzen. Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m².

F = Angestrichen mit Rostinhibitor- und Schmieröl in einer Menge von 3 g/m².

G = Unbehandeltes, plattiertes Stahlblech.

H = Unbehandeltes, nicht plattiertes Stahlblech, bestrichen mit einer Toluollösung von Laurinsäure und getrocknet. Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen: 200 mg/m².

I = Unbehandeltes, unplattiertes Stahlblech, bestrichen mit Rostverhinderungs- und Schmieröl in einer Menge von 3 g/m².

J = Unbehandeltes, unplattiertes Stahlblech, ohne Anstrich.

Tabelle IX

Stahl	Umformbarkeit	Erichsen-	Entfern- barkeit der	Ober-
blech	Kegeltassen-	Wert, mm	Anstrich	nacnen- zustand
	Wert, mm	12,2	mittel
A	36,8	12,0	gut	trocken
B	36,7	12,4	gut	trocken
C	36,4	11,7	gut	trocken
D	36,8	11,5 .	gut	trocken
E	36,7	10,5	gut	trocken
F	37,9	10,4	—	naß
G	38,3	10,5	—	trocken
H	37,5	10,0	gut	trocken
I	38,0	10,0	—	naß
J	38,1	—	trocken

Die Verformbarkeitsversuche wurden auf ähnliche Weise durchgeführt wie im Beispiel 3.

Beispiel 11

Eine Anzahl von Proben wurden aus Stahlblech E hergestellt, und der Kegeltassentest wurde kontinuier lieh durchgeführt, wobei die behandelte Oberfläche de Werkzeugseite zugekehrt war. Zum Vergleich wurde! die Proben B' aus unbehandeltem, mit einer Blei-Zinn Legierung plattiertem Stahlblech dem Kegeltassente;

unterworfen. Die dem Werkzeug zugekehrte Seite wurde mit Spindelöl geschmiert. Die Ergebnisse sind in F i g. 4 zusammengestellt. Die Ordinate zeigt den Durchschnittswert von jeweils fünf Proben vom Beginn der Versuche an.

Andererseits wurden Proben B kontinuierlich dem Erichsen-Test unterworfen. Die behandelte Oberfläche war der Stempelseite zugekehrt. Zum Vergleich wurden ähnliche Stahlblechproben B', die mit einer Blei-Zinn-Legierung plattiert waren, geprüft, deren Oberfläche unbehandelt war. Bei diesen Proben wurde Vaseline auf die der Stempelseite zugekehrte Stahloberfläche

aufgebracht. Die Ergebnisse sind in F i g. 5 zusammengestellt. Auf der Ordinate ist der Durchschnittswert von jeweils fünf Proben aufgetragen.

In sämtlichen Fällen zeigten die Stahlbleche, die erfindungsgemäß einen Anstrich von Palmitinsäure aufwiesen, eine wesentlich geringere Variation ihrer Meßwerte, und sie beschädigten die Werkzeuge nicht bei Wiederholung der Versuche, während bei den Vergleichsstahlproben bei Verwendung von Spindelöl oder ίο Vaseline als Schmiermittel starke Variationen der Meßwerte zu Beginn auftraten, was deutlich auf ein Verbrennen der metallischen Schicht hinweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

aus einer höheren Carbonsäure und gegebenenfalls

Patentansprüche: einem organischen Amin bestehenden Anstrich auf der

Metallplattierung aufgebaut ist.

• 1. Auf umzuformende Stahlbleche aufgebrachte Die auf das Stahlblech aufgebrachte Metallplattie-

Feststoffschmiermittelschicht, dadurch ge- 5 rung aus Zink, Blei oder einer Zink- oder Bleilegierung

kennzeichnet, daß sie aus einer Metall- hat eine starke Affinität gegenüber der höheren Car-

plattierung aus Zink, Blei, einer Zinklegierung oder bonsäure oder deren Gemisch mit einem Amin. An der

Bleilegierung sowie einem bei Raumtemperatur Grenzfläche bildet sich daher durch Reaktion der

festen, aus einer höheren Carbonsäure und gege- Metallplattierung mit dem die höhere Carbonsäure

benenfalls einem organischen Amin bestehenden 10 enthaltenden Anstrich eine dünne Schicht einer metall-

Anstrich auf der Metallplattierung aufgebaut ist. seifenähnlichen Verbindung aus. Diese metallseifen-
2. Feststoffschmiermittelschicht nach Anspruch 1, ähnliche Verbindung ist auf dem Stahlblech regelmäßig gekennzeichnet durch eine Metallplattierung aus orientiert und stark gebunden, wodurch eine besonders mindestens 250 mg/m² Zink oder Blei. hohe Schmierwirkung erzielt wird. Dieser Sachverhalt
3. Feststoffschmiermittelschicht nach Anspruch 1, 15 wird durch Versuche bestätigt, die in Fi g. 1 erläutert gekennzeichnet durch einen festen, aus einer höheren sind.

Carbonsäure und gegebenenfalls einem organi- F i g. 1 zeigt graphisch die Ergebnisse von Messun-

schen Amin bestehenden Anstrich in einer Menge gen des kinetischen Reibungskoeffizienten in einem

von höchstens 5 g/m². Bad aus Stearinsäure, die mit einem Sodatyp-II-Pen-
4. Feststoffschmiermittelschicht nach Anspruch 1, 20 duramprüfgerät zwischen einer nicht plattierten Stahlgekennzeichnet durch eine Metallplattierung aus kugel und drei Arten von Stiften 1, 2 und 3 erhalten mindestens 250 mg/m² Zink oder Blei und durch wurden. Stift 1 ist ein nicht plattierter Stahlstift, 2 ist. einen festen, eine höhere Carbonsäure enthaltenden ein Stahlstift, der in einer Menge von 10 g/m² mit Zink Anstrich in einer Menge von nicht mehr als 5 g/m². elektroplattiert ist, und 3 ist ein Stahlstift, der mit
5. Verfahren zur Herstellung der auf die umzu- 25 100 g/m² einer Blei-Zinn-Legierung (20% Zinn) durch formenden Stahlbleche aufzubringenden Feststoff- Schmelztauchen plattiert ist. Für Messung unterhalb Schmiermittelschicht nach den Ansprüchen 1 bis 4, des Schmelzpunktes der Stearinsäure wird der Stift in dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst auf das geschmolzene Stearinsäure getaucht und so ein ÜberStahlblech eine Metallplattierung aus Zink, Blei, zug erzeugt. Dieser überzogene Stift wird verwendet einer Zinklegierung oder Bleilegierung und an- 30 und die Messung in einem Wasserbad durchgeführt, schließend, gegebenenfalls nach einer Chromat- Die verwendete Stearinsäure enthielt eine geringe behandlung oder einer Silicatbehandlung, einen Menge Palmitinsäure, und sie hatte einen Schmelzbei Raumtemperatur festen Anstrich aus einer punkt von 57° C. Das dieser Stearinsäure entsprechende höheren Carbonsäure und gegebenenfalls einem Zinkstearat hatte einen Schmelzpunkt von oberhalb höheren Amin aufbringt. 35 100⁰C. Eine Metallseife, die zur Hauptsache Blei-

stearat enthält, hat ebenfalls einen Schmelzpunkt ober-

halb 100° C. Bei den in F i g. 1 wiedergegebenen Meßergebnissen fällt auf, daß sowohl bei dem mit Zink

Zur Umformung von Stahlblech sind im allgemeinen plattierten Stift als auch bei dem mit der Blei-Zinn-Schmiermittel erforderlich. Zu diesem Zweck wurden 40 Legierung plattierten Stift der kinetische Reibungsbisher Öle verwendet. In neuerer Zeit wurden auch koeffizient sogar noch oberhalb des Schmelzpunktes Versuche mit Metallseifen durchgeführt. Die Schmier- der Stearinsäure abnimmt und ein Minimum bei einer mittel auf der Grundlage von Metallseifen haben nicht Temperatur oberhalb 100⁰C aufweist. Dies wird der nur eine ausgezeichnete Schmierfähigkeit im Vergleich Tatsache zugeschrieben, daß bei beiden Stiften die zu den Ölschmiermitteln, sondern das damit beschich- 45 Bildungsreaktion der Zink- bzw. Blei-Zinn-Metallseite tete Stahlblech ist auch gut zu handhaben, da die Be- mit zunehmender Temperatur schneller wird, so daß schichtung fest und nicht klebrig ist. Auf der anderen das entstehende Zinkstearat bzw. Blei-Zinn-Stearat in Seite haben die Schmiermittel auf Metallseifenbasis festem Zustand eine Grenzflächenschmierung selbst den Nachteil, daß längeres Erhitzen auf höhere Tempe- oberhalb des Schmelzpunktes der Stearinsäure ergibt, ratur zum Trocknen erforderlich ist, weil diese 50 Demgegenüber liegt im Falle eines nicht plattierten Schmiermittel in Form einer wäßrigen Lösung auf das Stahlstiftes das Minimum des kinetischen Reibungs-Stahlblech aufgebracht werden. Dies ist in der Produk- koeffizienten beim Schmelzpunkt der Stearinsäure, tion von Nachteil. Außerdem beschleunigen diese und der Reibungskoeffizient nimmt mit zunehmender Schmiermittel die Alterung des Grundmetalls, hier- Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes zu. durch werden die Stahlqualität und die Verformungs- 55 Die Versuchsergebnisse bestätigen, daß ein Stearineigenschaften des Stahlbleches verschlechtert. säureanstrich bei mit Zink oder Blei plattiertem Stahl-Aufgabe der Erfindung war es daher, diese Mangel blech eine dünne Schicht bildet, die sich ähnlich wie zu beseitigen und ein Feststoffschmiermittel zur Ver- eine Zinkstearatmetallseife oder eine Bleistearatmetallfügung zu stellen, welches auch im Großbetrieb leicht seife verhält. Diese Schicht entsteht an der Grenzfläche auf umzuformende Stahlbleche aufgebracht werden 60 zwischen dem Stearinsäureanstrich und der Metallkann, bei Zimmertemperatur eine feste Schicht bildet, plattierung.

die Qualität des Stahlbleches nicht verschlechtert und Diese Feststoffschmiermittelschicht bleibt selbst

auf dem Stahl gut haftet. unter den energischsten Umformungsbedingungen er-

Die erfindungsgemäße, auf umzuformende Stahl- halten, wie sie beim Preßformen auftreten. Diese ausbleche aufgebrachte Feststoffschmiermittelschicht ist 65 gezeichneten Schmierungseigenschaften beruhen verdadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Metall- mutlich auf der Tatsache, daß die Metallplattierung plattierung aus Zink, Blei, einer Zinklegierung oder und der die höhere Carbonsäure enthaltende Anstrich Bleilegierung sowie einem bei Raumtemperatur festen, nur zum Teil miteinander in Reaktion treten. Wenn