DE1644892B1 - Schmiermittel - Google Patents

Schmiermittel

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DE1644892B1
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Germany
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percent
lubricant
fatty acid
polyethylene
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DE19671644892
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Baker Alan Frederick
Norman Mark
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Foseco Trading AG
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Foseco Trading AG
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf neue Schmiermittelzusammensetzungen zur Verwendung beim Kaltwalzen von Metall.
Beim Walzen von Metall werden Platten oder Blöcke aus dem Metall dadurch ausgewälzt, daß man Walzen über sie führt oder sie durch Walzen fühlt, um schließlich verhältnismäßig dünne Bleche aus dem Metall oder Metallschienen od. dgl. langgestreckte Produkte herzustellen. Bei derartigen Verfahren ist es wesentlich, ein Schmiermittel an den zusammen-
(1.) Geeignete Emulgiermittel sind im Handel zur Verfugung stehende Produkte wie Palmkernpolyglykolester, das Ammoniumsalz eines Alkylphenolpolyglykoläthersulfats oder Natriumbis-(tridecyl)-sulfosuccinat. Derartige Verbindungen sind allgemein oberflächenaktive Mittel, die eine an einen hydrophilen Rest gebundene langkettige Alkyl- oder Alkyl-Aryl-Gruppe haben.
(2.) Eine geeignete organische Base ist z. B. Triäthanolamin. Sie dient zur Einstellung des pH-Werts der Emulsion auf eine Höhe, welche für den besonderen auszuführenden Wälzvorgang paßt.
ORSGINAL INSPECTED
(3.) Metallionen-Komplexbildungsmittel sind an sich bekannt, z. B.= in der Reinigungsmitteltechnik. Ihr Zweck ist im allgemeinen Calcium und Magnesium, das in dem zur Bildung der Emulsion verwendeten Wasser vorhanden ist, »abzutrennen«. Geeignete Mittel sind z. B. Alkahsalze von Äthylendiamintetra-Essigsäure (EDTA).
Gewünschtenfalls kann die Zusammensetzung auch ein Schaumverhütungsmittel, z. B. Isopropyl- oder "> Nonylalkohol, und/oder einen korrosionsverhütenden Zusatzstoff enthalten. Der letztgenannte kann aus heterocyclischen Stickstoffverbindungen bestehen, und auch von diesen sind viele in der Reinigungsmitteltechnik bekannt. Eine solche Verbindung, die beson- t5 deren Wert zur Verwendung bei Nichteisenmetallen, insbesondere Kupfer hat, ist Benzotriazol.
Korrosionsverhütende Zusatzstoffe, die besonders zur Verwendung bei Stahl geeignet sind, sind z. B. Triäthanolaminbenzoat, TSi-Acylderivate von N-Methylglycin (z. B. »Sarkosyl«), und substituierte Indiazoline (z. B. »Amine 0«).
Die Fettsäure, die einen Hauptbestandteil des Schmiermittels gemäß der Erfindung bildet, besteht vorzugsweise und sehr zweckmäßig aus einer solchen, die leicht aus natürlichen Quellen erhältlich ist; Beispiele hierfür sind Ölsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure und die Säuregemische, die aus natürlichen Quellen erhalten werden, wie Palmölfettsäuren, Kokosnußölfettsäuren, Baumwollsaatölfettsäuren od. dgl.
Das verwendete Polyäthylenglykol hat vorzugsweise ein Molekulargewicht in Größenordnung von 500 bis 6000, wobei sich ein Material mit einem Molekulargewicht von etwa 4000 als besonders geeignet erwiesen hat. Polyäthylene innerhalb eines weiten Molekulargewichts sind geeignet, vorausgesetzt, daß sie hydrodynamische Schmiereigenschaften haben und in einem Wassermedium dispergierbar sind. Sie werden bei der Herstellung der Zusammensetzungen vorzugsweise in Form wässeriger Dispersionen, z. B. einer mit 25 Gewichtsprozent Polyäthylen verwendet. Im allgemeinen soll die Fettsäure und das Polyäthylenglykoloder Polyäthylen in einem Anteil von etwa 5 bis 30 Gewichtsprozent einer konzentrierten Zusammensetzung, die nach Verdünnung des Schmiermittels ver~ wendet wird, vorhanden sein. Die Konzentration in dem Schmiermittel selbst beträgt vorzugsweise 0,025 bis 2,25 Gewichtsprozent. Ein bevorzugter Bereich von Schmiermittelkonzentratbestandteilen gemäß der Erfindung wird durch die folgenden Bestandteile in den angegebenen Teilen dargestellt^
Fettsäure 8 bis 25
Schaumverhütungsmittel 0 bis 1
Polyäthylenglykol oder
Polyäthylen 5 bis 25
Emulgiermittel 4 bis 12
Korrosionsverhütungs-
zusätze 0 bis 10
Organische Base ....... 0 bis 10
Komplexbildungsmittel 1 bis 1
Wasser auf 100
Gewichtsprozent Gewichtsprozent
Gewichtsprozent Gewichtsprozent
Gewichtsprozent Gewichtsprozent Gewichtsprozent Gewichtsprozent
55
6o
. Die vorstehende Emulsion soll zur Verwendung mit Wasser verdünnt werden.
Die Schmiermittel gemäß der Erfindung sind von allgemeinem Wert bei dem Kaltwalzen von Metall und haben sich von besonderem Wert für das Walzen von Weichstahl bzw. Flußstahl erwiesen. Sie können jedochauch zum Walzen von Nichteisenmetallen, z. B. Kupfer, Aluminium oder Aluminiumverbindungen verwendet werden.
Eine zweckmäßige Methode zur Prüfung der Wirksamkeit eines Schmiermittels bei dem Metallwälzvorgang besteht darin, daß man unter Verwendung des Schmiermittels einen Streifen auswalzt* de,r anfangs 1,0 mm dick ist, und seine Dicke nach einem Standardwälzvorgang mißt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Eine konzentrierte Schmiermittelemulsion wurde wie folgt hergestellt:
Destillierte Palmölfettsäuren 16 Gewichtsprozent
Polyäthylen (25%ige
Wasseremulsion)...... 36 Gewichtsprozent
Emulgiermittel 8 Gewichtsprozent
Triäthanolamin 1 Gewichtsprozent
Äthylendiamintetraessig-
säure, Natriumsalz .... 0,2 Gewichtsprozent
Wasser 38,8 Gewichtsprozent
100,0 Gewichtsprozent
Diese Emulsion soll zur Verwendung mit Wasser in einem Verhältnis von 0,5 zu 7,5 Gewichtsteilen Wasser verdünnt werden.
Unter Verwendung einer Verdünnung von 5 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteilen Wasser wurde ein Streifen aus Stahl (MRST-4) mit einer Zugfestigkeit von 62,5 kg/mm2 fortschreitend in sechs Stichen unter Verwendung einer Standardwälzarbeitsweise gewälzt, wonach seine Dicke von ursprünglich 1 mm auf 0,15 mm herabgesetzt war. Zum Vergleich wurde eine identische Prüfung unter Verwendung eines bekannten technischen Ölemulsionsschmiermittels ausgeführt; in diesem Fall war die Dicke unter Befolgung der gleichen Arbeitsweise nur auf 0,2 mm herabgesetzt.
Beispiel 2
Es wurde eine konzentrierte Schmiermittelemulsion wie folgt zusammengesetzt:
Destillierte Palmölfett- =
säuren 16 Gewichtsprozent
Natrium-bis-(tridecyl)-
sulf osuccinat 2,4 Gewichtsprozent
Ammoniumsalz eines Al-
kylphenolpolyglykol-
äthersulfats 2,4 Gewichtsprozent
Polyäthylenglykol (4000) 9 Gewichtsprozent
Triäthanolamin 6,75 Gewichtsprozent
Benzoesäure 2,25 Gewichtsprozent
Wasser 61,2Gewichtsprozent
In dieser Zusammensetzung reagiert die Benzoesäure mit einem Teil des vorhandenen Triäthanolamins unter Bildung von Triäthanolaminbenzonat, das als Korrosionsinhibitor wirkt.
Diese Emulsion wurde auf die gleiche Weise verdünnt und geprüft, wie dies im Beispiel 1 beschrieben ist. Die Dicke des Stahlstreifens wurde von 1 auf 1,13 mm herabgesetzt.
Die neuen Schmiermittel gemäß der Erfindung haben daher -besondere Bedeutung zur Verwendung beim Kaltwalzen von Metall und insbesondere beim Kaltwalzen von Weichstahl oder Flußstahl.

Claims (8)

ϊ 644 892 Patentansprüche:
1. Schmiermittel für das Kaltwalzen von Metall auf der Basis einer wässerigen Emulsion, bestehend aus
1. Wasser,
2. einer Fettsäure
und
3. einem Polyalkylenglykol oder Polyalkylen
sowie gegebenenfalls aus
4. einem Emulgiermittel, einer organischen Base, einem Komplexbildungsmittel, einem Schaumverhütungsmittel und Korrosionsverhütungszusätzen.
2. Schmiermittel nach Anspruch l,r dadurch gekennzeichnet, daß es als Fettsäure Ölsäure, PaI-mitinsäure, Stearinsäure, Palmölfettsäure, Kokosnußölfettsäure oder Bäumwollsäatölfettsäuren enthält.
3. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Polyalkylenglykol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 6000, vorzugsweise von etwa 4000 enthält.
4. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es die Fettsäure in einem Anteil von 0,025 bis 2,25 Gewichtsprozent der Zusammensetzung enthält.
5. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Polyäthylenglykol oder Polyäthylen in einer Menge von 0,025 bis 2,25 Gewichtsprozent der Zusammensetzung enthält.
6. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die Fettsäure in einer Menge von 5 bis 25 Gewichtsprozent der Zusammensetzung enthält.
7. Schmiermittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es das Polyalkylen in einer Menge von 5 bis 25 Gewichtsprozent der Zusammensetzung enthält.
8. Schmiermittel nach Anspruch 6 oder 7, bestehend aus:
8 bis 25 Gewichtsprozent Fettsäure,
5 bis 25 Gewichtsprozent Polyalkylenglykol oder
Polyalkylen,
4 bis 12 Gewichtsprozent Emulgiermittel,
0 bis 10 Gewichtsprozent Organische Base,
0 bis 1 Gewichtsprozent Komplexbildungsmittel, 0 bis 1 Gewichtsprozent Schaumverhütungsmittel,
0 bis 10 Gewichtsprozent Korrosionsverhütungs-
zusätze
und aus — zu IQO Gewichtsprozent ergänzt — Wasser.
arbeitenden Flächen der Walzen und des zu behandelnden Metalls vorzusehen. Ein derartiges Schmiermittel hat mehrere Funktionen. Es soll die Temperatur herabsetzen, indem es die Abführung oder Zerstreuung der durch den Wälzvorgang gebildeten Wärme unterstützt. Es soll die Reibung genügend herabsetzen, um jede Neigung der Walzen, Metall von der Oberfläche der Platte, des Blocks od. dgl. aufzunehmen, auf ein Minimum herabzusetzen, während gleichzeitig die
ίο Reibung nicht so weit verringert wird, daß der Walzvorgang nachteilig beeinflußt wird, und es soll schließlich frei von irgendeiner korrodierenden Wirkung auf das Metall sein.
Es sind verschiedene Schmiermittelmaterialien für den Zweck versucht worden, sie wiesen jedoch mehrere Fehler auf. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von neuen Schmiermittelzusammensetzungen zur Verwendung beim Kaltwalzen von Metall, die zu verbesserten Ergebnissen führen.
Gemäß der Erfindung ist ein Schmiermittel auf der Basis einer wässerigen Emulsion für das Kaltwalzen von Metallen vorgesehen, welches aus Λ
1. Wasser
2. einer Fettsäure
und
3. einem Polyalkylenglykol oder Polyalkylen
sowie gegebenenfalls aus
4. einem Emulgiermittel, einer organischen Base, einem Komplexbildungsmittel und Korrosions-
verhütungszusätzen
besteht.
Bei der Verwendung des Polyalkylenglykols ist darauf zu achten, daß keine Reaktion zwischen diesem und einer Fettsäure unter Bildung eines Esters erfolgt. Bevorzugte Polyalkylenglykole und Polyalkylene sind Polyäthylenglykole, Polyäthylen und Polypropylen. Polyäthylenglykole und Polyäthylen werden am meisten bevorzugt, und die Erfindung wird daher nachstehend mit Bezug auf diese Stoffe beschrieben. Die Bezugnahmen auf Polyäthylen und Polyäthylenglykole haben jedoch allgemein Gültigkeit für Polyalkylenglykole und Polyalkylene.
Von den vorgenannten grundsätzlichen Bestand- ( teilen der neuen Schmiermittel gemäß der Erfindung liefert der Fettsäurebestandteil, wie gefunden wurde, eine Grenzschmierung, während das Polyäthylenglykol oder Polyäthylen eine hydrodynamische Schmierung liefert. Andere Bestandteile können für besondere Zwecke vorhanden sein und sind im allgemeinen erwünscht; sie können z. B. ein Emulgiermittel, eine organische Base und/oder ein Metallionen-Komplexbildungsmittel umfassen.
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