DE1903455A1 - Fluessige Zusammensetzungen zum Schneiden von Metallen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf flüssige Zusammensetzungen, die bei der Bearbeitung von Metallen verwendet werden sollen und welche in der lage sein sollen, höhere Belastungen während des Schneidens;. Hohlbohrens, Fräaens, Ausdrehens und Räumens auszuhalten. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf nicht-ölige lösungen, die im allgemeinen mit Öl nioht-»dann aber mit Wasser mischbar sind.

Bekanntlich werden bei der Metallbearbeitung auf Werkzeugmaschinen milchähnliche Emulsionen von ölen in Wasβer verwendet.

Diese Emulsionen werden erhalten, wenn emulglerbare Produkte, und zwar natürliche oder synthetische, den Mineralölen zugesetzt vrerden. Es ist bekannt, daß Stabilität und Aussehen der Emulsion von der Art der Emulsionen selbst abhängen; sind nämlich die diese bildenden Partikel groß, so erscheint die Emulsion milchig und bei abnehmender Größe der Partikel werden diese Emulsionen transparenter, bis durch geeignetes Einwirken auf die Qualität und auf die Quantität der Emulgierungsmittel Emulsionen mit dem Aussehen richtiger Lösungen, die nämlioh völlig

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transparent sind, erhalten werden* .

Diese Art der Emulsionen wird im allgemeinen aus den sogenannten löslichen Ölen erzeugt. .

Diese öle werden in Anteilen verwendet, die~ im allgemeinen zwischen 2 und 5 $ bei den Vorgängen der Nachbearbeitung liegen* allgemeiner bei sämtlichen derjenigen Vorgänge, wo die in Bewegung befindlichen Werkstücke sichtbar sein müssen.

Diese emulgierbaren Öle, und zwar sowohl die milchigen Produkte wie die sogenannten löslichen Öle, müssen neben den Emulgie-" rungsmitteln viele andere Additive aufweisen, von denen jedes eine besondere Punktion - z.B. Rostschutzadditive - aufweist, wobei diese vorhanden sein müssen, um zu verhindern, daß die Werkstücke nach dem Bearbeitungslauf und während die Maschine stillsteht, an den von der Emulsion benetzten Stellen rosten.,

Entweder die Emulsionen oder die Lösungen des Öls müssen daher für die Metalle eine Schubζfunktion: aufweisen. Außer den genannten öligen, auf dem Markt erhältlichen Produkten sind auch richtige Lösungen von/Salzen in Wasser, die im allgemeinen als chemisohe Lösungen.für den Sohneidvorgang bekannt sind, in der Anwendung.

Diese Lösungen besitzen Rostschutzeigensohaften auch beisehr : niedrigen Konzentrationen und enthalten Salze verschiedenartigster Art, sie werden mit Wasser vermischt und im allgemeinen für die Schneidvorgähge verwendet, für die die Zone auf dem gerade bearbeiteten Werkstück vom Bedienungspersonal kontinuierlich überwacht werden muß. ; =

Diese Arten von·Produkten werden· in sämtlichen mechanischen und metallurgischen Industriezweigeh in großem Umfang einge- ^¥ setzt, da sie sowohl die Kühl- wie die Rostschutzfunktionen -

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während des Arbeitsganges ziisamiirenfaBsen, deren AntiverschlelB-unä Antischweißwirkung "(Antlfreßeigenscliaft) in der Kontaktsone des WerfcsttteireB und des Werkzeuges ist jedoch zu söhwäch.

Stellt also eine besonders schwierige Bearbeitung wie beim tiefen Ausdrehen oder bei bestimmten Bohrvdrgängen an, so werden iiö allgemeinen Speziälöle verendet. Die Ktthlkraft dieser öle^fverglichen mit denender Emulsionen und mit der der Lösungen mag zwar niedriger sein, es ist jedoch' sehr wichtig» daß die Antiverechleiß -und E*P,-Eigenschaften der Öle markÄnter sind» um die höchsten Belastungen äuszuhalten, die an den Kontaktstellen auf dem Werkstück mit dem Werkzeug auftreten können. ^;

Erfindungsgemäß soll nun eine Reseptur einer i'ltiHsigen, mit Wasser-mischbaren Zusammensetaufiig für öle Metallbearbeitung ■ gefunden werden, die einerseits die guten Kühleigenschaften der Zusammenßetzung auf Waaserbasis für die darin enthaltenen Salze beibehalten soll undj wenn sie allein benutzt wird, mit dem Vierkugel-Apparat Schweiß- oder I'reßbelastungen erreichen soll, die genauso hoch liegen wie die, die mit in Wasser in sämtlichen Verhältnissen verdünnten Schneidö'len erhalten werden, um so chemische Lösungen au erhalten, die höhere Belastungen auezuhalten in der Lage sind, vor allem Belastungen, die höher sind als die von den ölemuleioiien und den üblichen chemischen Sehneidlösungen ertragenen, , .

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß flüssige Zueiminensetzungen hergestellt werden können, die bestentehen auet (Hycölen, Polyalkoholen, Polyglycolen, Alkoholen uud mit Wasser mieohbaren Flüssigkeiten, in dtnen Salae der Alkalimetalle und Erdalkalimetalle der Art gelöst sind, dit· Hyposulfite, Borate, Perborate, Tetraborate mit SIaEen des Molybdäns, und Molybdat,

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-; 4 - ■■' ^:

Eine besondere vorteilhafte Zusammensetzung besteht aus Ammoniummolybdat, Natriumhyposulfit, Natriumtetraborat, wobei Natriumnitrit und Natriumacetat als Rostschutzmittel vorgesehen werden«

Der Wirkungsmechanismus dieser Flüssigkeiten ist auereichend einfach und es ist notwendig, deren Wirkung durch den mit dem - Vierkugel-Apparat ausgeführten Versuch zu prüfen«

Dieser Wirkungsmechanismus kann hauptsächlich der Bildung der Schwefelverbindung des Sulfidtyps für die Reaktion der Produk- ^ te nach der Erfindung zugeschrieben werden. Im folgenden wer-™ den beispielsweise graphische Darstellungen "Belastung über Verschleiß" wiedergegeben, die mit dem Tferkugel-Apparat nach dem Verfahren 6503 des Fed. Test Method STD Hr. 791a unter Verwendung verschiedener Zusammensetzungen erhalten wurden.

Es werden Versuchsbeispiele nach der Erfindung und Versuche an üblichen Zusammensetzungen diskutiert werden, um einen Vergleich der bekannten Schneidmittelzusammensetzungen mit denen nach der Erfindung herbeizuführen,

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu begrenzen.

BEISPIEL 1

In Figur 1 sind im Diagramm die E.P.-Eigenschaften einer Emulsion mit 3 $> eines üblichen emulgierbaren Öles aufgetragen. Die kontinuierliche !Linie im unteren Teil des Diagramms zeigt die elastische Deformation bei einer statischen, von den Kugeln aufgenommenen Belaetung (Hertslinie). Im oberen Teil ist eine Mnie aufgrund von kurzen Schlägen dargestellt, die den Verschleiß wiedergibt, den die Kugeln bei einer dyna-

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mischen Belastung (1500 Umdrehungen pro Minute) hei jeweils ein-mintttiger Dauer bei verschiedenen Belastungen erleiden*

Indem in log-log-Skala erstellten Diagramm sind auf der Abszisse die aufgebrachte Belastung in kg und auf des Ordinate die Xratzdurchmesser in mm aufgetragen»

Bei der Maximalbelastung von 70 kg tritt ein Tressen nicht aufι der spezifische Druck bei Maximallast, bei dem ein Tressen nicht auftritt, liegt bei 1650 kg/cm². Dl® Schweißlast beträgt 20 kg.

Die Erklärungen und Definitionen allgemeinen Charakters, die mit Bezug auf Beispiel 1 gegeben wurden, gelten auch für sämtliche graphische Darstellungen in den übrigen Beispielen·

BEISPIEL 2

Im Diagramm 2 sind die EP-Eigenschaften einer chemischen lösung mit 2 i> Wasser aufgetragen.

Die Maximalbelastung,, bei der Fressen nicht auftritt, liegt bei 60 kg; der spezifische Druck, bei dem ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 16.110 kg/cm²$ die SchweiBlast beträgt 110kg.

BEISPIEL· 3

In Figur 3 sind die EP-Eigenschaften eines löslichen Öle mit einem Anteil von 2 ßew# in Wasser aufgetragen.

Die Maximalbelastung, unter der Fressen nioht auftritt» liegt bei 60 kgι der spezifische Druck bei einer Maximallast _t bei der Fressen nicht auftritt, liegt bei 17.690 kg/cm und dit SohweiB-

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"belastung bei 120 kg.

BEISPIEL 4

In Figur 4 sind die Eigenschaften eines Schneidöls vom BchwefelchloEidtyp aufgetragen« Die maximale Xast₉ bei der Fressen nicht auftritt, liegt bei 55 kg» Der spezifische Druck, bei Masimalbelastmig, unter der Fressen nicht auftritt, liegt bei 17.870 kg/cm². Die Sehweißlast liegt bei 720 kg. ' -

BEISPIEL 5

Figur 5 zeigt die ISP-Eigenschaften einer Lösung aus 5 % Borax> 5 $ Natriumhyposulfit und 1 ^c/o Hatriumni-trit in Äthylenglycol.

Die liaxiinalbelastimg, unter der Pressen nicht auftritt_f liegt bei 30 leg. Der spezifische Druck bei einer Maximalbelaetiaagj bei der Fressen nicht auftritt, liegt bei 10.200 kg/cm²« Bin Verschweißen tritt nicht ein.

BEISPIEL 6

Pigur 6 gibt die EP-Eigenschaften einer Lösung von 5 i> Ansmo« W niummolybdat, 5 $> Hatriumhyposulfid, 5 $> Borax und 1 $ Natrium· hydrid in Ithylenglycol wieder» Die Haximalbelastungj unter der Fressen nicht eintritt, liegt bei 60 kg» Der speaifisohe Druck bei einer Maximalbelastung j unter der Fressen nicht eintritt j beträgt 19.500 kg/cm , Die Verschweißungslast beträgt 720 kg, .

BEISPIEL 7 - .

In Figur 7 sind die 33P-Eigeneohaften des Ithylenglyools tragen.

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Die Maximallast_} tinter der Pressen nioht eintritt, liegt bei 50 kg« Der spezifische Druck "bei einer maximalen Belastung, unter der Fressen nicht eintritt, liegt bei 14.320 kg/cm ♦ Die Terschweißungalast ist gleich 120 kg,

BEISPIEL 8

In Figur 8 ; sind die BP-Eigenschaften einer Lösung aus 5 # Ammoniummolybdat in Ithylenglycol aufgetragen» Die Maximalbelastung, unter der Fressen nicht eintritt, liegt bei 40 kg. Der spezifische Druck bei einer Maximallast» bei der Fressen nicht auftritt, liegt bei, 16.050 kg/cm . Die Verschweißungelast liegt bei 280 kg.

BEISPIEL 9

In Figur 9 sind die EP-Eigensehaften einer Lösung aus 5 # Borax und 1 $> Hatriumnitrit in Äthylenglycol aufgetragen t Die Maximallaet, unter der Fressen nicht auftritt, liegt bei 30 kg.

Der spezifische Druck bei einer Maximallast, bei der Fres-

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sen nicht, auftritt, liegt bei 7700 kg/cm , die Verßchweißungslast bei 300 kg.

BEISPIEL 10

In Figur 10 sind die EP-Eigenschaften einer Lösung aus 5 $ Borax in Athylenglycol aufgetragen« Die Maximallast, bei der Fressen nicht auftritt, ist 30 kg. Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der Fessen nicht auftritt, liegt bei 8.H0 kg/cm . Die Verachweißungslaet beträgt 300 kg.

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BEISPIEL.11 * .

Ia Figur 11 sind die EP-Eigenschaften einer Lösung aus 5 $ Hatriuineuifit in Äthylenglyool aufgetragen. Die MaximaTbelaetung, unter der Fressen-nicht auftritt, liegt bei 40 kg. Der spezifische Druck bei einer Maximallast, unter der Fressen nicht auftritt, beträgt 10*270 kg/oni . Die Ver~ sehweißungslast liegt bei 500 kg.

BEISPIEL· 12

In Figur 12 sind die EP-Eigenschaften einer Lösung mit 2,5 Ammoniummolybdat, 2,5 Gew# Natriumhyposulfit, 2,5 ßew# Borax» 0,5 ßew# Natriumnitrit, 42 Gew# Ithylenglycol und 50 Öew^ Wasser aufgetragen«

Per Verschleiß ist sehr begrenzt, die Versehweißungslast liegt bei 450 kg.

BEISPIEL 13

In Figur 13 sind die EP-Eigenschaften einer Lösung aus 1,25 öew# Ammoniummolybdat, 1,2? Gew^ latriumhyposulfid, 1,25 Äthylenglyoöl und 75 G-ew^ Wasser aufgetragen.

Der Verechleiß ist noch ausreichend begrenzt, die Sehweißbelastung liegt bei 400 kg» ,

Die Diagramme 5 und 6 geben typische Kurven für das Optimum wieder» das mit neuen, erfindungsgemäß hergestellten Flüssigkeiten erreichbar ist, während die Diagramme 7-Θ-9-1Ο-11 das Verhalten einzelner Komponenton wiedergeben*

Die Diagramme 12 und 13 geben einen Anhalt für das Verhalten

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der trfindun«igtaäe*n ntifilgktittn, vtna Al«·· mit Vaaitr

verdünnt »Ind.

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Claims (1)

1. Gase 240

   PATENTANSPRÜCHE

   "!flüssige Zusammensetzungen sum Schneiden von Metallen, gekennzeichnet durch ölyools, Polyglycol«, Alkohol* unA is Vase er mischbaren Flüssigkeiten, in denen Aücaliaetallial ze, Erdalkalimetallsalae und/oder Aramoniurasalae bestehend au· Molybdaten, insbesondere Ammoniuinmolybdat» Hyposulfite, Boraten, Acetaten, insbesondere des Natriums, jeweils in einem Anteil zwischen 0,5 bis zu 10 Gaw^ gelöst sind·

   2«) Flüssige Ztisammensetzungen zum Schneiden von Metallen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zusammensetzungen mit Wasser bis au einem Verhältnis von 113 verdünnbar sind.

   3») flüssige Zusammensetzungen zum Schneiden von Metallen nach den vorhergehenden Ansprüchen« im wesentlichen trie beschrieben und in den Beispielen dargestellt«

   "-."--. X-3T-X-X-I

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   BAD ORIGINAL