DE1903455C

DE1903455C - Metallbearbeitungsflüssigkeiten

Info

Publication number: DE1903455C
Authority: DE
Inventors: Brunello Dr. San Donato Milanese; Ross Sergio del Dr. La Spezia; Ciuti (Italien)
Original assignee: SnamProgetti SpA
Current assignee: SnamProgetti SpA
Publication date: 1972-08-10

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf flüssige Zusammen- schäften der öle markanter sind, um die höchsten

Setzungen, die für die Bearbeitung von Metallen ver- Belastungen auszuhalten, die an den Kontaktstellen

■ wendet werden sollen und welche in der Lage sein auf dem Werkstück, mit dem Werkzeug auftreten

sollen, bei gleichzeitig guten Kühleigenschaften können. Der wesentliche Nachteil dieser Sp<;zialöle

höhere Belastungen während des Schneidens, Hohl- G ist jedoch, wie bereits erwähnt, daß ihre Kühlwirkung

bohrens, Fräsens, Ausdrehens und Räumens auszu- außerordentlich gering ist.

halten. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf Ziel der Erfindung ist es nun, eine Rezeptur für

nicht ölige Lösungen, die im allgemeinen nicht mit eine flüssige, mit Wasser mischbare Zusammen-

öl, aber mit Wasser mischbar sind. Setzung für die Metallbearbeitung anzugeben, die

Bekanntlich werden bei der Metallbearbeitung in io einerseits die guten Kühleigenschaften der Zusam-

Werkzeugmaschinen bisher. milchähnliche Emul- mensetzungen auf Wasserbasis aufweist und die

sionen von ölen in Wasser verwendet. Diese Emul- andererseits auf Grund der darin enthaltenen Salze,

sionen werden durch Zusatz von emulgierbaren Pro- wenn sie allein benutzt wird, bei dem Test mit dem

dukten, und zwar von natürlichen oder synthetischen Vierkugel-Apparat Schweiß- oder Freßbelastungen

Produkten zu den Mineralölen erhalten. Es ist be- 15 aufweist, die mindestens ebenso hoch liegen wie die-

kannt, daß die Stabilität und das Aussehen der Emul- jenigen, die mit üblichen Schneidölen erzielt werden

sion von der Art der Emulsion selbst abhängen; sind können, und die darüber hinaus mit Wasser in allen

nämlich die die Emulsion bildenden Partikeln groß, Verhältnissen verdünnt werden kann unter Bildung

so erscheint die Emulsion milchig, und bei abneh- von chemischen Lösungen, die höheren Belastungen

mender Größe der Partikeln werden diese Emul- ao standhalten als übliche ölemulsionen und übliche

sionen transparenter, bis durch geeignetes Einwirken chemische Schneidlösungen.

auf die Qualität und auf die Quantität der Emulgier- Es wurde nun gefunden, daß dieses Ziel durch

mittel Emulsionen mit dem Aussehen richtiger, völlig flüssige Zusammensetzungen erreicht wird, die aus

transparenter Lösungen erhalten werden. Diese Art Glykolen, Polyalkoholen, Polyglykolcn, Alkoholen

der Emulsionen wird im allgemeinen aus den söge- 95 _Und mit Wasser mischbaren Flüssigkeiten bestehen,

nannten löslichen ölen hergestellt. in denen Salze der Alkalimetalle und Erdalkali-

Diese öle werden bei den Vorgängen der Nach- metalle gelöst sind. Es handelt sich dabei um Hypobearbeitung in Anteilen verwendet, die im allge- sulfite, Borate, Perborate, Tetraborate und Molybmeinen zwischen 2 und 5 °/o liegen, allgemeiner bei date. Eine besonders vorteilhafte Zusammensetzung sämtlichen derjenigen Vorgänge, bei denen die in 30 besteht aus Ammoniummolybdat, Natriumhyposulfit, Bewegung befindlichen Werkstücke sichtbar sein Natriumtetraborat, wobei Natriuinnitrit und Namüssen. Diese emulgierbaren öle, und zwar sowohl triumacetat als Rostschutzmittel vorgesehen sind,
die milchigen Produkte als auch die sogenannten Der Wirkungsmechanismus dieser Flüssigkeiten ist löslichen öle, müssen neben den Emulgierungsmitteln einfach. Deren Wirkung wird durch den mit dem viele andere Additive aufweisen, von denen jedes eine 35 Vierkugel-Apparat ausgeführten Versuch geprüft, besondere Funktion hat, z. B. eine Rostscbutzwirkung. Dieser Wirkungsmechanismus muß hauptsächlich der Rostschutzadditive müssen vorhanden sein, um zu Bildung der Schwefelverbindung des Sulfidtyps (Reverhindern, daß die Werkstücke nach dem Bearbei- aktion der erfindungsgemäßen Produkte) zugeschrietungslauf und während die Maschine stillsteht an den _Den werden. Im folgenden werden beispielsweise von der Emulsion benetzten Stellen rosten. Entweder 40 graphische Darstellungen »Belastung über Verschleiß« die Emulsionen oder die Lösungen des Öles müssen wiedergegeben, die mit dem Vierkugel-Apparat nach daher für die Metalle eine Schutzfunktion über- dem Verfahren 6503 des Fed. Test Method STD nehmen. Außer den genannten öligen, im Handel Nr. 791 a unter Verwendung verschiedener Zusamerhältlichen Produkten werden auch echte Lösungen mensetzungtn erhalten wurden,
von Salzen in Wasser, die im allgemeinen als ehe- 45 Es werden Versuchsbeispiele nach der Erfindung mische Lösungen für den Schneidvorgang bekannt und Versuche an üblichen Zusammensetzungen dissind, angewendet. Diese Lösungen besitzen Rost- kutiert, um einen Vergleich der bekannten Schneidschutzeigenschaften auch bei sehr niedrigen Konzen- mittelzusammensetzungen mit denjenigen nach der trationen und enthalten verschiedenartige Salze. Sie Erfindung zu haben,
werden mit Wasser vermischt und im allgemeinen 50
für die Schneidvorgänge verwendet, für die die Zone

auf dem gerade bearbeiteten Werkstück vom Bedie- Versuch
nungspersonal kontinuierlich überwacht werden muß.

Diese Arten von Produkten werden in sämtlichen In Fig. 1 sind im Diagramm die E.P.-Eigenschafmechanischen und metallurgischen Industriezweigen 55 ten einer Emulsion mit 3%> eines üblichen emulgierin großem Umfang eingesetzt, da sie sowohl die baren Öles aufgetragen. Die kontinuierliche Linie im Kühl- wie die Rostschutzfunktionen während des unteren Teil des Diagramms zeigt die elastische De-Arbeitsganges zusammenfassen. Deren Antiver- formation bei einer statischen, von den Kugeln aufschleiß- und Antischweißwirkung in der Kontaktzone genommenen Belastung (Hertslinie). Im oberen Teil des Werkstückes und des Werkzeuges ist jedoch zu 60 _lst eine Linie auf Grund von kurzen Schlägen dargering, gestellt, die den Verschleiß wiedergibt, den die Ku-

Steht also eine besonders schwierige Bearbeitung, geln bei einer dynamischen Belastung (1500 Um-

wie beim tiefen Ausdrehen oder bei bestimmten drehungen pro Minute) bei jeweils Itninutiger Dauer

Bohrvorgängen an, so werden im allgemeinen Spe- unter verschiedenen Belastungen erleiden,

zialöle verwendet. Die Kühlkraft dieser öle, ver- 65 In dem in log-log-Skala erstellten Diagramm sind

glichen mit denen der Emulsionen und mit der der auf der Abszisse die aufgebrachte Belastung in kg

Lösungen, mag zwar niedriger sein, es ist jedoch sehr und auf der Ordinate die Kratzdurchmesser in mm

wichtig, daß die Antiverschleiß- und E.P.-Eigen- aufgetragen.

Bei der Maximalbelastung von 70 kg tritt ein Fressen nicht auf; der spezifische Druck bei Maximallast, bei dem ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 1650 kg/cm². Die Schweißlast beträgt 20 kg.

Die Erklärungen und Definitionen allgemeinen Charakters, die mit Bezug auf den Versuch 1 gegeben wurden, gelten auch für sämtliche graphische Darstellungen in den folgenden Versuchen und Beispielen.

IO

Versuch 2

Im Diagramm 2 sind die E.P.-Eigenschaften einer · chemischen Lösung mit 2°/o Wasser aufgetragen.

Die Maximaibelastung, bei der ein Fressen nicht »5 auftritt, liegt bei 60 kg; der spezifische Druck, bei dem ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 16110 kg/cm²; die Schweißlast beträgt 110 kg.

Versuch 3 ^ao

In Fig. 3 sind die E.P.-Eigenschaften eines löslichen Öls mit einem Anteil von 2 Gewichtsprozent in Wasser aufgetragen.

Die Maximalbelastung, unter der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 60 kg; der spezifische Druck bei einer Maximallast, bei der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 17 690 kg/cm². Die Schweißbelastung liegt bei 120 kg.

3_o

Versuch 4

In F i g. 4 sind die Eigenschaften eines Schneidöls vom Schwefclchloridtyp aufgetragen. Die maximale Last, bei der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 55 kg; der spezifische Druck, bei Maximalbelastung, unter der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 17 870 kg/cm²; die Schweißlast liegt bei 720 kg.

In den nun folgenden Beispielen werden die mit den erfindungsgemäßen Metallbearbeitungsflüssigkeiten erzielten Ergebnisse dargestellt.

Beispiel 1

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F i g. 5 zeigt die E.P.-Eigenschaften einer Lösung aus-5°/o Borax, 5% Natriumhyposulfit und 1% Natriumnitrit in Äthylenglykol.

Die Maximalbelastung, unter der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 30 kg. Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 10 200 kg/cm². Ein Verschweißen tritt nicht ein.

Beispiel 2

SS

F i g. 6 gibt die E.P.-Eigenschaften einer Lösung

von 5°/o Ammoniummolybdat, 5"/o Natriumhyposulfit, 5¹Vo Borax und 1 %> Natriumnitrit in Äthylenglykol wieder. Die Maximalbelastung, unter der ein Fressen nicht eintritt, liegt bei 60 kg; der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, unter der ein Fressen nicht eintritt, beträgt 19 500 kg/cm-; die Verschweißungslast beträgt 720 kg.

In F i g. 7 sind die E.P.-Eigenschaften des Äthylenglykols aufgetragen. Die Maximallast, unter der ein Fressen nicht eintritt, liegt bei 30 kg; der spezifische Druck bei einer maximalen Belastung, unter der ein Fressen nicht eintritt, liegt bei 14 320 kg/cm²; die Verschweißungslast beträgt 120 kg.

Beispiel 3

In Fig. 8 sind die E.P.-Eigenschaften einer Lösung aus 5 °/o Ammoniummolybdat in Äthytenglykol aufgetragen. Die Maximalbelastung, unter der einFressen nicht eintritt, liegt bei 40 kg. Die Maximalbelastung, bei der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei einem spezifischen Druck von 16050kg/cm². Die. Verschweißungslast liegt bei 280 kg.

Beispiel 4

In Fig. 9 sind die E.P.-Eigenschaften einer Lösung aus 5% Borax und l°/o Natriumnitrit in Äthylenglykol aufgetragen. Die Maximalbelastung, unter der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 30 kg; der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der ein Fressen nicht auftritt, beträgt 7700 kg/cm-, die Verschweißungslast beträgt 300 kg.

Beispiel 5

In Fig. 10 sind die E.P.-Eigenschaften einer Lösung aus 5«/ο Borax in Äthylenglykol aufgetragen. Die Maximallast, bei der ein Fressen nicht auftritt, beträgt 30 kg; der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 8140 kg/cm²; die Verschweißungslast beträgt 300 kg.

Beispiel 6

In F i g. 11 sind die E.P.-Eigenschaften einer Lösung aus 5°/o Natriumsulfit in Äthylenglykol aufgetragen. Die Maximalbelastung, unter der ein Fressen nicht auftritt, liegt bei 40 kg; der spezifische Druck bei einer Maximallast, unter der ein Fressen nicht auftritt, beträgt 10 270 kg/cm-; die Verschweißungslast liegt bei 500 kg.

Beispiel 7

In Fig. 12 sind die E.P.-Eigenschaften einer Lösung mit 2,5 Gewichtsprozent Ammoniummolybdat, 2,5 Gewichtsprozent Natriumhyposulfit, 2,5 Gewichtsprozent Borax, 0,5 Gewichtsprozent Natriumnitrit, 42 Gewichtsprozent Äthylenglykol und 50 Gewichtsprozent Wasser aufgetragen. Der Verschleiß ist sehr begrenzt, die Verschweißungslast liegt bei 450 kg.

Beispiel 8

In Fig. 13 sind die E.P.-Eigenschaften einer Lösung aus 1,25 Gewichtsprozent Ammoniummolybdat, 1,25 Gewichtsprozent Natriumhyposulfit, 1,25 Gewichtsprozent Äthylenglykol und 75 Gewichtsprozent Wasser aufgetragen. Der Verschleiß ist noch ausreichend begrenzt, die Schweißbelaslung liegt bei 400 kg.

Die Diagramme S und 6 geben typische Kurven für das Optimum wieder, das mit den neuen, erfindungsgemäßen Flüssigkeiten erreichbar ist, während die Diagramme 7, 8, 9, 10 und Il das Verhalten einzelner Komponenten wiedergeben.

Die Diagramme 12 und 13 zeigen das Verhalten

Claims

de: trriinounusiismstiisr. Flüssigkeiten, wem diese mn monminsalze ee}ösi sind, dadurch ge kenn-

f-r verdünn! sind. ζ eic hu ei. daß in den Metallbearbemmss-

fiü5.si£kenen alf Alkalimeiallsalz-e. Brdalkäl»- metafkalze imd oder Ammoniuinsalzf Molybdaie,

besiehsnd au^ : H}7»osulfiie, Borale. Aceiaic, Perborate. Tetra-

Polv'ghtoitm. All;c>holeE unc au^ mi: borait und gegebenenfalls Nstriunmirrn je^rals

V» 'asser misdahnrer; FjüsüiEktäisn. ie aeneE Alkali- ir. einem Anieil von 0_5 bis zu 10 Gewnchtspro-

zt. ETdalkalrrneialisaiZt und ode: Am- zeni enthalten sind.

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