DE1914193A1 - Verfahren zur Verformung von Metalloberflaechen mit nachfolgender Reinigung - Google Patents

Verfahren zur Verformung von Metalloberflaechen mit nachfolgender Reinigung

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DE1914193A1 DE19691914193 DE1914193A DE1914193A1 DE 1914193 A1 DE1914193 A1 DE 1914193A1 DE 19691914193 DE19691914193 DE 19691914193 DE 1914193 A DE1914193 A DE 1914193A DE 1914193 A1 DE1914193 A1 DE 1914193A1
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Description

PatentabiaUung
Dr. Ar/ku
14. März 19β9
Patentanmeldung
D3839
"Verfahren zur Verformung von Metalloberflächen mit nachfolgender Reinigung"
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur spanlosen und spanabhebenden Bearbeitung von Metalloberflächen unter Verwendung von Schleif- und Verformungsölen auf Mineralölbasis, denen spezielle Emulgatoren zugesetzt sind, und nachfolgender Reinigung mit wäßrigen Lösungen unter Emulgierung bzw. Solubilisierung der Mineralöle.
Bei der spanlosen und spanabhebenden Bearbeitung von Metalloberflächen werden vielfach Schleif- und Verformungsöle auf Mineralölbasis verwendet. Bei der Reinigung der mit diesen mineralölhaltigen Schleif- und Verformungsölen behafteten Teilen unter Verwendung wäßriger Lösungen ist zwar eine schnelle Ablösung der Mineralöle möglich, aber diese werden im allgemeinen in die Reinigungslösung nicht einemulgiert sondern scheiden sich an der Oberfläche ab und führen zu Rückbefettungen beim Austauchen der V/are. Diese Schwierigkeiten treten vo allen Dingen dann auf, vrenn die leichter flüchtigen Bestandteile des Mineralöls abdestillieren. Die schwerer flüchtigen Bestandteile sind dann wegen ihres niedrigen Erstarrungspunktes bei der Spülung praktisch nicht mehr von der Oberfläche des Werkstückes zu entfernen.
-2—
0098A1 /175^
19H193
Henkel & Cie GmbH Seite 2 zur Palentanmeldung D
Es wurde nun gefunden, daß man diesem Mangel bei Anwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens zur spanlosen und spanabhebenden Behandlung von Metalloberflächen mit Sohleif- oder Verformungsölen auf Mineralölbasis, wobei gleichzeitig oder anschließend eine Verformung und danach eine Reinigung mit wäßrigen Lösungen erfolgt, weitgehend vermeiden kann.
Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen mit Schleif- oder Verformungsölen, die öllösliche nichtionogene Emulgatoren der Typen
a) Anlagerungsprodukte von 2-5 Mol Äthylenoxid an Fettsäuren, Fettaminen oder Fettalkoholen mit jeweils 12-18 Kohlenstoffatomen
b) Anlagerungsprodukte von 5-6 Mol Äthylenoxid an D ode cy lphe no I
c) Fettsauresorbitanester mit einem Molverhältnis Fettsäure ': Sorbit 1,5 - 3 : 1
einzeln oder im Gemisch enthalten, behandelt, die Metalloberfläche in an sich bekannter Weise der gewünschten Verformung unterwirft und danach mit einer Reinigungsmittellösung, welche einen Emulgator gleichen Typs wie das Schleif-, oder Verfor- · mungsöl'in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew.'-% sowie ein aninnenaktives Netzmittel in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew.-^ enthält; nachbehandelt. .- . ■
Der Äthoxylierungsgrad der verwendeten Fettsäuren, Fe & (,alkohole und Fettamine sowie des Dodecylphenols muß somit in engen Grenzen liegen. Die Angabe 2-5 bzw. 5 - δ Mol Äthylenoxid stellt den statistischen Durchschnittswert der angelagerten Äthylenoxidgruppe dar.
-3-0 09841/1754 ;
19U193
Henkel & CIG GmbH Seit· jj zur Patentanmeldung D
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn als öllöslicher -. Emulgator das Anlagerungsprodukt von 2 Mol Äthylenoxid an j Oleylalkohol verwendet wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird dem Schleif- und Verformungsöl und der Reinigungsmittellösung der gleiche öllösliche nichtionogene Emulgator zugesetzt. *
Die vorgenannten öllöslichen nichtionogenen Emulgatoren werden den Schleif- und Verformungsölen auf Mineralölbasis in Mengen von 5-25 Gew.-Jä zugesetzt» Die Einarbeitung bereitet im allgemeinen keine Schwierigkeiten.
Die spanlose oder spanabhebende Bearbeitung der Metalloberflächen unter Verwendung der oben beschriebenen Schleifund Verformungsöle erfolgt in an sich bekannter V.'eise.
Nach der Verformung erfolgt die Behandlung mit einer wäßrigen Reinigungsmittellösung. Diese enthält Emulgatoren des oben beschriebenen Typs sowie ferner oberflächenaktive anionenaktive Netzmittel wie Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfonate, Olefinsulfonate, Fettsäuremethyltauride. Dabei kommen insbesondere solche Verbindungen in Betracht, deren Alkylketten gradkettig oder verzweigt sind und 12 - l8 Kohlenstoffatome enthalten.
Die Reinigungsmittellösungen enthalten die nichtionogenen öllöslichen Emulgatoren in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew. -/& und die anionenaktiven Hetzmittel in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew.-^.
-4-98-4 1/1754
19U193
Henkel & CIe GmbH Seile 4 zur PaJentonmelduns D ^03
Es können auch höhere Konzentrationen verwendet werden, doch ist hierdurch keine weitere Verbesserung des technischen Effektes zu erzielen. Bei den Konzentrationsangaben handelt es sich um Anwendungskonzentrationen. ,
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Reinigungsmittellösung das Verhältnis von anionaktive.m Netzmittel zu dem nichtionogenen Emulgator im Bereich von 4 : Ibis 1:3 liegt. .
Die Reinigungsmittellösungen können alkalisch neutral oder sauer eingestellt sein und die üblichen anorganischen und organischen Bestandteile enthalten. Als anorganische Bestandteile kommen beispielsweise Alkalihydroxide, Alkalicarbonate, Alkaliphosphate, Alkalipolymerphosphate, Alkalisilikate und Aikaliborate in Betracht. Weiterhin können die Reinigungsmittellösungen bekannte Komplexbildner wie Glukonate, Polyaminopolycarbonsäuren, Hydroxyalkan-1,1-diphosphonsäuren und Aminotrimethylenphosphonsäure . enthalten. Ebenfalls kommen korrosionsverhindernde Mittel wie niedere Alkylamine und Alkanolamine sowie Natriumnitrit in Betracht. In manchen Fällen erfolgt auch ein Zusatz von Füllstoffen wie Natriumsulfat oder Natriumchlorid. Bei sauren Reinigungsmitteln werden die üblichen Mineralsäuren wie Salzsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure verwendet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die mit Schleifund Verformungsölen auf Mineralölbasis behandelten und verformten Metalloberflächen schnell und einwandfrei gereinigt und die abgelösten Mineralöle stabil emulgiert bzw. klar gelöst (Solubilisierung). Es tritt keine Abscheidung von Mineralölen auf der Oberfläche auf und es erfolgt keine Rückbefettung der behandelten Metallteile, so daß die damit verbundenen Schwierigkeiten entfallen.
-5-009841/1754
Henkel & CIe GmbH Seite 5 lur Patentanmeldung D
Bei allen Mengenangaben in den nachstehenden Beispielen handelt es sieh, soweit nichts anderes angegeben, um Gew.-^.
Beispiel 1
Aluminiumprofile wurden unter Verwendung eines Mineralöles, dem 10 % eines AnI age rungs produkt es von 2 Mol Äthylenoxid an Oleylalkohol als öllöslicher nichtionogener Emulgator zugesetzt waren, an Band geschliffen. Die so behandelten Aluminiumprofile wurden anschließend mit einer wäßrigen Lösung gereinigt, die 3 % Natriumtetraborat · 10 HpO, 2 % Tetranatriumpyrophosphat, 0,15 % Dodecylbenzolsulfonat und 0,15 io eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid an Oleylalkohol enthielt. Die Teile wurden 2 Minuten bei 700C behandelt.
Die Reinigungswirkung war einwandfrei und die abgelösten Mineralöle stabil emulgiert. Selbst.bei einer Anreicherung von 35 g/l Mineralöl in der Reinigungslösung trat noch keine Abscheidung von Mineralöl auf.
Beispiel 2
Zahnräder waren unter Verwendung von Altöl, dem 5 % eines Anlagerungsproduktes von 2 Mol Ä'thylenoxid an Oleylamin zugesetzt waren, spanabhebend bearbeitet worden. Diese Teile wurden anschließend in einer wäßrigen Reinigungslösung, die J5 %■ Natriumsesquisilikat, 0,2 % Fettalkoholsulfat (Kohlenstoffkettenlänge C 12 - C l8) und 0,15 % eines Anlagerungsproduktes von 4 Mol Äthylenoxid an Pettalkohol (Kohlenstoffkettenlänge C 12 - C l8) enthielt, behandelt. Bei 650C wurden in 3 Minuten eine einwandfreie Reinigung erzlalt und das abgelöste öl stabil emulgiert.
-6-
19U193
Henkel & Cie GmbH Seit« 6 zur Patentanmeldung D Beispiel 3
Verschiedene Stahlteile, die unter Verwendung von Mineralöl, dem 20 % eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid an Dodecy!phenol zugesetzt warerij kalt verformt waren, wurden mit einer wäßrigen Reinigungslösung, die 10 % Schwefelsäure und 0,5 % Alkylsulfonat (Kohlenstoffkettenlänge C 12 - C l8) sowie 0,1 °/o eines Anlagerungsproduktes von 4 Mol Äthylenoxid an Stearylalkohol enthielt, behandelt. Die Teile die anschließend verzinkt wurden, waren bei 60°C in 5 Minuten gereinigt und entfettet. Das abgelöste Mineralöl war homogen und stabil emulgiert, so daß keine Rückbefettung eintreten konnte.
Beispiel 4
Spanlos und spanabhebend bearbeitete Maschinenteile, die unter'Verwendung von Mineralöl mit"einem Zusatz von 20 % eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid an Oleylalkohol verformt waren, wurden anschließend in einer wäßrigen Lösung gereinigt, die 0,1 % Natriumnitrit, 0,5 % Dodecylbenzolsulfonat und 0,2 % eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid an Gleylalkohol enthielt. Die Teile wurden bei 700C 2 - J5 Minuten behandelt. Die Reinigung war einwandfrei und es trat keine Rückbefettung ein, da das abgelöste Mineralöl stabil emulgiert war.
Beispiel 5 .
In der nachstehend beschriebenen Weise wurde eine :gröfiere Anzahl nichtionogener ollöslicher Emulgatoren auf ihre Wirksamkeit zur stabilen Emulgierung bzw. Solubilisierung von Mineralöl in wäßrigen Reinigungslösungen untersucht:
In einer Fettsäurebürette'wurden Jeweils bei einer Temperatur von 700C 300 ml einer .Läsung, die 3 % Borax · IQ H^O ,und
19U193
Henkel & Cie GmbH
Seil· Ί zur Patentanmeldung D
2 % Tetranatriumpyrophosphat "enthielt, eingefüllt. Dieser Lösung wurden 0,125 % Dodecylbenzolsulfonat und 0,15 ^ des zu überprüfenden nichtionogenen öllösliehen Emulgators zugefügt. Danach wurden der Reinigungsmittellösung ein Gemisch aus 1,5 g reinem Paraffinöl mit steigenden Mengen des gleichen nichtionogenen öllöslichen Emulgators, wie in der bereits vorhandenen Lösung, zugesetzt. Die so erhaltene Mischung wurde durch Kippen der Fettsäurebüretten um l8o° umgeschüttelt und anschließend die Fettsäurebüretten bei 70,0C in Thermostaten aufbewahrt. Als stabile Emulsionen wurden solche angesehen, die selbst nach 2 Stunden keine ölhaltige Phase an der Oberfläche abgeschieden hatten.
D.ie Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. In der linken Spalte ist der Typ des Emulgators angegeben. Soweit es sich um A'thylenoxidanlagerungsprodukte handelt, ist jeweils die Zahl der angelagerten Mole Äthylenoxid (A-O) im einzelnen angegeben. In der rechten Spalte geben die Zahlenwerte den Zusatz des Emulgators in Gew.-^ an, sofern eine Emulgierung bzw. Solubilisierung (klare Lösung) erhalten wurde.
Aus der Tabelle ist die Überlegenheit der bei dem erfindungs- ^emäßen Verfahren verwendeten Emulgatoren gegenüber sehr ähnlichen anderen nichtionogenen Emulgatoren klar ersichtlich. ·
-8-
00 9841/175
Henkel & CIe GmbH
19U193
S«»e
8 xur Patentanmeldung D
Tabelle
Emulgator
zugesetzte Menge bis zur Emulgierung bzw. Solubilisierung
Oleylalkohol · 2 ÄO Oleylalkohol · 5 ÄO Oleylalkohol .10 ÄO Oleylamin · 2 ÄO Oleylamin · 8 ÄO C12- C18- Fettalkohol C*,p- C,ο- Fettalkohol ölsäure . 2 ÄO ölsäure . 5 ÄO ölsäure . 10 ÄO Dodecylphenol . 4 ÄO Dodecylphenol . 5 ÄO Dodecylphenol . 6 ÄO Dodecylphenol . 8 ÄO Nonylphenol . 4 ÄO Nonylphenol . 5 ÄO Nonylphenol . 7 ÄO
ölsäuresorbitanester (1,5 Hol Ölsäure/Sorbit)
ölsäuresorbitanester (5 Mol Ölsäure/Sorbit) 10 % (20 % voll solubilisiert) 20 % OO % voll solubilisiert) keine Emulgierung
5#
keine Emulgierung ÄO 10 % (20 % voll solubilisiert) 4.ÄO 20 % (^O % voll solubilisiert)
Io % (50 % voll solubilisiert)
5o %
keine Emulgierung
keine Emulgierung
20 %
50 % (50 % voll solubilisiert)
keine Emulgierung
keine Emulgierung
keine Emulgierung
keine Emulgierung
10 %
10 %
009841/1754

Claims (4)

19U193
Henkel & CIe GmbH Seife 9 ·»" Patentanmeldung D
Patentansprüche
Π..).Verfahren zur spanlosen und spanabhebenden Bearbeitung von Metalloberflächen durch Behandlung mit Schleif- und Verformungsölen auf Mineralölbasis unter gleichzeitiger oder anschließender Verformung und nachfolgender Reinigung mit wäßrigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen mit Schleif- und Verformungsölen, die Öllösliche nichtionogene Emulgatoren der Typen
a) Anlagerungsprodükte von 2-5 Mol Ethylenoxid an Fettsäuren, Fettaminen oder Fettalkoholen mit jeweils 12 - l8 Kohlenstoffatomen
b) Anlagerungsprodükte von 5-6 Mol Äthylenoxid an Dodecy!phenol
e) Fettsäuresorbitanester mit einen! Molverhältnis Fettsäure : Sorbit 1,5 - 3\ t ί
einzeln oder im Gemisch enthalten/ behandelt, die Metall-, oberfläche in an sich bekannter Weise der gewünschten Ver^ formung unterwirft und danach mit einer Reinigungsmittellösung, welche einen Emulgator gleichen Typs wie das Schleif- oder Verformungsöl in Mengen von 0,05 - 0,5 Gew«-$ sowie ein anionenaktives fietzmittel in Mengen von Ö,Ö5 - 0,5 Gew.-^ enthält, nachbehandelt.
19U133
Henkel & GIe GrrifoH Seite 10 zur l>oter<!anmelduh§ Ö 3839
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzelöhnet* daß ' man die Metalloberflächen mit Schleif- und Verformuhgsöleri sowie einer ReinigungsmittellÖsungi die den gleichen öllösliöhen nicht ionogerien Emulgator enthält j behandelt.»
';5· Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2> dadurch gelcehnzeiöftnet, daß man die Metalloberflächen mit Sehieif- und Verförniuhgs· ölen, die als öllösliöhen nichtionogenen Emulgator Sin Anlagerungsprodukt von 2 Mol Ethylenoxid an OleylaHeohol enthält, behandelt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet t daß man die Metalloberflachen mit einer; Reinigungsmitte1-. lösung; die äniönehaktive Netzmittel zu nichtiönogenem Emulgator im üew*-Verhältnis 4 : 1 bis 1 : 3 enthält, behandelt*
Henkel & Sie* GrnbM
(Dr. Haas) (ßr* Arrl&ldi
DE1914193A 1969-03-20 1969-03-20 Verfahren zur Verformung von Metalloberflächen mit nachfolgender Reinigung Expired DE1914193C3 (de)

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