DE1944632A1

DE1944632A1 - Schmiermittel-Konzentrat fuer die spanlose Verformung von Metallen

Info

Publication number: DE1944632A1
Application number: DE19691944632
Authority: DE
Inventors: Moeller Geb Dinstl
Original assignee: TRU CHEMIE CHEM FAB HANS J ZIE
Current assignee: TRU CHEMIE CHEM FAB HANS J ZIE
Priority date: 1969-09-03
Filing date: 1969-09-03
Publication date: 1971-03-11
Also published as: DE1944632C3; DE1944632B2

Description

Schmiermittel-Konzentrat für die spanlose Verformung von Metallen (Gesenkschmieden, Profilwalzen, Ziehen usw.) Bei der Verformung von Metallen - insbesondere beim Ziehen oder Walzen -spielt die Schmierung zwischen Werkzeug und Werkstück eine große Rolle.
Bei derartigen Bearbeitungsvorgängen treten oft sehr hohe Drucke auf, wodurch die Lebensdauer der Werkzeuge sehr von der Qualität des Schmiermittels abhängt.
Es ist bekannt, für derartige Schmierzwecke verschiedene Öle oder Bitumina einzusetzen. Bei Anwendung solcher Schmiermittel ergeben sich jedoch verschiedene Nachteile. Insbesondere bei der Heißverformung von Metallen - wie z. B. beim Profilwalzen von Stählen - entwickeln sich häufig gesundheitsschädliche Dämpfe mit hohem Schwefelgehalt, welche außerdem eine starke Geruchsbelästigung bewirken.
Die Schmierung derartiger Walzkaliber mit den erwähnten bekannten Substanzen ist auch häufig nichtausreichend, so daß sich fallweise eine schlechte Standzeit der Kaliber ergibt. Die Geräte und Werkstücke neigen auch sehr zur Verschmutzung, wobei sich beträchtliche Reinigungsprobleme ergeben. Durch die bei den Verarbeltungsvorgängen verwendeten hohen Temperaturen tritt auch fallweise Verkokung von Zuleitungen oder Düsen ein.
Ein beträchtliches Problem ergibt sich außerdem aus der biologischen Resistenz derartiger Schmiersubstanzen, weshalb man die Abfälle nicht ohne weiteres ins Abwasser leiten kann.
Da die mineralischen Öle, insbesondere Bitumina, eine hohe Viskosität besitzen, treten bei der Verarbeitung auch häufig Störungen wegen zu geringer Kühlwirkung der Schmiermittel auf.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Schmiermittel vorzusehen, welches die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Schmiermittel-Konzentrat, insbesondere zur Kaliberschm erung beim Profilwalzen von Stählen.
Dieses erfindungsgemäße Schmiermittel-Konzentrat kennzeichnet sich durch einen Gehalt von a) 10 - 30 Gew.% vorzugsweise 15 - 25 Gew.%, insbesondere ca. 20 Gew.% an Polyalkylenglykolen b) 10 - 30 Gew. % vorzugsweise 15 - 25 Gew. %, insbesondere ca. 20 Gew. % an Puder Graphit, vorzugsweise Kolloid-Graphit mit einer KorngrdI3e von O, P - 5 mü, vorzugsweise bis 1 mü c) 5 - 25 Gew. % vorzugsweise 10 - aü Gew. QO an Emulgabren, wie z. B.
Sulfonate, Polyglykoläther, Fettsäureester, Alkanolamine oder dergl.
sowie Wasser und/oder antikorrosive Wirksubstanzen, wie Nitrite, organische Amine, Amide, Feftsäureester, Borate oder dergl.
und ggf. übliche Hilfsstoffe, wie Entschäumer, Bakterizide, Fungizide, Geruchsverbesserer oder dergl Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Schmiermittel-Konzentrat Polyalkylenglykole mit einem Molykulargewicht von 3. 000 bis 10. 000 vorzugsweise 5. 000 bis 6. 000.
Als Graphit verwendet man vorteilhafterweise einen Kolloid-Graphit mit einem Reinheitsgrad von mind. 99 %.
Als Emulgatoren bieten sich verschiedene Produkte an, doch hat sich ein Gemisch aus Aminsalzen von Carbonsäuren mit Polyglykoläthern als sehr günstig erwiesen.
Folgende Substanzen wurden erfolgreich eingesetzt: Aminsalze von Amidocarbonsäuren, Alkylpolyglykoläther, Alkylphenolpolyglykoläther.
In vielen Fällen wird dem Konzentrat schon bei der Herstellung etwas Wasser zugesetzt, dessen Gehalt bis zu 70 Gew. <NO ausmachen kann.
Es hat sich außerdem als sehr vorteilhaft erwieseff, antikorrosiwe-Wirksubstanzen zuzugeben, wobei deren Menge zwischen 2 und 25 Gew. % liegen kann.
Insbesondere Alkanolamine, z. B. Triäthanolamin, haben sich in diesem Zusammenhang sehr bewährt.
Als Entschäumer zeigten Silikonverbindungen eine gute Wirksamkeit.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel-Konzentrat läßt sich in üblicher Weise durch Mischen zubereiten, wobei jedoch darauf geachtet werden muß, daß das feine Graphitmaterial ordentlich benetzt wird.
Beim industriellen Einsatz zur Metaliverformung wird dieses Konzentrat üblicherweise stark mit Wasser verdünnnt, wobei sich ein Gehalt von 6 - 12 Gewichtsteilen Konzentrat auf 100 Gewichtsteile Wasser als besonders günstig erwiesen hat.
Die Vorteile eines derartigen Schmiermittels gegenüber den bisher verwendeten liegen auf der Hand. Die Verschmutzung ist viel geringer = es kommt zu keinerlei Verkokung bzw. Verstopfung der Zuleitungen = die Abfälle sind biologisch abbaufähig und können daher direkt ins Abwasser geleitet werden, die Viskosität ist gering, die Kühlwirkung durch den hohen Wassergehalt ausgezeichnet.
Es ergibt sich dadurch in vielen Fällen eine bessere Standzeit von Walzkalibern gegenüber den bisher verwendeten Schmierverfahren.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel-Konzentrat kann für verschiedene Metallverfo r mungsverfahren, insbesondere Stahlwalzverfahr en, eingesetzt werden, wie z. B.
Ziehen von Rohren Ziehen von Drähten Verformung in Gesenkschmieden Bei der Anwendung ist günstigerweise darauf zu achten, daß der Druck am Düsenausgang mind. 10 atü ausmacht, damit der Film des Walzenkühlwassers durchdrungen wird. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn man darauf achtet, daß das Schmiermittel gleichmäßig auf das zu schmierende Gut aufgebracht wird, wobei die Stellen mit dem höchsten Verformungsgrad bevorzugt beschickt werden sollen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen die nachstehenden Beispiele dienen, durch welche der Rahmen der Erfindung jedoch in keiner Weise eingeschränkt werden soll.
Beispiele: Versuche beim Profilwalzen von Stählen (Kalibers chmierung) t. Polyalkylenglykole 5/6000 10 % Wasser 61, 0 % Emulgatoren = Aminsalze einer Amidocarbonsäure Alkylpheno lpolyglyko läthe r 14, 5 % Alkylpolyglyko läther Kolloid-Graphit 10 % Triäthanolamin 2, 5 % Entschäumer (Silikonemulsion) 2% Diese Zusammensetzung besitzt trotz des geringen Gehaltes an Polyalkylenglykole und Graphit eine bessere Schmiereigenschaft als die bisher verwendeten Schmiermittel, was sich in einer Erhöhung der Standzeit der Werkzeuge bemerkbar macht.
Mischungsverhältnis: ca. 1/10 2. Polyalkylenglykole 5/6000 20 % Wasser 51, 0 % Emulgatoren 14, 5 % (Zusammensetzung siehe oben) Kolloid-Graphit 10,0 % Triäthanolamin 2, 5 % Entschäumer 2, 0 % Durch Erhöhung der schmierfilmbildenden Substanz (Polyalkylenglykol 5/6000) zeigte sich eine Verbesserung der Gleitwirkung gegenüber Beispiel 1.
3. Polyalkylenglykole 5/6000 20% Wasser 53, 0 % Emulgatoren 2, 5 % (Zusammensetzung wie vorgenannt) Kolloid-Graphit 20 Triäthanolamin 2, 5 % Silikon-Ents chäumer 2% Mit Beispiel 3 versucht man den Emulgatoranteil zu verringern, um die Anwendung dieses Schmiermittel-Konzentrates wirtschaftlicher zu gestalten. Dies ist insbesondere dort möglich, wo die Verdünnung in einem Vorratsbehälter ständig in Bewegung gehalten wird, um das Absetzen des Graphites zu verhindern.
Beispiel 3 kann speziell dort zur Anwendung gelangen, wo vor der Bearbeitung immer wieder kleinere Mengen der Verdünnung angesetzt werden.
4. Polyalkylenglykole 5/6000 25 Wasser 23 % Emulgatoren 17,5% (Zusammensetzung wie vorgenannt) Kolloid-Graphit 30% Triäthanolamin 2, 5 % Silikon-Entschäumer 2% Dieses Schmiermittel-Konzentrat zeigt in seiner Wirkung den gewünschten Erfolg, eine wesentliche Standzeiterhöhung der Werkzeuge (der Kaliber), der sich dadurch äußert, daß die Nachbearbeitung der Werkzeuge in wesentlich größeren Intervallen notwendig wird.
Durch den guten schmierfilmbildenden Effekt erhält man am Werkstück bessere Oberflächengüte mit geringeren Rauhtiefen, außerdem ist eine gute Maßhaltigkeit gegeben.
Durch den biologisch abbaufähigen Charakter dieses Schmiermittel-Konzentrats kann nach dessen Gebrauch die Abfallflüssigkeit direkt der Kanalisation zugeführt werden.
Aus wirtschaftlichen Gründen wurde der Graphit- und der Emulgatoranteil geringfügig verringert, woraus Beispiel 5 entsteht, das in seiner Anwendungstechnik dem vorgenannten Beispiel 4 entspricht.
5. Polyalkylenglykole 5/8000 20% Wasser 41 % Emulgatoren 14, 5 % (Zusammensetzung wie vorgenannt) Kolloid-Graphit 20% Triäthanolamin 2, 5 % Silikon-Emulsion 2 Diese Zusammensetzung brachte hinsichtlich Konsistenz des Konzentrats und seiner Handhabung die besten Ergebnisse.
Beispiel 4 zeigte - wie anfangs erläutert - die techn. Verbesserungen.
Mit Beispiel 5 werden die gewünschten Erfolge, die unter Beispiel 4 beschrieben sind, erzielt, außerdem wird bei Beispiel 5 die Anwendung in Betrieben (Verdüngung mit Wasser) erleichtert, da dieses Schmiermittel-Konzentrat eine noch fließende Paste darstellt und sehr leicht mit Wasser mischbar ist.
Neben den genannten technischen Verbesserungen ist noch ein wesentlicher. Faktor hervorzuheben, nämlich daß bei der Heißverformung von Metallen bei diesem Schmiermittel-Konzentrat keinerlei übelriechende und gesundheitsschädliche Dämpfe auftreten, was bei den derzeitigen mineralölhaltigen Produkten auftritt.

Claims

Patent ansprüche

Schmier Schmiermittel-Konzentrat insbesondere zur Kaliberschmierung beim Profilwalzen von Stählen, gekennzeichnet durch einen Gehalt von a) 10 - 30 Gew. % vorzugsweise 15 - 25 Gew. %, insbesondere ca. 20 Gew. % an Polyalkylenglykolen b) 10 - 30 Gew. % vorzugsweise 15 - 25 Gew. %, insbesondere ca. 20 Gew. 0 an Puder-Graphit, vorzugsweise Kolloid-Graphit mit einer Korngröße von 0, 1 - 5 mü, vorzugsweise bis 1 mü c) 5 - 25 Gew. % vorzugsweise 10 - 20 Gew. % an Emulgatoren, wie z. B.

Sulfonate, Polyglykoläther, Carbonsäure, Fettsäureester, Alkanolamine oder dergl. sowie Wasser und / oder antikorrosive Wirksubstanzen, wie Nitrite, organische Amine, Amide, Fettsäureester, Borate oder dergl.

und ggf. übliche Hilfsstoffe, wie Entschäumer, Bakterizide, Fungizide, Geruchsverbesserer oder dergl.
2. Schmiermittel-Konzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Polyalkylenglykole mit einem Molykulargewicht von 3. 000 bis 10. 000, vorzugsweise 5. 000 bis 6.000 enthält.
3. Schmiermittel-Konzentrat nach einem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Kolloid-Graphit mit einem Reinigungsgrad von mind. 99 % enthält.
4. Schmiermittel-Konzentrat nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Emulgator ein Gemisch aus Aminsalzen von Carbonsäuren und Polyglykoläthern enthält.
5. Schmiermittel-Kenzentrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Aminsalze von Amidocarbonsäure enthält.
6. Schmiermittel-Konzentrat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Polyglykoläther, Alkylpolyglykoläther und Alkylphenolpolyglykoläther enthält.
7. Schmiermittel-Konzentrat nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß es bis zu 70 Gew. % Wasser enthält.
8. Schmiermittel-Konzentrat nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß es 2 - 25 Gew. % an antikorrosiven Wirksubstanzen - enthält.# -# ~~~~~ ~~ --#- -~
9. Schmiermittel-Konzentrat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als antikorrosive Wirksubstanz Triäthanolamin enthält.
10. Schmiermittel-Konzentrat nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß es als Entschäumer Silikonverbindungen enthält.