DE19500267A1 - Verfahren zur Kaltumformung von Aluminiumronden - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung von
Aluminiumronden für die Kaltumformung zu Aluminiumdosen durch
Aufbringen eines Schmiermittels auf Basis fettsaurer
Metallsalze auf die blanke Aluminiumoberfläche.
Die Bedeutung von Aluminiumdosen, insbesondere als
Aerosoldosen, nimmt weltweit zu. Ihre Herstellung erfolgt
üblicherweise derart, daß - von einem Aluminiumband oder
-stab ausgehend - zunächst Ronden hergestellt werden, die
anschließend durch Tief- und Abstreckziehen in die endgültige
Form gebracht werden.
Als Vorbereitung für die genannte Kaltumformung der Ronden
spielt die Erzeugung eines Schmierfilms eine besondere Rolle.
Er soll einerseits den Kontakt von Rohling und
Verformungswerkzeug wirksam verhindern. Andererseits ist es
wünschenswert, daß Schmierfilmreste nach der Formgebung
möglichst einfach entfernt werden können, so daß keine die
Lackierung beeinträchtigenden Rückstände verbleiben.
Zur Vorbereitung der Ronden für die Kaltumformung ist eine
Vielzahl von Verfahren vorgeschlagen worden. Sie sehen im
wesentlichen zwei Verfahrensweisen vor. Entweder wird
zunächst ein Konversionsüberzug und anschließend eine
Metallseife aufgebracht oder aber der Schmiermittelauftrag
erfolgt direkt auf die metallische Oberfläche. Die erste
Verfahrensweise ist wegen der zweistufigen Vorbehandlung
(Konversionsbehandlung und Beseifung) und der sich an die
Verformung anschließenden Reinigung zwecks Entfernung der
Reste von Seife und üblicherweise auch von
Konversionsüberzügen vergleichsweise aufwendig. Die zweite
Verfahrensweise fordert im allgemeinen aufwendige
Schmiermittelformulierungen und hat zudem den Nachteil, daß
Schmiermittelreste nur schwierig entfernt werden können. In
der Praxis hat sich hinsichtlich der zweiten Verfahrensweise
praktisch nur die Applikation von Zinkstearat durchgesetzt,
die jedoch mit dem Nachteil der schwierigen Entfernbarkeit
der Seifenreste verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die
Vorbereitung von Aluminiumronden für die Kaltumformung zu
Aluminiumdosen bereitzustellen, das die vorgenannten
Nachteile der bekannten Verfahrensweisen bzw. Schmiermittel
nicht aufweist und das eine Entfernung von
Schmiermittelresten nach erfolgter Kaltumformung in einfacher
Weise gestattet.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der eingangs
genannten Art entsprechend der Erfindung in der Weise
ausgestaltet wird, daß man ein Schmiermittel aufbringt, das
von fester bis pastöser Konsistenz und wasserlöslich ist, ein
Gemisch von fettsauren Salzen des Natriums und Kaliums im
Gewichtsverhältnis von 3 : 1 bis 1 : 3 sowie 1 bis 10 Gew.-%
niedermolekulare, neutral reagierende Verbindung mit freier
OH-Gruppe enthält.
Die zur Konzeption der vorliegenden Erfindung vorgenommenen
Versuche haben ergeben, daß ein Schmiermittel, das fettsaures
Salz lediglich von Natrium oder Kalium enthält, nicht
annähernd so gut auf der Aluminiumoberfläche haftet wie das
erfindungsgemäß eingesetzte Schmiermittel. Ebenso ist der
Gehalt an niedermolekularer, neutral reagierender Verbindung
maßgeblich an der vorzüglichen Haftung beteiligt. Hierfür ist
möglicherweise eine intensive chemisorptive Bindung der
freien OH-Gruppe an der Aluminiumoberfläche verantwortlich.
Sehr wahrscheinlich stellt die freie OH-Gruppe auch einen
Partner für den Reaktionstransfer zwischen Metall und
Schmiermittel dar.
Zwar sind aus der US-A-3 392 117 Schmiermittel für die
Kaltumformung von Metallen bekannt, die Mischungen von
Na-Seife mit Li-, K-, NH₄-, Zn-, Al-, Ca- und Mg-Seifen
darstellen. Abgesehen davon, daß nur eine gezielte Auswahl
aus diesen Seifengemischen zu den erfindungsgemäß
eingesetzten wasserlöslichen Schmiermitteln führt, gelangen
die bekannten Schmiermittel - wie insbesondere die Beispiele
zeigen - vorzugsweise in Form von Lösungen zum Einsatz.
Darüber hinaus steht die Behandlung von mit einem
Konversionsüberzug versehenen metallischen Werkstücken im
Vordergrund. Eine besondere Eignung des Schmiermittels für
Werkstücke aus Aluminium ist zudem nicht erwähnt.
Die Herstellung des Schmiermittels geschieht üblicherweise
derart, daß man die aufgeschmolzene Fettsäure mit den
erforderlichen Mengen von in Wasser gelöstem Natrium- und
Kaliumhydroxid zur Reaktion bringt. Nach Abschluß der
Verseifung erfolgt bei abgesenkter Temperatur die Zugabe des
oder der Zuschlagstoffe(s). Anschließend wird das Wasser
weitgehend ausgetrieben, das Produkt gekühlt und aufgemahlen.
Zur Applikation auf den Aluminiumronden wird das
Schmiermittel in der Regel in der vorliegenden Form
eingesetzt. Es ist allenfalls ein geringfügiger Zusatz von
Wasser zugelassen, wodurch sich jedoch die Konsistenz des
Schmiermittels nicht über den pastösen Zustand hinaus
verändern darf. Keinesfalls darf ein fließfähiger Zustand
erreicht werden.
Die Aufbringung des Schmiermittels geschieht am
zweckmäßigsten durch Rommeln in Rollfässern oder Trommeln,
wobei die Ronden durch einen ständigen Abrollvorgang intensiv
und allseitig mit dem Schmiermittel in Kontakt gebracht
werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird
ein Schmiermittel eingesetzt, das als niedermolekulare,
neutral reagierende Verbindung mit freier OH-Gruppe Wasser,
ein- oder mehrwertige Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen,
insbesondere Ethanol oder Glycerin, und/oder
Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 600
enthält. Es hat sich gezeigt, daß die vorgenannten
Verbindungen eine besonders hohe Haftung und/oder Reaktivität
des Schmiermittels unter Umformbedingungen bewirken.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, ein Schmiermittel aufzubringen, das als weitere
Komponente geradkettige oder verzweigte
Fettalkoholpolyglykolether mit 12 bis 18 C-Atomen in der
Alkylkette des Fettalkohols, Natrium-, Kalium- oder
Triethanolaminsalz von oxidierten α-Polyolefinen und/oder
Neopentylglykol enthält. Oxidierte α-Polyolefine bzw. deren
Verseifungsprodukte, die als Schmiermittel bzw.
Schmiermittelbestandteil an sich bekannt sind, sind in
EP-B-0 224 522 beschrieben. Derartige Zusätze, die die
Wasserlöslichkeit des Schmiermittels nicht beeinträchtigen,
verbessern die Gleiteigenschaften bei der Umformung der
Ronden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht
darin, das Schmiermittel in einer Menge von 4 bis 15 g/m²
aufzubringen. Damit ist eine einwandfreie Kaltumformung mit
Sicherheit gewährleistet.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich,
Aluminiumronden in einfacher Weise unter Verwendung eines
kostenmäßig günstigen Schmiermittels zu Dosen umzuformen. Ein
die Qualität der Dosen und die Standzeit der Umformwerkzeuge
beeinträchtigender Kontakt zwischen Werkstück und Werkzeug
wird mit Sicherheit vermieden. Die erhaltenen Dosen sind in
einfacher Weise zu reinigen. Sie zeichnen sich durch einen
hohen Glanz aus, was sich auch im Falle einer anschließenden
Bedruckung vorteilhaft auswirkt.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele
beispielsweise und näher beschrieben.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Schmiermittel
wurde hergestellt, indem zunächst aufgeschmolzene gehärtete
Talgfettsäure mit in Wasser gelöstem Natrium- und
Kaliumhydroxid im Gewichtsverhältnis 9 : 4,5 (NaOH : KOH) bei
98 bis 100°C umgesetzt wurde. Nach Anschluß der Seifenbildung
erfolgte bei abgesenkter Temperatur die Vermischung mit den
weiteren Schmiermittelkomponenten. Anschließend wurde das
Wasser weitgehend ausgetrieben, der Rückstand gekühlt und auf
eine Teilchengröße kleiner 1000 µm aufgemahlen. In
summarischer Darstellung wies das Schmiermittel folgende
Bestandteile auf:
74,5 Gew.-Teile gehärtete Talgfettsäure,
9,0 Gew.-Teile festes Natriumhydroxid,
4,5 Gew.-Teile festes Kaliumhydroxid,
2,0 Gew.-Teile Wasser,
5,0 Gew. -Teile Polyethylenglykol (Molekulargewicht 200),
5,0 Gew.-Teile Natriumsalz von oxidiertem Polyethylen.
9,0 Gew.-Teile festes Natriumhydroxid,
4,5 Gew.-Teile festes Kaliumhydroxid,
2,0 Gew.-Teile Wasser,
5,0 Gew. -Teile Polyethylenglykol (Molekulargewicht 200),
5,0 Gew.-Teile Natriumsalz von oxidiertem Polyethylen.
Aluminiumronden mit den Abmessungen 27 mm Durchmesser, 5 mm
Höhe wurden mit dem Schmiermittel derart in Kontakt gebracht,
daß der Schmiermittelauftrag 8 g/m² betrug.
Die auf diese Weise mit dem Schmiermittel versehenen
Aluminiumronden wurden anschließend durch
Napfrückwärtsfließpressen zu Dosen verformt. Es wurde
festgestellt, daß der Verformungsvorgang einwandfrei und ohne
Kontakt zwischen Werkstück und Werkzeug durchführbar war und
daß die Schmiermittelreste von der Aluminiumdose mit Hilfe
eines mildalkalischen Reinigers einfach entfernt werden
konnten.
Die Herstellung des Schmiermittels erfolgte analog zu
Beispiel 1. Es enthielt folgende Bestandteile:
74,5 Gew.-Teile gehärtete Talgfettsäure,
6,8 Gew.-Teile festes Natriumhydroxid,
6,7 Gew.-Teile festes Kaliumhydroxid,
5,0 Gew.-Teile Ethylenglykol,
5,0 Gew. -Teile Stearylalkoholpolyethylenglykolether mit 10 Ethylenoxidgruppen sowie
2,0 Gew.-Teile Wasser.
6,8 Gew.-Teile festes Natriumhydroxid,
6,7 Gew.-Teile festes Kaliumhydroxid,
5,0 Gew.-Teile Ethylenglykol,
5,0 Gew. -Teile Stearylalkoholpolyethylenglykolether mit 10 Ethylenoxidgruppen sowie
2,0 Gew.-Teile Wasser.
Der Auftrag des Schmiermittels erfolgte durch Rommeln von
Aluminiumronden mit den Abmessungen gemäß Beispiel 1, wobei
der Schmiermittelauftrag 8 g/m² betrug.
Auch in diesem Fall war der Umformungsvorgang der Ronden
einwandfrei und das restliche Schmiermittel mit einem schwach
alkalischen Reiniger in einfacher Weise zu entfernen. Die
Dosen zeichneten sich in allen Fällen nach der Umformung und
Reinigung durch einen hohen Glanz aus, welcher die Bedruckung
optisch schöner erscheinen läßt.
Claims (4)
1. Verfahren zur Vorbereitung von Aluminiumronden für die
Kaltumformung zu Aluminiumdosen durch Aufbringen eines
Schmiermittels auf Basis fettsaurer Metallsalze auf die
blanke Aluminiumoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß
man ein Schmiermittel aufbringt, das von fester bis
pastöser Konsistenz und wasserlöslich ist, ein Gemisch von
fettsauren Salzen des Natriums und Kaliums im
Gewichtsverhältnis 3 : 1 bis 1 : 3 sowie 1 bis 10 Gew.-%
niedermolekulare, neutral reagierende Verbindung mit
freier OH-Gruppe enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
ein Schmiermittel aufbringt, das als niedermolekulare,
neutral reagierende Verbindung mit freier OH-Gruppe
Wasser, ein- oder mehrwertige aliphatische Alkohole mit 1
bis 4 C-Atomen und/oder Polyethylenglykol mit einem
Molekulargewicht von 200 bis 600 enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Schmiermittel aufbringt, das geradkettige oder
verzweigte Fettalkoholpolyglykolether mit 12 bis 18
C-Atomen in der Alkylkette des Fettalkohols, Natrium-,
Kalium- oder Triethanolaminsalz von oxidierten
α-Polyolefinen und/oder Neopentylglykol enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man das Schmiermittel in einer
Menge von 4 bis 15 g/m² aufbringt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19500267A DE19500267A1 (de) | 1995-01-07 | 1995-01-07 | Verfahren zur Kaltumformung von Aluminiumronden |
AU43897/96A AU4389796A (en) | 1995-01-07 | 1995-12-22 | Process for cold-forming circular aluminium blanks |
PCT/EP1995/005128 WO1996020991A1 (de) | 1995-01-07 | 1995-12-22 | Verfahren zur kaltumformung von aluminiumronden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19500267A DE19500267A1 (de) | 1995-01-07 | 1995-01-07 | Verfahren zur Kaltumformung von Aluminiumronden |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=7751073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19500267A Withdrawn DE19500267A1 (de) | 1995-01-07 | 1995-01-07 | Verfahren zur Kaltumformung von Aluminiumronden |
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Country | Link |
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AU (1) | AU4389796A (de) |
DE (1) | DE19500267A1 (de) |
WO (1) | WO1996020991A1 (de) |
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- 1995-12-22 WO PCT/EP1995/005128 patent/WO1996020991A1/de active Application Filing
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU4389796A (en) | 1996-07-24 |
WO1996020991A1 (de) | 1996-07-11 |
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8130 | Withdrawal |