DE2004062C3

DE2004062C3 - Verfahren zum Verformen metallischer Werkstücke

Info

Publication number: DE2004062C3
Application number: DE2004062A
Authority: DE
Inventors: Frederick Livonia Rosenberg; Wesley J. Detroit Wojtowicz
Original assignee: Ha Montgomery Co Detroit Mich (vsta)
Current assignee: Ha Montgomery Co Detroit Mich (vsta)
Priority date: 1970-01-30
Filing date: 1970-01-30
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE2004062A1; DE2004062B2

Description

aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Werkstücke ein Kunststoffilm aufgetragen wird, der Polyacrylsäure enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher für den organischen Film mit Hilfe eines Trägermaterials, das den organischen Film nicht löst oder weich macht, gleichförmig auf dem organischen Film verteilt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial Mineralöl verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Monobutyläther von Äthylenglykol verwendet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus

75 bis 100 Teilen Polyacrylsäure-Kunstharz (Säurewert 50),

0 bis 25 Teilen Kunstharz mit hohem Schmelzpunkt und hoher Säurezahl,
0 bis 5 Teilen metallischem Stearat,
0 bis 2 Teilen Wachs mit hohem Schmelzpunkt und
250 bis 1000 Teilen Lösungsmittel

bestehender organischer Film auf die Werkstücke aufgegossen oder auf eine andere Art und Weise aufgetragen wird, woraufhin man den so gebildeten Film trocknet und dann vor dem Verformungsvorgang der Werkstücke auf die außenliegende Oberfläche des getrockneten organischen Filmes eine Deckschicht aus einem aus etwa 90 Teilen Mineralöl mit einer Viskosität von 100 SUS bis 37,78° C und etwa 10 Teilen Monobutyläther von Äthylenglykol bestehenden Gemisch aufträgt, die den organischen Film an seiner Oberfläche in einen wenigstens halbflüssigen Zustand mit erhöhter Schmierwirkung versetzen kann, ohne die Haftung des Filmes an der metallischen Oberfläche zu zerstören, woraufhin man das so behandelte Werkstück durch Tiefziehen od. dgl. verformt, solange sich die Oberfläche des aufgetragenen organischen Filmes noch im halbflüssigen Zustand befindet, so daß sie eine Schmierwirkung ausüben kann.

Ein besonderes Problem beim Verarbeiten metallischer Werkstücke stellen die bei unterschiedlichen Bearbeitungs- und Verformungsvorgängen gewünschten oder erforderlichen Oberflächeneigenschaften der Werkstücke dar, weil nacheinander ganz unterschiedliche und teilweise einander völlig entgegengesetzte Oberflächeneigenschaften gewünscht oder notwendig sind. In Walzwerken, in denen Brammen zu Halbfabrikaten wie Blechstreifen verarbeitet und für den Transport zu einer Weiterverarbeitungsstelle aufgehaspelt werden, ist es üblich, das Metall mit ölhaltigem oder oleathaltigem Material zu überziehen, um Korrosion zu verhindern. Die Metalloberfläche wird dadurch verhältnismäßig schlüpfrig und erhält einen geringen Reibungskoeffizienten. Diese Korrosionsüberzüge sind für die Weiterverarbeitung nachteilig, insbesondere, wenn die so behandelten Bänder mittels Rollen einer Weiterbearbeitung zugeführt werden, da der ölhaltige oder

so oleathaltige Überzug einen Schlupf im Vorschub erzeugt und dieser somit nicht exakt erfolgen kann.

Auch spielt für die Art der in einer Presse erzielten Verformung metallischer Bleche die Schmierung zwischen den Oberflächen des Bleches und den Formen der Presse eine wichtige Rolle. Ist die Schmierung zu gut, wird zu viel Metall eine Realtivbewegung gegenüber der Oberfläche der Formen im betreffenden Bereich ausführen, so daß das dabei erzielte Tiefziehen nicht ausreicht. Wenn man andererseits große Mengen Metall

(>o relativ zu den Berührungsstellen mit der Form bewegen will, ist eine stärkere Schmierung wünschenswert. Ist das zu verformende Werkstück symmetrisch ausgebildet und sind die verwendeten Formteile verhältnismäßig unkomniw:_;r;_{i ate}||t die Schmierung ein verhältnis-

f'5 mäßig leichtes Problem dar. Ist die Form hingegen asymmetrisch und wird das Metall beim Tiefziehvorgang dementsprechend ungleichförmig verformt, kann die Schmierwirkung in einzelnen Abschnitten der

Werkstücke, in denen eine relativ große Metallbewegung erwünscht ist, ausreichend sein, ist jedoch in anderen Abschnitten, in denen keine größeren Verformungen vorgenommen werden sollen, zu groß. Stimmt man die Schmierwirkung jedoch auf solche Abschnitte ab, welche nur kleinere Verformungen erfahren, ist die Schmierwirkung in den Bereichen g.ößerer Verformung nicht ausreichend.

Aus der DT-OS 14 44 776 ist es zum Verringern des Reibungskoeffizienten zwischen Metallflächen bei cer Kaltverformung bekannt, metallische Werkstücke mit einem Kunstharzfilm zu überziehen und die vom Kunstharzfilm gebildete Oberfläche mit einem Schmiermittel zu bestreichen, welches die Reibung zwischen den Werkstücken und den zum Kaltverformen verwendeten Formen stark reduziert Als Schmiermittel sind verschiedene Chemikalien angegeben, welche auch in geschmolzenem Zustand aufgetragen werden können und die gewünschten schmierenden Eigenschaften haben. Dabei soll darauf geachtet werden, daß der Schmiermittelüberzug eine begrenzte Verträglichkeit zum Kunstharzfilm aufweist und daß das Schmiermittel den Kunstharzfilm nicht angreift Mit derartigen Maßnahmen können die Probleme eines unmittelbaren Auftragens von Schmiermittel auf metallische Oberflächen nicht grundlegend geändert werden, da auch in diesem Falle das tue schmierenden Eigenschaften aufweisende Schmiermittel den Reibungskoeffizienten zwischen Werkstücken und Formen im wesentlichen bestimmt, so daß es sich beim Verwenden komplizierter Formen nicht vermeiden läßt, daß in einzelnen Abschnitten der Werkstücke eine zu starke und/oder in anderen Abschnitten der Werkstücke eine zu geringe Schmierwirkung erzielt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für das Verformen metallischer Werkstücke und insbesondere das Kaltverformen derselben eine Schmierung der Werkstücke vorzusehen, die in der Weise selbst regulierend ist, daß sie sich selbsttätig den durch den Kontakt zwischen der Werkstückoberfläche und der Form gegebenen Bedingungen anpaßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches vorgeschlagen. Weiterbildungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Unteranspriche.

Um die gewünschte Schmierung zwischen der Werkstückoberfläche und der Oberfläche der für den Verformungsvorgang verwendeten Form zu erzielen, wird der die Oberfläche der Werkstücke überziehende, einen Korrosionsschutz bildende Film oberflächlich mit einem Weichmacher oder Lösungsmittel angelöst, der bzw. das selbst kein Schmiermittel ist, so daß die Oberfläche der Werkstücke die gewünschten schmierenden Eigenschaften liefert. Nach Beendigung des Verformungsvorganges und nach dem endgültigen Verdunsten des Weichmachers oder Lösungsmittels wird die Oberfläche der verformten Werkstücke wieder fest, so daß die schmierenden Eigenschaften praktisch wieder aufgehoben sind. Der Korrosionsschutz der Werkstückoberfläche wird somit von Material, nämlich einem Kunstharzfilm, erzeugt, das normalerweise keine schmierenden Eigen^r~haften hat und nur für den Verformungsvorganj orübergehend in einen schmierfähigen Zustand versetzt wird. Normalerweise hat der auf der Oberfläche des Werkstückes befindliche Film einen genügend hohen Reibungskoeffizienten, um die platten- oder streifenförmigen Werkstücke ohne Schlupf durch einen zwangsweise arbeitenden Rollenantrieb einer Abwickelmaschine und durch die anschließende Bearbeitungsmaschine in eine Tiefziehform oder eine Stanzform ohne spürbaren Schlupf exakt vorzuschieben.

Die Temperatur und der Druck, denen das Werkstück beim Verformungsvorgang unterworfen wird, beeinflußt das Ausmaß der Erweichung des Kunststoffilmes während des Verformungsvorganges. Daher ändert sich die Schmierwirkung proportional zu der in den

ίο einzelnen Abschnitten des Werkstückes zu bewegenden Metallmenge. Dementsprechend wird der Kunststoffilm in den Teilen der Form, in denen nur eine verhältnismäßig geringe Verformung stattfindet, auch nur wenig erweicht Hingegen führen die in den Teilen der Form mit großer Verformung und dementsprechend großer MetaUbewegung auftretenden Temperatur- und Druckbedingungen zu einer lokal stärkeren Erweichung des Kunststoffilmes und damit zu einer größeren Schmierwirkung in diesem Bereich, wodurch die erforderliche größere Bewegung des Metalls entlang der Formoberfiäche ermöglicht wird. Diese Art der differenzierten bzw. unterschiedlichen Schmierwirkung ist ein grundsätzlicher Unterschied zu der bisher bekannten Schmierung beim Verformen metallischer Werkstücke.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verformenden Bleches schematisch und in stark vergrößertem Maßstab dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Teilschnitt durch ein Blech, auf dessen eine Seite ein aus organischem Kunststoff bestehender Film aufgebracht ist, und

Fig.2 einen ähnlichen Teilschnitt wie in Fig. 1, wobei auf den Kunststoff-Film eine ein Lösungsmittel enthaltende Schicht aufgetragen ist.

In F i g. 1 und 2 ist die relative Dicke des Bleches und der aufgetragenen Schicht übertrieben groß dargestellt, um die Verhältnisse besser zu veranschaulichen.

Durch die Erfindung wird eine Schmierung zwischen den aufeinandertreffenden Flächen von Tiefziehfo^rmen od. dgl. und den von denselben zu verformenden Metallteilen geschaffen, wobei zunächst ein dünner Film aus haftendem Kunstharz wenigstens auf eine Oberfläche des zu verarbeitenden Metalls in einer Schichtdicke im Bereich von etwa I g bis etwa 10 g trockenem Kunstharzfilm pro m² Fläche aufgetragen und die so erhaltene Beschichtung dann getrocknet wird. Hierdurch wird ein Schutzfilm auf Bleche od. dgl. aufgebracht, der im Walzwerk aufgetragen werden kann. Danach wird diese Schutzschicht in einer Tiefe erweicht, die geringer als die Filmdicke ist, um eine Verbindungsschicht zwischen Kunstharz und erweichtem Kunstharz in der Nähe der Verbindung zwischen Metall und Kunstharz zu schaffen, wobei dieser Erweichungseffekt unter Verformungsbedingungen des Metalls auftritt und den Kunstharzfilm nicht von der Metalloberfläche des Werkstückes löst. Um das Erweichen oder Plastifizieren des aufgetragenen Schutzfilmes zu erreichen, trägt man vorzugsweise auf den Kunstharzfilm einen Überzug aus einem flüssigen Gemisch auf, das ein Lösungsmittel oder

fio einen Weichmacher für das Kunstharz enthält. Wenn das diese Schicht tragende Metall verformt wird, erweicht sich der Kunstharzfilm in Abhängigkeit von den örtlichen an den zahlreichen Kontaktstellen zwischen dem Werkstück und der Form an den einander gegenüberliegenden Flächen auftretenden Temperatur- und Druckbedingungen. Je geringer die erforderliche Bewegung des Metalls während des Verformungsvorganges ist, desto weniger steigt die Temperatur an,

desto weniger wird sich der Kunstharzfilm erweichen und desto geringer wird die Schmierwirkung sein. In den Bereichen, in denen eine größere Metallbewegung erforderlich ist, wird durch den Arbeitsvorgang eine größere Temperaturerhöhung erzeugt, was wiederum zu einer stärkeren Erweichung des Kunstharzfilmes führt und damit eine bessere Schmierwirkung für auftretende größere Bewegung oder Verschiebung von Metall hervorruft.

Gemäß der Erfindung schützt der zunächst auf das Blech od. dgl. aufgetragene, aus organischem Kunststoff bestehende Film das Metall gegen Rost, Korrosion und Beschädigungen, bevor das Werkstück weiterbearbeitet wird. Bei der Bearbeitung macht es der aufgetragene Film möglich, das Werkstück über kraftschlüssig angreifende Rollen oder Walzen durch Vorarbeiten durchführende Maschinen und in Pressen, Stanzen od. dgl. ohne Schlupf zwischen den Antriebsrollen und dem Werkstück zu führen. Nachdem ein Lösungsmittel oder Weichmacher aufgetragen worden ist, nimmt der Film Schmiereigenschaften an, um die Gleitreibung zwischen dem Werkstück und den die Verformung durchführenden Werkzeugen zu ermöglichen. Hierdurch ergeben sich zusätzlich noch die Vorteile, daß die Werkzeuge eine lange Lebensdauer erhalten, daß der aufgetragene Film keine nachfolgenden Schweißvorgänge beeinträchtigt, daß Markierungen des Werkstükkes durch die Werkzeuge verringert werden und daß die Werkstücke vor und nach dem Verformen leichter zu handhaben sind.

Die gewünschte differenzierte oder unterschiedliche Schmierung kann durch zahllose, dem Fachmann bekannte oder erkennbare Gemische erzielt werden, die eine Aktivierung der verwendeten Kunstharze hervorrufen können. Jedes Kunstharz oder Kunstharzgemisch, das einen trocken klebenden festen Film auf der Metalloberfläche bilden und mit einem »Kunstharzaktivator« im Sinne der vorliegenden Beschreibung erweicht oder angelöst werden kann, läßt sich zum Durchführen der vorliegenden Erfindung verwenden. »Kunstharzaktivatoren« gemäß der vorliegenden Erfindung sind Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische, die geeignet sind, den auf das Werkstück aufgetragenen Kunstharzfilm unter den Verformungsbedingungen des Metalls wenigstens teilweise zu erweichen. Wenn man auf das Metall vor dem Verformen desselben einen Film aus Polystyrol aufträgt, kann der »Kunstharzaktivator« Monomervinyltoluol sein, das von 1 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent in Mineralöl gelöst ist. Das Polystyrol kann als Kunstharzgemisch in Form eines Anstriches aufgetragen werden, wobei das Lösungsmittel durch Verdampfung nach dem Auftragen des Filmes entfernt wird. Hierdurch erhält man eine trockene Schutzschicht. Die Dicke dieser Schutzschicht sollte im Bereich von 0,0002 bis 0,03 mm liegen. Das den Kunstharzaktivator enthaltende Deckschichtgemisch kann unmittelbar vor dem Verformungsvorgang aufgebracht, beispielsweise aufgesprüht, werden. Dieses Material trocknet nicht und bewirkt bei den Verformungsbedingungen des Metalls ein Erweichen des PolystyrolFilms, wodurch innerhalb des Films eine Zwischenschicht oder Verbindungsschicht zwischen Kunstharz und erweichtem Kunstharz entsteht, die eine Relativbewegung zwischen verschiedenen Schichten des Kunstharzfilms ermöglicht und somit die erforderliche Schmierung bewirkt

In vielen Fällen ist es wünschenswert, die Schmierschicht schließlich von der Metalloberfläche zu entfernen, bevor die geformten Metallgegenstände weiterbehandelt, beispielsweise mit einem Anstrich oder einem elektrisch aufgebrachten Farbüberzug versehen, werden. In solchen Fällen soll der aufgetragene Kunstharzfilm eine solche Zusammensetzung aufweisen, daß er mit üblichen Lösungsmitteln wie Wasser oder Alkali oder einer wäßrigen Lösung eines üblichen Reinigungsmittels wie Natriumpolyphosphat schnell und einfach entfernt werden kann. Die gemäß der vorliegenden

ίο Erfindung vorgesehenen Schmiereigenschaften aufweisenden Überzüge können so unterschiedlich sein, daß sie auch den vorstehend genannten zusätzlichen Bedingungen entsprechen.
Wenn der Schutzüberzug auf den Metallwerkstücken verbleiben kann, stört er auch nachfolgende Schweiß- ijryraänijQ nicht, denn es handelt sich um einen sehr dünnen Überzug, der dünner als 0,03 und gewöhnlich sogar dünner als 0,013 mm ist.

Zu den filmbildenden Kunstharzen, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können gehören die folgenden Kunstharze oder Kunststoffe und Gemische:

handelsübliche Farben und Lacke;
Alginate wie Natriumalginatlösung,

Schellack; Zein; Gelatine; Polyacrylsäure;

Polyacrylester; Polymethacrylsäure;

Polymethacrylester; Polyvinylacetat;

Polyvinylbutyral; Polyvinylalkohol;
Polyvinylchlorid; Polyvinylidenchlorid;

Polyvinylidenfluorid; Polyvinyldichlordid;

Polyvinylpyrrolidon; Nitrocellulose;

Celluloseacetat; Cellulosepropionat;

Äthylcellutose; Celliiloseacetatbutyrai;
Polyäthylen; Polypropylen;

Polystyrol; Allylalkohol-Styrolcopolymer;

Nylon; Polyurethan; Cumaron-Inden;

Acetalpolymer; Diallylphthalat;

Phenol-Furfural; Polyesterkunstharze;
Alkydkunstharze und

Silicon-Alkydcopolymerkunstharze.

Zusätzlich kann hartes, brüchiges, dunkelfarbiges thermoplastisches Harz zum Herstellen des Schutzfilmes verwendet werden, das aus Kiefernholz odei Fichtenholz gewonnen wird und Phenol-, Aldehyd- unc Äthergruppen enthält Die Alginate sind vorzugsweis« alkalische Salze von Alginsäure wie Kalium-, Natrium- und Ammoniumalginate.

so Die für die praktische Durchführung der vorliegender Erfindung verwendeten »Kunstharzaktivatoren« sine zum größten Teil Lösungsmittel, deren Lösungsvermögen gegenüber dem verfestigten Kunstharzmaterial be erhöhten Temperaturen und Drücken vorzugsweise höher als bei üblichen Temperaturen und Drücken ist Diese Materialien werden gewöhnlich als einzige) Bestandteil in einem flüssigen Medium wie Mineralöl Wasser, Kohlenwasserstoffen oder einigen anderei Verdünnungsmitteln oder sonstigen nicht lösender Mitteln für die Kunstharzgemische verwendet Wh oben angegeben, liegt die Menge der Kunstharzaktiva toren im allgemeinen im Bereich von etwa 1 bis etwa 2< Gewichtsprozent der Deckschicht Es ist wichtig, darau hinzuweisen, daß das Trägermaterial für den Kunstharz aktivator zwar von sich aus Schmiereigenschaftei besitzen kann, daß jedoch keine spezielle Abhängigkei zwischen diesen Schmiereigenschaften und den durcl den Kunstharzaktivator erzielten Eigenschaften be

steht. Daher kann Mineralöl, das schlechte Schmiereigenschaften hat und bekannterweise nicht in der Lage ist, die bei der hier beschriebenen Metallverformung erforderliche Schmierung durchzuführen, als ausgezeichnetes Trägermaterial für den Kunstharzaktivator verwendet werden. Es hat eine genügende Viskosität und ist genügend schlecht verdampfbar, so daß es nicht leicht von der Oberfläche des Werkstückes vor dem Verformen desselben entfernt wird, jedoch kann es die gesamte Oberfläche des Kunstharzfilmes schnell und vollständig benetzen und überdecken. Die Tatsache, daß das Trägermaterial überhaupt Schmiereigenschaften irgendwelcher Art hat, ist zufällig und steht in keinerlei Zusammenhang mit der Durchführung der vorliegenden Erfindung. Vielmehr ist es wünschenswert, daß das Trägermaterial möglichst geringe Schmiereigenschaften besitzt, da seine Hauptaufgabe darin besteht, den Kunstharzaktivator auf die Oberfläche des Kunstharzfilmes aufzutragen, damit derselbe gemäß den Anforderungen an den einzelnen Kontaktstellen zwischen dem Werkstück und der Form seine gewünschte Funktion ausüben kann. Schmiereigenschaften ties Trägermaterials können sogar dazu führen, daß die gemäß der Erfindung vorgesehene differenzierte oder unterschiedliche Schmierwirkung aufgehoben oder ausgeglichen wird, was keinesfalls erwünscht ist.

Zu den zum Durchführen der vorliegenden Erfindung geeigneten Kunstharzaktivatoren gehören bekannte Lösungsmittel wie Ketone, Alkohole, Glykole, Ester, Äther u. dgl. Da beim Verformen der beschichteten Werkstücke erhöhte Temperaturen auftreten, sollte der Siedepunkt der verwendeten Kunstharzaktivatoren vorzugsweise oberhalb 150⁰C liegen.

In ähnlicher Weise können die folgenden Flüssigkeiten oder Gemische derselben, falls sie miteinander verträglich sind, als Lösungsmittel fungieren:

Methylalkohol, Äthylalkohol, Propylalkohol,
Isopropylalkohol, Butylalkohol, Octylalkohol,
Äthylenglycol, Propylenglycol,
Diäthylenglycol, Polyäthylenoxide,
Polypropylenglycol, Benzol, Toluol, Xylol,
Methyläthylketon, Äthylacetat,
Isobutylacetat, Dioxan, Isophoron,
Aceton, Diacetonalkohol, Kerosen,
Mineralspiritus, Cellosolve,
Butylcellosolve, Äthylcellosolve,
Methylcellosolve.Cellosolveacetat,
Cellosolvebutylat, Dibutylphthalat,
Tricresylphosphat, Wasser,
Äthylbutylketon, Cyclohexanon,
Methylcyclohexanin.Triäthanolamineoleat
und Gemische der vorstehend genannten Materialien.

Wie oben angegeben, können die vorstehend genannten »Kunstharzaktivatoren« in zahlreichen Medien dispergiert werden, vorzugsweise in Medien, die das Kunstharzmaterial des auf dem Werkstück befindlichen Kunstharzfilmes nicht lösen. Es ist nicht wichtig, daß ein Verdünnungsmittel verwendet wird. Wenn der Kunstharzaktivator beispielsweise geringe Weichmachereigenschaften gegenüber dem Kunstharzfilm aufweist, kann er ohne Verdünnungsmittel aufgetragen werden. Ein Material, das diese Eigenschaften gegenüber einem Polyacrylsäure-Film aufweist, ist Methylenglycol das mit 100%iger Stärke bzw. 100%iger Einheit verwendet werden kann. Seine Wirkung besteht darin, daß es dieses bestimmte Material bei erhöhten Temperaturen langsam erweicht Die folgenden Materialien oder Gemische dieser Materialien können als Trägermaterial verwendet werden: Mineralöl; Pflanzenöl wie Rizinusöl, Maisöl, Sojabohnenöl, Rapsöl und Palmöl; tierische öle und Fette v/ie Specköl, Rindertalg und Wollfett; Fischöl; auf synthetischer Basis erzeugte Gemische wie Methyloleat, Glycerylmonostearai, Sorbitanmonoiaurat, Äthylenoxidderivate von Fettsäuren,

to Polyoxyalkylenderivate von Sorbitanmonooleat, Glyceryltrioleat und Glyceryltristearat.

Normalerweise ist Mineralöl das bevorzugte Trägermaterial, weil es im Gebrauch wirtschaftlich ist. Es gibt jedoch Fälle, in denen Mineralöl nicht so befriedigend s ist wie andere Trägermaterialien. Beispielsweise werden für Waschbecken, Badewannen und ähnliche Formteile, die anschließend mit einem Porzellanüberzug versehen werden sollen, vorzugsweise Überzugsgemische verwendet, die als Trägermaterial ein verseifbares öl enthalten wie Specköle, Talg und Rizinusöl. Derartige verseifbare öle können nach dem Verformungsvorgang mit Hilfe alkalischer Bäder leicht entfernt werden und gewährleisten chemisch reine Oberflächen, die notwendig sind, damit die anschließend aufgebrachte Porzellan-

2S emaille gut und gleichmäßig haften kann.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind in der nachfolgenden Aufstellung Bestandteile für den aus organischem Kunststoff bestehenden Film und das geeignete Lösungsmittel aufgeführt, die als befriedigend zusammenwirkend festgestellt wurden:

Kunstharz

Lösungsmittel

Phenolformaldehyd

Polyacrylsäure-Kunstharze

Polyvinylacetat

Nitrocellulose

Urea-Formaldehyd

Celluloseacetat

Polyvinylbutyral

Cumaron-Inden

Polyvinylkunstharze

Polyvinylalkohol

Silicon-Alkyd-Kunstharz

Mineralspiritus

Methyläthylketon

Äthylacetat

Butylacetat

Butanol

Dioxan

Isopropanol

Mineralspiritus

Isophoron

Wasser

Xylol

Eine besonders brauchbare Klasse von Polymeren sind die Polymeracrylsäure-Kunstharze, welche PoIyacrylsäure-Homopolymere, -Copolymere und -Terpolymere enthalten. Diese Materialien haben hohe

.so Säurezahlen, d.h. Säurezahlen oberhalb 50, Molekulargewichte im Bereich von 100 000 bis 200 000 und sind besonders zum Durchführen der vorliegenden Erfindung geeignet. Diese Materialien bringen eine ausgezeichnete Haftung an einer Vielzahl von Metallunterlagen wie Kohlenstoffstahl, rostfreiem Stahl. Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan usw. Aus dieser Art von Materialien hergestellte Überzüge haften am Metall während der gesamten Verarbeitung und splittern wenig oder überhaupt nicht Diese Kunststoffe sind besonders hart und besitzen eine Sward-Härte oberhalb etwa 25.

In einigen Fällen wird gemäß der Erfindung ein Kunstharzüberzug auf beiden Seiten eines Bleches angebracht Das so beschichtete Blech wird unter Bedingungen gestapelt oder aufgewickelt, welche die ununterbrochenen Oberflächen verhältnismäßig hohen Drücken unterwerfen. Außerdem kann das beschichtete Blech während der Lagerung und des Transportes

erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden. Unter diesen Bedingungen können die beschichteten Oberflächen zusammenschmelzen oder zusammenkleben, so daß der auf den einzelnen Blechen befindliche kontinuierliche Film unterbrochen wird, wenn die Bleche auseinandergenommen werden oder der aus dem Blech hergestellte Bund oder Ring abgewickelt wird. Es werden deshalb vorzugsweise Antibindemittel oder sonstige Mittel zugegeben, welche das Auftreten dieses Problems auf ein Minimum herabsetzen. Filme, die keine Bindeeigenschaften bei einer Belastung von 5,25 kg/cm² bei einer Temperatur von 6O⁰C nach zwei Stunden zeigen, sind annehmbar. Die Polyacrylsäure-Kunstharze und die Homologen derselben sind in dieser Hinsicht besonders geeignet.

Diese Art von Kunstharzen oder Kunststoffen besitzt auch die gewünschten Eigenschaften bezüglich Flexibilität und Dehnbarkeit. Diese Kunstharze haften auch dann an der Metallunterlage und bilden nach wie vor einen ununterbrochenen Film, wenn der Metallträger scharf gebogen und bis zu 20% gestreckt wird. Sie sind gegenüber Feuchtigkeit relativ unempfindlich und bilden einen guten Schutz gegen Rost und Korrosion bei hoher Feuchtigkeit in sauren Umgebungen. Da die Polymerbeschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung nur als vorübergehende Beschichtungen vorgesehen sind, sollten sie vorzugsweise mit üblichen alkalischen Reinigungsmitteln zu entfernen sein. PoIyacrylsäure-Kunstharze, die in verhältnismäßig schwach alkalischen Mitteln wie Natriummetasilicat, Tri-Natriumphosphat und Natriumcarbonat lösbar sind, sind zur Durchführung der vorliegenden Erfindung sehr praktisch. Die Polymere der Polyacrylsäure-Familie mit einer Säurezahl von 70 und höher sind besonders geeignet, weil sie schnell in schwach alkalischen Lösungen oder Mitteln lösbar sind.

Besonders geeignete Polymere mit den oben beschriebenen Eigenschaften sind Homopolymere der Acrylsäure, Methacrylsäure und Äthacrysäure, Copolymere der Acrylsäure und Methacrylsäure oder Äthacrylsäure, wobei das Gewichtsverhältnis der Comonomere im Bereich von 1 :100 bis 100 :1, beispielsweise im Bereich von 25 : 75 bzw. 75 : 25, liegt; und Terpolymere von zwei der vorstehend genannten Säuren mit copolymerisierbaren Monomeren wie Äpfelsäure-(Malein)-anhydrid, Styrol, Cyclopentadien, Acrylamide, Acrylnitril, Methylacrylat, Äthylacrylat und Methylmethacrylat usw. Diese Monomeren können innerhalb eines weiten Verhältnisbereiches polymerisiert werden und für die meisten Fälle sind bei diesen Gemischen die Säuremonomere in großer Überzahl vorhanden. Beispielsweise kar;n ein geeignetes Terpolymer aus 80 Teilen Acrylsäure, i7 Teilen Methacrylsäure und 3 Teilen Acrylamid hergestellt werden. Das Acrylamid kann auch durch Acrylnitril ersetzt werden.

Kunstharzgemische dieser Art sind bekannt und beispielsweise in den USA.-Patentschriften 19 33 052, 19 81102 und 2160054 beschrieben, wobei diese Patentschriften auch andere Beispiele für auf Polyacrylsäure-Basis hergestellte Kunstharze oder Kunststoffe enthalten.

Besonders geeignete Polyacrylsäure-Polymere sind handelsübliche erhältliche 30%ige ammoniakhaltige Lösungen oder eine Lösung aus 50% Feststoffen in Äthylacetat oder granulatförmige Polymere als weiße Feststoffe.

Um den Widerstand gegen Zusammenbinden oder Zusammenkleben und die Härte des Kunstharzes zu verbessern, ist es wünschenswert, das Polyacrylsäure-Kunstharz physikalisch mit einem einen hohen Schmelzpunkt und eine hohe Säurezahl aufweisenden Kunstharz wie Styrol-Äpfelsäureanhydrid-Copolymer zu verbins den. Um die Widerstandsfähigkeit des auf die Metalloberfläche aufgetragenen, aus organischem Kunstharz oder Kunststoff bestehenden Filmes gegenüber Wasser zu verbessern, kann ein metallisches Stearat zugegeben werden, obwohl es sich hierbei nicht

ιυ um eine wesentliche Komponente handelt. Zinkstearat, Calciumstearat, Cadmiumstearat, Magnesiumstearat, Bariumstearat usw. können für diesen Zweck verwendet werden. Der Widerstand gegen Zusammenbacken oder Zusammenbinden bzw. Verkleben von aufeinanderlie-

is genden Filmen dieser Art wird dadurch weiter verbessert, daß man eine sehr kleine Menge, beispielsweise weniger als 2%, eines einen hohen Schmelzpunkt aufweisenden Wachses wie Carnaubawachs zugibt.
Besonders geeignete organische Polymergemische für die auf den Werkstücken aufzubringenden Filme oder Überzüge haben die folgenden Zusammensetzungen:

Polyacrylsäure-Kunstharz

(Säurewert >50) 75-lOOTeile
Kunstharz mit hohem Schmelzpunkt

und hoher Säurezahl 0— 25 Teile

Metallisches Stearat 0- 5 Teile

Wachs mit hohem Schmelzpunkt 0— 2 Teile

Typische Beispiele für zum Herstellen der Überzugsfilme verwendete Gemische unter Verwendung der bevorzugten Polyacrylsäure-Komponenten sind in den folgenden Beispielen aufgeführt:

Beispiel 1

Polymerisationsprodukt (Acrylsäure/
Methacrylsäure/Acrylamid)
Styrol/Maleinanhydridcopolymer
Methylenchlorid

9 Teile

3 Teile

88 Teile

Durch diese Zusammensetzung erhält man ein schnell trocknendes Lösungsmittelgemisch, das zum Herstellen eines kontinuierlichen Überzuges und beim Verarbeiten von Metallen besonders geeignet ist.

Beispiel 2

Polyacrylsäure- Homopolymer	18 Teile
Styrol/Maleinanhydridcopolymer	2 Teile
Zinkstearat	1 Teil
Carnaubawachs	0,5 Teile
Lösungsmittelgemisch (Diaceton-
alkohol, Buylalkohol, Butylacetat,
Monoäthyläther von Äthylenglycol)	78,95 Teile

Hierdurch erhält man ein Lösungsmittelgemisch, das besonders für Anstrichzwecke geeignet ist Es wird hauptsächlich verwendet, um einen Überzug auf eine Seite eines eine qualitativ hochwertige Oberfläche aufweisenden Werkstückes aus rostfreiem Stahl oder Aluminium aufzutragen. Das so beschichtete Metall ist ausgezeichnet wasserabweisend und besitzt gute AntiBinde-Eigenschaften, welche verhindern, daß die Beschichtung an ähnlichen oder gleichen Beschichtungen anklebt oder sich sonstwie mit denselben fest verbindet

Beispiel 3

Polyacrylsäure/Methacrylsäure, 80 :20

Styrol/Maleinanhydridcopolymer

Calciumstearat

Zinkstearat

Wasser

Ammoniumhydroxid zum Lösen des Kunstharzes

Das so hergestellte Gemisch ist eine wäßrige ar..moniakhaltige Lösung, die für Walzzwecke auf warmgewalzten Stahl aufgetragen wird.

In Verbindung mit den in den vorstehenden Beispielen angegebenen Schutzfilmen oder Schutzüberzügen wird ein Deckschichtgemisch verwendet, das entweder chemisch oder physikalisch mit dem festen Kunstharzfilm in kontrollierbarem Ausmaß reagiert, um eine zusammengesetzte Verbindungsschicht mit ausgezeichneten Schmiereigenschaften zu erzeugen, während der Film andererseits mit überragender Festigkeit an der Oberfläche des als Unterlage dienenden Metalls haftet

Die für die Deckschicht dienende Mischung, welche besonders für die gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugten Polyacrylsäure-Polymere geeignet ist, kann ein Ein- oder Vielkomponentengemisch sein, das am besten nur an der Oberfläche und am Rand unter den Verformungsbedingungen des Metalls Schmiereigenschaften erhält. Durch die Anbringung der Deckschicht auf dem mit Kunstharz beschichteten Blech beeinträchtigt man nicht das Schneiden, Tiefziehen oder Walzen des Bleches, was schwierig werden könnte, wenn die Deckschicht von sich aus Schmiereigenschaften besäße.

Die nachfolgenden Beispiele enthalten spezielle Zusammensetzungen für das Deckschichtgemisch, wobei diese Deckschichtmaterialien mit jedem der oben angegebenen Beispiele für den Kunstharzfilm verwendet werden können:

Beispiel	Äthylenglycol	Beispiel	4	90 Teile 10 Teile
Mineralöl, 100 SUS bei 37.78 Butyl-Cellosolve	Wasser Triäthanolaminoleat	⁰C
Beispiel	5	90 Teile 10 Teile
Specköl Butyl-Cellosolve
Beispiel	6	70 Teile 30 Teile
Mineralöl, 100 SUS bei 37,78 Butylalkohol	⁰C
Beispiel	7	100 Teile

8	95 Teile 5 Teile

Die Beispiele 4 und 5 sind typische Beispiele für einen ölträger, dem ein primäres Lösungsmittel für den Polymerfilm beigegeben worden ist. Dieses Lösungsmittel kann teilweise oder vollständig durch jedes der anderen oben aufgeführten Lösungsmittel ersetzt werden. Im allgemeinen kann jedes eine mittlere Wasserstoffbindung "ufweisende Lösungsmittel mit einem Lösbarkeitsp--amter zwischen 83 und 14,7 verwendet werden. Das aus Mineralöl oder verseifbarem öl bestehende Trägermaterial sollte bei 37,78° C

den Wert von etwa 203 SUS nicht übersteigen, weil sonst Probleme beim Verformen der Bleche oder 20 Teile sonstigen Werkstücke auftreten können. Die Konzen-

3 Teile tration des primären Lösungsmittels kann in einem

0,5 Teile 5 Bereich von 2 bis 30 Gewichtsprozent liegen.
0,5 Teile Das Beispiel 6 ist ein typisches Beispiel für einen

76 Teile Mineralölträger, dem ein teilweise als Lösungsmittel

und teilweise als Reaktionsmittel für den Polyacrylsäure-Kunstharzfilm wirkendes Material zugegeben worin den ist. Um eine spürbare und ausreichende chemische Reaktion mit dem Polymerfilm zu gewährleisten, muß der Kunstharzaktivator eine viel höhere Konzentration aufweisen. Der Butylalkohl kann vollständig oder teilweise durch andere aliphatische oder cycloaiiphatisehe Alkohole wie Cyclohexanol, Caprylalkohol usw. ersetzt werden.

Gemäß Beispiel 7 wird ein typisches, eine hohe Wasserstoffbindung aufweisendes Lösungsmittel verwendet, welches das Polymer anquillt. Beispiel 8 ist eine alkalisch reagierende Seifenlösung, welche den Polymerfilm erweicht.

Die die Deckschicht bildenden Gemische brauchen bei normalen Temperaturen nicht flüssig zu sein, sondern können auch Feststoffe wie beispielsweise Polyäthylenglycole sein. Die letztgenannten sind oftmals weiche bis harte Wachse.

Ein Deckschichtgemisch gemäß Beispiel 5 ist für die meisten praktischen Anwendungsfälle sehr gut brauchbar.

Die Verfahren zum Beschichten metallischer Oberflächen mit dünnen Filmen aus organischen Materialien einschließlich der Elektrophorese, der Ablagerung von polymerisierbaren Materialien und der Bildung eines Polymerfilmes an Ort und Stelle sind allgemein bekannt.

Normalerweise bringt ein inerter flüssiger Träger eine genügende Menge des organischen Filmbildners an die Metalloberfläche, woraufhin man das flüssige Trägermaterial durch Verdampfung entfernt und das organische Material als Film auf der Metalloberfläche verfestigt. Dies erreicht man durch Erhitzen, wenn das Material wärmehärtbar, oder durch Kühlen, wenn das Material thermoplastisch ist. Falls erwünscht, kann der Filmbildner auch als heiße Schmelze ohne Zusatz irgendeines Trägermaterials aufgebracht werden. In jedem Falle kann der Filmbildner nach jedem bekannten Verfahren wie durch Tauchen, Aufspritzen, Aufwalzen, Aufstreichen usw. aufgetragen werden.

Gemäß Fig. 1 ist auf ein Blech 10 ein Film 11 aus organischem Material aufgetragen und in oben beschriebener Weise fest mit dem Blech verbunden. Es sollte eine genügende Menge organisches Material auf das Blech aufgetragen werden, um das Metall in einer Stärke zu überdecken, daß der Film anschließend in der beschriebenen Weise erweicht werden kann, ohne daß hierdurch die Verbindung des Filmes zum Metall beeinträchtigt wird. Im allgemeinen sollte die Dicke des Filmes 11 0,0076 mm nicht übersteigen und vorzugsweise im Bereich von etwa 0,001 bis etwa 0,004 mm liegen. Das entspricht ungefähr Filmgewichten von etwa 1080 mg/m² bis etwa 4300 mg/m². Größere Filmdicken sind nicht zu empfehlen, weil hierbei die Haftkraft sinken kann.

Für spezieile Anwendungszwecke werden bestimmte Kunstharze vorgezogen. Wenn beispielsweise der organische Film schließlich durch ein alkalisches Bad nach dem Hauptverformungsvorgang des Bleches von dessen Oberfläche entfernt werden soll, enthält der organische Film Kunstharze mit einer vorzugsweise

über 70 liegenden Säurezahl. Andererseits sind Epoxy- oder Polyvinylchloridfilme wünschenswert, wenn ein Korrosionsschutz besonders w'chtig ist Phenolformaldehydüberzüge sind im allgemeinen gegenüber Mineralspiritus empfindlich uid können aus wirtschaftlichen Überlegungen gewählt werden. Hochgradig temperaturfeste Beschichtungen werden mit Hilfe von Siliconen erzielt, was insbesondere zum Warmverformen von Metallen wie Magnesium und Aluminium von Interesse ist Polyvinylacetat kann aus Latex aufgetragen werden ι ο und wird deshalb für gewisse praktische Anwendungen vorgezogen.

Zu jeder gewünschten Zeit, nachdem der organische Film getrocknet oder sonstwie ausgehärtet ist, kann eine in F i g. 2 dargestellte Deckschicht 12 auf den Film ι s 11 aufgetragen werden, welche aus einem Lösungsmittel und einem Deckschichtträgermaterial besteht Es wird eine ausreichende Menge Deckschichtgemisch verwendet, um wenigstens die Bereiche des organischen Filmes zu benetzen, auf welche beim Verformen die hauptsächlichsten Kräfte ausgeübt werden, wobei die Deckschicht den Film wenigstens an diesen Stellen an seiner Oberfläche, jedoch nicht durch seine gesamte Dicke hindurch, lösen oder erweichen soll. Gemäß der Erfindung verläßt man sich zum Erreichen des Erweichungseffektes hauptsächlich auf das Lösungsmittel, so daß dasselbe in vorbestimmter Menge vorhanden sein muß. Beispielsweise enthält das für die Deckschicht bestimmte Trägermaterial von etwa zwei bis etwa 20 Gewichtsprozent Lösungsmittel oder Weichmacher für den organischen Film und vorzugsweise von etwa 4 bis etwa 10 Gewichtsprozent.

Obwohl die Trägermaterialien der Deckschicht häufig als »Schmiermittel« betrachtet werden, ist die Schmierwirkung dieser Trägermaterialien unter den beim Kaliverformen von Metall auftretenden Bedingungen unbedeutend oder die Trägermaterialien besitzen in vielen Fällen, wie oben erwähnt, praktisch überhaupt keine Schmierwirkung. Die Trägermaterialien werden lediglich nach dem Gesichtspunkt ausgewählt, ob sie in der Lage sind, das Lösungsmittel oder den Weichmacher innerhalb der Deckschicht in einer vorbestimmten Menge auf die Kunstharzoberfläche aufzubringen.

Das Zugeben eines Lösungsmittels in ein Trägermaterial wie Mineralöl verschlechtert nach allgemeiner Erwartung normalerweise seine Schmiereigenschaften. Es wurde jedoch gefunden, daß im vorliegenden Falle die Kombination zwischen Lösungsmittel und Mineralöl den Kunstharzfilm erweicht, so daß man auf diese Weise ein Vielphasen-Schmiermittelgemisch erhält. Der mit so der Metalloberfläche in Kontakt stehende Teil des Filmes 11 bleibt jedoch hart und haftend und dient als mechanische Verbindungsschicht, welche ein metallisches Fressen oder Festfressen zwischen den Formen und den Werkstücken während des Verformungsvorganges verhindert. Innerhalb der oben angegebenen Proportionen dient das »Schmiermittel« oder das Trägermaterial als Träger für das Lösungsmittel und mildert seine Wirkung. Optimale Ergebnisse können mit besonderen Deckschichtgemischen erzielt werden, fto welche eine gesteuerte und begrenzte Erweichung des organischen Filmes bewirken.

Wegen der Anwesenheit des Lösungsmittels oder »Kunstharzaktivators« und/oder des Trägermaterials werden die mit der Deckschicht 12 versehenen Teile des (>? Filmes 11 erweicht. Wie eben erwähnt, kann dies durch einen Lösungsvorgang, durch eine Erweichung oder durch andere Vorgänge erzielt werden, welche die äußere Oberfläche des Filmes 11 in einen weicher halbflüssigen Zustand versetzen. Dadurch entsteh zwischen dem Film 11 und der Deckschicht 12 eine Zwischenschicht 13 mit verringertem Reibungskoeffi zienten, die verhältnismäßig weich und schlüpfrig ist unc zu den unerwarteten Verringerungen der Oberflächen temperatur und des Gleitreibungskoeffizienten de: Werkstückes bei anschließenden Verformungsvorgän gen beiträgt Die Wirkung des durch die Zwischenschicht 13 gebildeten Schmiermediums kann durcr Begrenzen des Ausmaßes der Erweichung entsprechenc den Erfordernissen eines speziellen Verformungsvor ganges gesteuert werden.

In der Praxis kann der dünne organische Filrr vorzugsweise im Walzwerk, wo das Rohmetall herge stellt wird, aufgetragen werden, wodurch es überflüssig wird, das üblicherweise zum Schützen des Metalls geger Korrosion während Transport und Lagerung aufgetragene Walzöl zu verwenden. Das ölfreie Metall isi leichter zu handhaben und verringert Haushaltsprobleme sowohl im Walzwerk als auch beim Weiterverarbei ter. Der Weiterverarbeiter kann nach eigenen Wünschen das aktivierte Deckschichtgemisch, d. h. das eir Lösungsmittel enthaltende Deckschichtgemisch an den Biegewslzen oder Biegerollen einer Richtmaschine oder zwischen Hiesen Walzen oder Rollen und einer Tiefziehpresse in einer Tiefziehstraße oder an dei Presse selbst auftragen. Es ist äußerst praktisch, das aktivierte Deckschichtgemisch der vorliegenden Erfin dung an den Biegerollen oder Biegewalzen, ohne daC eine Vorreinigung notwendig wäre, zu verwenden wodurch es überflüssig wird, zusätzlich ein Ziehschmiermittel an der Verformungspresse aufzutragen. Nach dem Verformungsvorgang können die hergestellten Teile gelagert oder mit anderen Teilen in irgendeinei Weise verbunden werden, selbst mit Hilfe eines Schweißvorganges, ohne daß eine vorhergehende Reinigung zum Entfernen des noch auf ihrer Oberfläche befindlichen und normalerweise auch an derselben noch haftenden organischen Filmes notwendig wäre.

Das Vorhandensein eines festen organischen Trennfilmes ist außerdem deshalb vorteilhaft, weil hierdurch Schwierigkeiten verringert werden, die aus den Veränderungen in der Oberflächengüte, d. h. der Oberflächenrauhigkeit der Metalloberfläche der Werkstücke, entstehen können. Hierdurch wird die Lebensdauer der Preßwerkzeuge vergrößert, und die Presse arbeitet viel zuverlässiger. Da das Metall beim Verformungsvorgang geringeren Spannungen ausgesetzt wird, ist es in manchen Fällen möglich, die Qualität des zu verformenden Metalls herabzusetzen.

Die Kombination eines organischen Filmes und eines aktivierten Deckschichtgemisches wurde im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgreich verwendet, um Seife-Borax-Filme zu ersetzen, die meistens in üblichen Beschichtungsbetrieben aufgetragen werden. Die Verwendung von eine geringe Viskosität aufweisenden Deckschichtgemischen auf Olbasis zum Erweichen oder Plastifizieren des organischen Filmes ist auch bei automatischen Preßstraßen vorteilhaft, weil diese Gemische nicht den Betrieb von Mikroschaltern beeinträchtigen, welche die Bewegung der Teile in der Straße überwachen.

Nachdem der Hauptverformungsvorgang der Werkstücke beendet ist, stellt das Entfernen des Beschichtungsmaterialien und Lösungsmittel enthaltenden Gemisches kein Problem dar. Einfache Mittel wie wäßrige alkalische und saure Phosphatreiniger können verwen-

det werden, um diese Gemische zu jeder Zeit nach dem Verformungsvorgang der Werkstücke von denselben zu entfernen. Eine Reinigung der Werkstücke vor dem Auftragen einer Farbe oder einer sonstigen endgültigen Deckschicht ist vorzuziehen.

Beispiel 9

Ein für Druckgas bestimmter Druckzylinder wird aus einem Zuschnitt von warmgewalztem Stahlblech mit einer Dicke von 3,3 mm unter Verwendung eines ι ο üblichen Seife-Borax-Films als Schmiermittel geformt Die Oberflächentemperatur wurde auf den geformten Teilen, nachdem dieselben die Tiefziehpresse verlassen haben, an mehreren Stellen gemessen. Es wurde festgestellt, daß die kritischen Bereiche dieser Teile während des Verformungsvorganges auf eine Temperatur von etwa 83° C erwärmt wurden.

Zu Vergleichszwecken wurde ein 0,005 mm dicker Film aus »Vinsol«-Kunstharz auf einen gleichen Blechzuschnitt durch Eintauchen in eine Methauollösung aufgetragen, die 10% dieses Kunststoffes enthielt Die derart beschichteten Testzuschnitte ließ man vor der Bearbeitung wenigstens 10 Minuten lang an der Luft trocknen. Dann trug man ein Gemisch aus im wesentlichen 75% Mineralöl und 25% Xylol auf den an der Luft getrockneten Kunststoffilm auf. Durch Verwendung dieser Kombination eines Kunstharzfilmes und einer Deckschicht anstelle eines Seife-Borax-Filmes sank die beim Tiefziehvorgang auftretende Temperatur in den kritischen Bereichen auf etwa 65° C. Außerdem wurde der Ausschuß von 2% bei Verwendung von Seife-Borax auf 0,5% bei Verwendung der vorliegenden Erfindung verringert, wobei die aus den erfindungsgemäß bearbeiteten Zuschnitten hergestellten Zylinder frei von jeglichen Markierungen durch die Preßformen waren.

Beispiel 10

In einem anderen Versuch wurde die ölwanne eines Motors aus 1,27 mm dickem Kaltwalzstahlblech unter Verwendung eines stark pigmentierten Emulsions-Tiefziehschmiermittels tiefgezogen. Die so hergestellten ölwannen mußten sofort nach der Herstellung gewaschen werden, weil mit Fortschreiten der Alterung die auf den Werkstücken verbleibenden restlichen Schmiermittelteile immer schwieriger zu entfernen sind und weil die Reste des Schmiermittels auch anschließende Schweißvorgänge beeinträchtigen.

Wenn man dieselben ölwannen gemäß der vorliegenden Erfindung herstellt, indem man zunächst auf die Zuschnitte einen dünnen Film aus Apfelsinen-Schellack und dann eine Deckschicht aus 75% Mineralöl und 25% Isopropylalkohol aufträgt, kann man den Waschvorgang ganz weglasren, ohne daß bei nachfolgenden Schweißvorgängen irgendwelche Schwierigkeiten auftreten. Außerdem übertrifft die Qualität der so hergestellten Werkstücke alle bisher gültigen Vorschriften.

Beispiel 11

Die qualitativen Ergebnisse der Beispiele 1 und 2 können in quantitativer Weise dadurch aufgezeigt werden, daß man Gleitreibungstests unter Bedingungen durchführt, die die beim Tiefziehen festgestellten Bedingungen simulieren. Für diesen Zweck wurden folgende organische Filmbildner untersucht:

Filmbildner!:

ein harter, brüchtiger, dunkelfarbiger, thermoplastischer Kunststoff, der aus Kiefern- oder Fichtenholz gewonnen wird und Phenol-, Aldehyd- und Äthergruppen enthält;

Filmbildner II:

eine wäßrige Lösung von Polyacryl-Kunstharz;

Filmbildner III:

eine Wasseremulsion von Polyvinylacetat; Apfelsinen-Schellack und Zein.

Die Kunstharze oder Kunststoffe wurden getrennt voneinander auf Teststreifen aus Stahlblech aufgetragen, woraufhin man die derart hergestellten Oberzüge trocknete.

Die Tabelle A enthält Werte für den Gleitreibungskoeffizienten, der in der beschriebenen Weise beschichteten und getrockneten und zwischen zwei Stahlblöcken unter den angegebenen Testbedingungen tiefgezogenen Stahlblech-Teststreifen.

Tabelle A	Reibungskoeffizient
Filmbildner	0,48
Filmbildner I	0,30
Filmbüdner II	0,30
Filmbildner III	0,24
Apfelsinen-Schellack	0,18
Zein	nicht verwendet
Trägermaterial	0,0025 mm
Filmdicke	70 kg/cm*
Belastung	22,22°C
Temperatur

Die Zugabe von Mineralöl und Lösungsmittel in der oben beschriebenen Weise verringert den Reibungskoeffizienten bedeutend, was aus der nachfolgenden Tabelle B eindeutig zu ersehen ist Sowohl Xylol als auch Isopropylalkohol lösen die obengenannten Testkunstharze oder Testkunststoffe an und verringern dadurch die Reibung. Bei diesem speziellen Beispiel hat Mineralöl keine lösende Wirkung auf die verwendeten Kunstharze oder Kunststoffe, so daß Mineralöl allein den Reibungskoeffizienten nicht unter 0,20 verringert, was hingegen der Fall ist, wenn als Lösungsmittel Xylol oder Isopropylalkohol vorhanden ist.

Tabelle B	Reibungskoeffizient 100% Mineralöl	75% Mineralöl 25% Xylol	75% Mineralöl 25% Isopropylalkohol
Kunstharz	mehr als 0,20 mehr als 0,20 mehr als 0.20	0,12a) 0,10 0.09	0,05 0,08 0.02
Filmbildner I Filmbildner Il Filmbildner III

17 Fortsetzung	20 04 062	18
Kunstharz	Reibungskoeffizient 100% Mineralöl 75% Mineralöl 25% Xylol	75% Mineralöl 25% Isopropylalkohol
Apfelsinen-Schellack Zein Mineralöl Belastung Temperatur Filmdicke	mehr als 0,20 0,10 mehr als 0,20 0,10 Viskosität 100 SUS bei 37,78° C 246 kg/cm* 82,22° C 0,025 mm	0,05b) 0,12

*) Kunstharzfilm und Deckschicht für Beispiel ") Kunstharzfilm und Deckschicht für Beispiel

Beispiel 12

Das folgende Verfahren wurde zum Herstellen eines emaillierten Eisenwerkstückes verwendet Es wurde ein Beschichtungsgemisch etwa folgender Zusammensetzung auf das unbeschichtete Eisenwerkstück aufgetragen:

Komponente	Gew.-%
Maleinharz mit
einer Säurezahl 110	15,0%
Wäßriges Ammoniak
(26%)	2,5%
Wasser	82,5%

Das Beschichtungsgemisch wurde auf das Werkstück aufgewalzt, obwohl man es ebenso aufspritzen, durch Tauchen auftragen oder sonstwie aufbringen könnte. Aus Zweckmäßigkeitsgründen und aus Gründen der Zeitersparnis wurde das beschichtete Metall durch einen Trockenofen hindurchgeführt, um das Entfernen von Wasser und flüchtigem Ammoniak zu beschleunigen, obwohl man einen Überzug mit befriedigenden Eigenschaften ebenso erhält, wenn man das beschichtete Werkstück einfach an der Luft trocknen läßt. Der auf diese Weise auf das Werkstück aufgebrachte Film besaß eine Dicke von 0,0025 mm bis 0,0065 mm.

Auf das vorbeschichtete Metall wurde dann eine Deckschicht folgender Zusammensetzung aufgetragen:

Komponente

Gew.-%

Specköl 75-95%

Isopropylalkohol

(98%) 5-25%

Mit einem an dieser oberen Grenze liegenden Alkoholgehalt erhält man eine optimale Verringerung der Reibung. Einen an der unteren Grenze liegenden Alkoholgehalt zieht man hingegen vor, wenn ein Anfressen des Metalls ein Problem bei der Bearbeitung darstellt In diesem letztgenannten Fall behält der Kunstharzfilm seine Härte und bildet einen besseren mechanischen Schutz gegen einen Kontakt zwischen zwei gleichen Metallteilen.

Nachdem das aus Eisen bestehende Werkstück in der angegebenen Weise behandelt worden ist, wird es durch einen Tiefzieh Vorgang in die gewünschte Form gebracht, voraufhin man die Kunstharzbeschichtung und jeden Rest der Deckschicht durch Waschen des Werkstückes in einem alkalischen Bad entfernt. Daraufhin wird die emaillierende Fritte auf das geformte Werkstück aufgebracht und ein Emailleüberzug in bekannter Weise hergestellt.

Beispiel 13

Das Trägermaterial für das Lösungsmittel muß kein Öl sein. Ein mit Polyvinylkunstharz beschichtetes Stahlblech wurde mit Hilfe eines Trägers zu Instrumentenbrettern verformt, der im wesentlichen aus einer wäßrigen Seifenlösung aus 15% Seite auf Pflanzenölbasis und 85% Wasser bestand. Der durchschnittliche Ausschuß betrug 3%. Durch Zugabe von 20% Butyl-Cellosolve zum Seifenträger wurde der Ausschuß auf 0,2% verringert. Zum Herstellen der aktiven Deckschichtmischung kann man übliche Tiefziehschmiermittel als Trägermaterial verwenden. Die einzige Beschränkung bei der Auswahl der Trägermaterialien besteht darin, daß die Trägermaterialien und die Lösungsmittel für den Kunststoff miteinander verträglich sein müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verformen metallischer Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schütze der Oberfläche der Werkstücke vor dem Verformungsvorgang auf diese ein fester, verhältnismäßig harter und gegen Verschiebung widerstandsfähiger Film aus organischem Kunststoff aufgetragen wird, daß anschließend ebenfalls vor dem Verformungsvorgang auf die Oberseite des organischen Films ein Weichmacher oder ein Lösungsmittel aufgetragen wird, um den Film aii seiner Oberfläche wenigstens in einen halbflüssigen Zustand mit erhöhter Schmierwirkung umzuwandeln, ohne die Haftung des Filmes an der metallischen Oberfläche zu zerstören, und daß schließlich die Werkstücke verformt werden, solange sich die Oberfläche des aufgetragenen Filmes im halbflüssigen oder weichen Zustand befindet, um so die Schmierung zwischen der Oberfläche des Werkstükkes und den verwendeten Formen zu gewährleisten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schütze der Oberfläche der Werkstücke vor dem Verformungsvorgang ein fester, verhältnismäßig harter und gegen Verschiebung widerstandsfähiger Film aus

Alginaten, Schellack, Zein, Gelatine,
Polyacrylsäure, Polyacrylester,
Polymethacrylsäure, Polymethacrylester,
Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral,
Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid,
Polyvinyldichlord, Polyvinylpyrrolidon,
Nitrocellulose, Celluloseacetat,
Cellulosepropionat, Äthylcellulose,
Celluloseacetatbutyrat, Polyäthylen,
Polypropylen, Polystyren,
Allylalkohol-Styren-Copolymer, Nylon,
Polyurethan, Polychlorotrifluoräthylen,
Cumaron-Inden, Acetatpolymeren,
Diallylphthalat, Phenol-Furfural,
Polyesterkunstharzen, Aikydkunstharzen oder Siliconalkydcopolymer-Kunstharzen