DE2048537A1 - Lubricants for hot metal - forming - contg mixed inorganic phosphates in polymer binders - Google Patents

Lubricants for hot metal - forming - contg mixed inorganic phosphates in polymer binders

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DE2048537A1 DE19702048537 DE2048537A DE2048537A1 DE 2048537 A1 DE2048537 A1 DE 2048537A1 DE 19702048537 DE19702048537 DE 19702048537 DE 2048537 A DE2048537 A DE 2048537A DE 2048537 A1 DE2048537 A1 DE 2048537A1
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Description

  • Wochtemperaturschmierstoff Gegenstand der Erfindung ist ein Hochtemperaturschmiermittel auf Phosphatbasis in Form eines festen Überzugs, das bei der Warmverformung von Metallen, z.B. beim Walzen, Pressen, Schmieden, Ziehen oder Stoßen Verwendung findet.
  • Zum Schmieren bei höheren Temperaturen sind Salz- oder Schmelzgemische bekannt, die auf Silikat- oder Phosphatbasis beruhen.
  • Diese Schmierstoffe werden entweder durch Aufstäuben des Pulvers oder als wässerige Suspension durch Besprühen Bepinseln oder Tauchen auf das Werkstück oder das Werkzeug aufgebracht.
  • Es ist auch bekannt, anorganische Schmiermittel zusammen mit organischen Stoffen zu verwenden. Borphosphoroxyde können in hitzehärtbare Massen, wie z,B, Kautschuk, Phenoplaste, Silikone, Epoxyharze, Polypropylen, fluorierte Harze oder Polycarbonate eingearbeitet werden. Es sind auch Schmiermittel in Form eines Überzugs aus Aluminiumpulver und einem Klebmittel zum Ziehen bekannt. Ferner wird Graphit unter Verwendung von in Lösung befindlichem Kunstharz als Bindemittel als Schmiermittel beim Ziehen eingesetzt.
  • Bei Schmiervorgängen, bei denen zwischen dem Auftrag der Sclnierstoffe und der Weiterverarbeitung ein gewisser Zeitraum vergeht, ist es notwendig, den Schmierstoff in Form einer gut haftenden Schicht aufzubringen, damit noch ausreichend Schmierstoff beim Bearbeitungsvorgang vorhanden ist. Ferner soll die Schmierstoffschicht das Werkstück in dieser Zwischenzeit vor Beschädigungen, sei es mechanischer oder chemischer Art, schützen. Außerdem ist es bei der Bearbeitung empfindlicher Metalle, z.B. sauerstoffempfindlicher Metalle wie Titan wichtig, daß die Metalloberfläche durch eine Schicht von der Luft abgetrennt wird, damit keine Oxydation durch den Luftsauerstoff eintritt0 Es wurde nun gefunden, daß solch ein Hochtemperaturschmierstoff auf Phosphatbasis für die Warmverformung von Metallen den geforderten Ansprüchen genügt, der aus einer Dispersion eines Gemisches und/oder einer Schmelze von Ortho- und/oder Polyphosphaten mit Natrium und/oder Kalium und/oder Zink und/ oder Aluminium undtoder Bor, gegebenenfalls unter Zusatz von CaF2 und/oder NaF und/oder ZnS und/oder Graphit und/oder Natriumzinkpolyphosphat, in einer Lösung aus einem hochpolymerken Binder in eines organischen Lösungsmittel besteht0 Solch ein Schmiermittel hat nach Auftrag auf das Metall und Trocknung bei Zimmertemperatur, ggfls. bei erhöhter Temperatur bis etwa 150° C, eine gute Haftung und Abriebfestigkeit. Bei der Verformungstemperatur verbrennt der Binder vollkommen, ohne daß sich der Überzug von Metall abhebt oder Blasen bildet; der Schnierstoff schmilzt gleichmäßig auf und ergibt einen zusammenhängenden Schmierfilm Die Dispersion wird hergestellt, indem man den fein gepulverten Hochtemperaturschmierstoff auf Phosphatbasis homogen in das Binder-Lösungsmittel-Gemisch einarbeitet, was zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Homogenisators, z.B. eines hochtourigen Dispersers geschieht. Gegebenenfalls wird noch ein Additiv zur Verhinderung von Ein- und Nachdickungen, Bodensatzbildung und Oberflächenstörungen mit eingearbeitet. Die Dispersion kann 10X -70X, vorzugsweise 20X - 65%, Feststoff enthalten. Der Rest besteht aus Binder-Lösungsmittel-Gemisch, wobei 5% -15% Binder gelöst sind.
  • Der Auftrag der Dispersion erfolgt durch Sprühen, Bestreichen oder Tauchen. Als Schmierstoff auf Phosphatbasis werden Ge-.
  • tische oder Schmelzen aus Ortho- und/oder Polyphosphaten mit Natrium und/oder Kalium und/oder Bor und/oder Zink unalodar Aluminium verwendet. Dabei kann der Gehalt an P205 30% - 70%, an Na2O und/oder K2O 5% - 35X, an B203 5%- . 25%, an ZnO 5X -25% und an A1203 5% - 25% betragen. Das Schmiermittel kann auch Zusatzstoffe an ZnS und/oder CaF2 und/oder NaF und/oder Graphit und/oder Natriumzinkpolyphosphat in einer Menge von 5% -ZnS und/oder 5% -25% CaF2 und/oder 5% -25% NaF und/oder 5%-25% Graphit und/oder 5% - 25% Natriumzikpolyphosphat enthalten.
  • Als Binder kann ein Styrolpolymerisat und/oder Polyvinylbutyral und/oder Styrol-Butadien-Nischpolymerisat und/oder Polymethacrylsäureester verwendet werden. Das Lösungsmittel kann aus einem aluphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoff, Alkohol, Keton oder Ester bestehen. Der Anteil Des Binders In dem Binder-Lösungsmittel-Gemisch bträgt 5%-15% und der Feststoffgehalt der Dispersion 10% -70%, vorzugsweise 20% -65%.
  • Die Scmiermittel-Suspensio kann auch angefärbt werden, so daß beim Auf tragen sofort die Verteilung des Schmiermittels beobachtet werden kann und in gleichmäßger Auftrag gewährleistet wird.
  • Zur Erläüterung des Erfindungsgegenstandes seien folgende Beispiele angeführt, die Jedoch den Erfindungsgedanken nur erläutern und nicht begrenzen sollen 1. 65 Teile eines Hochtemperaturschmiermittels auf Phosphatbazis mit einem Gehalt an P2O5 von 59,1% an Na2O von 18,1% an X20 von 8,2%, an Al2O3 von 5,7% und an B203 von 8,8% wurden in n 65 Teilen eines Binder-Lösungsmittel-Gemisches, bestehend aus 9,5 Teilen Polystyrol, 50 Teilen Xylol und 50 Teilen eines zu 98X aus Aromaten bestehenden Lösungsnittels mit Hilfe des Drais-Dispersers PM 1 bei 4500 Umdrehungen pro Minute dispergiert. Die Dispersion zeigt eine Viscosität von 29 sec., gemessen im Auslaufbecher DIN 4 bei 200 C; sie war thixotrop und dickte nach einem Tag deutlich nach, ließ sich jedoch auch nach 3-wöchigem Stehen leicht durch Schütteln oder Aufrühren in einen sprühfähigen Zustand überführen.
  • Diese Dispersion wurde mit einer Spritzpistole auf ein Blech aufgesprüht und ergab nach ca. 25 Minuten einen griff- und abriebfesten Film. Nach Trocknung bei 150°C wies er eine glatte und saubere Oberflache auf und hatte eine schichtdicke von 70 -80 µ bei der Gitterschnittprüfung nach DIN 53151 (Erichsen-Schneiden in 1 mm Abstand) wurde GT 1 - 2 gefunden. Bei Erhitzen des Blechs auf 9000 C schmolz das Schmiermittel gleichmäßig auf und bildete einen zusammenhängenden Schmierfilm, der eine einwandfreie Schmierwirkung gewährleis tete.
  • 2. 65 Teile des in Beispiel 1 genannten Phosphatschmierstoffs, der noch 0,8% eines Additivs auf Netzmittelbasis enthielt, wurden mit 35 Teilen eines Gemisches aus 9,5 Teilen Polystyrol, 67,5 Teilen Xylol, 27,5 Teilen Aromatengemisch und 5 Teilen n-Butanol homogen dispergiert. Der Schmiermittel-Lack war gut versprühbar. Nach einem Tag zeigte sich ein leichter Bodensatz, der jedoch noch nach 3-wöchiger Lagerung leicht aufrührbar war. Der aufgesprühte Lack haftete gut auf dem Blech und war nach 25 - 30 Minuten griffest, die Schichtdicke betrug 75 - 80 Zu. Beim Glühen schmolz das Schmiermittel gleichmäßig auf und ergab einen zusammenhängenden Schmiermittelfilm.
  • 3. Es wurde eine Dispersion hergestellt aus 66 Teilen des in Beispiel 1 genannten Phosphatschmierstoffes, der 1 X Additis auf Metzmittelbasis und 0,02X Farbstoff Gentianaviolett enthielt, und 34 Teilen eines Binder-Lösungsmittel-Gemisches aus 9,5 Teilen eines Polymethacrylsäureesters, 50 Teilen Xylol, 45 Teilen Aromatengemisch, 5 Teilen n-Butanol. Die Dispersion war homogen, gut versprühbar, ergab einen gleichmäßigen Überzug und beim Glühen einen einwandfreien Schmiermittelfilm.
  • 4. Es wurde eine Dispersion hergestellt aus 65 Teilen eines Phosphatschmiermittels, bestehend aus 55,5 Gewichtsprozent P205 8,9 Gew.% K20, 13,2 Gew.% N20, 6,5 Gew.% Al203 und 15,8 Gew.% B203 und einem Zusatz von 1 Teil ZnS auf 9 Teile der Phosphatkomponente und einer Binder-LösungsmittelMischung aus 9,5 Teilen eines Polystyrols, 67,5 Teilen Xylol und 27,5 Teilen eines Aromatengemischos. Das Schmiermittel enthielt noch 1 X, bezogen auf die Phosphatkomponente, eines Additivs auf Netzmittelbasis und farbstoff. Die Mischung wurde 15 Minuten bei 4500 - 5000 Umdrehungen pro Minute in einem Disperser dispergiert. Sie war gut sprühfähig und blieb bei der Lagerung stabil.
  • 5. 65 Teile eines Phosphatschmiermittels, bestehend aus 58,3 Gewichtsprozent P205, 8,5 Gew.% K20 , 18,4 Gew.% Na20, 5,8 Gew.% Al203, 9,0 Gew.% B203 und einem Zusatz von 1 Teil Natriumzinkpolyphosphat auf 9 Teile der Phosphatkomponente, wurden in der wie im Beispiel 4 verwendeten Binder-Lösungsmittel-Mischung 10 Minuten bei 4500 Umdrehungen pro Minute dispergiert. Die Dispersion war sehr gut sprühfähig und blieb bei der Lagerung stabil.

Claims (11)

Patentansprüche
1. Hochtemperaturschmierstoff auf Phosphatbasis fUr die Warmverformung von Metallen in Form einer fest haftenden Schicht in Kombination mit einem Binder und einem Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Dispersion eines Gemisches oder einer Schmelze von Ortho- und/ oder Polyphosphaten mit Natrium und/oder Kalium und/oder Zink und/oder Aluminium und/oder Bor, ggfls. unter Zusatz von CaF2 undsoder NaF undsoder ZnS und/oder Graphit und/ oder Natriumpolyphosphat in einem hochpolymeren Binder und einem organischen Lösungsmittel besteht.
2. Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch oder die Schmelze von Ortho-und/oder Polyphosphaten einen Gehalt an P205 von 30% - 70%, an Na20 und/oder K20 von 5% - 35%, an B203 von 5% - 25X, an ZnO von 5% - 25% und von A1205 von 5X - 25% hat.
3. Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch oder die Schmelze von Ortho- und/oder Polyphosphaten einen Zusatz von CaF2 und/ oder NaF und/oder ZnS und/oder Graphit undloder Natriumzinkpolyphosphat hat.
4. Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Binder ein Styrolpolymerisat und/ oder Polyvinylbutyral und/oder Styrol-Butadien-Mischpolymerisat und/oder Polymethacrylsäureester ist.
5. Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel ein aliphatischer und/oder aromatischer Kohlenwasserstoff, Alkohol, Keton oder Ester ist.
6. Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Dispersion 10% - 70X, vorzugsweise 20X - 65% beträgt.
7. Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Binders in dem Binder-Lösungsmittel-Gemisch 5% - 15X beträgt.
8o Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion außerdem ein Additiv enthält.
9. Hochtemperatuschmierstoff nach Anspruch 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion angefärbt ist.
10. Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion durch Sprühen, Tauchen, Streichen auf das zu bearbeitende Werkstück aufgebracht wird.
11. Hochtemperaturschmierstoff nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierstoff beim Schmieden, Walzen, Pressen, Ziehen oder Stoßen verwendet wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0261438A2 (de) * 1986-09-23 1988-03-30 Lonza Ag Schmierstoff für die spanlose Verformung von Stahl
CN112143305A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 德阳市鸿澳润滑材料科技有限责任公司 一种用于模锻的涂料、膜及制作工艺

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EP0261438A3 (en) * 1986-09-23 1988-12-07 Lonza Ag Lubricant for forging steel
CN112143305A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 德阳市鸿澳润滑材料科技有限责任公司 一种用于模锻的涂料、膜及制作工艺

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