DE2201540B2 - Verwendung von Glykoläthern als Ziehöl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Glykoläthern als Ziehöl für die Herstellung von Metallen bei tiefen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen unterhalb -30° C.

Es ist bekannt, Metalle und deren Legierungen bei Temperaturen unterhalb ihrer Rekristallisationstemperatur unter Zuhilfenahme von Schmierstoffen auf Mineralölbasis zu Drähten zu ziehen. Die Ziehöle und Ziehölemulsionen können oberflächenaktive Wirkstoffe als reibungsmindernde und tragfähigkeitsver-Hssernde Zusätze enthalten. Bei groiBen Stichabnahmen und zähen Metallen können, tierische und mineralölbasische Fette, Fettsäuren und deren Salze sowie ton-, kalk-, carbonat- und graphithaltige Dispersionen zur Anwendung gelangen.

Sämtliche herkömmlichen Ziehöle eignen sich nicht für das Ziehen von Drähten aus Metallen bei tiefen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen unterhalb -30° C. Als begrenzende Faktoren sind der Stockpunkt der Mineralöle bzw. der Kristallisationspunkt der Feststoffträgerflüssigkeiten, die Ausscheidung von Zusätzen, die chemische Reaktivität der Zusatzstoffe, die evtl. die Oberfläche der hochreinen Metalle angreifen, und mangelnde Schmierfähigkeit anzusehen.

Halogenicrte Kohlenwasserstoffe erwiesen sich -abgesehen von der physiologischen Bedenklichkeit -als unbrauchbare Schmierstoffe zum Ziehen von hochreinen Metallen bei tiefen Temperaturen.

Die Verwendung verflüssigter Kohlenwasserstoffe erfordert einen relativ großen technischen Aufwand, muß in vielen Fällen aus Sicherheitsgründen vermieden werden und ergibt aufgrund des relativ niedrigen Molekulargewichtes des Ziehöles nur schlechte technische Ergebnisse.

Aus def DT-PS 1001794 sind Schmiermittelkonzentrate für die spanabhebende Metallbearbeitung auf der Basis von Polyoxyalkylene!! in wäßriger Lösung bekannt, die durch einen Gehalt einer Mischung aus I) einer als Zusatz zu Metallbearbeitungsmitteln an sich bekannten wasserlöslichen homopolymeren C,-Cg-Oxyalkylenpolyoxyäthylenverbindung, die mindestens eine homopolymere Polyoxyalkylengruppe mit einem Molgewicht von mindestens 800, die von einem Alkylenoxyd mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen abgeleitet ist, und eine oder mehrere Polyoxyiithylen gruppen, welche 15 bis 90 Gewichtsprozent des Moleküls ausmachen, aufweist, und 2) einem als Zusatz zu Metallbearbeitungsmitteln gleichfalls bekannten wasserlöslichen heteropolymeren Polyoxyäthylenpolyoxypropylendiol mit einem Molgewicht von minde stens 300 bzw. einem Ester oder einem Äther eines solchen Diols gekennzeichnet sind.

Es handelt sich um ein Schmiermittelkonzentrat für spanabhebende Metallbearbeitung, welches in wäßri ger Lösung angewandt wird und bei dem wasserlösli che Polyoxyalkylene verwendet werden. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf Ziehöle für die Herstellung von Metallen bei tiefen Temperaturen, die wesentlich unter dem Gefrierpunkt liegen, wobei wäßrige Lösungen nicht in Betracht kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteik. das Ziehen von Drähten aus Metallen bei tieferen Temperaturen, insbesondere Temperaturen unterhalb —30° C, ohne

M Verringerung des Reinheitsgrades der Metalle zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Verwendung von Glykoläthern der allgemeinen Formel·

RO—CHR'-CHR"-OR'"

in der R eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R', R" und R'" Wasserstoff oder Methyl bedeuten, gegebenenfalls im Gemisch mit bis zu

jo 35 Gewichtsprozent Polyalkylenglykol einer Viskosität bis zu 150 cStbei 50' C, als Ziehöl für die Herstellung von Metallen bei tiefen Temperaturen.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform kann Methylglykol oder Äthylglykol als Ziehöl für die

η Herstellung von Metallen bei tiefen Temperaturen verwendet wer*' n.

Besonders gute Ergebnisse werden bei Zusatz von 10 bis 15 Gewichtsprozent eines Polyalkylenglykols mit einer Viskosität von 47 cSt bei 50° C zu den als

Ziehöl zu verwendenden Glykoläthern erhalten.

Die gemäß der Erfindung als Ziehöl zu verwendenden Glykoläther zeichnen sich durch ein überraschend gutes Viskositäts-Temperatur-Verhalten aus, d. h. die Änderung der Viskosität mit der Temperatur ist ver-

4Ί gleichsweise sehr gering. Ferner zeigen sie bei geringen Reibungsverlusten während des Ziehvorganges eine außergewöhnliche Tragfähigkeit des Schmierstuffilms bei hohen spezifischen Belastungen. Bei Anwendung der Erfindung vA ein Arbeiten bei

vi sehr tiefen Temperaturen möglich, es kann z. B. bei

Anwendung von Methylglykol als Glykoläther das Drahtziehen bis herunter zu einer Temperatur von

-85° C erfolgen.

Aufgrund der relativ hohen Siedepunkte können

-,-> Ziehöle auf der Basis von Glykoläthern bei Raumtemperatur drucklos gelagert werden. Die Abwesenheit von Schwefel und chemisch aktiven Bestandteilen wirkt sich besonders vorteilhaft beim Ziehen von hochreinen Metallen aus.

„u Es ist nicht notwendig, daß die gemäß der Erfindung zu verwendenden Glykoläther chemisch rein sind. Auch technische Qualitäten, die z. B. geringe Mengen der zu ihrer Herstellung verwendeten Ausgangsprodukte, wie Alkohole und Äthylenglykol,

h", oder geringe Mengen Wasser enthalten, führen zu brauchbaren Ergebnissen.

Zur Verbesserung gewisser Eigenschaften, wie/. B. der Hochdruckeigenschaften, können den erfin-

dungsgemäß zu verwendenden Glykoläthern bekannte, homogen lösliche, verschleißschützende Additive zugesetzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Ziehstein mit einem öffnungswinkel von 16" wurde zusammen mit einem Aluminiumdraht auf -75° C abgekühlt. Anschließend wurde unter Verwendung von Methylglykol (Glykolmonomethyläther) als Ziehschmiermittel der Draht mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/sec bei Stichabnahmen zwischen 5 und 12% ohne Abreißen gezogen. Die gezogene Drahtoberfläche war frei von Riefen oder sonstigen Zeichen von Kaltverschweißungen als Folge unzureichenden Lasttragevermögens des Schmiermittels. Wurde dagegen unter denselben Bedingungen ein halogenierter Kohlenwasserstoff als Ziehschmiermittel verwendet, so riß der Draht schon nach wenigen Zentimetern und zeigte eine rauhe Oberfläche.

Beispiel 2

In einem Wolframcarbid-Ziehstein mit 14° Einlaufwinkel wurde ein 1 mm dicker Aluminiumdraht von 99,99% Reinheit bei -55° C zu 10% verformt. Bei Verwendung von Äthylglykol (2-Äthoxyäthanol, techn. Qualität) als Ziehschmiermittel war dies ohne weitere Schwierigkeiten möglich. Dagegen trat bei Verwendung von Trichloräthylen als Ziehschmiermittel bei derselben Temperatur Quietschen und dauerndes Abreißen des Drahies auf Auch der Einsatz von Petroleum bei 20° C führte zu negativen Versuchsergebnissen. Erst die Verwendv ig von Butylglykol als Ziehschmiermittel bei —50° C ergab zufriedenstellende Ergebnisse, d. h. eine glatte Drahtoberfläche und kein Abreißen.

Beispiel 3

Es wurde versucht, bei —60° C einen Kupferdraht von 99,999% Reinheit unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 2 mit Trichloräthylen als Ziehschmiermittel zu ziehen. Dieser Versuch war erfolglos, da dauerndes Abreißen auftrat. Dagegen traten bei derselben Temperatur bei Verwendung von Propylglykol (2-Propoxyäthanol, technische Qualität) als Ziehschmiermittel keinerlei Schwierigkeiten auf; es konnten sofort zufriedenstellende Drahtqualitäten erhalten werden.

Beispiel 4

Ein Silberdraht von 99,999% Reinheit konnte weder bei Raumtemperatur unter Verwendung von Petroleum, noch bei —60° C unter Verwendung von Trichloräthylen gezogen werden, wobei sonst unter den Bedingungen des Beispiels 2 gearbeitet wurde. Dagegen war dies sofort möglich, wenn bei —55° C Äthylglykol als Ziehschmiermittel eingesetzt wurde. Eine weitere Verbesserung in der Oberflächenbeschaffenheit des gezogenen Drahtes trat dann ein, wenn dem Äthylglykol 10 bis 15 Gewichtsprozent eines Polyalkylenglykols mit einer Viskosität von 47 cSt bei 50° C zugesetzt wurden und bei —55° C gearbeitet wurde.

Beispiel 5

Unter den Bedingungen des Beispiels 2 wurden Aluminiumdrähte von 99,99% und 99,998% Reinheit bei Temperaturen zwischen —40 und —50° C unter Verwendung von Propylenglykolmonobutyläther als Ziehschmiermittel erfolgreich gezogen. Dabei konnte mit abnehmender Temperatur die Oberflächenqualität der Drähte erheblich verbessert werden.

Dieses Beispiel zeigt, daß auch Produkte mit R' jo bzw. R" der im Anspruch 1 angegebenen allgemeinen Formel gut geeignet sind.

Beispiel 6

Unter den Bedingungen des Beispiels 2 w irde ver-J-. sucht, Aluminiumdrähte von 99,99% und 99,998% Reinheit bei Temperaturen zwischen —50° C und — 70° C unter Verwendung von Äthylenglykoldimethyläther zu ziehen. Die Aluminiumdrähte von 99,99% Reinheit ließen sich bei einer Temperatur unterhalb —60° C, die Drähte höherer Reinheit bei einer Temperatur um - 70° C ohne Quietschen bei zufriedenstellender Oberflächengüte erfolgreich ziehen. Dieses Beispiel mit dem vorgeschlagenen Dimethylglykoläther zeigt, daß auch Verbindungen, in de-4~ > nen R und R'" Alkylsubstituenten darstellen, den Ziehvorgang ermöglichen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung von Glykoläthern der allgemeinen Formel

RO—CHR'-CHR"-OR'" in der R eine Alky!gruppe mit I bis 6 Kohlenstoffatomen und R', R" und R'" Wasserstoff oder Methyl bedeuten, gegebenenfalls im Gemisch mit bis zu 35 Gewichtsprozent Polyalkylenglykol einer Viskosität bis zu 150 cst bei 50 ° C als Ziehöl für die Herstellung von Metallen bei tiefen Temperaturen.

2. Verwendung von Methylglykol oder Äthylglykol nach Anspruch 1 als Ziehöl für die Herstellung von Metallen bei tiefen Temperaturen.