DE2229016B2 - Schmiermittelzusammensetzung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schmiermittelzusammensetzung
für die Ausbildung eines Schmiermittelfilmes auf der Oberfläche eines einer Säureätzung zugangliehen
Metalls, bestehend aus einer Lösung, Emulsion oder Dispersion eines fetten Öles und/oder einer Fettsäure
und/oder eines Wachses und/oder eines Mineralöles in einer wäßrigen, ein Oxidationsmittel und ein
Metall ätzende Säure enthaltenden Phase.
Es werden mehrere, gut bekannte Arbeitsweisen zum Auftrag von Schmiermittelüberzügen auf Metalloberflächen
angewandt, welche geschmiedet bzw. gestaucht, gezogen oder stranggepreßt werden sollen,
um die Beschädigung der Metalloberfläche während dieser Arbeitsvorgänge zu verhindern. Solche Arbeitsgänge
schließen das Eintauchen des Metalls in ein üblicherweise erwärmtes Bad ein, welches das auf die
Metalloberfläche aufzubringende Sehmiermittel enthält, oder sie umfassen das Aufbringen einer solchen
Zusammensetzung auf die Metalloberfläche durch Aufsprühen oder Aufbürsten. Alternativ kann das Schmiermittel
auf die Oberfläche in Form einer Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel aufgebracht werden,
wobei das Lösungsmittel später unter Zurücklassen des Schiniermittelüberzuges auf der Metalloberfläche
verdampft wird.
Alle diese vorbekannten Arbeitsweisen besitzen Nachteile, hauptsächlich ist es schwierig, einen gleichförmigen
Überzug des Schmiermittels insbesondere auf unregelmäßig geformten Gegenständen sicherzustellen,
und noch schwerwiegender ist die Schwierigkeit, die Dicke des abgeschiedenen Überzuges zu
steuern. Bei den beschriebenen Arbeitsweisen ist die Dicke des entstandenen Überzuges praktisch immer
dieselbe ohne Rücksicht darauf, wie lange die Oberfläche eingetaucht, besprüht oder auf andere Weise
mit der Zusammensetzung in Kontakt gebracht wird. Im Grunde sind Gewicht und Dicke eines Schmiermittelüberzugs
auf diejenigen begrenzt, welche beim ersten Eintauchen der Metalloberfläche erzielt werden,
lim die Dicke des Überzuges zu erhöhen, wurden bereits metallische Oberflächen Vielstufenbeschichtungspro/essen
unterworfen, um einen Überzug oder eine Beschichtung der gewünschten Dicke zu er- fts
reichen. Solche Arbeitsgänge schließen das Eintauchen der metallischen Oberfläche in eine Schmiermittelzusammensetzung, (.las Herausnehmen der Oberfläche,
das Trocknen oder das Verschmelzen, z. B. durch Erhitzen, des hierauf gebildeten Überzuges und dann
die Wiederholung der Eintauch- und Trockenstufen ein, bis die Stärke des Überzuges zufriedenstellend
ist.'Eine solche Arbeitsweise ist natürlich ein zeitraubender
und kostspieliger Vorgang. Darüber hinaus haften einige Schmiermitteizusammensetzungen auf
sich selbst nicht gut, und die Anstrengungen zum Aufbau von Schicht auf Schicht des Harzes erwiesen
sich als erfolglos, oder es mußten spezielle Arbeitstechniken angewandt werden. Hieraus ergeoen sich
zusätzliche Kosten Tür den Vielstufenauftragsprozeß.
Eine weitere, unerwünschte Eigenschaft solcher Me tallbeschichiungsarbeiten liegt darin, daß der auf der
Metalloberfläche abgeschiedene Überzug ursprünglich nicht auf einer solchen Oberfläche haftet. Darüber
hinaus wird bei einigen dieser Arbeitsweisen nur ein geringer oder gar kein Überzug auf den Kanten des
metallischen Gegenstandes ausgebildet.
Ähnliche Probleme sind auch bereits bei dem Auftrag von filmbildenden Harzen, insbesondere synthetischen
Harzen, auf Metalloberflächen aufgetreten, und in neuerer Zeit wurden Arbeitsweisen für den Auftrag
von sogenannten chemisch abgelagerten, organischen/ anorganischen Überzügen für solche Harze entwickelt.
Bei diesen Arbeitsweisen wird das Harz in eine Dispersion einer ein Oxidationsmittel enthaltenden wäßrigen
Säure überführt. Die durch den Angriff der Säure auf die Metalloberfläche erzeugten Ionen werden durch
das Oxidationsmittel oxidiert und koagulieren die Harzdispersion, jedoch lediglich unmittelbar angrenzend
an die Metalloberfläche, wo die Metallionenkonzen tration natürlich am höchsten ist. Auf diese Weise
schlägt sich das Harz lediglich auf der Metalloberfläche nieder.
Weiterhin sind aus der US-Patentschrift 27 41 567 Metallbeschichtungsmassen Tür Titan bekannt, welche
als Bestandteile Fettsäure oder Wachs, Fluorwasserstoffsäure und Phosphorsäure enthalten. Diese Beschichtungsmittel
enthalten jedoch kein Oxidationsmittel, da bei den angewandten Verdünnungen Phosphorsäure
nicht als Oxidationsmittel zu wirken vermag. In der US-Patentschrift 32 82 777 sind Schmiermittel
beschrieben, welche vor der Verwendung mit Wasser verdünnt werden, wobei sogenannte Kühl- und
Schmieröle für eine maschinelle Bearbeitung erhalten werden. Diese Schmiermittel in Form des Konzentrates
besitzen jedoch einen pH-Wert von 5,3 bis 5,8 und in verdünntem Zustand von vorzugsweise
5,5 bis 6,5, außerdem ist der Maximalgehalt für die gegebenenfalls vorliegende halogenhaltige Verbindung
auf 50 ppm begrenzt. Obwohl dieses Halogen auch Fluor sein kann, sind jedoch die anderen Halogene
gemäß dieser US-Patentschrift bevorzugt. Außerdem ist noch darauf hinzuweisen, daß ein Kühl- bzw.
Schmieröl bei der mechanischen Bearbeitung, z. B. einem Diehen oder Fräsen, keine Beschichtung in
Form eines Filmes ausbilden soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, Schmiermitteizusammensetzungen zu entwickeln, welche für die Ausbildung
eines Schmicrmittelfilmcs auf einer Metalloberlläche
geeignet sind, die die zuvor geschilderten Nachteile der vorbekannten Schmiermittelzusammensetzungen
nicht aulweisen.
Überraschenderweise wurde nun gefund-n, daß unter
Einhaltung ganz, bestimmter pH-Werte und Konzentrationen an Fluoridionen in einer Schmiermittelzusammensetzung
ein ausgezeichneter Schmiermittel-
22 29 Ol 6
■"Im auf der Oberfläche von Metallen ausgjbildet werden kann.
pje erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung
der zuvor beschriebenen Art zeichnet sich dadurch aus, daß die wäßrige, einen pH-Wert im
Bereich von 2 bis 5 aufweisende Phase 2 bis 8 g/l Fluoridionen enthält.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die wäßrige Phase einen pH-Wert im Bereich von 2,7
Beispiele der in den erfindungsgemaßen Schmiermittelzusammensetzungen
verwendbaren fetten Öle, Fettsäuren, Wachse und Mineralöle sind sulfurierte, fette Öle und fette Öle von Tieren, Pflanzen und von
Fischen, Wachse mineralischen, pflanzlichen, tierischen oder synthetischen Ursprungs, modifizierte. Mineralöle
wie sulfuriertes Mineralöl, Leichtöl und Schmieröl mit mittlerer bis niedriger Viskosität. Tatsächlich
können beinahe alle konventionellen, schmiegleichförmig in der wäßrigen, sauren Phase der Zusammensetzung
eingebracht werden kann, um eine Zusammensetzung mit einer geeigneten Viskosität für
den Auftrag auf eine Metalloberfläche zu ergeben. Auch dies hängt von dem besonderen angewandten,
den Überzug bildenden Schmiermittel ab. Bai Konstanthaltung anderer Faktoren wird jedoch im allgemeinen
der Überzug um so schwerer ausgebildet, je höher der Anteil der Schmiermittelkomponente in
der Schmiermittelzusammensetzung liegt. Wenn die Schmiermittelkomponente Stearinsäure ist, wird ein
Gehalt von 20 bis 80 g/l der Säure in der Schmiermittelzusammensetzung vorgezogen.
Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzungen enthalten Fluoridionen, und das Fluoridion
wird vorzugsweise a's Fluorwasserstoffsäure zugegeben.
Die Anwendung hiervon liefert ein einfaches Mittel zur Kontrolle des pH-Wertes der Zusammensetzung
SäChllCn KOHHCIl UL»wm-aii>- nw^wu.^.wi^i, Jumm.- iui «uiiuuiii. uw Hi,-..i.i.^ ww, ~
---- -
renden, fetten Öle, Fettsäuren, Wachse oder Mineral- >o und vermeidet die Notwendigkeit der Einführung
öle als' Schmiermittelkomponenten der Zusammen- des Fluoridions in Form eines Alkalimetall-, AmmoseUung
gemäß der Erfindung angewandt werden, vorausgesetzt, daß sie in der wäßrigen, sauren Phase
der Zusammensetzung gleichmäßig verteilt werden können. Organische Schmiermiüe'i, welche nicht so
verteilt werden können, neigen zur Abtrennung von dem Rest der Zusammensetzung durch Absetzen oder
durch Ausbildung einer mit Wasser unmischbaren Schicht. Die Mehrzahl dieser organischen Schmiermittel
sind in wäßrigen, sauren Medien unlöslich, jedoch können sie angewandt werden, Tails sie in der
wäßrigen Phase der Schmiermittelzusammensetzung in Form von flüssigen oder festen Teilchen aufgelöst,
emulgiert oder dispergiert werden können. Dies kann „
nich bekannten Methoden mit Hilfe von grenzflächen- 35 nicht ausreichend haften,
aktiven Stoffen wie Emulgatoren, Dispersionsmitteln Die Azidität (pH-Wert) der erfindungsgemaßen
oder Netzmittel!! durchgeführt werden. Es sei jedoch Schmiermittelzusammensetzungen kann innerhalb des
10 nium- oder eines anderen Salzes. Obwohl Schmiermittelüberzüge
auch unier Zusatz des Fluorides als Salz erhalten werden können, ist die Anwendung von
Fluorwasserstoffsäure besser und vermeidet die Verwendung von Salzen, welche das Vorhandensein von
nicht erwünschten Kationen in der Beschichtungszusammensetzung oder eine Komplizierung der Einstellung
des pH-Wertes bewirken könnten. Die Schmiermittelzusammensetzung enthält 2 bis 8 g/l
Fluoridionen. Eine unzureichende Fluoridmenge verstärkt die Neigung zur Herstellung zu dünner Überzüge,
während ein Überschuß an Fluorid die Bildung von Überzügen begünstigt, die an einem Metallträger
beiläufig darauf hingewiesen, daß es anscheinend keinen großen Unterschied macht, ob der Schmiermittelüberzug
in der wäßrigen, sauren Schmiermittelzusammensetzung in gelöster, emulgierter oder dispergierter
Form oder auch in einer beliebigen Kombination dieser Formen vorliegt. Obwohl, wie zuvor
festgestellt, die Mehrzahl der organischen Schmierzuvor angegebenen Bereiches in Abhängigkeit von
den anderen Bestandteilen der Zusammensetzung und insbesondere dem spezifischen angewandten Schmiermittel
variieren. Der pH-Wert sollte nicht so niedrig sein, daß die Zusammensetzung die Metalloberfläche,
auf welche sie aufgetragen werden soll, lediglich ätzt, jedoch nicht überzieht. Wenn der pH-Wert über den
mittel in Wasser unlöslich ist, enthalten die erfindungs- 45 Wert gesteigert wird, bei welchem lediglich ätzen
gemäßen Zusammensetzungen die Schmiermittelkom- der Metalloberfläche erzielt wird, werden immer schweponenten
normalerweise in dispergierter oder emul- J~'— —
gierter Form.
Von diesen unterschiedlichen Arten von erhältlichen, organischen Schmiermitteln werden einige häufiger so
bei Metallverarbeitungsvorgängen als andere wegen ihrer guten Gesamtschmiereigenschaften und wegen
ihrer einfachen Erhältlichkeit und den relativ niedrigen Kosten verwendet. In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
ist die Schmiermittelkomponente ss vorzugsweise eine Fettsäure, ganz besonders bevorzugt
Stearinsäure.
Die Menge des den Überzug bildenden Schmiermittels, welches in den Zusammensetzungen gemäß
der Erfindung angewandt werden kann, kann in einem weiten Bereich variieren. Die untere Konzentrationsgrenze wird durch die Menge der Schmiermittelkomponente
bestimmt, welche zur Bereitstellung von ausreichend Material zur Bildung eines Überzuges auf
einer Metalloberfläche benötigt wird. Diese variiert in <>s Abhängigkeit von der besonderen, angewandten
Schmiermittelkomponente. Die obere Grenze wird durch die Menge des Schmiermittels bestimmt, welches
(10 rere Beschichtungen gebildet, bis bei irgendeiner vorgegebenen
Zusammensetzung ein maximales Überzugsgewicht erhalten wird.
Der optimale pH-Bereich für irgendeine vorgegebene Zusammensetzung kann leicht durch Versuch bestimmt
werden.
Eine beliebige Säure kann zur Regelung des pH-Wertes der Zusammensetzung angewandt werden. Die
Säure kann eine Mineralsäure oder eine organische Säure sein, Beispiele solcher Säuren sind Schwefelsäure,
Salzsäure, Fluorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, BromwasserstolTsäure, Jodwasserstoffsäure,
Essigsäure, Chloressigsäure, Trichloressigsäure, Milchsäure, Weinsäure, Polyacrylsäure, Fluoroborsiiure,
Fluorotitansäure und Fluorokieselsäure. Wie zuvor beschrieben, wird der pH-Wert, wenn die Zusammensetzung
Fluoridionen enthält, am besten unter Verwendung von Fluorwasserstoffsäure geregelt.
Es sei darauf hingewiesen, daß auch eine Säure mit einem oxidierenden Anion nicht nur als Säure,
sondern auch als Oxydationsmittel in den erfindungsgemaßen Zusammensetzungen wirken kann. F.in Bei-
spiel einer solchen oxidierenden Säure ist Salpetersäure.
Eine große Vielzahl von Oxydationsmitteln kann bei den erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen
angewandt werden, z. B. Wasserstoffperoxid, > Dichromat, Perborat, Bromat, Permanganat, Nitrit, Nitrat
und Chlorat. Diese werden vorteilhffterweise zu der Zusammensetzung in Form von wasserlöslichen
Salzen, insbesondere der Alkalimetall- und Ammoniumsalze, hinzugegeben. Besonders gute Ergebnisse
werden bei Verwendung von Oxydationsmitteln erhalten, welche Sauerstoff in der Zusammensetzung
freisetzen, und die bevorzugten Oxydationsmittel sind Peroxid und Dichromat. Obwohl Metallperoxide wie
Alkalimetall- und Erdalkalimetallperoxide verwendet werden können, ist Wasserstoffperoxid besonders bevorzugt.
Wasserstoffperoxid kann vorteilhafterweise in Form der 30%igen wäßrigen Lösung zu der Schmiermittelzusammensetzung
hinzugegeben werden. Dichromat wird vorzugsweise als Dichromatsalz, z. B. Kalziumdichromat, hinzugegeben. Jedoch kann jede
wasserlösliche, sechsweriige, Chrom enthaltende Verbindung, die in wäßrigem, saurem Medium Dichromat
bildet, angewandt werden. Beispielsweise können Chromate und Chromsäure als Quelle für Dichromate
eingesetzt werden. Das Oxydationsmittel liegt vorteilhafterweise in einer Menge von 0,1 bis 0,2 Grammäquivalent pro Liter der Zusammensetzung vor.
Die konventionellen, üblicherweise bei Schmiermitteln für die Metallbearbeitung angewandten Zu- w
sätze wie Rostschutzmittel, Geruchsregler, antiseptische Stoffe usw. können den erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen zugesetzt werden. Darüber hinaus können nichtionische oder anionische Netzmittel
den Schmiermittelzusammensetzungen bevorzugt zugesetzt werden, um eine vollständige Benetzung
der Metalloberfläche sicherzustellen. Solche. Mittel werden vorzugsweise in einer Menge bis zu
0,15 Gew.-% hinzugegeben. Bevorzugte Netzmittel sind
Alkylphenoxypolyäthoxyäthanol und die Natriumsalze von Alkylarylpolyäthersulfonaten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen
variiert in Abhängigkeit von der Löslichkeit oder der Nichtlöslichkeit der
Schmiennittelkomponente in Wasser. Falls sie in Wasser löslich ist, können sie und die anderen Komponenten
der Zusammensetzung einfach in der geeigneten Wassermenge, gegebenenfalls unter Erwärmung,
aufgelöst werden. Falls die Schmiermittelkomponente andererseits in Wasser unlöslich ist, kann die
Schmiermittelzusammensetzung durch Schmelzen eines Gemisches eines festen, organischen Schmiermittels
und erforderlichenfalls eines Emulgators oder Dispersionsmittels und Zugabe der entstandenen
Schmelze unter Rühren zu Wasser, welches auf eine oberhalb des Schmelzpunktes des Gemisches liegende
Temperatur erhitzt worden ist, hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Gemisch von Stearinsäure, die
bei Zimmertemperatur fest ist, und Dispersionsmittein oberhalb des Schmelzpunktes der Stearinsäure von
etwa 700C erwärmt werden, und auf etwa dieselbe Temperatur erhitztes Wasser kann zu dem geschmolzenen
Gemisch langsam unter gutem Inbewegunghalten hinzugesetzt werden, bis die Emulsion von
Wasser-in-Öl in Öl-in-Wasser umschlägt. Danach kann fts
der restliche Anteil des Wassers rascher hinzugefügt werden. Das Rühren der Dispersion sollte bei der
Zugabe des restlichen Wassers und ebenfalls während der nachfolgenden Abkühlung fortgeführt werden. Zu
dieser Dispersion können die Säure und das Oxydationsmittel dann hinzugegeben werden. Die entstandene
Beschichtungszusammensetzung ist tine wäßrige, saure Lösung eines Oxydationsmittels, welche Teilchen
von Stearinsäure hierin dispergiert enthält.
Die oben beschriebene Arbeitsweise ist typisch für den Weg, nach welchem wasserunlösliche, feste, organische
Schmiermittel in Wasser dispergiert werden können. Wäßrige Dispersionen können aus wasserunlöslichen
oder mit Wasser nicht mischbaren flüssigen, organischen Schmiermitteln nach ähnlichen
Verfahrensweisen, die bei Umgebungstemperatur oder gegebenenfalls unter Erwärmen durchgeführt werden,
hergestellt werden.
Für die Herstellung eines Schmiermittelfilmcs auf der Oberfläche eines einer Säureätzung zugänglichen
Metalls wird die Metalloberfläche mit einer erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung für
eine ausreichende Zeitspanne zur Ausbildung des gewünschten Filmes in Kontakt gebracht.
Die Schmiermittelzusammensetzung kann mil der Metalloberfläche in einer beliebigen, geeigneten Weise,
wie mittels Beschichten durch Strömen oder durch Niederdrucksprühen, in Berührung gebracht werden.
Bei den meisten Anwendungen ist der vorteilhafteste Weg fur den Auftrag der Schmiermittelzusammensetzung,
die Metalloberfläche in die Zusammensetzung einzutauchen.
Die Kontaktzeit zwischen der Schmiermittelzusammensetzung und der Metalloberfläche kann in
Abhängigkeit von der besonderen Zusammensetzung, der Metalloberfläche, der Temperatur usw. in weilen
Grenzen variiert werden. Im allgemeinen können gute Überzüge unter Verwendung von Kontaktzeiten von
15 bis 300 see ausgebildet werden. Je langer die Metalloberfläche
in die Beschichtungszusammenselzung eingetaucht wird, um so größer ist die Stärke und das
Gewicht des abgelagerten Schmiermittelüberzuges. Analysen der Schmiermittelüberzüge zeigen, daß der
Anteil anorganischer Materialien in der Beschichtung um so größer ist, je langer die Kontaktdauer ist.
Vorzugsweise wird der Beschichtungsvorgang bei Umgebungstemperatur, etwa 20°C, durchgeführt. Erhöhte
Temperaturen können angewandt werden, jedoch sollten natürlich Temperaturen vermieden
werden, die das Bad instabil machen könnten. Bei Stearinsäurezusammensetzungen ergibt sich bei Beschichtungstemperaturen
oberhalb etwa 38,2CC die Neigung zur Herstellung von Überzügen mit schlechter
Haftung auf der Metalloberfläche.
Vorzugsweise wird eine Relativbewegung zwischen der Schmiermittelzusammensetzung und der Metalloberfläche
während des Besciiichtungsprozesses aufrechterhalten.
Dies erleichtert die Ausbildung des Überzuges und macht den Überzug gleichmäßiger und
haftender.
Der Beschichtungsvorgang wird vorzugsweise weitergeführt, bis das Überzugsgewicht 5,4 bis 81 mg/dm2 beträgt.
Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung ist bei einer großen Vielzahl von Metalloberflächen
anwendbar, jedoch sind die bevorzugten Metalloberflächen solche aus Eisen bzw. eisenhaltigem
Metall und Zink, welche entweder einfache Zinkoberfiächen oder galvanisierte Oberflächen von eisenartigem
Metall sein können.
Mit der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusam-
mcnsctzung ausgebildete, schmierende Überzüge besitzen Eigenschaften, welche den Kontakt Metall-Metall
während nachfolgender Bearbeitung verhindern, wodurch die Metalldeformation ohne Fressen, Kratzen
usw. erleichtert wird. Analysen der Beschichtungen haben gezeigt, daß sie sowohl aus anorganischen als
auch aus organischen Komponenten zusammengesetzt sind. Die anorganische Komponente scheint hauptsächlich
aus Metallsalzcn des Grundmetalls zusammengesetzt zu sein, während die organische Komponente
den Bestandteil an organischem Schmiermittel der Beschichtungszusammensetzung enthält. Beim Abscheiden
von Stearinsäurebeschichtungen kann die organische Komponente des Überzuges in einem
weiten Bereich von etwa 25 bis etwa 95 Gew.-% variieren.
Die Art des Überzuges variiert ebenfalls mit dem pH-Wert und der Zusammensetzung des Schmiermittels,
welche in dem Beschichtungsprozeß angewandt wurden. Beispielsweise ergab eine Stearinsäure,
Fluorwasserstoff und Wasserstoffperoxid enthaltende Schmiermittelzusammensetzung mehrere, verschiedene
Typen von Beschichtungen in Abhängigkeit von dem pH-Wert und den Anteilen der Bestandteile in
der Zusammensetzung. Bei einem pH-Wert von 2 bis 2,7 wurden Beschickungen mit gleichförmig grauer
Färbung auf kaltgewalzten Stahlplatten hergestellt. Das Bcschichtungsgewicht steigt mit zunehmendem pH-Wert
innerhalb des pH-Bereiches an.
Weitere Erhöhungen des pH-Wertes im Bereich von 2,7 bis 3,5 ergaben die Abscheidung von »gemusterten«
Überzügen, welche aus einem dunkelgrauen Untergrund bestehen, auf dem hellgraue Streifungen vorlagen.
Weitcrc Erhöhungen des pH-Wertes erzeugen Überzüge, die dünner sind, ein niedrigeres Gewicht _^s
besitzen und bernsteinfarbig sind. Diese Beschichtungen enthalten einen hohen Anteil von anorganischen
Stoffen. Die schwersten Überzüge und diejenigen, welche den höchsten Anteil von organischen
Schmiermitteln besitzen, sind die »gemusterten« Überzüge, während die besten Schmiereigenschaften mit
Überzügen erhalten wurden, welche den höchsten Anteil an organischer Komponente, die in Toluol
löslich war, vorzugsweise wenigstens 50Gew.-%, enthielten.
Solche Überzüge, die einen geringen Anteil an in Toluol löslichen, organischen Komponenten besitzen,
weisen schlechtere Schmiereigenschaften auf. So ist es zur Erzielung des besten Schmiervermögens
vorteilhaft, daß der pH-Wert und die Zusammensetzung des Bcschichtungsbadcs so eingestellt werden,
daß »gemusterte« Überzüge hergestellt werden. Falls das Beschichtungsbad gleichförmig graue oder bernsteinfarbige
Beschickungen oder zu dünne Bcschiehtungen ausbildet, kann die Konzentration der Bestandteile
oder der pH-Wert des Bades eingestellt werden, bis ein »gemusterter« Überzug erzeugt wird.
Vor dem Beschichten mit der crfindungsgcmälkn Schmiermittelzusammensetzung sollte die Metalloberfläche
vortcilhaftcrweisc gereinigt werden. Die bevorzugten
Reinigungsmethoden sind Entfetten mit einem neutralen oder leicht sauren Detcrgcnticnsystcm
und alkalische Reinigung mit anschließendem Abbeizen und Spülen. Es wurde gefunden, daß der nasse
Schmiermittclfilm bei Durchführung der Reinigung unter Verwendung lediglich einer alkalischen Reinigung
nicht gut auf der Metalloberfläche haftet.
Im Anschluß auf die Abscheidung der SchmiermittelbesL'hichlung
auf der Metalloberfläche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sollte die beschichtete
Oberfläche vorteilhafterweise mit Wasser gespült werden, um irgendeinen Säurerückstand, der auf der
Schmiermittelbeschichtung anhaften könnte, zu entfernen.
Gleichgültig, ob die beschichtete Oberfläche gespült
wird oder nicht, sollte die Beschichtung normalerweise durch Herausdampfen des Wassers trocknen
gelassen werden. Dies gestattet die »Härtung« der Beschichtung bzw. des Überzuges, und seine Haftung
auf der Metalloberfläche nimmt zu.
Die bevorzugten Trocknungsbedingungen hängen etwas von den angewandten Schmiermittelzusammensetzungen
ab, jedoch kann im allgemeinen Lufttrocknung unter Verwendung von Niederdruckluft angewandt
werden, ebenso kann ein Trocknen bei erhöhten Temperaturen, welche den Überzug nicht
schädlich beeinflussen, durchgeführt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung wird ein eine Metalloberfläche besitzender Gegenstand mit
einem Schmiermittelfilm erhalten. Solche Metalloberflächen können beliebigen, bekannten Metallverarbeitungsvorgängen
wie Schmieden, Stauchen, Ziehen, Strangpressen und dergleichen unterworfen werden.
Gegebenenfalls kann ein beliebiger Schmiermittel-Überzug, der auf der Metalloberfläche nach ihrem
Mctallbcarbeitungsvorgang zurückbleibt, durch Sprühreinigung, vorzugsweise unter Verwendung eines neutralen
oder schwach sauren Dctcrgenticnsystems, entfernt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert, die besonders bevorzugte Rcagentien,
Bedingungen und Arbeitsweisen, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und bei der
erfindungsgemäßen Verwendung benutzt werden, zeigen.
Beispiele I bis 9
Einfluß des pH-Wertes auf Aussehen und Gewicht der Beschichtung
Eine wäßrige Dispersion von Stearinsäure wurde durch Vermischen von 50 g Stearinsäure und 14 g
eines stark äthoxylierten, nichtionischen grenzflächenaktiven
Stoffes und 11 g Alkylarylsulfonat, Schmelzen
bei einer Temperatur von etwa 70 C und Halter der Schmelze bei dieser Temperatur hergestellt. Aul
eine Temperatur von etwa 72 bis 80 C erwärmtes Wasse wurde langsam unter Rühren zu dem geschmolzener
Gemisch gegeben, bis eine wäßrige Emulsion vor Stearinsäure gebildet war. Dann wurde weiteres, heiße
Wasser zu der Emulsion schneller hinzugegeben, uni das Rühren wurde fortgeführt, bis eine Gesamtmeng
von etwas weniger als 1 I Wasser hinzugegeben wordc war. Die entstandene Emulsion wurde auf /.immci
temperatur abkühlen gelassen, wobei das Rühren war rend der Abkühlungsperiode fortgeführt wurde. Di
erhaltene Dispersion wurde /ur I lerstellung von 600 η
oilier Beschichtungszusammensetzung verwende welche 1,26g Fluorwasserstoff und 1,0g Wasserslol'
peroxid enthielt, d. h. 2.10 μ/l Hl·" und 1,67 μ/1 Π,Ο
Der pH-Wort dieser Schmiermittclzusammenset/ur
betrug etwa 2,1.
Fine kaltgewalzte Stahlplatte von 76,2 '» 76,2 m
wurde 1 min in diese SehmimTiittel/usammcnset/un
während sie gerührt wurde, eingetaucht. Die Plat
709 542/2
wurde dann aus der Zusammensetzung herausgenommen, unter laufendem Leitungswasser gewaschen und
mit Druckluft niedriger Geschwindigkeit getrocknet. Es wurde gefunden, daß sich auf der Platte kein
nennenswerter Überzug gebildet hatte.
Beispiele 2 bis 9
6 N NaOH in den in Tabelle I angegebenen Mengen wurde zu 600 ml Anteilen einer gemäß Beispiel 1
hergestellten Schmiermittelzusammensetzung hinzugegeben. Die entstandenen Zusammensetzungen
wurden dann zur Beschichtung einer kaltgewalzten Stahlplatte von 76,2 X 76,2 mm in derselben Weise
wie in Beispiel 1 verwendet. Die Tabelle I zeigt die pH-Werte der verschiedenen Zusammensetzungen und
das Aussehen und die Gewichte der hiermit hergestellten Beschichtungen.
Beispiel | Bcschichtungs- | Beschich- | Aussehen der |
Nr. | z.usammenselz.ung | lungs- | Beschichtung |
Zusatz an | gewicht | ||
6 N NaOH | |||
(ml) (pH) | (mg/dm2) | ||
2 | 2 2,7 | 10,3 | gleichförmig |
grau | |||
3 | 4 -*) | 14,5 | gleichförmig |
grau | |||
4 | 5 3,2 | 36,2 | gemustert grau |
5 | 6 -*) | 32,7 | gemustert grau |
6 | 7 3,5 | 26,7 | gemustert grau |
7 | 8 -*) | !9,8 | gemustert grau |
8 | 9 3,7 | 7,8 | gleichförmig |
bernsteinfarben | |||
9 | 10 -*) | U | gleichförmig |
bernsteinfarben | |||
*) Nicht | gemessen. |
Beispiele 10 bis 24
Einflüsse der Veränderungen der Azidität
und Konzentrationen von Fluorid und Oxydationsmittel auf Beschichtungsgcwicht und -aussehen
Einflüsse der Veränderungen der Azidität
und Konzentrationen von Fluorid und Oxydationsmittel auf Beschichtungsgcwicht und -aussehen
Es wurde I I einer wäßrigen, erfindungsgemäßen
Schmiermittelzusammensetzung mit der im folgenden aufgerührten Zusammensetzung hergestellt:
.1°
40
Die gleichförmig grauen, in den Beispielen 2 und 3 hergestellten Beschichtungen besaßen eine schwache,
mittlere Grautönung, während die gemusterten, schwereren, in den Beispielen 4 bis 7 hergestellten Beschichtungen
einen dunkelgraucn Untergrund mit hellgrauen Streifungen aufwiesen. Die in Beispiel 8 und 9 hergestellten,
bernsteinfarbenen Überzüge besaßen eine orangcbraime Färbung.
Die Ergebnisse der Tabelle 1 /eigen die anlunglichc
Zunahme des Beschiehtungsgewichtes mit der Veränderung des pH-Wertes der Schmiermittelzusammensetzung
und ihre nachfolgende Abnahme bei Anstieg des pH-Wertes oberhalb 3,5
■)>
Stearinsäure | 30,0 g/l |
Fluorwasserstoffsäure | 4,2 g/l |
Wasserstoffperoxid | 1,7 g/l |
Die Stearinsäure wurde in der wäßrigen Phase der Zusammensetzung mit Hilfe von Emulgatoren dispergiert,
während Fluorwasserstoffsäure und Wasserstoflperoxid einfach in der wäßrigen Phase aufgelöst
wurden.
Die Zusammensetzung hatte eine freie Azidität von 11,4 und eine Gesamtazidität von 16.7. Die Gesamtazidität
ist die Zahl der ml von 0,1 N NaOH. die zur Titration einer 5-ml-Probe der Zusammensetzung,
vermischt mit 100 ml neutralisiertem Äthylalkohol unter Verwendung von Phenolphthaleinindikator bis
zu einer 15 see beständigen Rosafärbung erforderlich waren. Die freie Azidität ist die Anzahl der ml von
0,1 N NaOH, welche zur Titration einer 5-ml-Probe der Zusammensetzung, vermischt mit 100 ml entionisiertem
Wasser unter Verwendung von Bromcrcsolgrün als Indikator bis zum Auftreten einer Blaufärbung
erforderlich waren. Die Gesamtazidität minus der freien Azidität entspricht der Stearinsäuremenge in
der Zusammensetzung, wobei eine Differenz von 10 inl
etwa 50 g/l Stearinsäure äquivalent ist.
Diese durch periodische Zugaben von Natriumhydroxid, Fluorwasserstoffsäure, Wasserstoffperoxid
und Stearinsäure modifizierte Zusammensetzung wurde zur Beschichtung von kaltgewalzten Stahlplatten
von 76,2 x ",6,2 mm während einer Zeitspanne von mehreren Wochen angewandt. Während dieser Zeitspanne
wurde in den Beispielen 10 bis 15 eine Gesamtmetallfläehe
von 6,32 nr mit 1 I der Zusammensetzung überzogen. Die Platten wurden I min bei Zimmertemperatur
in die Zusammensetzung eingetaucht und nach dem Herausnehmen mit laufendem Leitungswasser
abgespült und mit Druckluft von niedrigci Geschwindigkeit getrocknet. Die Gesamtazidität und
die freie Azidität der Zusammensetzung wurde in Intervallen gemessen, ebenso die Bcschichlungsge·
wichte und das Aussehen der Beschichtungen, die aiii
Probeplatten erzeugt wurden. Die Ergebnisse sim in der folgenden Tabelle 11 aufgeführt, in welchei
die angegebenen Mengen der Zusätze diejenigen sind welche seit den vorangegangenen Beispielen zu
gegeben wurden.
Heispiel Zugabe zu ikr Zusammen-
Nr. selziing
SIoIt
Zugesetzte
Menge
Azulilal ik-r Zusammen- Additive Heschiehltingen aal' l'mhcpl.ilteii
setz ung hehaiulellc
MeUiII-I|CU'
gesamte oherlläelie (ieunht Aussehen
(nr1)
img/dii, )
10 (,NNmOII IO ml
11 (,N NnOII 10 ml
S S
10,S
13.K
2').3
2').3
.'li'ii-bl'iirniii! uraii
Fortsetzung | Zugabe zu der | Zusammen- | Azidität der | Zusammen | Additive | Besehichtungen auf l'robeplatten | Aussehen |
Heispiel | setzung | seizung | behandelte | ||||
Nr. | Metall | ||||||
Stolf | zugesetzte | freie | gesamte | oberfläche | Gewicht | gleichförmig grau | |
Menge | gleichförmig grau | ||||||
(nr) | (mg/dnr) | gleichförmig grau | |||||
6 N NaOH | 2 ml | _ | _ | 38,7 | gemustert grau | ||
12 | 6 N NaOH | 2 ml | - | - | - | 42,2 | gemustert grau |
13 | 6 N NaOH | 2 ml | - | - | - | 50,8 | gemustert grau |
14 | 6 N NaOH | 2 ml | - | - | - | 51,6 | bernsteinfarben |
15 | 6 N NaOH | 1 ml | - | - | - | 61,1 | gleich |
16 | 6 N NaOH | 1 ml | - | - | - | 52,5 | bernsteinfarben |
17 | 6 N NaOH | 1 ml | — | - | - | 43,9 | gleich |
18 | bernsteinfarben | ||||||
6 N NaOH | 2 ml | — | - | - | 33,6 | gleich | |
19 | grau | ||||||
_ | _ | 1,9 | 7,8 | 0,19 | 33,6 | ||
20 | grau | ||||||
HF | 0,63 g | 3,7 | 9,3 | 0,28 | 53,4 | grau | |
21 | HjOj | 0,20 g | grau | ||||
- | - | 3,8 | 9,2 | 1,3 | 25,8 | ||
22 | H2O2 | 0,66 g | 4,5 | 9,9 | 1,3 | 44,8 | |
23 | - | - | 1,3 | 56,8 | |||
24 | |||||||
Diese Ergebnisse zeigen erneut den Übergang im Aussehen der Beschichtungen von gleichförmig grau
zu gemustert grau und dann zu gleichförmig bernsteinfarben, wenn die Azidität der Zusammensetzungen abnimmt,
d.h. ihr pH-Wert ansteigt. Sie zeigen ferner die anfängliche Zunahme und die nachfolgende Abnahme
des Beschichtungsgewichtes mit Steigerung des pH-Wertes der Zusammensetzung. Weiterhin zeigen
diese Ergebnisse, daß ein teilweise erschöpftes Bad zur Erhaltung eines gewünschten Überzuges durch
Zugaben von Säure, Fluorid und Oxydationsm'tteln wieder aufgefrischt werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, dall die in den Beispielen 1 bis 9 verwendeten Zusammensetzungen einen
höheren Anteil von Stearinsäure enthielten, als die in den Beispielen 10 bis 24 verwendeten Zusammensetzungen.
Analysen dieser Beschichtungen zeigten, daß diejenigen der Beispiele 1 bis 9 einen höheren
Anteil von organischem Material als diejenigen der Beispiele 10 bis 24 enthielten.
Beispiele 2 5 bis 27
Einfluß der Beschichtungszeil auf das
Beschichlungsgewicht von gleichförmig
grauen Überzügen
Die in Beispiel 24 verwendete Zusammensetzung wurde mit 8 ml einer wäßrigen Dispersion von Stearinsäure,
welche 0,32 g Stearinsäure und 0,05 g Fluorwasserstoffsäure pro 9,29 dm' behandelter Slahloberlliiche
enthielt, wieder aufgefrischt. Die Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Zusammensetzung
wurde auf etwa 1.67 g/l durch periodische Zugaben einer 30%igcn wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung gehalten,
und die WasserstolTperoxidkonzentration in der Zusammensetzung wurde periodisch durch die
Anzahl der ml von 0,042 N Kaliumpermanganatlösung, welche zur Titration einer 2-ml-Probe der Beschich-
.15 tungszusammensetzung, vermischt mit 25 ml Leitungswasser
und 1 bis 2 ml 50%iger H2SO4 bis zur ersten,
15 see beständigen Rosafärbung erforderlich waren, bestimmt; 1ml des Titrationsmittels ist etwa 0,3 g/l
HiOi äquivalent.
ac Nach Verarbeitung von etwa l-nr-Metallplattcn in
der wieder aufgefrischten Zusammensetzung und Erzeugung von Eisgraubcschichtungen hierauf ergab die
Analyse der Zusammensetzung eine freie Azidität von 5,2 und eine Gcsamtazidität von 10,5. Dann wurden
•l? Metallplatten in diese Zusammensetzung für unterschiedliche
Zeitspannen eingetaucht, aus der Zusammensetzung entnommen, unter laufendem Leitungswasser
abgespült und mit Druckluft niedriger Ge· schwindigkcit getrocknet. Die hergestellten Beschich
m> tungcn besaßen eine gleichförmig graue Färbung.
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in de folgenden Tabelle 111 aufgeführt:
Nr.
l'inlaui'hdaue
(nun)
Hcsehichlungsgewicht
(mg/ihn')
38,7 64,6 80,9
Diese Ergebnisse zeigen, daß eine Erhöhung dt Besehiehtungsdauer bei dem crfindungsgemäßen Ve
fahren zu erhöhtem Bcschichlungsgewicht führt.
Beispiele 28 bis 30
Einfluß der Beschichtungsdauer auf das
Beschichtungsgewicht von gemusterten Überzügen
Beschichtungsgewicht von gemusterten Überzügen
Es wurden 3 ml 6 N Natriumhydroxid zu der in den Beispielen 25 bis 27 verwendeten Zusammensetzung
gegeben. Die erhaltene Zusammensetzung besaß eine freie Azidität von 5,3 und eine Gesamtazidität von 10.
Stahlplatten von 76,2 X 76,2 mm des in den vorangegangenen Beispielen verwendeten Typs wurde in diese
Zusammensetzung für variierende Zeitspannen eingetaucht. Nach dem Herausnehmen aus der Zusammensetzung
wurden die beschichteten Platten mit laufendem Leitungswasser abgespült und mit Druckluft
niedriger Geschwindigkeit getrocknet. Die erhaltenen Überzüge waren grau gemustert.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle IV aufgeführt:
Tabelle IV | Eintauchdaucr (min) |
Beschichtungs gewicht (mg/dnv) |
Beispiel Nr. |
1 3 5 |
57,7 91,2 97,3 |
28 29 30 |
||
Tabelle V | Eintauchdaucr (min) |
Beschichtungs gewicht (mg/dnr) |
Beispiel Nr. |
1 3 5 |
20,7 52.5 71,4 |
31 32 ίο 33 |
||
Diese Ergebnisse zeigen, daß eine Steigerung der Beschichtungsdauer bei dem erfindungsgemäßcn Verfahren
zu erhöhtem Beschichtungsgewicht führt.
Beispiele 31 bis 33
Einfluß der Beschichtungsdauer auf das
Überzugsgewicht bei bernsteinfarbenen Überzügen
Es wurden 4 ml 6 N Natriumhydroxid zu der in den Beispielen 28 bis 30 verwendeten Zusammensetzung
gegeben. In dieser Zusammensetzung wurden Platten für variierende Zeitspannen eingetaucht, entnommen,
mit laufendem Leitungswasser abgespült und mit Druckluft niedriger Geschwindigkeit getrocknet. Die
erzeugten Bcschichtungcn waren bernsteinfarben.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V so
aufgeführt:
Die Ergebnisse sind in der Tabelle Vl aufgeführt:
Tabelle Vl
Tabelle Vl
Diese Ergebnisse zeigen, daß eine Steigerung der Beschichtungsdauer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zu erhöhtem Beschichtungsgewicht führt.
Die Analysen der auf den Platten der Beispiele 25 bis 33 erzeugten Beschichtungen zeigten, daß die
schwereren Überzüge einen höheren Anteil von anorganischen, d. h. in Toluol unlöslichen. Bestandteilen
und somit weniger organisches, d. h. in Toluol lösliches. Material enthielten.
Wie zuvor beschrieben, weisen die Schmiereigenschaften der Überzüge bessere Ergebnisse auf, je höher
der Anteil von organischem Material in dem Überzug ist.
Die Hafteigenschaften der in den Beispielen 25 bis 33 hergestellten Bcschichtungcn wurden festgestellt,
nachdem die Überzüge über Nacht stehengelassen worden waren; die Überzüge konnten nicht durch Abreiben
mit dem Finger entfernt werden.
Beispiele 34 bis 55
Einfluß der Veränderungen in der Azidität und der Konstitution der Schmiermittelzusammensetzung auf
das Beschichtungsgewicht und -aussehen
In den zuvor beschriebenen Beispielen 10 bis 33 waren etwa 2,6 nv Metall in der Zusammensetzung
verarbeitet worden. Die Verwendung dieser Zusammensetzung wurde fortgeführt, sie wurde durch
periodisches Wiederauffrischen mit ihren verschiedenen Bestandteilen, wie in der folgenden Tabelle Vl
aufgeführt, modifiziert; die in der Tabelle Vl gezeigten
Zugabemengen sind diejenigen, welche seit dem vorangegangenen Beispiel hinzugegeben wurden. Zusätzlich
zu dem in Tabelle VI gezeigten Wiederauffrischen wurde das Beschichtungsbad ferner mit cinci
Erneuerungslösung wieder aufgefrischt, welche 40 g/ dispcrgicrtc Stearinsäure und 6.3 g/l Fluorwasserstoff
säure enthielt, und /war in einer Rate von 8 ml de Erneuerungslösung auf jeweils l),3 dnv von beschich
tctem Metall.
Beispiel | /lignin- /u d | er /.iisiimnicn- | Kon/. | Λ/uliliil ι1 | kr /.usiimiiien- | Additive | Beschiel |
Nr. | set/ung | von | sel/ung | behiindelte | (icwk'ht | ||
lljO; | Ml-UiM- | ||||||
SIoH | /ugcscl/le. | freie | gesiimte | ohcrlliiche | |||
Menge | (μ/1) | (nv1) | (mg/dm | ||||
34 | 1,6 | 5,3 | H) | 2.6 | |||
35 | IU)., | 0,Hg | 2,3 | ||||
36 | Ill | 0,H B | 2,2 | ||||
17 | 11,0, | 1.0 H | 3,1 |
Aussehen
bernsteinfarben bernsteinfarben gemustert grau
hcrnstcinfarbiMi
hcrnstcinfarbiMi
lieispiei | Zugabe zu der / | zugesetzte | Kon, |
Nr. | sel/ung | Menge | \ ι ill |
0,6 g | II. O. | ||
Sliill | 0,17 g | ||
- | (g/l. | ||
38 | III | 3 ml | 3.0 |
39 | IU), | - | 3,1 |
40 | - | 7 ml | - |
41 | 6 N NaOII | - | - |
42 | - | - | - |
43 | 6 N NaOJ I | - | |
44 | - | 1,0 g | - |
45 | - | - | 3,3 |
46 | - | 3,2 | |
47 | IIF | - | 3,3 |
48 | - | - | |
49 | - | 3,3 | |
50 | - | 9 ml | 2,8 |
51 | - | — | 2 ι |
52 | - | 1.7 | |
53 | 6 N NaOH | ||
54 | _ | 1.7 | |
1,7
Vklilal der Zusammen- Additive Beschidiliingcn aiii I'robepkiUcii
M/l/uni: behandelte
Metalloberfläche
CιC'λ jeh 1
I !eic
i!cs;imtc
9,9
12,2
dir
2,8
2.9
3,4
-\0
-\0
4,5
4,9
4,9
5,4
5,8
5,8
6,2
6.3
6.3
dng/dnri
64,5
60,3
79,2
75,8
79.2
37,9
56.8
47,3
60,3
79,2
75,8
79.2
37,9
56.8
47,3
56.8
59.4
56,8
59.4
56,8
23,4
45,6
49.1
45,6
49.1
grau
grau
grau*)
gemustert
gemustert
bernsieinl
bernsteint
bernslcinf
bernsteinl
grau
grau
grau
grau
grau
grau
grau
grau
grau
grau
grau*) arben
arben*) arben
arben
arben*) arben
arben
*) Diese Beschichtungen wurden auf warmgewalzten Slahlplutten von 76.2 x 38,1 mm hergestellt, welche mit Aceton einleitet,
mit lO'Wgcr HjSO4 bei 71 bis 76 C gebeizt, gespült und getrocknet worden waren. Alle anderen Oberzüge wurden
auf kaltgewalzten Platten der in den Beispielen 1 bis 33 verwendeten Art erzeugt.
Beim Vergleich der Beschichtungen auf den warmgewalzten Slahlplatten der Beispiele 40, 42 und 44
mit denjenigen auf den kaltgewalzten Stahlplatten der Beispiele 39, 41 und 43 wurde gefunden, daß erstere
einen höheren Anteil von anorganischem Material enthielten. Ferner ist aus Tabelle VI ersichtlich, daß
die auf den warmgewalzten Stahlplatten erzeugten Beschichtungen schwerer waren als die auf dem kaltgewalzten
Stahl hergestellten.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei relativ hoher Konzentration von Wasserstoffperoxid in der Zusammensetzung,
z. B. etwa 3,3 g/l in den Beispielen 47 bis 49, die Zusammensetzung Beschichlungcn bildete,
welche sehr haltend und ha.t waren. Solche Zusammensetzungen können zur Ausbildung von Beschichtungen
für solche Anwendungen eingesetzt werden, in denen eine gute Haltung auf der Metalloberfläche
vorteilhaft ist, ferner ist es auf diese Weise möglich, dauerhafte Schutzüberzüge herzustellen.
Untersuchungen der Schmiereigenschaften d ι Überzüge
Die Schmiereigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Überzüge wurden in einem Test festgestellt,
der im folgenden als »Ziehtest« bezeichnet wird. In diesem Test werden die Schmiereigenschaften des
Überzuges festgestellt, indem die in einer Testprobe erzeugte Deformation gegenüber der Kraft, welche
zum Ziehen der Probe zwischen zwei polierten, flachen Ziehsteinen unter steigender Kompression erforderlich
ist, gemessen wird. Die Testproben waren beschichtete, kaltgewalzte Stäbe aus niedrig gekohltem Stahl von
etwa 178 mm Länge und einem Querschnitt von etwa 6,4 X 9.5 mm. Die beschichtete Testprobe wurde in
der stationären Zange einer Zugprüfmaschine, die mit einem Dynamometer ausgerüstet war, gehalten. An
•45 dem bewegbaren Kopf der Zugprüfvorrichtung wurde
eine Klemmbacke festgemacht, und die zwei polierten, flachen Ziehsteine wurden in der Backe montiert. Die
Ziehsteine wurden gegen gegenüberliegende Flächen im oberen Teil der Stahlstange mittels einer Schraube
dicht angelegt, welche sich an der Klemmzange abstützte. Beim Inbetriebsetzen der Vorrichtung wurden
die Ziehsteine nach unten längs der Stange bewegt, und durch Anziehen der zuvor genannten Schraube
wurde eine erhöhte Kompression periodisch auf die Stange durch die Ziehsteine ausgeübt. Die zum Ziehen
der Ziehsteine längs der Stange erforderlichen Kraft wurde von dem Dynamometer abgelesen und aufgezeichnet;
dieser Wert wird im folgenden als »Zichkral't« bezeichnet. Die Punkte auf der Stange, an denen eine
(l° erhöhte Kompressionskraft ausgeübt worden war,
wurden festgestellt, und die Stärke der Stange wurde an diesen Punkten gemessen, nachdem die Stange aus
der Testvorrichtung entnommen worden war. Die während des Tests aufgezeichneten Werte wurden dann in
(15 einem Diagramm aufgetragen, welches die Verminderung
der Stärke der Stange in mm als Ordinate und die Ziehkraft in kg als Abszisse enthielt. Dieses Diagramm
kann zur Feststellung der Anzahl von kg genutzt wer-
/It
Jen, welche zum Ziehen der Ziehsteine längs der Stange bei einer vorgegebenen Kompressionskralt,
welche eine gewünschte Verminderung der Stärke der
Stange bewirkt, erforderlich sind. Die Schmiereigenächaften
der Beschichtung sind um so besser, je niedriger die Ziehkrall bei einer beliebigen, vorgegebenen
Dicke ist.
Die Testproben wurden mit den in den Beispielen 49, 53 und 54 verwendeten Zusammensetzungen beschichtet.
Die unter Verwendung der Zusammensetzung 49 und 53 aufgetragenen Beschichtungen wurden
mit Leitungswasser unmittelbar nach der Herausnahme aus der Zusammensetzung gespült, während die Beschichtung
des Beispiels 54 nicht gespült wurde. Die Proben wurden dann mn Druckluft getrocknet. Bei der
Untersuchung dieser beschichteten i'roben in dem Ziehtest waren die aufgezeichneten Werte so ähnlich,
daß sie insgesamt durch eine Kurve wiedergegeben werden konnten. Die Werte dieser Kurve sind in der
folgenden Tabelle VIl aufgeführt, zur Kontrolle enthält die Tabelle VIl ebenfalls Ergebnisse, die bei der
Wiederholung des Tests unter Verwendung eines naphthenartigen Verarbeilungsöles als konventionellem
Schmiermittel anstelle der erfindungsgemäßen Schmiermittelbeschichtung erhalten wurden.
Verminderung der /iehkrai'l in Gewicht unter Verstärke kg Beschich- wendung von:
lung der Kontrolle - naphtheni-
Erfindung sches Vetarbeitungsol
(m m)
744
1110
1110
998 1480
/ifhkrilt ΙΠ | Gewicht unter \ | |
Verminderung der | / Il Iiμ ^'* kg Beschich |
Wendung '.im: |
Stärke | tung der | Ki)IUIi)IIe nap |
Erfindung | sehe·, Verarheili | |
(mm ι | ||
I ν Ί | 1490 | 1 860 |
I,- — 2,03 |
1860 | 2090 |
2~54 | 2050 |
Da wie zuvor bereits ausgeführt, die Schmiercigensctrtften
des Überzuges um so besser sind, je niedriger die Ziehkraft be, einer beliebigen, vorgegebenen Verminderung
der Stärke ist. ergibt sich aus Tabelle VlI endeuUg claß die Schmiereigenschaft der erflndunES^mäßen
Überzüge denjenigen konventioneller Schmiermittel bei weitem überlegen sind.
Beispiele 57 ms 6v
Verwendung von verschiedenen Fettsäuren in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
Es wurden verschiedene Zusammensetzungen gemäß der Erfindung durch Zugabe der in Tabelle VIII aufgeführten
Emulgatoren zu einer flüssigen oder geschmolzenen Fettsäure, langsames Hinzufügen von
Wisset- bei Zimmertemperatur oder oberhalb des Schmelzpunktes der Fettsäure, sofern dies notwendig
war rasches Rühren bis zur Ausbildung einer Emulsion und schließlich Verdünnen auf die angegebenen
Konzentrationen hergestellt.
Emulsion
Λ
B
B
Fettsäure
Laurinsäure
Gemisch von Arachidinsäure
und Behinsäure
Isostearinsäure
Oleinsäure
Gemisch von Stearinsäure und
Methyldichlorstcarat
Wäßrige Dispersion | äthoxylierter | Alkaryl- |
Emulgator | nichtionischer | sulfonat |
Fettsiiure- | grenzflächen | |
menge | aktiver Stoff | |
(g/l) | (g/l) | |
20,0 | 5,0 | |
(g/l) | 25,0 | 25,0 |
50 | 8,0 | 20,0 |
50 | - | 28,0 |
50 | 12,0 | 15,0 |
50 | ||
50 | ||
1,7 g/l Wasserstoffperoxid und 4,2 g/l Fluorwasserstoffsäure wurden zu jeder dieser wäßrigen Dispersionen
hinzugegeben. Der pH-Wert jeder Zusammensetzung wurde, wie in Tabelle IX gezeigt, durch Zugabe
entweder von Natriumhydroxid oder zusätzlicher Fluorwasserstoffsäure verändert; diese Zusammenseizungen
wurde dann zur Beschichtung verschiedener, kaltgewalzter Stahlpiattcn angewandt, wobei die Platten
in die Zusammensetzung etwa 1 min eingetaucht wurden. In einigen Fällen wurde zusätzlich Wasserstoffperoxid
zu den Zusammensetzungen hinzugegeben. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IX aufgeführt:
'mulsion
pll
A
Λ
B
B
B
C
C
C
I)
D
I)
D
E
4,1
4,2
4,2
4,4
4,9
4,1
4,8
4,6
4,1
4,6
4,9
4,3
4,!
4,2
4,2
4,4
4,9
4,1
4,8
4,6
4,1
4,6
4,9
4,3
4,!
lieschich lungsgev.ieln
(mg/dnr1)
11,6 22,2 20,4 58,1 40,6 3,2 31,2 20,9
64,0 85,0 15,5 80,1 11,6
in einem niehtwäikigen Lrisungsmitlelsystem enthielt.
Is wurde ein Mischüberzug aus Phosphat/organischem Sehmiermittel mit einem Flächengewicht von 43 mg/
dnr' auf dem Stab ausgebildet.
Kontrollüberzug C
i-.s wurde ein dieker Phosphatüberzug mit einem
Flächengewicht von 215 mg/dm2 auf einen Stahlstab durch Eintauchen in eine wäßrige, saure Beschichlungslösung
aus Zinkphosphat während 10 min aufgetiagen.
Der phosphatbeschichtete Stab wurde dann in eine wäßrige Natriumstearutlösung eingetaucht, bis
das Gesamtgewicht des Überzuges 269 mg/dm3 betrug.
Alle vier beschichteten Stäbe wurden dem Ziehtest entsprechend der in Beispiel 56 angegebenen Vorschrift
unterzogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle X aufgeführt:
*) Eine zusätzliche !vlenge von 1,7 g/l Wasserstoffperoxid
wurde diesen Zusammensetzungen hinzugegeben.
Die Ergebnisse zeigen, daß alle untersuchten Fett- ;s
sauren überzüge mit einem brauchbaren Gewicht ergeben.
Vergleich eines nach dem erfindungsgemälkn Ver- ■'"
fahren hergestellten Schmierüberzuges mit konventionellen Schmiermittel überzüge η
Die Schmiermitteleigenschaften einer aus einer erfindungsgemäßen
Zusammensetzung abgeschiedenen is Beschichtung wurden mit denjenigen von drei verschiedenen,
weit verbreitet angewandten, konventionellen Schmierzusammensetzungen verglichen. Die
Schrniereigcnschaften der Überzüge wurden auf kaltgewalzten Stahlstäben unter Anwendung des zuvor
im Zusammenhang mit Beispiel 56 beschriebenen Ziehtestes untersucht.
11 einer wäßrigen Schmiermittelzusammensetzung
gemäß der Erfindung wurde entsprechend dem folgenden Ansatz hergestellt:
Stearinsäure 50,0 g/l Äthoxylierter, nichtionischer, grenzflächenaktiver
Stoff 14,0 g/l Alkylarylsulfonat 11,0 g/l so Fluorwasserstoffsäure 4,2 g/l
Wasserstoffperoxid 1,7 g/l Natriumhydroxid 4,8 g/l
In dieser Zusammensetzung wurde ein Stahlslab etwa 1 min eingetaucht und in einem Ofen bei 124 C
während 10 min zum Trocknen des Überzuges erhitzt. Das Überzugsgewicht betrug 43 mg/dnr.
Kontrollüberzug A im Handel erhältliches Schwerpetrolcum-
Schmicröl wurde auf einen Stahlstab aufgetragen. Das
Gewicht des Ölfilmes auf dem Stab war 43 mg/dnr1.
Kontrollüherzug B
Dieser Überzug wurde auf einen Stahlstab durch Eintauchen in eine Beschichtungszusammensetzung
aufgetragen, welche Phosphorsäure und Stearinsäure
Vermin | /-iehkruft in | kg tür: | Kontroll- | Kontroll |
derung | emndungs | Kontroll- | uberzug Ii | überzug C |
der Stärke | gemäßen | über/ug A | ||
Überzug | (43 mg/ | (269 mg/ | ||
I mm) | !■13 mg/ | 43 mg/ | dnr) | dnr) |
di,ι2) | dm") | 663 | 663 | |
0,51 | 653 | 1150 | 998 | 925 |
1,02 | 993 | 1530 | 1350 | 1220 |
1,52 | !340 | 1810 | 1680 | 1530 |
2,0.1 | 1670 | 2060 | 1995 | 1780 |
2,54 | 1920 | - | ||
Aus Tabelle X ist ersichtlich, daß die Schmiermitteleigenschaften
des erfindungsgemäßen Überzuges viel besser waren als diejenigen des Schwerpetroleum-Schmicröles,
d.h. des Kontrollüberzuges A. Die Schmicreigenschaften des erfindungsgemäßen Überzuges
und des Konlrollüberzuges B waren ähnlich, während jedoch die zur Ausbildung des Konlrollüberzuges
B verwendete Zusammensetzung organische Lösungsmittel enthält, deren Dämpfe durch eine Absaugvorrichtung
zur Verminderung der Brandgefahr und von Vergiftungsunfällen entfernt werden müssen,
weist der erfindungsgemäße Überzug diese Gefährlichkeit nicht auf. Femer sei daraufhingewiesen, daß die
Schmiereigenschaften des erfindungsgemäßen Überzuges 61 beim Vergleich mit denjenigen des Kontrollüberzuges
C günstig abschneiden, trotz der Tatsache, daß ersterer ein viel geringeres Flächengewicht besitzt
als letzterer. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Überzug in einem Einstufenprozeß aufgetragen
werden, während der Phophatüberzug und der Überzug aus organischem Schmiermittel ein Drei- oder
Vierstufenprozeß ist, bestehend aus
(!) Auftrag des Phosphatüberzuges,
(2) einer Wasserspülung,
(3) einer Ncutralisationsspülung, die in den meisten, jedoch nicht in allen Fällen erforderlich ist und
(4) Auftrag eines Schmiermittels vom Typ einer reaktionsfähigen Seife.
Lm solcher Vielstufenprozeß ist jedoch wesentlich
teuerer und nicht so einfach durchzuführen als der Einstufenprozeß gemäß der Erfindung.
21
22
Beispiel 70Λ
Alkalimetallperoxd enthaltende Schmiermittel-
zusummei.setzung
1 1 einer wäßrigen Schmierbeschichiungs/usammenset/ung,
die in jeder Hinsicht der in Beispiel 70 verwendeten Zusummer setzung gleichartig war, wurde
mit der Ausnahme hergestellt, daß sie 3,4 g/l Natriumneroxid anstelle, von Wasserstoffperoxid enthielt und
daß der Zusammensetzung kein Natriumhydroxid zugesetzt wurde. In die Zusammensetzung wurde eine
kaltgewalzte Stahlplatte 1 min eingetaucht, wobei der auf der Tafel ausgebildete Überzug 32,3 mg/dm3 wog.
Dies zeigt daß Alkalimetallperoxide in den erlmdungsgemäßen
Zusammensetzungen mit guten l.rgebnissen
verwendet werden können.
Verschiedene
Beispiele 71 bis 86
Schmierstoffe enthal
Schmierstoffe enthal
[ende Schmier
mittel zusamme nsetzunge η
Is wurden verschiedene Schmiermittelsloffe enthaltende
wäßrige Dispersionen, die Dispersionsmittel. Fluorwasserstoff und Wasscrstollpcroxid enthielten,
■innesetzt Die Ansätze dieser Zusammensetzungen
'sind in der folgenden Tabelle Xl gezeigt:
Zusammen- Sch. Hiermit lc I
sel/ung
Schmiermittel- Dispersionsmenge mittel
(g/l I
A | Mineralöl | 213 |
B | Wollfett | 50 |
C | Bienenwachs | 50 |
D | Talg | 50 |
89
25
25
25
25
25
Konzentrationen an | MiO; |
Säure und Oxydations | (g/l) |
mittel | 2,0 |
Hl | 2,0 |
(g/l) | 2,0 |
4,2 | 2,0 |
2,1 | |
2,1 | |
~> 1 | |
Diese durch den Zusatz von Fluorwasserstoff und Natriumhydroxid modifizierten Zusammensetzungen
wurden zur Beschichtung von kaltgewalzten Stahlpla'.tcn
verwendet, wobei die Platten in die Zusammensetzung 1 min eingetaucht wurden, mit Ausnahme der
Beispiele 71 bis 73. die 5 min eingetaucht wurden. Die Frgcbnissc sind in der Tabelle XII aufgeführt.
Beispiel Nr.
Verwendete Zusammensetzung
Modifiziert durch Zugabe von pH-Wert der Überzüge
Aussehen
III-
(g/l)
4,2
2,1
2,1
0,4 0,4 2,1
0,8
6 N NaOH
(ml/l)
5 5
5 5
5 5
2,5 2,5 5
fertigen | (mg/dm2) | gleichmäßiger Film |
Zusammen | 9,8 | ungleichmäßiger Film |
setzung | 2,7 | dunkel gefleckt |
0,05 | gleichmäßiger Film | |
2,2 | 29,9 | gleichmäßiger Film |
2,6 | 31,7 | schwacher Film |
3,5 | 2,6 | gleichmäßiger Film |
2,1 | 52,4 | ungleichmäßiger Film |
3,0 | 24,0 | gefleckt |
3,6 | 2,6 | gleichmäßiger Film |
2,1 | 25,8 | ungleichmäßiger Film |
3,0 | 32,3 | ungleichmäßiger Film |
3,6 | 4,9 | gleichmäßiger Film |
-*) | 10,1 | ungleichmäßiger Film |
3,1 | 3,3 | kein Überzug |
2,0 | 0 | gleichmäßiger Film |
2,5 | 9,3 | |
2,9 | ||
T O | ||
4,0 | ||
*) Nicht gemessen.
Diese Ergebnisse zeigen, daß die optimalen pH-Werte für erfindungsgemäße Zusammensetzungen mit
der besonderen, verwendeten Schmiermittelzusammensetzung variieren. Beispielsweise wurden mit der
Zusammensetzung B, die Wollfett enthielt, gleichmäßige Überzüge bei einem pH-Wert von 3,0 erhalten,
siehe Beispiel 75, während die Zusammensetzung C, die Bienenwachs enthielt, ungleichmäßige Überzüge
bei demselben pH-Wert ergab, siehe Beispiel 78. Die ungleichmäßigen Überzüge erstreckten sich nur über
einen Teil der Metallplatte. Es sei daraufhingewiesen,
daß die genaue Bestimmung des pH-Wertes einer Beschichtungszusammensetzung wegen des Einflusses
der Fluoridionen auf die Elektroden der pH-Meßvorrichtung schwierig sein kann. Daher ist es empfehlenswert,
die Arbeits-pH-Werte der Zusammensetzung experimentell festzulegen.
Stearinsäure enthaltende Schmiermittelzusammensetzung
11 einer 50 g Stearinsäure, 2 g Fluoridionen, zugesetzt
als Fluorwasserstoffsäure, 1,5 g Wasserstoffperoxid, 20 ml Natrium-di-(2-äthylhexyl)phosphat und wenige
ml eines nichtionischen, grenzflächenaktiven Stoffes = äthoxyliertes Nonylphenyl enthaltenden Zusammensetzung
wurde hergestellt. Die Stearinsäure lag in der Zusammensetzung in emulgierter Form vor. In die
Zusammensetzung wurde eine Stahlplatte 5 min eingetaucht; beim Herausnehmen wurde festgestellt, daß
sich auf der Platte ein Stearinsäureüberzug, der unter fließendem Leitungswasser nicht abgespült werden
konnte, ausgebildet hatte.
Diese Beispiele zeigen eine ganze Anzahl wesentlicher Vorteile der Erfindung. Die Überzugszusammensetzung
kann zur raschen Ausbildung von guten, schmierenden Beschichtungen auf metallischen Oberflächen
bei Umgebungstemperatur angewandt werden. Die wäßrige Zusammensetzung besitzt nicht die Toxizität
und die Feuergefährdung von Schmiermittelzusammensetzungen, die flüchtige Lösungsmittel enthalten,
und bei ihrer Anwendung können trockene Schmiermittelüberzüge hergestellt werden. Die Behandlung der
Metalloberfläche mit der Schmiermittelzusammensetzung ist ebenfalls viel einfacher als bei bekannten
Verfahrensweisen.
Vcrgleichsvcrsuchc
I Vergleich mit Zusammensetzungen gemäß
US-PS 27 41 567
US-PS 27 41 567
Es wurden zwei Zusammensetzungen entsprechend der o. g. US-Patentschrift hergestellt, wovon die eine
0,35 ml 50%iger Fluorwasserstoffsäure und die andere 2 ml 50%iger Fluorwasserstoffsäure (siehe Beispiel 10
der US-Patentschrift 27 41567) enthielt. Die hergcgestellten
Zusammensetzungen enthielten pro 100 ml folgende Bestandteile:
25
30
35
45
50
Zu | Zu | |
sammen | sammen | |
setzung 1 | setzung 2 | |
Stearinsäure | 5g | 5g |
Polyoxyäthylenlaurylalkohol | 2g | 2g |
mit 12 Äthylenoxideinheiten | ||
Polyoxyäthylenlaurylalkohol | ig | 1 g |
mit 4 Äthylenoxideinheiteri | ||
Wasser | 89 ml | 89 ml |
Fluorwasserstoffsäure (50%) | 2 ml') | 0,35 ml2) |
') 1st etwa 10 g F /1 äquivalent.
2) Ist etwa 1,9 g F~/l ;iquivalcnt.
2) Ist etwa 1,9 g F~/l ;iquivalcnt.
Ferner wurde ein erfindungsgemäßes Schmiermittel hergestellt, indem 35 %igcs H2O2 zu der oben angeführten
Zusammensetzung 2 in einer Menge von 0,6 ml/ 100 ml der Schmiermittelzusammensetzung hinzugegeben
wurde. Dieses Schmiermittel wird im folgenden als »erfindungsgemäß« bezeichnet.
In jede der oben beschriebenen Zusammensetzungen wurden saubere Stahlplatten für die in der folgenden
Tabelle aufgeführte Zeit eingetaucht. Nach dem Herausnehmen der Platten aus der Zusammensetzung
wurden sie getrocknet und anschließend das Beschichtungsgewicht bestimmt, das ebenfalls in der Tabelle
aufgerührt ist. Die beschichteten Platten wurden nach ihrer Entfernung aus dem Mittel nicht mit Wasser
gespült, dies wurde lediglich bei der mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelten Platten zum Vergleich
einmal durchgeführt. Hierzu wurden die beschichteten Platten sofort nach ihrer Entnahme aus
der Zusammensetzung und vor dem Trocknen mit Wasser gespült.
Beim Versuch, die in die Zusammensetzungen 1 und 2 entsprechend der US-Patentschrift 27 41 567 für
5 Minuten eingetauchten Platten unmittelbar nach ihrer Herausnahme aus der Zusammensetzung mit
Wasser zu spülen und zu trocknen, ergab sich, daß dieses Spülen mit Wasser praktisch die gesamte Beschichtung
von jeder Platte entfernte. F.s blieb lediglich eine
schwache Rostschicht zurück.
Beschichlungsgcwichl in mg/0,09m2 nach dem Eintauchen
für:
für:
5 Min. 10 Min.
Min.
3 Min.
283,8
259,2
1242,6
193,8
225,6
243,6
1354,8
243,6
1354,8
179,4
Zusammensetzung 1 (US-PS)
Zusammensetzung 2 (US-PS)
Erfindungsgcmäß (mit H2O2,
ohne Spülen)
Zusammensetzung 2 (US-PS)
Erfindungsgcmäß (mit H2O2,
ohne Spülen)
[•rfindungsgcmäß (mit H2O?
und Spülen)
und Spülen)
Die Mus den Zusammensetzungen gemäß tier US-PS gebildeten Beschichtungen waren dünn, fettig und
farblos'. Die aus der Zusammensetzung 2 gemäß der US-PS gebildeten Beschichtung^ waren dünn, fettig
942,6
1140,6
und grau. Demgegenüber waren die nichi gespülten Beschichtungen, welche durch Eintauchen in die erfindungsgemäß
modifizierte Zusammensetzung erhalten wurden, fettig und leicht braun. Die gespülten
Beschichtungen, welche durch Eintauchen in die erfindungsgemäß modifizierte Zusammensetzung, d.h.
unter Zusatz des Oxidationsmittels H2O2, erhalten
wurden, waren fettige, graue Beschichtungen.
Hieraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Schmiermittel einerseits die Erzeugung von dickeren
Beschichtungen bei gleichen Eintauchzeiten liefern und daß zusätzlich diese Beschichtungen durch ein
nachfolgendes Spülen mit Wasser weitgehend erhalten bleiben, während die vorbekannten Beschichtungen
durch ein Spülen sofort entfernt werden können.
II. Vergleich mit Zusammensetzung gemäß US-PS 32 82 777
Entsprechend dem in Spalte 8 der o. g. US-Patentschrift genannten Beispiel wurde eine Zusammensetzung
hergestellt, wobei jedoch das Natriumjodid durch Fluorwasserstoffsäure ersetzt wurde. Die Zusammensetzung
enthielt folgende Bestandteile:
Gewichtsteile
16
Mineralöl
Natriumstearat (gesamtverseifbares) 12 Stearinsäure (nichtverseifte Anteile) 3,5
Ölsäure
Triton X-IOO
Triton QS-44*)
Hexylenglykoi
Puffer (NaH2PO4
Zitronensäure
Na2S2O8
NaNO2
HF
NaIO3
Na2HPO4)
Wasser
n-Butylalkohol
n-Butylalkohol
3,0
15,0
10,0 0,5 1,24 0,9 0,5 1,66 1,052 0,11
23,0 2,44
*) Es wurde Triton QS-44 anstelle von Triton QS-45 verwendet,
da das Produkt QS-45 bei Durchführung des Vergleichsvcrsuches
nicht erhältlich war.
Dieses Konzentrat wurde in einer Menge von 1 Teil mit 19 Teilen Wasser vermischt. Hieraus ergibt sich,
daß die HF-Menge in der verdünnten Zusammensetzung etwa 50 ppm F äquivalent ist, d. h. dem in der
US-PS 32 82 777, Spalte 2, Zeilen 61/62 und Spalte 3, Zeilen 74/75 genannten oberen Grenzwert. Der pH-Wert
der erhaltenen Zusammensetzung wurde durch Zugabe von Phosphorsäure auf 5,2 erniedrigt, d.h.
einem Wert, der in etwa den in Spalte 4, Abs. 1 der ίο US-PS 32 82 777 angegebenen Werten entspricht.
In die verdünnte Zusammensetzung wurde eine saubere Stahlplatte 5 Minuten eingetaucht, entnommen,
mit Wasser gespült und dann getrocknet. Nach dem Spülen war das Wasser auf der Plattenoberfläche aufgebrochen,
und es lag kein sichtbarer Überzug vor. Weiterhin wurden zwei saubere Stahlplatten in die
oben aufgeführte Zusammensetzung 1 bzw. 5 Minuten eingetaucht und nach dem Herausnehmen getrocknet.
Die Beschichtungsgewichte der für 1 bzw. 5 Minuten eingetauchten Platten betrugen 58,2 bzw.
54,0 mg pro 0,09 m2.
Dann wurde der pH-Wert dieser Zusammensetzung auf 3 durch weitere Zugabe von Phosphorsäure erniedrigt.
In diese Zusammensetzung wurde eine saubere Stahlplatte ebenfalls 5 Minuten eingetaucht, entnommen,
mit Wasser gespült und getrocknet. Nach dem Spülen war das Wasser auf der Plattenoberfläche aufgebrochen,
und es war kein sichtbarer Überzug vorhanden. Weiterhin wurden zwei saubere Stahlplatten in diese
Zusammensetzung für 1 bzw. 5 Minuten eingetaucht und nach dem Herausnehmen getrocknet. Die Beschichtungsgewichte
der für 1 bzw. 5 Minuten eingetauchten Platten betrugen 75,6 mg bzw. 63,0 mg pro
0,09 m2.
Hieraus ist ersichtlich, daß die Erniedrigung des pH-Wertes aufwerte unter 5 selbst bei Vorhandensein
von Fluoridionen in der der US-PS 32 82 777 entsprechenden, maximalen Menge nicht ausreicht, um
eine stärkere Beschichtung auszubilden, und daß dies£ Beschichtung weiterhin nicht gegenüber einem Spüler
mit Wasser beständig ist.
Claims (2)
1. Schmiermittelzusammensetzung für die Ausbildung eines Schmiermittelfilmes auf der Oberfläche
eines einer Säureätzung zugänglichen Metalls, bestehend aus einer Lösung, Emulsion oder
Dispersion eines fetten Öles und/oder einer Fettsäure und/oder eines Wachses und/oder eines Mineralöles
in einer wäßrigen, ein Oxidationsmittel und ein Metall ätzende Säure enthaltenden Phase,
dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige, einen pH-Wert im Bereich von 2 bis 5 aufweisende
Phase 2 bis 8 g/l Fluöridionen enthält.
2. Schmiermittelzusammensetzung nach An- is
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige, einen pH-Wert im Bereich von 2,7 bis 3,5 aufweisende
Phase 2 bis 8 g/I Fluoridionen enthält.
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