DE2422013A1

DE2422013A1 - Verfahren zur verformung von metallen und mittel zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2422013A1
Application number: DE2422013A
Authority: DE
Inventors: Robert Edward Parkinson
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1974-05-07
Publication date: 1974-12-05
Also published as: BE814678A; CA1039704A; FR2229477B1; IT1011835B; FR2229477A1; US3873458A; JPS5027802A; GB1473235A

Description

DIPL.-ING. A. GRÜNECKER "5°°° MÖNCHEN 22

Maximilianslraße 43

DR.-ING. H. KINKELDEY Telefon (0811) 22 28 62 (4 Un«)

DR.-ING. W. STOCKMAlR, Ae. E. icauf^stofiechni Telegramme Monapai München

PATENTANWÄLTE ^ ^ g_CHL,_MANN . _D!p₍,,-iNQ. P. JAKOS

7. Mai 1974 P 8116

USSENGIUEERSANDCOKSULTANTS, IHC.

600 Grant Street, Pittsburgh, State of Pennsylvania, USA

"Verfahren zur Verformung von Metallen und Mittel zur Durchführung des Verfahrens"

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Verformung von Metallen, ■ insbesondere von Metalibiechen,sowie ein Überzugsmittel zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Tiefziehen oder anderen, scharfe Bedingungen mit sich bringenden Verformungsverfahren für Metallbleche, z.B. aus unlegiertem Stahl oder .nicht rostendem Stahl, besteht ein Bedürfnis nach einem Gleit- bzw. Schmiermittel, das es ermöglicht, !Formkörper ohne das Auftreten von Rissen oder Fressen der Oberfläche herzustellen, was mit den herkömmlichen Schmierölen oder -fetten nicht möglich ist. Ein solches Gleit- bzw. Schmiermittel sollte ein gleichmäßigeres Fließen des Metalls während des Ziehens ermöglichen, so daß Spannungen gleichmäßiger verteilt werden und schärfere Ziehbedingungen angewendet werden können, ohne daß Metallrisse auftreten oder gar Bruch stattfindet. Das Gleit- oder Schmiermittel sollte an den Stellen erhöhten Drucks verbleiben . und so das Fressen der Oberfläche oder Verschweißungserscheinungen aufgrund des Metall-Metall-Kontakts mit der Ziehvorrichtung verhindern, wie bei den Matrizenziehverfahren für Metalle.

Die Verwendung eines harzartigen Überzugs auf Metall unter einer Schicht aus Öl, Seife, Wachs oder Fett ist in der Technik als Schmiersystem für das Tiefziehen bereits bekannt (siehe z.B.

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-z-

"Milbond" der H. A. Montgomery Company). Dieses Schmiersystem muß jedoch in zwei Stufen aufgebracht werden, wobei in einer ersten Stufe ein harzartiger Überzug aufgebracht und getrocknet wird und in einer zweiten Stufe das Aufbringen des Öls oder Fetts erfolgt. Einige andere Schmiersysteme verwenden ein Phosphat oder einen ähnlichen Umwandlungsüberzug als Untergrund zur Aufnahme des Schmieröls oder -fetts. Es handelt 'sich hierbei ebenfalls um Zweistufenverfahren, wobei das.Metall zunächst vorbehandelt werden muß, bevor das Öl getrennt aufgebracht wird.

Einem Einstufenverfahren zur gleichzeitigen Auftragung sowohl der Harzschicht als auch der Ölschicht aus einer einzigen wäßrigen Dispersion oder Emulsion käme somit aufgrund der hierdurch bedingten wesentlichen Vereinfachung erhebliche Bedeutung zu und könnte darüber hinaus eine Verbesserung der Schmierung wegen der innigeren und gleichmäßigeren Verteilung der Ölphase über die bzw. in der Harzschicht mit sich bringen. Hieraus ergibt sich unmittelbar die Aufgabe der Erfindung.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. ■

Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verformung von Metallen, vorzugsweise in Blechform, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf das' Metall in einem einzigen Arbeitsgang ein Harz-Öl-Überzugsmittel aufbringt, das durch Vermischen oder Emulgieren von (a) einem Schmieröl aus der Gruppe Mineralöle, tierische oder pflanzliche Öle, Fette, Seifen, Fettsäureester oder andere natürliche oder synthetische Öle, Fette, oder wachsartige Schmiermittel oder Gemische hiervon mit bzw. in einer wäßrigen Dispersion, Latex oder Lösung von (b) einen Copolymerisat, Terpolymerssat oder Ionomeren von Äthylen mit äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure und Crotonsäure, Salzen oder Estern hiervon, und Vinylacetat hergestellt worden ist, wobei das Schmieröl etwa 1 bis etwa 75 Prozent der Gesamtfeststoffe des Überzugsmittels enthält und in dem Harz im wesentlichen unlöslich ist; den Überzug zur .Entfernung von Wasser und anderen flüchtigen Bestendtei-

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len trocknet und das Metall dem Verformungsdruck gegen eine feste Oberfläche unterwirft.

Die Erfindung betrifft ferner ein Überzugsmittel zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung, das eine Emulsion eines Schmieröls in einer wäßrigen Dispersion eines Bindemittelharzes aus 50 bis 90 Gewichtsprozent Äthyleneinheiten enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Harz zu Schmieröl■100 : 1 bis 1:3 beträgt und das Schmieröl in dem Harz im wesentlichen unlöslich ist.

Wird das Überzugs mittel der Erfindung als dünner Überzug auf das Metall aufgebracht und getrocknet, so trennt es sich in zwei Schichten oder Phasen, nämlich in (a) eine zähe Harzschicht, die fest auf dem Metallsubstrat haftet,und (b) eine Ölschicht oder -phase, die durch die gegenseitige Unlöslichkeit von dem Harz getrennt ist und die Harzschicht bedeckt oder in ihr dispergiert ist.

Die zähe, haftende Harzschicht verhindert das Pressen der Metalloberfläche unter den hohen Drücken der Verformungsverfahren und hält die "Ölphase" innig fest, wodurch ein niedrigerer Reibungskoeffizient gewährleistet ist. Durch die Eigenschaft dieses Überzugsmittels, in einem einzigen Arbeitsvorgang die Verteilung der zwei Komponenten in Schichten in günstigem Verhältnis auf dem Substrat zu ermöglichen, wird die Anwendung in großem Umfang vereinfacht. ■ ■

Es hat sich gezeigt, daß das·-Harz-Öl-Überzugsmittel als Gleitmittel besonders vorteilhaft ist, wenn es für scharfe Verformungsverfahren, wie Tiefziehen, Matrizenziehen oder Walzen, vorab in einen Durchgang auf die Metallbleche aufgebracht und getrocknet v/ird. (Dieses Verfahren wird nicht empfohlen, wenn das Gleitmittel, wie bei Maschinenlagern, kontinuierlich ersetzt werden muß.) Zusätzlich zu den Schmiereigenschaften stellt der Überzug einen Schutz für die Metalloberfläche gegenüber Korrosion und Abrieb dar.

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Bei den Überzugsmitteln der Erfindung zur Auftragung der Gleitüberzuge handelt es sich um wäßrige Dispersionen, die im wesentlichen aus einer "Harzphase" und einer "Ölphase" in einem einzigen Gemisch bestehen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Harz um ein zähes Polymerisat, das in wäßrigem Medium dispergierbar ist, während des Trocknens einen Film zu bilden vermag, der fest auf dem Metallsubstrat haftet, unlöslich in der Ölphase ist und von der Metalloberfläche nach entsprechender Behandlung, z.B. der Reinigung mit einem alkalischen Tensid, leicht aufgelöst oder abgezogen werden kannn.

Bevorzugte Harze für die Überzugsmittel der Erfindung sind z.B. Äthylen-Aerylsäure-Copolymerisate, insbesondere diejenigen mit hohem Oarboxylgruppengehalt (z.B. 18 bis 24 Prozent), wie die Handelsprodukte "EAA 9300" oder "EAA 9500" (Herst. Union Garbide Corporation). Es können sowohl "EAA 9300" als auch "EAA 9500" verwendet werden; man erhält jedoch eine stabilere Emulsion bei Verwendung einer Gopolymerisatlösung aus dem ein höheres Molekulargewicht besitzenden EAA 9300. Diese Copolymerisate bzw. Harze können in heißem, wäßrigem Alkali zu einer seifenähnlichen kolloidalen Lösung des Salzes gelöst werden, das durch eine Reaktion ähnlich der Verseifung gebildet wird. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur verbleiben sie in kolloidaler Dispersion. V/erden für die Dispersion des Copolymerisats flüchtige Basen, wie Ammoniumhydroxid oder bestimmte flüchtige Amine, verwendet, so kann die kolloidale Lösung als Überzug aufgebracht werden, der beim Trocknen und somit Entfernen der Base das ursprüngliche saure Copolymerisat auf der Oberfläche des Substrats zurückbildet. Solehe Überzüge besitzen eine ausgezeichnete Haftung auf Metallen, sind zäh, flexibel sowie wasserbeständig und können leicht durch Wiederauflösen in heißen alkalischen Lösungen, z.B. den handelsüblichen Metallreinigern, entfernt werden. Ein Vorteil solcher Dispersionen von Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisaten bei der Verwendung in den Überzugsmitteln der Erfindung besteht darin, daß sie selbst ausgezeichnete Emulgier- bzw. Dispergiermittel für die Ölphase und andere in den Überzugsmitteln enthaltene Zusatzstoffe darstellen.

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Die Harzphase der erfindungsgemäßen überzugsmittel kann darü-. ber hinaus oder anstelle der vorgenannten Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisat-Dispersion andere Harze enthalten. So kann z.B. die Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisat-Dispersion ganz oder teilweise durch wäßrige Dispersionen von anderen Copolymerisaten, Terpolymerisaten oder Ionomeren von Äthylen mit anderen äthylenisch ungesättigten Säuren, wie Methacryl- oder Crotonsäuren, oder mit äthylenisch ungesättigten Estern, wie Vinylacetat, erse'tzt sein. Bevorzugte Ester der Acrylsäure und anderer äthylenisch ungesättigter Säuren sind die niederen Ester mit 1 bis 4 C-Atomen im Esterrest. Auch andere wasserlösliche oder wasserdispergierbare Harze,wie Polyvinylalkohol, können in geringerer Menge in der Harzphase verwendet werden. Es wurde gefunden, daß Polyvinylalkohol die Netzeigenschaften verbessert und einen trockneren (weniger fettigen) Überzug ergibt, indem der größte Teil des Öls in dem.Harz eingekapselt wird, was für verschiedene Anwendungs zwecke vorteilhaft sein kann. Die Verwendung von Polyvinylalkohol bringt jedoch auch bestimmte Uachteile mit sich, z.B. die Abtrennung während der Lagerung als gelatinöse dritte Phase in den Überzugsmitteln, wobei Überzüge entstehen, die eine schlechtere Haftung auf dem Metallsubstrat besitzen und/oder mit alkalischen Reinigern schwieriger zu entfernen sind.

Die zweite wichtige Komponente der Überzugsmittel der Erfindung stellt die "Ölphase" dar, die zur Erniedrigung der Reibung des Gleitüberzugs erforderlich ist. Diese Ölphase kann aus einem Schmieröl bestehen, das z.B. ein Mineralöl, ein tierisches oder pflanzliches Öl oder Fett, eine Fettsäureseife, ein Fett, Wachs öder ein anderes natürliches oder synthetisches Schmier- bzw. Gleitmittel oder eine Kombination hiervon ist. Bei der Auswahl des Materials für die Ölphase in den Überzugsmitteln der Erfindung ist es erwünscht, daß es, zusätzlich zu einem niedrigen Reibungskoeffizient, unlöslich in der Harzphase ist, so daß die Harzüberzugsschicht nicht erweicht, das Öl sich .aus der Harzphase während des Trocknens des Dispersionsüberzugs abtrennt, und daß es sich nicht störend auf die Haftung der Harzschidi t auf dem Metallsubstrat auswirkt.

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Zusätzlich zu den Hauptkomponeiten, nämlich Harz und Öl, können die Überzugsmittel der Erfindung geringere Mengen an anderen Zusatzstoffen oder Hilfsstoffen enthalten. Beispiele hierfür sind Tenside (grenzflächenaktive Stoffe), Lösungsmittel, Verdickungsmittel oder Basen, die zur Veränderung bzw. Verbesserung bestimmter Eigenschaften, wie Stabilität, Benetzungsvermögen, Schäumverhalten, Dispersion, Viskosität oder Aufbringungseingeschaften der Emulsionen bzw. Gleichmäßigkeit, G-lattheit, Dicke oder Entfernbarkeit der getrockneten Überzüge, dienen. Die Dicke der Überzüge kann auch dadurch gesteuert werden, daß man die Wassermenge im Verhältnis zu der Gesamtmenge an nicht flüchtigen Bestandteilen in der Emulsion variiert oder die Auftragsart ändert. Bei den scharfen Bedingungen der Hochdruckmetallverformung kann es erwünscht sein, feinteilige feste Gleitmittel, wie Graphit, Kohl enstoffmono fluor id oder Molybdänsulfid, in Pulverform zuzusetzen. Bestimmte Füllstoffe zur Erzielung eines niedrigen Abriebs, wie Ton, Talkum oder^Glimme2*oder Oxidpigmente können ebenfalls in der Emulsion dispergiert und in bestimmten Fällen zur Verstärkung der Harzgrenzschicht des Überzugs von Vorteil sein. Man kann auch pulverförmige oder emulgierte Polymerisate mit niedrigem Reibungskoeffizient, wie Polyamide oder Polytetrafluorethylen, in den Überzugsmitteln der Erfindung dispergieren. Es wurde gefunden, daß die Überzugsmittel der Erfindung besonders dazu geeignet sind, stabile Dispersionen solcher gepulverten Feststoffe mit nur geringem Absetzgrad während der Lagerung aufrecht zu erhalten.

Die Überzugsmittel der Erfindung werden vorzugsweise so hergestellt, daß man zunächst die Harze in einem wäßrigen Medium löst oder dispergiert und anschließend durch Einmischen der "Ölphase" unter Anwendung hoher Scherkräfte eine Emulsion oder Dispersion herstellt. Geringere Zusätze können je nach Wunsch eingemischt werden.

Für eine optimale Wirksamkeit der Schmierung betragen die nichtflüchtigen Bestandteile der "Ölphase" vorzugsweise 25 Ms 75 Gewichtsprozent der gesamten nicht-flüchtigen Bestandteile, die

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in dem Überzug nach dem Trocknen verbleiben.. Die Überzugsmittel der Erfindung können jedoch beliebige Ölmengen, z.B. bis zum Dreifachen der Harzmenge, enthalten. Auf der anderen Seite kann es erwünscht sein, nur 1 Prozent Öl, bezogen auf Harz, zu verwenden, sofern trocknere Überzüge bevorzugt sind oder über dem Überzug vor der Verformung zusätzlich Öl angewendet wird.

Die Dispersionen der erfindungsgemäßen Überzugsmittel stellen vorzugsweise niedrigviskose Flüssigkeiten dar (vorzugsweise 50 bis 1000 cP), so daß sie leicht auf Metalle· in Form eines dünnen Überzugs unter Anwendung herkömmlicher Auftragsmethoden, wie Walzenauftrag, Bürsten, Tauchen oder Sprühen, aufgebracht werden können. Die Viskosität und Konzentration der Dispersion kann dadurch gesteuert werden, daß man die zugegebene Wassermenge reguliert,oder Füllstoffe, Verdickungsmittel oder Geliermittel verwendet, um die gewünschte Überzugsdicke zu erreichen. Es wurde gefunden, daß für den Walzenauftrag Konzentrationen von etwa 19 bis 45 Prozent an nicht-flüchtigen Stoffen (Harz/Öl) in der Dispersion zufriedenstellend sind. Weiter wurde gefunden, daß dünne Überzüge mit einem trockenen Überzugsgewicht von etwa 0,54 bis 3,77 g/m² oder etwa 0,5 bis 3,Ou Dicke Stahlblechen zufriedenstellende Gleiteigenschaften verleihen. Für bestimmte Anwendungszwecke können dickere Überzüge von bis zu 25 ρ vorteilhaft sein.

Nach dem Aufbringen wird der Überzug getrocknet, um die flüchtigen Bestandteile, wie Wasser- und Ammoniak, zu entfernen. Die Trocknung kann (einige Stunden) bei Raumtemperatur erfolgen; es wird jedoch bevorzugt, unter Anwendung von Hitze bei etwa 120 bis etwa 200⁰C (weniger als 1 Minute) zu trocknen.· Dieses Einbrennen verbessert die Haftung des Überzugs auf dem Metall. Durch Überbrennen kann es bei manchen Überzügen zu Schwierigkeiten bei der späteren alkalischen Reinigung kommen.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

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Beispiel

Eine wäßrig-ammoniakalisßhe Lösung eines Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisats (etwa 20 Prozent Säuregehalt) wird durch. Erhitzen des Copolymerisats auf 90 Bis 130⁰G in einem Druckkessel in Gegenwart eines geringen stöchiometrischen Überschusses an Ατητηο-niumhydroxid und einer ausreichenden Wassermenge hergestellt. Die Lösung enthält etwa 22 Prozent Harz-Peststoffe. Zur Verbesserung der Benetzungseigenschaften und der Emulsionsstabilität und zur Herabsetzung der Schäumungsneigung des Überzugsmittels wird ein Tensidgemisch zugesetzt, das jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. (Hierzu ist eine Kombination aus einem Alkylphenoxypolyäthoxyäthanol, einem Di-tert.-acetylenglykol und einem Dispergator, wie Tamol 731 (Herst. Rohm & Haas) oder einem Lignosulfonat geeignet; es können jedoch auch andere Tenside verwendet werden). Nach Maßgabe von Tabelle I (s. dort Beispiel 1) wird ein Gemisch aus paraffinischem Mineralöl und Lard (Schweinefett, in Ölform) in die Lösung des Äthyjle n-Copolymerisats unter Anwendung hoher Scherkräfte eingemischt. Man erhält eine ziemlich stabile Emulsion. Bei Verwendung des Copolymerisats mit niedrigem Molekulargewicht (EAS 9500) tritt bei der Lagerung Cremebildung auf, die jedoch durch Redispergieren leicht beseitigt werden kann. Ohne weitere Verdünnung beträgt der Gesamtgehalt an nicht-flüchtigen Stoffen etwa 41 Prozent, bezogen auf die Lösung . Dieses Überzugsmittel ergibt nach dem Trocknen auf Stahlblechen einen glatten Überzug mit einer unmittelbar und fest auf dem Stahl haftenden Harzschicht, wobei sich das meiste Öl in einer separaten Schicht über dem Harz befindet. Beim Auftragen und Trocknen auf nichtrostenden Stahlblechen mit Überzugsgewichten von etwa 1,08 bis 3,77 g/m wird die Ziehtiefe von 20 auf 32 Prozent (auf 14,0 bis 15,2 mm) beim Olsen-Bechertest (ASTM A344) gesteigert, im Vergleich zu einem Mittel von etwa 11,4 mm Ziehtiefe bei Verwendung des gleichen Stahls und einem Standard-Mineralöl als Gleit- bzw. Schmiermittel. Das Überzugs-Schmiermittel der Erfindung wird auch auf dünne Stäalbleche aus unlegiertem Stahl (Schwarzblech) aufgebracht, das anschließend nach einem Matrizenverfahren (^Märaw-and-iron"-Ver-

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t ·

fahren) ohne Fressen der Oberfläche und Auftreten von Rissen zu Dosen verarbeitet wird. Zur Erzielung zufriedenstellender Ergebnisse bei der Durchführung von Matrizenverfähren unter Anwendung herkömmlicher Schmier- bzw. Gleitmittel sind bisher Zinnplattierungen oder spezielle Phosphatbehandlungen des Stahls erforderlich gewesen. Der Reibungskoeffizient zwischen diesem Überzug und Stahl beträgt 0,077.

Beispiel 2

Das Überzugsmittel des Beispiels 1 wird mit sehr feinteiligem Molybdänsulfid (mittlere Teilchengröße 0,35 ii) versetzt. Man erhält eine ausgezeichnete Dispersion, die während der Lagerung praktisch kein Absetzen zeigt. Der Zweck der Zugabe besteht darin, die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eressen der Oberfläche unter den scharfen Bedingungen der Hochdruckverarbeitung zu verbessern. Die Ergebnisse des Olsen-Bechertests beim Ziehen und die Laboratoriumsergebnisse beim Matrizenziehen sind im wesentlichen die gleichen wie in Beispiel 1.' Es wird vermutet, daß die Zugabe von MoSp überlegene Eigenschaften unter schärferen Eabrikationsbedingungen bewirkt.

Be i ;s ρ i e 1 3

Dieses Überzugsmittel wird dadurch hergestellt, daß man Polyvinylalkohol in heißem Wasser löst, anschließend die ammoniakalische Lösung des Äthylen-Äcrylsäure-Copolymerisats hinzufügt und schließlich Lard und Ölsäure emulgierend einmischt. Das erhaltene Überzugsmittel ergibt glatte, festhaftende, trockne Überzüge, in denen das Öl in einer Matrix aus Harz bzw. Copolymerisat dispergiert ist. Ein Überzug von 0,56 bis 1,12 g/m erhöht die Ziehtiefe beim Olsen-Bechertest um etwa 13 bis 25 Prozent bei Blechen aus nichtrostendem Stahl. Bleche aus un^egierfem. Stahl (Schwarzbleche), die mit diesem Überzugsmittel beschichtet sind, werden in Laboratoriumsversuchen nach dem Matrizenziehverfahren erfolgreich zu Dosen bzw. Behältern ver-

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- ίο -

formt, ohne daß ein It es sen der Oberfläche stattfindet. Die anfängliche Haftung dieser überzüge auf dem Stahl ist gut, nach mehreren Monaten Lagerung ergibt dieses überzugsmittel jedoch überzüge mit schlechter Haftung. Der Reibungskoeffizient zwischen, diesen Oberzügen und Stahl ist der gleiche wie in Beispiel 1 (0,077), es bestehen jedoch Anzeichen dafür, daß die Eigenschaften hinsichtlich des Fressens der Oberfläche unter sehr scharfen Bedingungen nicht so gut sind.

Beispiel

In diesem Beispiel wird dem Überzugsmittel des Beispiels 3 ein anorganischer Füllstoff zugesetzt. Hierbei werden sowohl Talkum als auch ein sehr feinteiliges Eisenoxidpigment -verwendet. Zur Aufrechterhaltung einer guten. Suspension der Feststoffe sind Dispergatoren, wie Lignosulfonate und Phosphate, geeignet. Die angewendeten Konzentrationen sind in Tabelle I angegeben. Bei Verwendung von Talkum bestehen Anzeichen für eine leichte Verbesserung der Eigenschaften hinsichtlich des Fressens der Oberfläche bei Überzügen auf Schwarzblechen, die auf Produktionsmaschinen dem Dosen- bzw. Behältertest (Matrizenziehen) unterworfen werden. Mit Eisenoxid erhält man zwar zufriedenstellende Ergebnisse im Laboratoriumsmaßstab, jedoch führt die Verwendung von Eisenoxid zu übermäßigen Brucherscheinungen und Fressen der Oberfläche bei schärferen Verfahrensbedingungen.

Beispiel 5

Dieses Beispiel beschreibt den Ersatz eines Teils der Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisatlösüng durch eine andere Harzdispersion. Bei der Äthylen-"Ionomeren"-Dispersion (Elvax D1249, Herst. E. I. du Pont de Nemours Co.) handelt es sich um ein Äthylen-Methacrylsäure-Copolymerisat, das teilweise mit Natriumhydroxid

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neutralisiert und nach einem EmulsionspolymerisationsveEfahren mit Tensiden dispergiert ist. Die Eignung eines so hergestellten Überzug-Gleitmittels für das Verfahren der Erfindung ist derjenigen Ton Beispiel 3 ähnlich.

Beispiel 6·"

In diesem Beispiel enthält das Überzugsmittel als Ölphase eine Seife (Ammoniumoleat) anstelle von Mineralöl oder Fetten. Das Überzugsmittel stellt eine gleichmäßige, durchscheinende, stabile, kolloidale lösung mit guten Benetzungseigenschaften dar, besitzt jedoch eine Neigung zum Schäumen. Selbst beim Verdünnen auf etwa 14 Prozent nichtflüchtige Stoffe, zur Erzielung außerordentlich dünner Überzüge, wurde gefunden, daß dieses Überzugs-Gleitmittel eine 13-prozentige Verbesserung hinsichtlich der Ziehtiefe beim Olsen-B e chert es t von nichtrostendem Stahl, verglichen mit dem gleichen Stahl unter Verwendung eines Standard-Mineralschmieröls, ergibt.

Beispiel 7

In eine anmonialkalische Lösung eines Äthyle n-Acrylsäure-Copolymerisats wird leichtes Mineralöl unter Anwendung hoher Scherkräfte unter Bildung einer Emulsion eingerührt. Anschließend setzt man so viel ¥asser zu, daß das Gemisch etwa 24 Prozent nicht-flüchtige Stoffe enthält (von denen etwa 70 Prozent öl sind). Diese Emulsion trennt sich beim Stehen in zwei Schichten, läßt sich jedoch bei Gebrauch leicht redispergieren. Bei der Anwendung auf dem gleichen nichtrostenden Stahl wie in Beispiel 1 erhält man mit diesem Überzugsmittel eine Verbesserung der Ziehtiefe beim Olsen-Bechertest von etwa 14 Prozent.

Die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 7 sind in Tabelle I- zusammengestellt, in der die Zahlenangaben Gewichtsteile bedeuten.

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Tabelle I Typische Rezepturen für Überzugs-Gleitmittel

„ Beispiele

1 2 3 4 .5 6

Harzphase:

Äthylen-Acrylsäure- 100 100 100 100 100 100 Copolymerisat
(Ammoniumlösung,
22 Prozent Feststoffe)

Polyvinylalkohol - - 6,7 6,7 9

Äthyl en-Ionomer en- _ _ _ _ ^₀ Dispersion (ETvax " " ~ ~ ^
D1249, 42 Prozent
Eeststoffe)

Ölphase :

Mineralöl 15 15 - - - -

grd. (Schweinefett, ^ ^ \_Q ^ ^

Ölsäure - - 3 3 4,5

Seife (Ammonium- _oc-

oleat) ----- ^₅ -

Tenside: 0,75 0,75 0,3 3,3 0,2 0,13 0,13

Fallstoffe oder feste Schmiermittel;

Talkum oder Eisen- _Λ(-

oxid " ~ " '⁵

Molybdänsulfid - 2,5

bis
10,0

Wasser: Verdünnung auf 14 bis 40 Prozent nicht-flüchtige Stoffe nach Maßgabe der gewünschten Überzugsdicke.

Patentansprüche

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Claims

Pat e.:n tan Sprüche

1. Verfahren zur Verformung von Metallen, vorzugsweise in Blechform, dadurch· gekennzeichnet, daß man auf das Metall in einem einzigen Arbeitsgang ein Harz-Öl-Überzugsmittel aufbringt, das durch Vermischen oder Emulgieren von (a) einem Schmieröl .aus der Gruppe Mineralöle, tierische oder pflanzliche Öle, Fette, Seifen, Fettsäureester, oder andere natürliche oder synthetische Öle, Fette, oder wachsartige Schmiermittel oder Gemische hiervon mit bzw. in einer wäßrigen Dispersion, Latex oder Lösung von (b) einem Gopolymerisat, Terpolymerisat oder Ionomeren von Äthylen mit äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure und Crotonsäure, Salzen oder Estern hiervon, und Vinylacetat hergestellt worden ist, wobei das Schmieröl etwa 1 bis etwa 75 Prozent der Gesamtfeststoffe des Überzugsmittel enthält und in dem Harz im wesentlichen unlöslich ist; den Überzug zur Entfernung von Wasser und anderen flüchtigen Bestandteilen trocknet und das Metall dem Verformungsdruck gegen eine feste Ober-.fläche unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Harz-Öl-Überzugsmittel verwendet, bei dem das Schmieröl (a) vermischt ist mit (b) einer Dispersion oder Lösung eines Copolymerisate aus Äthylen und Acrylsäure, das 15 bis 25 Prozent Acrylsäure enthält, in Wasser, das eine ausreichende Menge einer Base enthält, um ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Salz oder Ionomeres des CopolymerLsats zu bilden, wobei das Schmieröl etwa 1 bis etwa 75 Prozent der gesamten nichtflüchtigen Stoffe des Überzugsmittels ausmacht und im wesentlichen unlöslich in dem Harz ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Base zum Auflösen oder Dispergieren des Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisats Ämmoniumhydroxid oder ein flüchtiges Amin verwendet. " -

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Dispersion oder einen Latex (b) eines Copolymerisate oder Terpolymerssats von Äthylen verwendet, das 60 bis 85 Prozent Äthylen, 0 bis 40 Prozent Vinylacetat und 0 bis 25 Prozent Methacrylsäure enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Harz-Öl-Überzugsmittel verwendet, in dem ein festes Pulver oder eine Lösung von Graphit, Molybdänsulfid, Kohlenstoffmonofluorid, Polyietrafluoräthylen, einem Polyamid, Talkum oder Ton, z.B. Kaolin, so dispergiert oder suspendiert ist, daß beim Aufbringen auf das Metall und Trocknen das feste Pulver in dem Überzug verteilt und von diesem gebunden ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Äthylen-Copolymerisat oder Äthylenionomeres verwendet, das 50 bis 95 Gewichtsprozent Äthylen enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Copolymer!sat oder Ionomerem zu Schmieröl 100 ζ bis 1:5 beträgt,und das Schmieröl im wesentlichen unlöslich in dem Äthylen-Copolymerisat oder -ionomeren ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadirch gekennzeichnet, daß man das Überzugsmittel mit einer mittleren Trockenfilmdicke von mindestens 0,54 g/m aufbringt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von dem verformten Metall den Überzug durch Reinigung mit einem alkalischen Tensid entfernt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trocknung bei einer Temperatur oberhalb des 'Erweichungspunktes des Harzes, jedoch unterhalb derjenigen Temperatur durchführt, bei der eine erhebliche Zersetzung oder Verdampfung des Harzes oder Öls während der Trocknungsdauer stattfindet»

10. überzugsmittel zur Herstellung von Gleitüberzügen zur Durchfünrung des Verfahrens nach Anspruph 1 bis 9, gekennzeich-

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net durch eine Emulsion eines Schmieröls in einer wäßrigen Dispersion eines Harzr-Bindemittels aus 50 bis 90 Gewichtsprozent Äthyleneinheiten, wobei das Gewichts-verhältnis von Harz zu Schmieröl 100 : 1 bis 1 : 3 beträgt,und das Schmieröl in dem Harz im wesentlichen unlöslich ist.

11. Überzugsmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz-Bindemittel ein Copolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat ist.

12. Überzugsmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmieröl ein Mineralöl ist.

13. Überzugsmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Ionomeres ist.

14. Überzugsmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Copolymerisat aus Äthylen und Acrylsäure ist.

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