DE2434669B2

DE2434669B2 - Schmier- und Kühlmittel und dessen Verwendung zum Ziehen und Glätten von Metallblechen

Info

Publication number: DE2434669B2
Application number: DE2434669A
Authority: DE
Inventors: Donald Eugene Boswell; Ralph Kelly
Original assignee: Milacron Inc
Current assignee: Milacron Inc
Priority date: 1973-11-07
Filing date: 1974-07-18
Publication date: 1981-02-26
Also published as: CA1015351A; BE821775A; JPS544469B2; JPS5074072A; DE2434669A1; DE2434669C3; GB1459826A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmier- und Kühlmittel und dessen Verwendung zum Ziehen und Glätten von Metallblechen, insbesondere zum Formen von Aluminiumblechen und Stahlblechen, wobei die Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik in einer verbesserten Schmierung des der Verformung unterzogenen Metalles und der Formwerkzeuge (beispielsweise Prägestempel und Gesenk) besteht

Das Zieh- und Glättverfahren zur spanlosen Verformung von Metallblechen ist nach dem Stand der Technik allgemein bekannt und hat in der Praxis in großem MaBe seine wirtschaftliche Anwendung bei der Herstellung von Metallbehältern für Speisen und so Getränke, insbesondere Speise- und Getränkebehälter, die aus Aluminium und Stahl hergestellt sind, Anwendung gefunden. Das Zieh- und Glättverfahren wurde jedoch ferner bei den verschiedensten Arten der spanlosen Verformung von Metallblechen einschließlich solcher aus Aluminium, Stahl, rostfreiem Stahl, Messing und unterschiedlicher Legierungen, verwendet.

Das nach dem Stand der Technik bekannte Zieh- und Glättverfahren besteht aus zwei Verfahrensschritten, nämlich erstens Streckziehen eines vorgeschnittenen Metallblechrohlings, der zwischen zwei zusammenarbeitenden Gesenkteilen (beispielsweise Prägestempel und Gesenk) von der gewünschten Form angeordnet ist, in dem die Gesenkteile unter Kraft aufeinanderzu bewegt werden, um das Metall zwischen ihnen zu formen und zweitens Glätten des aus dem Verfahrensschritt 1 resultierenden geformten Metalles. Die Verfahrensschritte des Ziehens und Glättens können in der erforderlichen Weise wiederholt werden, um das endgültige geformte Metallerzeugnis zu erhalten. Nach dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, die Verfahrensschritte des Ziehens und Glättens in Verbindung mit einem Schmiermittel aus einem löslichen öl durchzuführen. Der Verfahrensschritt der Schmierung mit einem löslichen öl wird bei dem nach dem Stand der Technik bekannten Zieh- und Schmierverfahren üblicherweise verwendet, um die Reibung zu verringern, Wärme abzuführen, die Aufnahme von Metall von dem Metallblechrohling durch die Gesenkteile zu verhindern, den Verschleiß der Gesenkteile (beispielsweise Prägestempel und Gesenk) zu verringern, das Verkratzen des geformten Metallteiles zu vermeiden und den Energieverbrauch zu verringern. Schmiermittel auf der Basis löslicher öle, wie sie nach dem Stand der Technik beim Tiefziehen und Glätten verwendet werden, sind auf diesem technischen Gebiet allgemein bekannt und bestehen aus einem mehrphasigen, im wesentlichen auf biologischem Wege nicht abbaubaren Flüssigkeitssystem, welches als Hauptbestandteil Wasser, in überwiegender Menge, ein in Wasser unlösliches öl, üblicherweise ein Mineralöl oder ein anderes öl auf Petroleumbasis und im Vergleich zu dem öl eine kleinere Menge eines Emulgiermittels, üblicherweise ein Sulfonat auf Kohlenwasserstoffbasis, enthalten. Bei den Zusammensetzungen der löslichen ölschmiermittel, wie sie in dem Verfahrensschritt der Schmierung mit dem löslichen ölschmiermittel nach dem Stand der Technik beim Ziehen und Glätten verwendet werden, ist das wasserunlösliche öl in einer Menge vorhanden, die ein Vielfaches des vorhandenen Emulgiermittels beträgt Mit anderen Worten ist das Gewichtsverhältnis von wasserunlöslichem öl zu Emulgiermittel größer als 3:1 und liegt in vielen Fällen über 4 :1. Auf dem technischen Gebiet der löslichen öle sind die verwendeten öle bekanntermaßen wasserunlöslich, sind jedoch aufgrund der Anwesenheit des Emulgiermittels in Wasser dispergierbar.

Das Glätten ist ein allgemein bekannter Verfahrensschritt auf dem technischen Gebiet der spanlosen Formung von Metall und der Ausdruck Glätten wird auf diesem technischen Gebiet verwendet, um ein Verfahren zu bezeichnen, mittels dessen, aufgrund der Tatsache, daß das Spiel zwischen dem Prägestempel und dem Gesenk geringer ist als die Stärke des über dem Radius des Gesenkes bewegten verdickten Rohlings, die Stärke der Wandung einer gezogenen Schale oder dergleichen auf einen Wert verringert wird, der kleiner ist als der des Rohlings, wenn dieser über den Radius des Gesenkes oder Ziehringes gelangt

Obwohl bei dem bekannten Zieh- und Glättverfahren eine Schmierungsstufe mit löslichen ölen durchgeführt wurde, wies das verwendete Schmiermittel eine oder mehrere der folgenden wünschenswerten Leistungseigenschaften nicht auf:

1. Verhinderung der Aufnahme von Metall von dem Metallblechrohling durch die Gesenkteile.

2. Verhinderung von Kratzern an den geformten Metallteilen.

3. Verringerung des Verschleißes der Gesenkteile (beispielsweise Prägestempel und Gesenk).

4. Leichte Entfernbarkeit des Schmiermittels von den geformten Metallteilen, um ein anschließendes Streichen, Bedrucken, Überziehen oder Verzieren oder eine andere Oberflächenbehandlung des Metallteiles zu ermöglichen.

Obwohl alle oben genannten Eigenschaften bei der praktischen Anwendung des Zieh- und Glattverfahrens von Bedeutung sind, ist die zuletztgenannte Eigenschaft von besonderer Bedeutung bei der Herstellung von Metallbehältern für Speisen und Getränke (beispielsweise Konservenbüchsen). Derartige Behälter müssen praktisch immer einer Oberflächenbehandlung, wie Oberziehen, Bedrucken, Etikettierung usw., unterzogen werden. Wegen der schwierigen Entfernbarkeit der löslichen öle sind daher intensive, umfangreiche Waschvorgänge erforderlich, um die vollständige Entfernung des löslichen ölschmierrnittels von einer geformten Konservendose zu erzielen. Ein unvollständiges Entfernen des löslichen Öles kann Probleme bei der anschließenden Oberflächenbehandlung, insbesondere bei der Haftung von Druckerfarben und Oberzügen an der Metalioberfläche führen. Ein weiterer Nachteil der Verwendung eines löslichen Öles liegt darin, daß das verbrauchte lösliche ölschmiermittel aufgrund seiner biologisch nicht abbaubaren Natur schwierig zu verwerfen ist und zu erheblichen Abfall- und Umweltproblemen führt Hinzu kommt, daß bei den Verfahren nach dem Stand der Technik ölnebel auftreten, die zu schlüpfrigen Böden und daraus folgenden Sicherheitsproblemen zusammen mit nachteiligen Überzügen auf der Maschine führen.

Zum Stand der Technik wird beispielsweise auf die US-PS2821 156und3577 753 verweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schmier- und Kühlmittel zu schaffen, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist

Es wurde nun gefunden, daß viele, wenn nicht sogar sämtliche Nachteile der bislang bei den bekannten Zieh- und Glättverfahren von Metallblechen verwendeten Schmiermittel durch die vorliegende Erfindung vermieden werden können.

Die Erfindung betrifft ein Schmier- und Kühlmittel zum Ziehen und Glätten von Metallblechen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus

a) einem Alkanolaminsatz einer Fettsäure,

b) einem nichtionischen Oberflächenbehandlungsmittel oder einem Schaumerzeuger,

c) einem Ci — C«-Alkylester einer Fettsäure,

d) einem wasserlöslichen Bakterizid,

e) einem Korrosionshemmstoff, und

f) Wasser.

besteht und daß das Gewichtsverhältnis von a) plus b) zu c) zwischen 1,1 zu 1 bis 45 zu 1 liegt

Das Schmiermittel wird dem Metallblechwerkstück und dem Prägestempel- und Gesenkteilen der Zieh- und Glättvorrichtung in einem Verfahrensschritt während des Ziehens und Glättens zugesetzt

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Schmier- und Kühlmittel aus (a) einem Triäthanolaminsalz von Tallöl, (b) einem Äthylenoxidaddukt von Oktylphenol.(c) Methyllardat (d) einem wasserlöslichen Bakterizid, (e) einem Korrosionshemmstoff und (f) Wasser, wobei das Gewichtsverhältnis von

(a) plus (b) zu (c) zwischen 1,9 :1,0 und 45 :1 liegt. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von (a) plus

(b) zu (c) zwischen 3 :1 und 10:1.

Das erfindungsgemäße Schmier- und Kühlmittel kann zum Ziehen und Glätten der unterschiedlichsten Metalle verwendet werden, beispielsweise von Aluminium, Stahl, Kupfer, Messing, rostfreiem Stahl, und Legierungen derartiger Metalle wie auch verschiedener anderer duktiler Metalle, insbesondere von Aluminium Und StahL

Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung kann als das Alkanolaminsalz einer Fettsäure jedes zwischen Mono-, Di- oder Trialkanolaminen gebildete Aminsalz verwende werden, wobei die Alkanolgruppe 2 bis 6 Kohienstoffatome, vorzugsweise 2 bis 4 Kohienstoffatome, aufweist wie beispielsweise folgende Salze:

Triäthanolamin,
ίο Tripropanolamin,

Tri(4-hydroxy-n-butyl)amin,
Tri(3-hydroxy-2-methyl-propyI)amin,
Tri(2-hydroxy-n-butyl)amin,
Tri(3-hydroxy-n-butyl)amin,
is Tri-(6-hydroxyhexyl)amin,

Diäthanolmonopropanolamin,
Dipropanolmonoäthanolamin,
Monoäthanoldiäthylamin,
Diäthanolmonoäthylamin,
Monoäthanoldipropylamin,

Di-(4-hydroxy-n-butyl)monoäthylaminund
Mono(6-hydroxyhexyl-diäthylamin
oder eine Mischung von Alkanolamine^ und einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure oder einer Mischung derartiger Fettsäuren, wie beispielsweise ohne Einschränkung auf dieselben Tallöl, Oktansäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Isopalmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, 11-Dodecensäure, Lindersäure, Lauroleinsäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Petroselinsäure, Oleinsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Linolsäure, Linolensäure, Eläosterarinsäure, 10-Undecinsäure, Taririnsäure, Stearolsäure, Behenolsäure und Isamsäure.

Als nichtionisches Oberflächenbehandlungsmittel oder Schaumerzeuger können bei der praktischen Durchführung der Erfindung eines oder mehrerer derartiger allgemein bekannter nichtionischer Mittel verwendet werden wie z. B. Polyoxyäthylendioleat Polyoxyflthylenstearat, Polyoxyäthylenmonobutyrat Polyoxyäthylenmonobutyläther, Polyoxyäthylendinonylphenoläther, Polyoxyäthylensorbitanmonooleat, Polyoxyäthylen-t-octylphenoläther, Produkte, die durch die Kondensation von Äthylenoxid mit einer hydrophoben Base gebildet werden, welche durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol hergestellt ist, und Kondensationsprodukte, die durch die Kondensation von Äthylenoxid mit dem Reaktionsprodukt aus der Reaktion von Propylenoxid mit Äthylendiamin erhalten so werden.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können als Ci- bis Q-Alkylester einer Fettsäure geradkettige oder verzweigtkettige Alkylester einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure verwendet werden, wie z. B.: Methyllardat Äthyllardat Propyllardat lsopropyllardat Methylstearat Äthyistearat Propylstearat Butylstearat, Methyloleat, Äthyloleat, Propyloleat, Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Tallöl, Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Palmöl, Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Kokosnußöl, Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Palmitinsäure, Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Linolsäure, Methylmyristat Äthylmyristat und Propylmyristat.

Auf dem Gebiet allgemein bekannte Bakterizide, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung zweckdienlich sind, sind wasserlöslich, wie z. B.: 1.2- Benzisothiazolin-3-on. Hexahvdro-13.6-trisi2-hv-

droxyäthyl)-S-triazin, Natrium-o-phenylphenolat Natriumsalz von l-Hydroxy-2-(1H)pyridin-thion, eine Mischung bestehend aus 20% 4,4'-2-Nitro-trimethylen-dimorpholin, 70% 4-(2-NitrobutyI)-morpholin und 10% inerter Bestandteile (Bioban P 1487), Methylsalizylat und das dazugehörige Natriumsalz, Phenol, Salicylanilide und deren Natriumsalze Hexahydro- 1,3,5-triäthyl-S-triazin, Natriumbenzoat, 3,5-Dimethyltetrahydrothiadiazin-2-thion, Paraformaldehyd, Tris-(hydroxymethyl)-nitromethan und 2^'-Dihydrosy-5^'-dichlorodiphenylmethan und dessen Natriumsalz. Das Bakterizid wird bei der praktischen Durchführung der Erfindung in einer Konzentration von 0,14 bis 2,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Stoffe des Schmier- und Kühlmittels ohne Wasser verwendet.

Der bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendete Korrosionshemmstoff kann durch das spezielle nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verformte Metall bestimmt sein. So kann beim Formen von Kupfer bei der praktischen Durchführung der Erfindung der verwendbare Korrosiorishemmstoff ein anderer sein als der Korrosionshemmstoff, der beim Formen von Aluminium zweckdienlich ist. Die verschiedenen Korrosionshemmstoffe, die wasserlöslich oder im Wasser dispergierbar sein können und die wirksam sind, die Korrosion der verschiedenen Metalle zu verhindern oder zu verringern, sind dem Fachmann auf diesem Gebiet allgemein bekannt. Somit kann ein Fachmann auf diesem Gebiet leicht den entsprechenden Korrosionshemmstoff zur Verwendung bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung wählen. Korrosionshemmstoffe, die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendbar und zweckdienlich sind, sind beispielsweise: Natriumnitrit, Kaliumtetraborat, Fettsäuren, Alkanolamine, Salze von Mercaptobenzothiozol, wie beispielsweise das Natriumsalz von 2-mercapto-benzothiazol, Alkylsulfamidocarboxylsäuren derjenigen Art, wie sie in dem US-Patent 35 56 994 beschrieben sind, Salze der Benzoesäure, wie beispielsweise Natriumbenzoat, Natriumbenzotriazol, Cyclohexylamin, Alkanolamide, Natriummahagonisulfonate. Natrium-, Kalium- und Aminsalze von Rosinsäuren, anorganische Carbonate, wie beispielsweise Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat, Silicate, wie beispielsweise Natriumsilicat, Natriumchromat und Alkalimetall- und Alkanolaminsalze der Phosphorsäure. Der Korrosionshemmstoff wird bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung in einer Konzentration von 0,14 bis 10,0 Gew.-% auf der Basis der Gesamtmaterialmenge ohne Wasser in dem Schmier-· und Kühlmittel verwendet.

Die erifndungsgemäßen Schmier- und Kühlmittel enthalten keine öle auf Erdölbasis und können durch die allgemein auf diesem Gebiet der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden. So kann beispielsweise das Alkanolaminsalz einer Fettsäure in Wasser eingegeben und mit diesem sorgfältig gemischt werden, wonach dann ein nichtionisches Oberflächenbehandlungsmittel oder Schaumerzeuger zugegeben wird. Der Alkylester einer Fettsäure kann dann zugegeben werden, woran anschließend getrennt das Bakterizid und der Korrosionshemmstoff zugegeben werden, wobei das System zwischen der jeweiligen Zugabe jedes Bestandteils sorgfältig gemischt wird. Selbstverständlich wird, wie dies dem Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich ist, das Mischen kontinuierlich während der Herstellung des Schmier- und Kühlmittels fortgesetzt Alternativ zu obiger Herstellungsweise können ein Alkanolamin und eine Fettsäure in Wasser eingegeben werden so daß sich das Alkanolaminsalz einer Fettsäure in wäßriger Lösung bilden kann, worauf anschließend ein nicht ionisches Oberflächenbehandlungsmittel oder Schaumerzeuger zugegeben und sorgfältig eingemischt werden kann, wonach ein Bakterizid und ein Korrosionshemmstoff jeweils sorgfältig eingemischt werden. Die obenstehenden Verfahrensweisen werden lediglich angegeben, um die Zubereitung eines erfindungsgemä-Ben Schmier- und Kühlmittels zu erläutern. Abwandlungen derartiger Verfahrensweisen können durch den Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden.

Wasser bildet einen Hauptbestandteil des erfindungsgemäßen Schmier- und Kühlmittels und liegt zwischen 30 und 95 Gew.-% in dem Schmier- und Kühlmittel vor. Metallbleche werden durch folgende Verfahrensschritte verformt:

1) Anordnen eines Metallblechwerkstückes zwischen den zusammenarbeitenden Teilen eines Zieh- und

Glättgesenkes von der gewünschten Form;

2) Bewegen dieser zusammenarbeitenden Teile des Gesenkes unter Kraft aufeinander zu, um das Metallblechwerkstück streckzuziehen;

3) Glätten des nach Verfahrensschritt 2) erhaltenen gezogenen Metallblechwerkstückes; und

4) Auftragen eines erfindungsgemäßen von ölen auf Erdölbasis freien Schmier- und Kühlmittels auf das Metallblechwerkstück und die zusammenarbeitenden Teile des Gesenkes zumindest während der

Verfahrensschritte 2) und 3).

Die zusammenarbeitenden Teile eines Zieh- und Glättgesenkes, wie sie in den Verfahrensschritten 1), 2) und 4) des obenstehenden Verfahrens beschrieben sind,

sind auf diesem Gebiet allgemein bekannt und bestehen zumindest aus einem Prägestempel und einem Gesenk.

Das erfindungsgemäße Schmier- und Kühlmittel kann auf das der Verformung unterzogene Metall und die Prägestempel- und Gesenkteile der Zieh- und Glättvor-

richtung mittels irgendeiner bekannten Vorrichtung aufgetragen werden, beispielsweise durch Pinselauftrag, Sprühen, Streichen, Tauchen und Fließen. Das erfindungsgemäße Kühlmittel kann auf das der Verformung unterzogene Metall und die Prägestempel- und Gesenkteile der Zieh- und Glättvorrichtung vor dem Ziehen und Glätten, zusätzlich zu dem Auftrag während des Ziehens und Glättens, aufgetragen werden.

Es wurde nun gefunden, daß durch die im vorstehenden und folgenden beschriebene und in den Patentansprüchen niedergelegte Erfindung eine große Anzahl von Vorteilen im Vergleich mit bekannten Schmier- und Kühlmitteln erzielt werden. Zu den Vorteilen, die bei praktischen Versuchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung erzielt wurden, welche sich insbesondere mit

dem Ziehen und Glätten von Aluminium und Stahl befassen, gehören ein geringerer Verschleiß des Prägestempels und geringerer Verschleiß des Gesenks, wodurch ein weniger häufiges Auswechseln von Prägestempel und Gesenk erforderlich ist und eine höhere Produktionsrate erzielt wird, eine geringere Menge von Ausschuß, ein höherer Wirkungsgrad, eine leichtere Reinigung der geformten Metallteile, so daß die Folgeprobleme beim Oberziehea Bedrucken oder den anderen Oberflächenbehandlungen der geformten Metallteile verringert werden, ein geringeres Zerkratzen der geformten Metallteile während der Herstellung und geringere Abfall- und Verunreinigungsprobleme wegen der auf biologischem Wege in erheblichem Maß

abbaubaren Natur des Schmier- und Kühlmittels nach der vorliegenden Erfindung. Diese Vorteile sind insbesondere von Bedeutung bei der Herstellung großer Stückzahlen mit hoher Produktionsrate von Aluminium- und Stahl-Getränkebehältern durch Ziehen und Glätten. Mit den oben angegebenen Vorteilen ist die verbesserte Wirtschaftlichkeit des Verfahrens (d. h. niedrigere Kosten) verbunden, welche sich aus der geringeren Häufigkeit des Wechsels von Prägestempel und Gesenk, höherer Produktionsrate und geringerer Ausschußmen- ₎₀ ge ergibt.

Beim Zieh- und Glättverfahren zur Herstellung von Aluminiumdosen oder Büchsen, wie die allgemein bekannten Bierbüchsen, wird ein vorgefertigter Aluminiumblechrohling oder Zuschnitt in eine Form gezogen, die als Tasse bezeichnet werden kana Diese Tasse oder Schale wird dann zwischen den Prägestempel und Gesenkteilen einer Zieh- und Giätteinrichtung angeordnet und dann zu einer Büchse spanlos durch Ziehen und Glätten verformt. Die Tasse oder Schale und daran anschließend die Büchse können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schmier- und Kühlmittels hergestellt werden.

Die Verformung der Metallbleche erfolgt unter einmaliger Anwendung der Verfahrensschritte des Ziehens und Glättens oder es können die Verfahrensschritte des Ziehens und Glättens wiederholt werden. Gleichermaßen kann das erfindungsgemäße Schmier- und Kühlmittel beim Tiefziehen von Metall verwendet werden, wobei das Tiefziehen einstufig oder mehrstufig durchgeführt wird. Das Metallblechwerkstück, das zwischen den zusammenarbeitenden Teilen des Zieh- und Glittgesenkes angeordnet ist, kann bei der praktischen Durchführung ein Metallblechrohling sein, der die Form einer Scheibe oder eine andere zweckdienliche Form, beispielsweise eines Quadrates aufweist oder es kann das Metallblechwerkstück ein vorgeformtes Metallblech, beispielsweise eine Schale oder Tasse sein, die dann durch Ziehen und Glätten verformt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der anschließenden Beispiele näher erläutert Sämtliche bezüglich der Materialmengen angegebenen Prozentangaben sind Gewichtsprozent, wenn nicht eine andere Maßangabe speziell erwähnt und sämtliche Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben, wenn keine andere Maßangabe angegeben ist

Beispiel 1

Die Erfindung wird mit ihren Vorteilen gegenüber einem bislang verwendeten bekannten Schmier- und Kühlmittel beispielhaft an Hand des Zieh- und Glättverfahrens bei der Herstellung von Getränkebehaltern aus Aluminium (d.h. Bierdosen) erläuert In diesem Beispiel wurden die Getränkebehälter aus Aluminium auf im wesentlichen auf dem Markt erhältlichen Einrichtungen einer Herstellungsstraße zur Herstellung von Aluminiumdosen hergestellt Es wurden die folgenden Verfahrensschritte angewendet:

1. Formen einer Schale oder Tasse aus einem Zuschnitt aus Aluminiumblech in einer Vorrichtung, die als Capper bezeichnet wird;

2. Einsetzen der Schale oder Tasse zwischen den Prägestempel- und Gesenkteilen einer Hülsenherstelleinrichtung;

3. Ziehen der Schale durch Bewegen des Prägestempels bezüglich des Gesenkes;

4. Glätten der gezogenen Schale zum Formen einer Büchse;

5. Auftrag auf die Schale und die Prägestempel und Gesenkteile während der Verfahrensschritte 3. und 4. eines erfindungsgemäßen Schmier- und Kühlmittels aus:

(a) Triäthanolamin-Salz von Tallöl 41,7%

(b) Äthylenoxid-Addukt yon Octyl-

phenol (9 -10) Mole Äthylenoxid) ' ,20%

(c) Methyllardat 1,00%

(d) handelsübliches Biozid *) 0,34%

(e) Korrosionshemmstoff··) 3,50%
und

(0 Wasser 52,26%,

wobei das Schmier- und Kühimiite! ferner mit Wasser in einem Volumenverhältnis von Wasser zu Kühlmittel von 95 zu 5 vermischt wird; und

6. Ausstoßen der Blechbüchse aus dem Gesenk.

In einem Vergleichsversuch wurde beim Verfahrensschritt 5 des obenstehenden Verfahrens ein bislang übliches lösliches ölschmiermittel verwendet, wobei 19 Volumenanteile des löslichen Öles in 81 Volumenteilen Wasser gelöst waren. Bei diesem Versuch wurden 5 607 360 Blechbüchsen bei einer durchschnittlichen Tagesproduktion von 200 263 Kannen und einem durchschnittlichen Gesamtausschuß von 6,40% hergestellt Demgegenüber wurden unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kühl- und Schmiermittels 13 896 960 Blechbüchsen bei einer durchschnittlichen Tagesproduktion von 277 939 Blechbüchsen und einem durchschnittlichen Gesamtausschuß von lediglich 236% hergestellt Erfindungsgemäß wurden folglich 63,1% weniger Ausschuß erhalten. Zusätzlich wurden die folgenden Ergebnisse erzielt, die die Vorteile der Erfindung im Vergleich mit dem Stand der Technik deutlich zeigen.

a) Der Verbrauch an Prägestempeln, angegeben in der Anzahl von Prägestempeln, die pro 1000 Büchsen verbraucht wurden, wurde bei dem im obenstehenden Beispiel beschriebenen Verfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kühl- und Schmiermittels um 334% gesenkt

b) Der Gesenkverbrauch, angegeben in der Anzahl von Gesenken, die pro 1000 Blechbüchsen verbraucht wurden, wurde bei dem im obenstehenden Beispiel beschriebenen Verfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kühl- und Schmiermittels um 36,9% gesenkt

c) Die durchschnittliche Tagesproduktion lag bei dem im obenstehenden beispiel beschriebenen Verfahren um 38,8% höher, wenn ein erfindungsgemäßes Kühl- und Schmiermittel verwendet wurde.

·) Das handelsübliche Diozid (Bioban P-4187) ist eine Mischung aus 20% M'^-Nitromethylendimorpholin, 70% 4-(2-NitrobutyI)-morpholin und 10% inerten Bestandteilen (Wasser, 1-Nitropropan, Morpholin, Formaldehyd, 2-Nitropropan, 2-Nitro-l-butanol, 2-Nitro-l-buten und Spuren von Dimorpholinomethan und Nitroisobutylmorpholin).

··) Der handelsübliche Korrosionshemmstoff (Bohrmittel Hoescht) enthält Salze einer Alkylsulfonamidcarboxylsäure (50% aktiv).

Beispiel 2

In einem weiteren Vergleichsversuch wurde das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren unter Verwendung eines anderen, üblichen löslichen Öls wiederholt. Das lösliche öl wurde in einer 90 zu 10 Verdünnung (Volumenverhältnis) Wasser zu löslichem öl verwendet.

In diesem Beispiel wurden 15 280 320 Aluminiumbüchsen bei einer durchschnittlichen Tagesproduktion von 258 988 Kannen und einem durchschnittlichen Gesamtausschuß von 3,42% hergestellt. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels wurden dagegen, wie im Beispiel 1 beschrieben, 13 896 960 Aluminiumbüchsen bei einer durchschnittlichen Tagesproduktion von 277 939 Büchsen und einem durchschnittlichen Gesamtausschuß von 2,36% hergestellt. Man erzielte dabei 31,1% weniger Ausschuß. Zusätzlich wurden die folgenden Ergebnisse erzielt, die darüber hinaus die Vorteile und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit dem Stand der Technik zeigen. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schmier- und Kühlmittels war: .

a) der Prägestempelverbrauch (bezogen auf die Anzahl von verbrauchten Prägestempeln pro 1000

Büchsen) um 163% geringer,

b) der Gesenkverbrauch (bezogen auf die Anzahl an verbrauchten Gesenken pro 1000 Büchsen) um 21,2% geringer, und

c) die durchschnittliche Tagesproduktion um 7,3% höher.

Beispiel 3

Dieses Beispiel zeigt die praktische Durchführung der Herstellung von Stahlblechbüchsen und dient gleichzeitig als Beispiel für das Verformen von Stahl. Auf einer üblichen Zieh- und Glättvorrichtung zur Herstellung von Stahlkannen wurden unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kühl- und Schmiermittels Stahlblechbüchsen hergestellt, wobei das Verfahren entsprechend Beispiel i durchgeführt wurde, mit der Ausnahme, daß im Verfahrensschritt 5. des verfahrensgemäßen Beispiels 1 das Schmier- und Kühlmittel noch mit Wasser weiter vermischt wurde, wobei ein Wasser-zuKühlmittel Verhältnis von 90 :10 (Volumen) eingehalten und Stahlblech anstelle von Aluminiumblech verwendet wuide. Etwa 200 000 Stahlblechbüchsen wurden nach dem Verfahren dieses Beispiels hergestellt

Claims

10 ' Patentansprüche:

1. Schmier- und Kühlmittel zum Ziehen und Glätten von Metallblechen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus

a) einem Alkanolaminsalz einer Fettsäure,

c) einem Ci—Q-Alkylester einer Fettsäure,

d) einem wasserlöslichen Bakterizid,

e) einem Korrosionshemmstoff und

f) Wasser

besteht, und daß das Gewichtsverhältnis von a) plus b) zu c) zwischen 13 zu 1 bis 45 zu 1 liegt

2. Schmier- und Kühlmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Alkanolaminsalz einer Fettsäure mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkanolgruppe und einen Alkylester einer Fettsäure, dessen Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist, enthält

3. Schmier- und Kühlmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Komponenten a, b und c in einem Gewichtsverhältnis von a) plus b) 2s zu c) zwischen 3:1 und 10:1 enthält

4. Schmier- und Kühlmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Alkanolaminsalz einer Fettsäure das Triäthanolaminsalz von Tallöl als nichtionische Oberflächenbehandlungsmittel oder Schaumerzeuger das Äthylenoxidaddukt von Oktylphenol und als Alkylester einer Fettsäure das Methyllardat enthält

5. Schmier- und Kühlmittel nach den Ansprüchen

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Alkanolaminsalz einer Fettsäure ein Aminsalz zwischen Mono-, Di- oder Trialkanolaminen, deren Alkanolgruppe 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist und einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure oder einer Mischung *o derartiger Fettsäuren enthält

6. Schmier- und Kühlmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß es ein Alkanolaminsalz einer Fettsäure enthält dessen Alkanolaminkomponente aus der Gruppe «

Triäthanoiamin,

Tripropanolarnin,

Tri-{4-nydroxy-n-butyl)amin,

Tri-(3-hydroxy-2-methylpropyl)amin,

Tri-(2-hydroxy-n-butyl)amin, so

Tri-(3-hydroxy-n-butyl)amin,

Tri-(6-hydroxyhexyl)amin,

Diäthanolmonopropanolamin,

Dipropanolmonoäthanol-amin,

Monoäthanol-diäthyl-amin,

Diäthanol-monoäthyl-amin,

Monoäthanol-dipropyl-amin,

Di-(4-hydroxy-n-butyl)-monoäthylaminund

Mono-(6-hydroxy-hexyl)-d'^ätny¹-^am'ⁿ
gewählt wird oder eine Mischung von Alkanolaminen darstellt dessen Fettsäurekomponente aus der Gruppe Tallöl, Oktansäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Isopalmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, 11-Dodecensäure, Lindersäure, Lauroleinsäure, Myrostoleinsäure, Palmitoleinsäure, Petroselinsäure, Oleinsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Linolsäure, Linolensäure, Eläostearinsäure, 10-Undecinsäure, Taririnsäure, Stearolsäure, Behenolsäure und harnsäure gewählt wird

7. Schmier- und Kühlmittel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß es als nichtionisches Oberflächenbehandlungsmittel oder Schaumerzeuger Verbindungen aus der Gruppe Polyoxyäthylendioleat Polyoxyäthylenstearat, Polyoxyäthylenmonobutyrat, Polyoxyäthylenmonobutyläther, Polyoxyäthylendinonylphanol-t-octylphenoläther, Reaktionsprodukte, die durch die Kondensation von Äthylenoxid mit einer hydrophoben Base erhalten werden, welche durch die Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol erhalten wurde und Kondensationsprodukte, die durch die Kondensation von Äthylenoxid mit dem Reaktionsprodukt aus der Reaktion von Propylenoxid mit Athylendiamin erhalten werden, enthält

8. Schmier- und Kühlmittel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß es einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Ci- bis C₄-Alkylester einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure enthält

9. Schmier- und Kühlmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß es einen Alkylester aus der Gruppe Methyllardat Äthyllardat Propyllardat, Isopropyllardat, Methylstearat Äthylstearat, Propylstearat, Butylstearat, Methyloleat, Äthyloleat, Propyloleat Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Tallöl, Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Palmöl, Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von KokusnußöL Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Palmitinsäure, Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl-Ester von Linolsäure, Methylmyristat Äthylmyristat und Propyimyristat enthält

10. Schmier- und Kühlmittel nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß es als Bakterizid Verbindungen aus der Gruppe 1,2-Benzisothiazolin-3-on, Hexahydro-1,3,5-tris-(2-nydroxyäthyl)-S-triazin, Natrium-o-phenylphenolat, Natriumsalz von l-Hydroxy-2-(lH)pyridinthion, eine Mischung aus 20% 4,4'-2-Nitrotrimethylendimorpholin, 70% 4-(2-Nitrobutyl)morpholin und 10% inerter Bestandteile, Methylsalicylat und dessen Natriumsalz, Phenol, Salicylanilide und deren Natriumsalze, Hexahydro-1,3,5-triäthyl-S-triazin, Natriumbenzoat, 3,5-DimethyItetrahydro-thiadiazin-2-thion, Paraformaidchyd, Tris-(hydfoxymethyl)-nitromethan und 2,2'-Dihydroxy-5,5'-dichlordiphenylmethan und dessen Natriumsalz enthält

11. Schmier- und Kühlmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakterizid in einer Konzentration von 0,14 bis 2,5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtmaterials des Schmier- und Kühlmittels ohne Wasser enthalten ist.

12. Schmier- und Kühlmittel nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß es als Korrosionshemmstoff Verbindungen aus der Gruppe Natriumnitrit Kaliumtetraborat Fettsäure, Alkanolamine, Salze von Mercaptobenzothiazol, wie das Natriumsalz von 2-Mercaptobenzothiazol, Alkylsulfamidocarboxylsäuren, Salze der Benzoesäure, wie Natriumbenzoat Natriumbenzotriazol, Cyclohexylamin, Alkanolamide, Natriummahagonisulfcnate, Natrium-, Kalium- und Aminsalze von Rosinsäuren, anorganische Carbonate, wie Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat Silicate, wie Natriiiinsilicat, Natriumchromat und Alkalimetall- und Alkanolaminsalze von Phosphorsäure enthält.

13. Schmier- und Kühlmittel nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrosionähemmstoff in einer Konzentration von 0,14 Gew.-% bis 10,0 Gew.-% auf Basis des Gesamtmateriais des Schmier- und Kühlmittels ohne Wasser s enthalten ist.

14. Schmier- und Kühlmittel nach den Ansprüchen 1 bis 13, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung: 41,7% Triäthanolaminsalz von Tallöl, 1,20% Äthylenoxidaddukt von Octylphenol {9— lOmol Äthylenoxyd), 1,00% Methyllardat, 0.34% eines handelsüblichen Biozids aus 20% 4,4'-2-Nitrotrimethylendimoφholin, 70% 4-(2-Nitrobutyl)-inorpholin und 10% inerten Bestandteilen, 3,50% eines handelsüblichen Korrosionshemmstoffes, enthaltend ι s Salze einer Alkylsulfonamidcarboxylsäure, 52,26% Wasser und mit Wasser verdünnt auf ein Volumenverhältnis von Wasser zu Kühlnrttel von 95:5.

15. Verwendung eines Schmier- und Kühlmittels nach den Ansprüchen 1 bis 13 in einem Verfahren zum Ziehen und Glätten beim Formen von Metallblechen, in welchem durch Prägestempel- und Gesenkteile ein Metallblechwerkstück gezogen und das gezogene Metallblechwerkstück geglättet wird, wobei das Schmier- und Kühlmittel auf das 2s Metallblechwerkstück, den Prägestempelteil und der Gesenkteil aufgetragen wird.

16. Verwendung eines Kühl- und Schmiermittels nach den Ansprüchen 1 bis 13 in einem Verfahren zum Ziehen und Glätten von Blechen aus Aluminium und Legierungen von Aluminium.

17. Verwendung des Kühl- und Schmiermittels nach den Ansprüchen 1 bis 13 in einem Verfahren zum Ziehen und Glätten von Stahlblechen.

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