DE2445622B2

DE2445622B2 - Verfahren zum aufbringen von schmiermitteltraegerschichten auf die oberflaeche von umzuformenden rohteilen aus metallen

Info

Publication number: DE2445622B2
Application number: DE19742445622
Authority: DE
Inventors: Friedmund 8500 Nürnberg Lothes
Original assignee: Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshutte AG, 3000 Hannover
Priority date: 1974-09-25
Filing date: 1974-09-25
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DE2445622C3; DE2445622A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Schmiermittelträgerschichten auf die Oberfläche von umzuformenden Rohteilen aus Metallen.

Bei der Herstellung kaltumgeformter Werkstücke ist es erforderlich, insbesondere bei höheren Umformgraden, den Rohling vor demi Umformprozeß mit einem Schmiermittel zu beschichten. So ist beispielsweise aus der DT-OS 22 40 829 ein festes Schmiermittel, das beispielsweise für Lager bei hohen Temperaturen bis zu 500⁰C geeignet ist, bekannt, welches im wesentlichen aus Graphit besteht, dem Natriumfluorid und Metallpulver zugemischt sind.

Flüssige Schmiermittel, die zum Kaltumformen von eisenhaltigen und nicht eisenhaltigen Metallen geeignet sind und wasserfrei sind bzw. in Form wäßriger Emulsionen vorliegen, sind aus der DT-OS 22 15 492 bekannt. Dort wird eine Mischung aus einem Amidphosphat, einem oberflächenaktiven Mittel wie Alkaliseifen und ein ergänzendes Schmiermittel, wie Mineralöl, verwendet.

Die alleinige Anwendung von flüssigen bzw. festen Schmiermitteln läßt höhere Drücke und höhere Umformgrade nicht zu.

Es ist deshalb bekanntgeworden, auf den Rohling sogenannte Schmiermittelträgerschichten aufzubringen, um somit eine besonders gute Haftung zwischen dem Schmiermittel und der Oberfläche des Rohlings zu erhalten. Die Schmiermittelträgerschichten und das Schmiermittel selbst sollen eine Anschweißung des Rohlings an das Umformwerkzeug vermeiden.

Es sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden, die eine Phosphatschicht auf den Rohteilen erzeugen. Durch diese Phosphatschicht soll in Verbindung mit diversen Schmiermitteln eine Trennung zwischen Werkzeug und Werkstück bei der Umformung gewährleistet werden. Bei Umformversuchen mit so vorbehandelten Teilen erwies sich die Trennschicht: oft als nicht

ausreichend.

Von der Kaltumformung bei Edelstahl sind Verfahren bekannt, bei denen eine Oxalatschicht auf dem Werkstück erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen von Schmiermittelträgerschichten anzuwenden, mit dem es möglich ist, nahezu alle umzuformenden Metalle zu beschichten, welches darüber hinaus sehr einfach und wirtschaftlich durchführbar ist und bei dem die erzeugten Schmiermittelträgerschichten Umformgrade von mehr als 50% zulassen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß man gemäß der Erfindung nach dem Reinigen bzw. Entfetten der Rohteile auf diese eine wässerige Lösung von Hydrogenfluorid und Natriumfluorid bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 50 bis 80"C, unter Ausbildung von Trägerschichten einwirken läßt. Gegenüber dem bisher bekannten Verfahren, bei dem als Schmiermittelträgerschi.hten geeignete Verbindungen auf der vorgereinigten Metalloberfläche abgeschieden werden, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine chemische Reaktion auf der Oberfläche des Rohteils selbst erzeugt. In Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, eine wässerige Lösung von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent Natriumfluorid und 0,2 bis 2,5 Gewichtsprozent Hydrogenfluorid zu verwenden. Bei ganz bestimmten Legierungstypen, so z. B. bei kupferhaltigen Aluminiumlegierungen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine wässerige Lösung von Hydrogenfluorid und Natriumfluorid zu verwenden, die ein Oxidationsmittel, vorzugsweise Ammoniumperoxodisulfat oder Kaliumnitrat, enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders wirtschaftlich bei der Erzeugung von Schmiermittelträgerschichten auf der Oberfläche von Rohteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen anwenden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Rohlinge der Legierungstypen AlMgSi 1 oder AlMg 5 wurden zunächst in einem Entfettungsbad entfettet. In einem Bad aus lOprozentiger Natronlauge wurde die Oberfläche der Rohteile geätzt, wobei die Oxide entfernt werden. In einem nachfolgenden Bad werden die Rohteile mit kaltem Wasser gespült, um die Rest der Natronlauge zu entfernen. Ein nachfolgendes Ätzen in einer 53prozentigen Salpetersäure dient dazu, ggf. an der Oberfläche der Rohteile vorhandene Kupferreste abzulösen. Während das Ätzen mit Natronlauge etwa 3 Minuten nicht unterschreiten sollte, reicht für das Ätzen mit Salpetersäure eine Minute aus. Diesem Arbeitsgang folgt wieder ein Spülen mit kaltem Wasser. Die Rohteile werden dann in das eigentliche Beschichtungsbad eingebracht, welches eine wässerige Lösung aus 50 ml Flußsäure und 50 g Natriumfluorid pro Liter Wasser enthält. In diesem Bad werden die Rohteile etwa 20 Minuten gehalten, wobei sie zur Beschleunigung der Schichtenbildung geschwenkt werden können. Abschließend werden die beschichteten Rohteile mit kaltem Wasser gespült, um eine Beeinträchtigung der Werkzeuge durch die Flußsäure zu verhindern. Durch die Einwirkung der Lösung von Natriumhydroger.fiuo· rid und Natriumfluorid bei Temperaturen von 50 bis 8O⁰C, die durch Zugabe von Flußsäure zu einer Natriumfluoridlösung leicht hergestellt werden kann, wird eine Abscheidung von Aluminiumhexafluoaluminat

erzielt, die im Zusammenhang mit der nachfolgend aufgebrachten Schmiermittelschicht Umformgrade von mehr als 50% bei Aluminiumlegierungen zuläßt.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf kupferhaltige Aluminiumknetlegierungen müssen dem Beschichtungsbad Verbindungen zugesetzt werden, die unter den gegebenen Reaktionsbedingungen oxidierend wirken, z. B. Ammoniumperoxodisulfat oder Hydroperoxid.

Die Erfindung läßt sich auf nahezu alle kaltumzuformenden Werkstoffe anwenden. So bildet sich bei der Behandlung von Rohteilen aus Stahl auf der Oberfläche der Rohteile eine entsprechende Hexafluorverbindung

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen von Schmiermittelträgerschichten auf die Oberfläche von umzuformenden Rohteilen aus Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Reinigen bzw. Entfetten der Rohteile auf diese eine wässerige Lösung von Hydrogenfluorid und Natriumfluorid bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 50 bis 80⁰C, ι ο unter Ausbildung von Trägerschichten, einwirken läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässerige Lösung von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent Natriumfluorid und 0,2 bis 2,5 Gewichtsprozent Hydrogenfluorid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässerige Lösung von Hydrogenfluorid und Natriumfiuorid verwendet, die ein Oxidationsmittel, vorzugsweise Hydroperoxid, Ammoniumperoxodisulfat oder Kaliumnitrat, enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche von Rohteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen eine wässerige Lösung von Hydrogenfluorid und Natriumfluorid bei erhöhter Temperatur, unter Ausbildung von Trägerschichten, einwirken läßt.