DE2820611A1

DE2820611A1 - Verfahren zum verformen von metall

Info

Publication number: DE2820611A1
Application number: DE19782820611
Authority: DE
Inventors: Hugh Fenley Vest; Thomas Howard Webb
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1977-05-17
Filing date: 1978-05-11
Publication date: 1978-11-30
Also published as: JPS541481A; IT7823405A0; GB1599715A; GB1599714A; FR2391267A1; NL7805324A; BE867117A

Description

Anmelder: The Standard Oil Company, Midland Building, Cleveland, Ohio 44115, USA

Verfahren zum Verformen von Metall

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Verformen von Metall sowie eine verbesserte Metallbearbeitungsflüssigkeit für dieses Verfahren.

In der Metallbearbeitungsindustrie ist es üblich, eine Vielzahl von unterschiedlichen Metallbearbeitungsflüssigkeiten je nach dem Typ des jeweiligen Metallbearbeitungsvorgangs zu verwenden. Metallbearbeitungsflüssigkeiten werden unter anderem beim Schneiden, Schleifen, Walzen, Ziehen, Stanzen, Bohren_s Schlitzen, Mahlen, Gewindeschneiden, Abstechen, Drehen, Formsn, Wälzfräsen, Aufreiben, Drücken und dergleichen von Metallen verwendet«

Metallbearbeitungsflüssigkeiten, die bei solchen Vorgängen eingesetzt werden, üben eine Anzahl von signifikanten Punktionen aus. Zum ersten leiten sie Wärme von der Arbeitsoberfläche und dem Werkzeug ab. Zum zweiten schmieren sie die Zwischenfläche zwischen der Arbeitsoberfläche und dem Werkzeug, wodurch die Lebensdauer des Werkzeugs ausgedehnt wird und die Oberflächeneigenschaften des fertigen Arbeitsstücks verbessert werden. Weiterhin schmieren sie auch den Durchtritt der Schnitzel entlang der Bearbeitungsoberfläche des Werkzeugs und der Kraterverschleiß wird vermindert.

Es ist bereits eine weite Vielzahl von unterschiedlichen Typen von Zusammensetzungen als Metallbearbeitungsflüssigkeiten Tae-

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kannt. In dieser Hinsicht wird auf Spalte 1 der US-PS 3 833 verwiesen. So werden z.B. geradlinige Öle, d.h. Zusammensetzungen, die vollständig aus einer Ölphase bestehen, in weitem Ausmaß als Schneidflüssigkeiten verwendet. Nachteiligerweise haben geradlinige Öle eine relativ niedrige Wärmekapazität und sie sind daher nicht imstande, einen hohen Kühlungsgrad zu erzielen. Daher sind die Produktionsraten begrenzt, wenn geradlinige Öle verwendet werden, da die extrem hohe Wärme, die bei zu hohen Produktionsgeschwindigkeiten erzeugt wird, ein Überhitzen und ein Brennen der bearbeiteten Teile bewirkt. Weiterhin kann bei sehr hohen Geschwindigkeiten das Metallbearbeitungswerkzeug an das Arbeitsstück angeschweißt werden.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, werden als Metallbearbeitungsflüssigkeiten in weitem·Ausmaß herkömmliche Öl-in-Wasser-Emulsionen verwendet. Die Ölphase solcher Emulsionen dient dazu, die Arbeitsteile zu schmieren, während die Wasserphase dazu dient, die Wärme zu absorbieren, die während des Bearbeitungsvorgangs erzeugt wird. Nachteiligerweise haben herkömmliche Öl-in-Wasser-Emulsionen relativ schlechte Schmiereigenschaften wegen der äußeren Wasserphase. Eine schlechte Schmierung führt zu einem frühzeitigen Versagen des Werkzeugs, was auf eine Abriebzerstörung zurückzuführen ist, wenn die Emulsionen verwendet werden.

Zusätzlich zu herkömmlichen Öl-in-Wasser-Emulsionen sind auch herkömmliche Wasser-in-Öl-Emulsionen als Metallbearbeitungsflüssigkeiten verwendet worden. Wasser-in-Öl-Emulsionen sind Öl-in-Wasser-Emulsionen dahingehend ähnlich, daß jede eine Ölphaeehat, die die Schmierung der tragenden Teile verbessert, und eine wäßrige Phase, um die Wärme zu absorbieren, die durch den Bearbeitungsvorgang erzeugt wird. Herkömmliche Wasser-in-Öl-Emulsionen haben aber relativ hohe Viskositäten und sie sind daher für viele Anwendungszwecke nicht geeignet, z.B.

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zur Verwendung in Automaten, in denen die Schneidflüssigkeit gepumpt und filtriert wird. Auch herkömmliche Wasser-in-Öl-Emulsionen haben wie Öl-in-Wasser-Emulsionen den Nachteil, daß sie relativ instabil sind. Sie müssen daher genau gemischt werden und ihre Zusammensetzung muß genau aufrechterhalten werden, damit diese im Emulsionszustand verbleiben.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, eine mizellenförmige Öl-in-Wasser-Emulsion als Schneidflüssigkeit zu verwenden. Bekanntlich ist eine mizellenförmige EmuMon eine Emulsion, in der die Teilchengröße der emulgierten Teilchen so gering ist, ^daß die Emulsion als Ganzes thermodynamisch stabil ist. Solche Emulsionen haben jedoch relativ schlechte Schmiereigenschaften wegen der äußeren Wasserphase. Sie haben daher viele der oben im Zusammenhang mit herkömmlichen Öl-in-Wasser-Emulsionen beschriebenen Nachteile.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Metallbearbeitungsflüssigkeit mit einer überlegenen Kombination von Eigenschaften im Vergleich zu den bekannten Metallbearbeitungsflüssigkeiten zur Verfügung zu stellen. Sie soll es gestatten, daß die Produktionskapazität bei Metallverformungsvorgängen im Vergleich zu den derzeitigen Produktionsgeschwindigkeiten signifikant erhöht werden können.

Weiterhin soll ein verbesserter Metallverformungsprozeß zur Verfügung gestellt werden, bei dem die neue erfindungsgemäße Metallbearbeitungsflüssigkeit verwendet wird, um die bearbeiteten Teile zu schmieren und abzukühlen.

Erfindungsgemäß wird eine mizellenförmige Wasser-in-öl-Emulsion bei einem Metallverformungsvorgang als Metallbearbeitungsflüssigkeit verwendet.

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Da Öl die äußere Phase dieses Emulsionstyps ist, sind die Schmiereigenschaften der Emulsion als Ganzes sehr hoch und die Produktionsgeschwindigkeit des Metallbearbeitungsvorgangs wird daher wegen schlechter Schmierung nicht verlangsamt. Weiterhin hält die Anwesenheit des Wassers die Temperatur des Werkzeugs, der Späne, des Arbeitsstücks und der Metallbearbeitungsflüssigkeit bei einem relativ niedrigen Wert, da durch Verdampfung des Wassers in der Metallbearbeitungsflüssigkeit eine erhebliche Menge der erzeugten Wärme entfernt wird. Als Ergebnis dieser Kombination von Eigenschaften wurde festgestellt, daß die Produktionsgeschwindigkeiten bei herkömmlichen JMfetallbearbeitungsvorgängen, z.B. dem Schneiden, durchschnittlich um mindestens 40%, sogar bis 70% und mehr, im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren erhöht werden können, bei denen herkömmliche Metallbearbeitungsflüssigkeiten eingesetzt werden. Dazu kommt noch, daß die relativ niedrigen Viskositäten der mizellenformigen Wasser-in-Öl-Emulsionen (wenn die Zusammensetzung richtig ist) es gestatten, daß diese durch herkömmliche Pumpen und Filter gepumpt und filtriert werden können, wodurch sie ohne Veränderung in herkömmlichen automatischen Schneidmaschinen verwendet werden können. Da weiterhin mizellenförmige Emulsionen thermodynamisch stabil sind, sind sie extrem leicht zu formulieren und aufrechtzuerhalten. Die Verwendung der erfindungsgemäßen mizellenformigen Emulsionen ist daher sehr vorteilhaft.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Verformen von Metall, bei dem mindestens zwei Teile aufeinandertreffen, um mindestens eines der Teile zu verformen, wobei mindestens eines der zu verformenden Teile aus einem Metall gebildet ist und wobei eine Metallbearbeitungsflüssigkeit auf mindestens einem der Teile zum Schmieren und Abkühlen der Teile während des Metallverformungsvorgangs abgeschieden wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Metallbearbeitungsflüssigkeit eine mizellenförmige Wasser-in-öl-Emulsion ist.

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Durch die Erfindung wird weiterhin eine neue Metallbearbeitungsflüssigkeit zur Verwendung bei dem obigen Verfahren, insbesondere zum Verformen von Eisengegenständen, zur Verfügung gestellt, welche eine mizellenförmige Wasser-in-Öl-Emulsion darstellt, die Wasser, einen Emulgator und eine Ölphase enthält, wobei die Ölphase EP-Eigenschaften für Eiscnmetalle zeigt.

Die Erfindung betrifft alle Typen von Metallverformungsvorgängen, bei denen die Gestalt eines Metallwerkstücks durch einen Prozeß verändert wird, bei dem das metallische Werkstück und ein Metallbearbeitungswerkzeug aufeinander auftreffen. Erfin-.dungsgemäß kann der Metallverformungsvorgang durch Entfernen von Spänen bzw. Schnitzeln (z.B. beim Schneiden) oder durch Deformation ohne Entfernung von Schnitzeln bzw« Spänen (z.B. Schmieden, Kaitanstauchen) bewerkstelligt werden. Beispiele für solche Metallverformungsvorgänge sind das Schneiden, Schleifen, Walzen, Ziehen,. Stanzen, Bohren, Schlitzen, Mahlen, Gewindeschneiden, Abstechen, Drehen, Formen, Wälzfräsen, Aufreiben, Drücken und dergleichen. Das zum Verformen des Werkstücks verwendete Metallbearbeitungswerkzeug kann aus einem Metall oder einem Nicht-Metall, beispielsweise einer Keramik, zementiertem Carbid und dergleichen, hergestellt sein. Weiterhin können alle Typen von Metall (z.B. Eisen, Aluminium, Magnesium, Kupfer etc.) erfindungsgemäß verformt werden.

Erfindungsgemäß kann der Metallverformungsvorgang erleichtert werden, indem man die Oberflächen der Teile, die beim Metallverformen aufeinandertreffen (nachstehend als aufeinandertreffende Oberflächen bezeichnet), mit einer mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsion kontaktiert. Die Art und Weise, mit der die mizellenförmige Emulsion mit den aufeinandertreffenden Oberflächen der Arbeitsteile kontaktiert wird, ist nicht von Wichtigkeit. Es kann jede beliebige Technik verwendet werden. So kann z.B. die mizellenförmige Emulsion auf die aufeinandertreffenden Oberflächen durch geeignete Düsen oder dergleichen

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gerichtet werden. Die mizellenförmige Emulsion kann auch manuell auf den aufeinandertreffenden Oberflächen vor oder während des Eingreifens dieser Oberflächen bei jeder beliebigen herkömmlichen Metallbearbeitungstechnik abgeschieden vrerden. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die erfindungsgemäßeri mizellenförmigen Emulsionen zur Verwendung in automatischen Schneidmaschinen vorgesehen, die automatisch einen oder mehrere Ströme einer Schneidflüssigkeit auf die aufeinandertreffenden Oberflächen mittels eines Schneidflüssigkeits-Handhabungssystems richten, das eine Einrichtung zum Richten eines Stroms der Schneidflüssigkeit auf die aufeinandertreffenden Oberflächen, eine Einrichtung zur Wiedergewinnung der Schneidflüssigkeit vom Kontakt mit den aufeinandertreffenden Oberflächen, eine Einrichtung zur Zurückführung der wiedergewonnenen Schneidflüssigkeit zum weiteren Kontakt mit den aufeinandertreffenden Oberflächen und gegebenenfalls und vorzugsweise eine Filtereinrichtung zur Filtrierung der zurückgeführten Schneidflüssigkeit, um Schnitzel und dergleichen daraus zu entfernen, enthält.

Als Metallbearbeitungsflüssigkeit können erfindungsgemäß alle mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen, in denen die Ölphase Schmiereigenschaften hat, verwendet werden. Spezifische Additive können zugesetzt werden, um die Emulsionen den Anforderungen des jeweiligen Metalls anzupassen. Wie bekannt ist, ist eine Wasser-in-Öl-Emulsion eine Emulsion, in der das Öl die äußere Phase und das Wasser die innere Phase ist. Wie weiterhin bekannt ist, ist eine mizellenförmige Emulsion eine Emulsion, in der die Teilchengröße der emulgierten Teilchen so gering ist, daß die Emulsion als Ganzes thermodynamisch stabil ist. Somit sind die erfindungsgemäßen Metallbearbeitungsflüssigkeiten Emulsionen, bei denen die Teilchen von Wasser in einer äußeren ölphase suspendiert sind und bei denen die Teilchen des Wassers so klein sind, daß die Emulsion als Ganzes thermodynamisch stabil ist.

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Mizellenförmige Emulsionen sind seit einiger Zeit bekannt. Es sind schon viele Arbeiten und Patentschriften hinsichtlich der Eigenschaften und Zusammensetzung dieser Materialien erschienen. Sie werden manchmal auch als Mikroemulsionen, lösliche Öle, gequollene Mizellen und dergleichen bezeichnet. Eine gründliche Besprechung dieser Materialien findet sich z.B. in W.C. Tosch "Technology of Micellar Solutions", Paper Nr. SPE 1847-b, Society of Petroleum Engineers of A.I.M.E., 1967, American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum Engineers, Inc. Einschlägig ist auch die Arbeit von Prince in "Emulsions and Emulsion Technology", 1974, Marcel Dekker, Inc., ^Seiten 125 bis 179.

Die erfindungsgemäßen mizellenförmigen Wasser-in-Öl-FlÜssigkeiten sind dadurch charakterisiert, daß sie transparent oder durchscheinend, Jedoch nicht milchig-weiß sind. Bekanntlich ist die Veränderung des Aussehens einer Emulsion (ob es eine Öl-in-¥asser- oder Wasser-in-Öl-Emulsion ist) von einer transparenten Flüssigkeit über eine durchscheinende Flüssigkeit zu einer milchig-weißen trüben Flüssigkeit (wie Milch) auf eine Erhöhung der Teilchengröße der emulgierten Phase von einem Wert, bei dem praktisch keine Lichtbrechung erfolgt, zu einem Wert, bei dem eine erhebliche Brechung erfolgt, zurückzuführen.

Erfindungsgemäß haben die mizellenförmigen Flüssigkeiten genügend kleine emulgierte Teilchen, daß sie entweder transparent oder durchscheinend, jedoch nicht milchig-weiß sind.

Mizellenförmige Emulsionen sind im allgemeinen aus drei verschiedenen Komponenten zusammengesetzt, nämlich einer Ölphase, einer Wasserphase und einem Emulgator. Als Ölphase kann bei der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsion jedes beliebige Material verwendet -werden, das als "Öl" bekannt ist (d.h. eine der zahlreichen, gewöhnlich brennbaren Substanzen, die

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bei Raumtemperatur Flüssigkeiten sind oder durch Erwärmen leicht verflüssigbar sind und die in Wasser unlöslich sind).

Die Herkunft des Öls spielt keine Rolle. Alle "beliebigen Materialien, sei es tierischer, pflanzlicher oder mineralischer sowie synthetischer Herkunft, können verwendet werden. Weiterhin ist die Zusammensetzung des Öls ebenfalls nicht kritisch. Materialien mit jeder beliebigen Zusammensetzung können verwendet werden. So können z.B. Öle, die hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen zusammengesetzt sind, wie Mineralöle und Petroleumöle, als Öle verwendet werden, sowie auch Öle, die hauptsächlich aus Fettsäureestern (z.B. Methylestern und/oder Glyceriden), Fetten und dergleichen zusammengesetzt sind. Auch Siliconöle können eingesetzt v/erden. Da die primäre Funktion der Ölphase der mizellenförmigen Flüssigkeit die Schmierung der aufeinandertreffenden Teile ist, sollten die zur Bildung der Ölphase verwendeten Materialien Schmiereigenschaften haben, d.h. sie sollten die Fähigkeit haben, die Reibung zwischen den aufeinandertreffenden Teilen zu vermindern. Es ist weiterhin bekannt, daß bestimmte Typen von Ölen überlegene Schmiereigenschaften für bestimmte Metalltypen haben. Daher sollte die Ölphase einer mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsion, die zur Behandlung eines bestimmten Metalls ausgewählt wird, vorzugsweise mit einem Öl formuliert werden, das gegenüber diesem Metall überlegene Schmiereigenschaften hat.

Die Ölphase der erfindungsgemäß verwendeten mizellenförmigen Emulsionen kann auch verschiedene Feststoffe, z.B. Wachse und dergleichen, enthalten, vorausgesetzt, daß die Ölphase als Ganze bei den Mischbedingungen und Gebrauchsbedingungen (d.h. der Temperatur und dem Druck) flüssig ist, und weiterhin unter der Voraussetzung, daß die Ölphase Schmiereigenschaften zeigt. Die Ölphase kann auch herkömmliche feste Additive enthalten, die in fester Form vorliegen, wie z.B. Graphit, Molybdändisul- fid, Talk etc.

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Bei der Bearbeitung von Arbeitsstücken aus Eisenmetall ist es auch zweckmäßig, die Ölphase der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsionen so zu formulieren, daß sie angemessene Schmiereigenschaften haben. In dieser Hinsicht ist es gut bekannt, Schneidflüssigkeiten zu formulieren, die zur Verwendung beim Bearbeiten von Eisenmetallteilen EP-Eigenschaften (Eigenschaften eines extremen Drucks) haben. Die EP-Eigenschaften sind ein Maß der ähigkeit eines Schmiermittels, aufeinandertreffende Oberflächen bei extrem hohen Drücken zu schmieren, die auftreten, nachdem der hydrodynamische Film des Schmiermittels zwischen den aufeinander auftreffenden Oberflächen gebrochen ist. Erfindungsgomäß werden die inizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen, die zum Bearbeiten von Eisenmetallteilen vorgesehen sind, vorzugsweise so zusammengesetzt, daß sie extreme D£uckeigenschaften (EP-Eigenschaften) haben.

Die Formulierung der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Wasserin-Öl-Emulsionen in der Weise, daß sie bei dem Bearbeiten von Eisenmetallteilen Extremdruckeigenschaften haben, kann auf herkömmliche Weise durchgeführt werden. Es ist bekannt,chlorierte, sulfurisierte oder sulfochlorierte organische Substanzen, wie Kohlenwasserstofföle, Fette, Fettöle, Fettester und dergleichen, beim Zusammensetzen von Metallbearbeitungsflüssigkeiten zu verwenden, um diesen EP-Eigenschaften für Eisenmetalle zu verleihen. Erfindungsgemäß können eines oder mehrere dieser Materialien als Bestandteile der Ölphase der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Flüssigkeiten verwendet werden, um diesen EP-Eigenschaften für Eisenmetalle zu verleihen.

Es ist auch bekannt, elementaren Schwefel zu einer Schneidflüssigkeit als EP-Additiv für Eisenmetalle zuzusetzen. Erfindungsgemäß kann elementarer Schwefel zu der organischen Phase der misellenförmigen Emulsionen zu diesem Zweck zugesetzt werden.

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Es ist weiterhin bekannt, Phosphor in SchneidflUssigkeiten als EP-Additiv für Eisenmetalle einzuarbeiten. Phosphor kann in den erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsionen als EP-Additiv für Eisenmetalle verwendet werden. Die Einarbeitung des Phosphors in die Ölphase der erfindungsgeraäßen mizellenförmigQn Emulsionen kann auf alle beliebigen herkömmlichen Weisen geschehen, beispielsweise durch Verwendung von phosphochlorierten organischen Materialien (Ölen, Fetten und dergleichen) und/ oder phosphosulfurisierten organischen Materialien (Ölen, Fetten und dergleichen) als organische Komponente der Ölphase oder durch den Zusatz von verschiedenen anderen organischen Phos-,phatverbindungen, z.B. Aminphosphaten, zu der Ölphase.

Bestimmte Fettsäuren, die als EP-Additive dienen, können ebenfalls direkt zu der Ölphase der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsionen gegeben werden.

In allen obigen Fällen, wo ein sulfurisiertes, chloriertes oder phosphatiertes organisches Produkt als Quelle für die EP-aktive Chemikalie verwendet wird, kann die sulfurisierte, chlorierte oder phosphorisierte organische Substanz entweder zu den anderen organischen Substanzen gegeben werden, die die Ölphase der Emulsionen bilden, oder sie können in einer Alternative selbst die organischen Bestandteile der Ölphase bilden. Weiterhin können unterschiedliche EP-Additivc für Eisenmetalle, wie oben beschrieben, entweder einzeln ©der in Gemischen verw endet werden. * .- /■

Die Menge des EP-Additivs, die in der Ölphase der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsionen enthalten ist, um Eisenmetallwerkstücke zu bearbeiten, kann zwischen breiten Grenzen gemäß der herkömmlichen Praxis variieren. Die minimale Menge des EP-Additivs ist diejenige, die notwendig ist, um eine Erhöhung der Schmiereigenschaften des Schneidöls bei den Be-

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dingungen zu "bewirken, daß der hydrodynamische Film des Schneidöls aufgebrochen ist. Die maximale Menge des EP-Additivs ist 100%, d.h. die Ölphase kann ganz aus einem Öl bestehen, das selbst EP-Eigenschaften hat. Da die Verwendung einer zu großen Menge der falschen Art des EP-Additivs zu einem zu starken Verschleiß des Werkzeugs führen kann, muß naturgemäß die Art und Menge des EP-Additivs in der richtigen Weise ausgewählt werden.

Wenn Schwefel und/oder Chlor in die ölphase der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsionen eingearbeitet werden, um JEisenmetallarbeitsstücke zu bearbeiten, dann können diese Substanzen entweder in aktiver Form oder in inaktiver Form vorliegen. Die Einarbeitung von Schwefel und/oder Chlor in eine Schneidflüssigkeit zur Verwendung beim Bearbeiten von Eisenmetallarbeitsstücken in aktiver oder inaktiver Form ist gut bekannt. Aktiver Schwefel oder aktives Chlor bilden Eisensulfid oder -chlorid während der Metallbearbeitungsoperation, wodurch die aufeinandertreffenden Oberflächen verschmutzt werden und hierdurch ein Aneinanderschweißen der aufeinandertreffenden Oberflächen verhindert wird. Dies ist erforderlich, wenn duktile Eisenmetalle verarbeitet werden sollen. Inaktiver Schwefel und/oder Chlor bilden andererseits keine Sulfide oder Chloride bei den Temperaturen, die normalerweise beim Metallbearbeiten auftreten. Daher erfolgt normalerweise keine Verschmutzung der aufeinandertreffenden Oberflächen. Wenn extreme Temperaturen angetroffen werden, dann werden inaktiver Schwefel und/oder Chlor aktiv und sie verschmutzen die aufeinandertreffenden Oberflächen. Schneidflüssigkeiten, die inaktiven Schwefel und/oder Chlor enthalten, werden verwendet, wenn nicht-duktile Stähle verarbeitet werden, da in diesem Falle das Aneinanderschweißen der aufeinandertreffenden Oberflächen kein Problem darstellt. Erfindungsgemäß können Schwefel und/oder Chlor in die ölphase der erfindungsgemäßen mizel-

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lenförmigen Emulsionen entweder in aktiver oder in inaktiver Form eingearbeitet werden.

Spezifische Beispiele für organische Flüssigkeiten, die als Bestandteile der Ölphase der erfindungsgemäß verwendeten mizellenförmigen Emulsionen geeignet sind, sind Schmieröle, vorzugsweise solche, die sich von Erdöl ableiten, mit Viskositäten von 20 bis 500 Saybolt-sec bei 37,8⁰C, chlorierte und/oder sulfurisierte Fettsäureester, wie sulfurisiertes Methyllardat, chloriertes Methylstearat, unsubstituierte Fettsäureester, wie raffiniertes Schweineöl, verschiedene Fettsäuretriglyeeride (Fette und Öle), sulfurisierte Kohlenwasserstoffe und chloriertes Paraffin.

Als Emulgatorkoraponente der erfindungsgeraäßen mizellenförmigen Flüssigkeiten können alle beliebigen Emulgatoren verwendet werden, die nicht-ionogen, anionisch, kationisch oder amphoter sein können. In dieser Hinsicht ist es bekannt, daß bei mizellenförmigen Emulsionen nicht alle Emulgatoren wirksam sind, um mizellenförmige Emulsionen mit allen Typen von organischen Flüssigkeiten zu bilden. Andererseits sind nur relativ weniger Emulgatoren der sehr großen Gruppe von bekannten Emulgatoren wirksam, um eine mizellenförmige Emulsion einer bestimmten organischen Flüssigkeit zu bilden. Es ist daher erforderlich, als Emulgator oder Kombination von Emulgatoren einen solchen bzw. eine solche auszuwählen, die die Fähigkeit hat, eine mizellenförmige Emulsion mit der gewählten organischen Flüssigkeit zu bilden. Abgesehen davon, bestehen Jedoch keine Begrenzungen hinsichtlich der Natur des Emulgators, der erfindungsgeraäß verwendet wird.

Die Auswahl des Emulgators, der zum Bilden der mizellenförmigen Flüssigkeit aus einer bestimmten organischen Flüssigkeit verwendet wird, kann sehr leicht durch orientierende Versuche

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vorgenommen werden. Eine einzige Eigenschaft der mizellenförmigen Emulsion ist darin zu sehen, daß sie sehr leicht thermodynamisch stabile Emulsionen bilden. Nur ein sehr geringes Vermischen ist erforderlich, um die Emulsionen zu bilden. Die mizellenförmigen Emulsionen unterscheiden sich somit von herkömmlichen 'Emulsionen, bei denen eine starke Vermischung erforderlich ist, bevor ein Emulgationszustand erreicht wird. Wenn man daher bestimmt, ob ein gegebener Emulgator zum Bilden einer mizellenförmigen Emulsion aus einer bestimmten organischen Flüssigkeit geeignet ist oder nicht, dann führt man einen einfachen Test durch, bei dem man den Emulgator, die organische -Flüssigkeit und das Wasser in ein übliches Becherglas gibt und leicht durchmischt. Die Bildung einer inizellenförmigen Emulsion wird aufgrund des geringen Vermischens ersichtlich.

Ein geeigneter Weg zur Bestimmung, ob ein bestimmter Emulgator dazu v/irksam ist, eine mizellenförmige Wasser-in~ÖCL~Emulsion aus einer bestimmten organischen Flüssigkeit zu bilden oder nicht, besteht darin, einen Wasserbeständigkeitstest in der folgenden Weise durchzuführen. Die betreffende organische Phase wird in ein Becherglas gebracht und der zu testende Emulgator wird, wenn er in der organischen Phase löslich ist, darin aufgelöst. Wenn der Emulgator in der organischen Phase nicht löslich ist, dann wird er in Wasser aufgelöst. Die Menge des in der organischen Phase oder in Wasser gelösten Emulgators beträgt etwa 15 bis 25%, vorzugsweise etwa £0?S, bezogen auf das Gesamtgewicht von Öl und Emulgator, obgleich die Menge des Emulgators sehr signifikant variieren kann. Sodann wird die organische Phase leicht gerührt und Wasser wird langsam unter geringem Mischen mit einer Menge von 5 bis 7% eingegossen. Wenn dieses anfänglich zugesetzte Wasser ein trübes milchweißes Material mit der organischen Phase bildet, dann hat sich offensichtlich keine mizellenförmige Emulsion gebildet und der Emulgator kann nicht verwendet werden. Wenn andererseits die

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erhaltene Zusammensetzung entweder transparent oder durchscheinend ist, dann ist die Emulsion mizellenförmig. Normalerweise bleibt die Zusammensetzung, die erhalten wird, wenn das Wasser zuerst zu der Ölphase gegeben wird,. transparent, obgleich es auch möglich sein kann, Dichtelinien in der Zusammensetzung zu beobachten, die verschwinden, wenn die Zusammensetzung vermischt wird. Wenn mehr und mehr Wasser zugesetzt wird, dann bleibt die Zusammensetzung eine gewisse Zeitlang transparent und läuft sodann durch einen Trübungspunkt hindurch und wird durchscheinend. Nachdem sie durchscheinend geworden ist, bleibt die Zusammensetzung durchscheinend, wenn Meerwasser zugesetzt wird, bis sie sich in eine Öl-in-Wasser-Emulsion umkehrt. Bei einigen Situationen wird Jedoch die Zusammensetzung zu einer trüben milchig-weißen Emulsion unmittelbar vor der Umwandlung. Der Wassergehalt, bei dem sich die Zusammensetzung von transparent in durchscheinend umwandelt, (und gegebenenfalls in opak-milchig-weiß), und der Wassergehalt, bei dem sich die Zusammensetzung in eine Öl-in-Wasser-Emulsion umwandelt, hängt von der Zusammensetzung der Ölphase ab. Gemäß der Erfindung sollten die erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsionen dazu imstande sein, mindestens etwa 12?6, vorzugsweise mindestens 20% und optimal mindestens k0%, Wasser zu vertragen, bevor sie sich in opak-milchig-weiße Wasser-in-Öl-Emulsionen umwandeln oder zu Öl-in-Wasser-Emulsionen sich umwandeln.

Beispiele für Emulgatoren, die zur Bildung von mizellenförmigen Emulsionen gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind Fettsäurediäthanolamide, äthoxylierte Fettöle, z.B. äthoxyliertes Rizinusöl, äthoxylierte Alkyl- und Dialkylphenole, bei denen die Alkylgruppe 6 bis 22, vorzugsweise 8 bis 12, Kohlenstoffatome hat, Natriumpetroleumsulfonat, Natriumdioctylsulfosuccinat, synthetische Natriumsulfonate, das Isopropylaminsalz der Dodecylbenzolsulfonsäure, Amphoterge KS (ein Imi-

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dazolinderivat von Lonza, Inc.)» Öloxazolinacetat und andere Salze organischer Säuren, Oleyl- und Cocohydroxyäthylimidazoline und dergleichen? Oftmals ist es erforderlich, diese sowie andere Emulgatoren in Kombination zu verwenden, um eine genügende Emulgierungskapazität zu erhalten, damit eine mizellenförmige Emulsion von der betreffenden Ölphase gebildet wird.

Ein Emulgatorsystem, das sich als besonders gut geeignet erwiesen hat, ist die Kombination von äthoxyliertem Rizinusöl und einem Pettsäureamid von Diäthanolamin. Dieses Emulgatorsystem wird in der US-Patentanmeldung SN 637 837 vom 5. Dezember 1975 genauer beschrieben. Die darin beschriebenen Umkehremulsionen sind mizellenförmige Wasser-in-Öl-Emulsionen. Herkömmliche Hilfsemulgatoren, z.B. Kolophoniumsäuresalze und Natriumpetroleumsulf onat, können als Hilfsmittel für das Emulgatorsystem, aufgebaut auf der Kombination von äthoxyliertem Rizinusöl und einem Fettsäureamid von Diäthanolamin, verwendet werden. Solche herkömmlichen Hilfsemulgatoren sind jedoch nicht wesentlich. Wenn diese Kombination als Emulgatorsystem verwendet wird, dann werden die öligen Materialien, die die äußere Phase der Emulsion bilden, vorzugsweise aus Chemikalien gebildet, die aktive Arten (S, Cl) ergeben, welche wirksame Schmiermittel beim Metallschneiden sind (sulfurisierte Ester, sulfurisiertes Schweineschmalzöl, chlorierte Paraffine etc.). Natürliche Fette, wie raffiniertes Schweineschmalzöl, können ebenfalls verwendet werden. Bevorzugt werden solche ölige Materialien der vorstehenden Typen, die eine relativ niedrige Viskosität haben (30 bis 1OOOSSU bei 37,8⁰C). Die Ölphase dieser Emulsionen kann aus Nicht-Petroleumölen zusammengesetzt sein, obgleich ein Petroleumöl zugesetzt werden kann, wie nachstehend beschrieben wird.

Ein weiteres Emulgatorsystem, das sich als besonders gut geeignet erwiesen hat, ist die Kombination von Natriumpetroleum-

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sulfonat und Nonylphenoläthoxylat. Bei Verwendung dieses Emulgator systems beträgt das Verhältnis von Natriumpetroleumsulfonat zu Nonylphenoläthoxylat vorzugsweise 25 : 1 bis 1:3, insbesondere 8 : 1 bis 3:1. Weiterhin beträgt die Menge von Äthylenoxid bezüglich der Menge von Nonylphenol in dem Nonylphenoläthoxylat vorzugsweise 4 bis 20 auf molarer Basis. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, ein Gemisch von Nonylphenoläthoxylat mit unterschiedlichen Äthylenoxid/Nonylphenol-Verhältnissen zu verwenden. So haben sich beispielsweise Gemische von Ipegal CO-430 (Nonylphenoläthoxylat mit 4 Mol Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol) und Ipegal CO-850 (Nonylphenoläthoxylat mit 20 Mol Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol) als besonders gut geeignet erwiesen.

Zusätzlich zu Wasser, Öl und einem Emulgator können die or-findungsgemäß verwendeten mizellenförmigen Emulsionen auch verschiedene Additive enthalten, um die Eigenschaften zu verbessern. So können z.B. die Emulsionen Biozide, Fungizide, Antioxidantien, Schauminhibitoren, Rostinhibitoren, Antiverschleißmittel und dergleichen enthalten.

Die relativen Verhältnismengen der verschiedenen Bestandteile der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsionen sind nicht kritisch. Alle beliebigen relativen Verhältnismengen von Bestandteilen können verwendet werden, solange' die Zusammensetzung als Ganzes eine mizellenförmige Wasser-in-Öl-Emulsion ist. Im allgemeinen sollte der Wasserhalt einer mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsion zur Verwendung beim Metallbearbeiten größer als 0 bis etwa 72 Gew.-?6, vorzugsweise 7 bis 60 Gew.-%, am meisten bevorzugt 12 bis 21 Gew.-?6, betragen, während der Emulgatorgehalt etwa 8 bis 70 Gew.-?6, vorzugsweise 12 bis 40 Gew.-%, am meisten bevorzugt 22 bis 32 Gew.-%, betragen sollte. Der Anteil der Ölphase sollte etwa 20 bis 80 Gew.-96, vor-

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zugsweise 28 bis 75 Gew.-^, am meisten bevorzugt 43 bis 64 Gew.-$, betragen. Die zulässigen relativen Verhältnismengen der verschiedenen Bestandteile in der mizellenformigen Wasserin-Öl-Emulsion variieren naturgemäß entsprechend dem jeweiligen Öl und Emulgator, der zum Formulieren der Emulsion ausgewählt wird. Weiterhin beziehen sich die obengenannten Zusammensetzungsbereiche auf mizellenförmige Wasser-in-Öl-Emulsionen gemäß der Erfindung, wenn diese sich in Zustand des Gebrauchs befinden.

Da die erfindungsgemäßen Wasser-in-Öl-Emulsionen sehr leicht ^Zu formulieren sind, können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen leicht in wasserfreiem Zustand gelagert und transportiert werden. Vor der Verwendung der Zusammensetzungen können sie durch Zugabe einer geeigneten Wassermenge formuliert v/erden, wodurch die oben beschriebenen mizellenformigen Wasser-in-Öl-Emulsionen erhalten werden. Somit werden gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Zusammensetzungen, die mizellenförmige Wasser-in-Öl-Emulsionen bilden, zur Verfügung gestellt. Diese Zusammensetzungen enthalten die gleichen Bestandteile in den gleichen relativen Verhältnismengen, wie sie oben beschrieben wurden, mit der Ausnahme, daß die Zusammensetzung kein Wasser enthält.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hat es sich als möglich erwiesen, Metallbearbeitungsflüssigkeiten herzustellen, die ungewöhnlich hohe Gehalte an aktivem Schwefel und gleichzeitig relativ niedrige Viskositäten besitzen. Die Herstellung kann sehr einfach und wirtschaftlich geschehen. Herkömmliche hochaktive Schwefelschneidöle sind normalerweise geradlinige Öle und sie werden unter Verwendung von elementarem Schwefel bis zur Löslichkeitsgrenze und von hochaktiven sulfurisierten organischen Stoffen (Estern, Kohlenwasserstoffen, Ölen etc.) zu einem aktiven vorgewählten Schwefelwert formu-

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liert. Normalerweise enthalten die organischen Substanzen etwa 5 bis 45% aktiven Schwefel und die organische Phase wird so formuliert, daß sie Fett enthält, um eine Zusammensetzung mit den erforderlichen Schmiereigenschaften zu erhalten. Nachteiligerweise erhöht die Zugabe von aktivem sulfurisiertem Fett stark die Viskosität der Schneidflüssigkeit und unerwünscht hohe Viskositäten werden im Bereich von 11/2 bis 2 1/2# aktiven Schwefels erhalten- Weiterhin wird die Farbe des fertigen Produkts in diesem Falle nachteiligerweise dunkel. Wenn Mischmaterial mit niedriger Viskosität (Basenöle) zu den Flüssigkeiten gegeben werden, dann werden die Flammpunkte in unerwünschter Weise niedrig. Aktive Schwefelverstärkungsmittel, wie z.B. tert.-Nonylpolysulfid und p-olysulfurisierte Terpene (Anglamol 31) _t können zugesetzt werden, um den aktiven Schwefelgehalt zu erhöhen, ohne daß nachteilige Nebeneffekte vorliegen» Diese Materialien sind jedoch sehr teuer.

Gemäß der Erfindung können jedoch Schneidflüssigkeiten mit hohem Gehalt an aktivem Schwefel (definiert als größer als 2.% und vorzugsweise größer als 5%) und zur gleichen Zeit mit niedriger Viskosität in billiger Weise unter Verwendung von herkömmlichen hochaktiven sulfurisierten organischen Substanzen (d.h. organischen Substanzen mit 5 bis h-5% aktivem Schwefel, die genügend Fett enthalten, daß die erforderlichen Schmiereigenschaften erhalten werden) in Kombination mit niedrigviskosen Basisölen als Ölphase hergestellt v/erden und die Flüssigkeit kann in eine mizellenförmige Wasser-in-Öl-Emulsion umgewandelt werden. Die Zugabe von Wasser eliminiert die Flammpunktsprobleme der geradlinigen Öle, wodurch die Verwendung von BasLsmaterialien mit niedrigem Flammpunkt gestattet wird, um die Viskosität der Flüssigkeiten zu vermindern, während zur gleichen Zeit an große Mengen von aktivem Schwefel angepaßt wird. Elementarer Schwefel kann ebenfalls in die organische Phase bis zur Löslichkeitsgrenze eingearbeitet werden.

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In jedem Falle ist es erfindungsgemäß möglich, Schneidflüssigkeiten mit einer hohen Konzentration an aktivem Schwefel und mit niedrigen Viskositäten in sehr einfacher und billiger Weise herzustellen.

Gemäß der Erfindung kann jedes beliebige, von Petroleum abgeleitete Schmieröl oder Basenöl mit einer Viskosität von 20 bis 500 see bei 37,ß°C, vorzugsweise 25 bis 100 see bei 37,8⁰C, dazu verwendet werden, um die Viskosität zu erniedrigen. Beispiele für solche Kohlenwasserstofföle sind Factopure T-30, nämlich ein Petroleumdestillat mit einem spezifischen Gewicht bei 15,6⁰C von 0,778, SUS/100 = 30,5, einem Tropfpunkt von -38°C, einem Flammpunkt von 78°C und einer Saybolt-Farbe von 30; Mineral Seal Oil, nämlich ein Petroleumdestillation mit einem spezifischen Gewicht von 0,8265, SUS/100 = 42, einem Flammpunkt von 132°C, einem Anilinpunkt von 87,8⁰C und einem Tropfpunkt von -3,9°C; und niederviskoses naphthenisches Mineralöl, nämlich ein Petroleumdestillation mit einer Viskosität von 60 SUS/100, einem spezifischen Gewicht von 0,8967, einem Anilinpunkt von 68⁰C, einem Flammpunkt von 157⁰C und einem Tropfpunkt von weniger als -45,6⁰C.

Die Menge des Schmieröls, das zu der Ölphase zugesetzt wird, sollte ausreichend sein, um eine Emulsion zu ergeben, die eine Viskosität von weniger als 300 Saybolt-sec bei 37,8⁰C, vorzugsweise weniger als 200 Saybolt-sec bei 37,8⁰C und optimal etwa 100 bis 150 Saybolt-sec bei 37,8⁰C, hat. Die relative Menge des Schmieröls, die zugegeben werden muß, um zu diesen Viskositäten zu kommen, hängt von dem speziellen ausgewählten Schmieröl sowie der Zusammensetzung der restlichen Bestandteile in der Ölphase ab. Im allgemeinen sollte jedoch die Menge des Schmieröls größer als 0, beispielsweise 0 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-%, mehr bevorzugt 20 bis 46 Gew.-$, betragen. Die Prozentmengen beziehen sich auf das Gesamtge-

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wicht der Zusammensetzimg. Hierdurch wird der Viskositätsverminderungseffekt erzielt. Weiterhin sollte die Menge der hochaktivierten sulfurisierten organischen Substanzen der Emulsion etwa 5 bis 40%, vorzugsweise 10 bis 35%, am meisten bevorzugt 12,5 bis 22,5%, betragen, während die Menge des Emulgators 8'bis 70%, vorzugsweise 12 bis 40%, am meisten bevor- " zugt 15 bis 35%, betragen sollte. Schließlich sollte die Menge des Wassers größer als 0, beispielsv/eise mehr als 0 bis 90%, vorzugsweise 7 bis 68%, am meisten bevorzugt 15 bis 35%, sein.

Wie bei den weiteren AusfUhrungsformen der Erfindung kann die Ölphase, der ein Schmieröl zur Viskositätskontrolle zugesetzt worden ist, aus einer weiten Vielzahl von unterschiedlichen chemischen Komponenten bestehen. So können z.B. ungesättigte Fettsäureester (Methylester, Triglyceride etc.), organische Phosphatester, Phosphoramide und dergleichen zusätzlich zu den hochaktiven Schwefel enthaltenden organischen Stoffen und Schmierölen zugesetzt werden.

Wenn ein Schmieröl der Ölphase der Emulsionen zugesetzt wird, um die Viskosität zu vermindern, dann kann als Emulgator jeder vorstehend beschriebene Emulgator verwendet v/erden. Bevorzugte nicht-ionogene Emulgatoren sind Diäthanolamide von Fettsäuren, äthoxylierte Fettöle, äthoxylierte Alkyl- und Dialkylphenole, bei denen die Alkylgruppen 8 bis 12 Kohlenstoffatome haben. Die bevorzugten anionischen Emulgatoren sind Natriumpetroleumsulf onat, Natriumdioctylsulfosuccinat, snythetische Natriumsulfonate und Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolschwefelsäure. Die bevorzugten kationischen Emulgatoren sind Öloxazolinacetat und andere Öloxazolinsäureester und Öl- und Cocohydroxyäthylimidazoline. Die bevorzugten amphoteren Emulgatoren schließen Amphoterge KS ein.

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Durch die Erf indung werden daher Metairbearbeitungszusammensetzungen zur Verwendung bei verschiedenen Typen von Metallverformungsvorgängen zur Verfügung gestellt. Die Zusammensetzungen haben Formulierungen, die in die in Tabelle I angegebenen Grenzen fallen.

Tabelle I

Bestandteil Menge, Gew.-$, bezogen auf das

Gesamtgewicht der Zusammensetzung breit bevorzugt optimal

1. Ölphase mit Schmiereigenschaften 20 bis 80 28 bis 75 43 bis

2. Emulgator 8 bis 70 12 bis 40 22 bis

3. Wasser >0 bis 72 7 bis 60 12 bis

Gemäß einer spezielleren Ausführungsform v/erden Metallbearbeitungszusammensetzungen zur erwendung beim Verarbeiten von Eisenmetallen zur Verfügung gestellt. Diese Zusammensetzungen v/erden gemäß der Tabelle I mit der Maßgabe formuliert, daß die Ölphase der Zusammensetzungen EP-Eigenschaften für Eisenmetalle hat. Bei dieser. Ausführungsform schließt die Ölphase vorzugsweise einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff und/oder einen Fettsäureester (Öl oder Fett), der Chlor und/oder Schwefel enthält, sowie Gemische dieser Materialien ein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sieht die Erfindung hochaktive schwefelhaltige Metallbearbeitungszusammensetzungen vor, welche Viskositäten von weniger als 300 Saybolt-sec bei 37,8°C und Zusammensetzungen gemäß der Grenzen der Tabelle II haben.

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VJi	bis	40*	1	0	bis	35	1	2,	5 bis	22,
O	bis	72		7	bis	68		12	bis	28
8	bis	70	1	2	bis	40		15	bis	35

Tabelle II

Bestandteil Menge, Gew.-#, bezogen auf das

Gesamtgewicht der Zusammensetzung breit bevorzugt optimal

1. von Petroleum hergeleitetes Schmieröl mit einer Viskosität von 20 bis 500, vorzugsweise 30 bis 100, Say-

bolt-sec bei 37,8°C >0 bis 70* 10 bis 60 20 bis 40

2. hochaktive sulfurisierte
organische Substanzen (mit etwa 4 bis 45?o aktivem
Schwefel), wobei die organischen Substanzen genügend Fett einschließen, daß zufriedenstellende Schmiereigenschaften erhalten
werden

3. Wasser

4. Emulgator

* Der Anteil der Bestandteile 1 und 2 macht mindestens 20 Gew.-% aus.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung spezifische Metallbearbeitungszusammensetzungen vor, von denen typische Formulierungen in die Bereiche der Tabelle III fallen.

Tabelle III

Bestandteil Gewichtsteile

breit bevorzugt

inaktiver oder aktiver sulfurisierter Ester einer olefinischen Fettsäure mit

niedriger Viskosität 15 bis 84 22 bis 48

Kolophoniumsäureseife 0 bis 10 3 bis 6

äthoxyliertes Rizinusöl 8 bis 25 10 bis 20

Amid von Diäthanolamin und einer Fettsäure 8 bis 25 10 bis 20

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Biozid-Fungizid O bis 8 0,1 bis 5

chloriertes Fett oder Fettsäureester 0 bis 15 2 bis 10

Rostinhibitor vom Amintyp 0 bis 10 0 bis 7

NaNO₂ 0 bis 5 0 bis 3,5

'Schauminhibitor 0 bis 3 0 bis 2

Wasser (vorzugsweise destilliert

oder entionisiert) 0 bis 60 8 bis 30

Die oben angegebenen Zusammensetzungen ergeben ideale Metallbearbeitungsflüssigkeiten zur Vervrendung bei verschiedenen Typen von Metallbearbeitungsvorgängen. Da Öl die äußere Phase einer mizellenförmigen Wasser~in-Öl-Emulsion ist, sind die Schmiereigenschaften der Emulsion als Ganzes sehr hoch und die Produktionsgeschwindigkeit eines Metallverformungsvorgangs wird daher nicht aufgrund einer schlechten Schmierung verlangsamt. "Weiterhin hält die Anwesenheit des Wassers die Temperatur der Schneidflüssigkeit bei einem relativ niedrigen Wert, da durch Verdampfen des Wassers in der Schneidflüssigkeit ein großer Teil der erzeugten Hitze abgeführt wird. Diese Kombination von Eigenschaften ermöglicht es, daß die erfindungsgemäßen mizellenförmigen Emulsionen die Produktionskapazität von Metallverformungsvorgängen im Vergleich zu der Verwendung von geradlinigen Ölen oder Öl-in-Wasser-Emulsionen stark erhöhen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in Wasserin-Öl-Emulsionen Wasser, das sehr schlechte Schmiereigenschaften hat, die äußere Phase bildet, während geradlinige Öle niedrige Wärmeübertragungseigenschaften haben.

Fernerhin erlaubt die relativ niedrige Viskosität von mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen, insbesondere, wenn sie so formuliert worden sind, daß sie ein die Viskosität verminderndes Schmieröl enthalten, ihre bequeme Handhabung, z,B. das Pumpen und Filtrieren. Die Zusammensetzungen können daher in vielen Anwendungsbereichen (z.B. in automatischen Schneid-

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maschinen) eingesetzt werden, bei denen herkömmliche Wasserin-Öl-Emulsionen mit ihren hohen Viskositäten nicht verwendet werden können. Die stabile Natur der erfindungsgemäß verwendeten mizellenförmigen Emulsionen erleichtert weiterhin ihre Verwendung, da die Deemulgierungsprobleme von herkömmlichen Emulsionen vollständig vermieden werden. Auch die Aufgabe, die Emulsionen innerhalb richtiger Konzentrationsbereiche zu halten, indem man Ergänzungswasser bei der Verwendung der Emulsionen zusetzt, die ziemlich schwierig ist, wenn herkömmliche Wasser-in-Öl-Emulsionen verwendet werden, was auf das heftige Vermischen zurückzuführen ist, das erforderlich ist, um das verlorengegangene Wasser in solchen Emulsionen wiederherzustellen, und auch auf die Empfindlichkeit solcher Emulsionen gegenüber Zusammensetzungsschwankungen zurückzuführen ist, ist erfindungsgemäß leicht zu lösen, da mizellenförmige Emulsionen bei geringem Vermischen und in relativ breiten Konzentrationsbereichen leicht gebildet werden.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung der mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen gemäß der Erfindung besteht darin, daß diese Emulsionen leicht durch einfaches Waschen mit Wasser entfernt werden können, da sie sich leicht zu Öl-in-Wasser-Emulsionen umkehren. Wenn weiterhin einmal das Waschwasser mit überschüssigem Öl, das von den Teilen entfernt worden ist, verschmutzt worden ist, dann kann eine Wiedergewinnung vorgenommen werden, indem man Waschwasser zu dem'Sumpfprodukt einer anderen Bearbeitungsmaschine als Wasserquelle zusetzt. Hierdurch werden in äußerst wichtiger Weise mögliche Dispositionsprobleme vermieden, die sonst zu Umweltverschmutzungen führen könnten. Wenn weiterhin zuviel Ergänzungswasser zu diesen Emulsionen während des Gebrauchs zugesetzt wird, um sie in Öl-in-Wasser-Emulsionen umzuwandeln, dann entstehen keine besonderen Probleme, da Öl-in-Wasser-Emulsionen immer noch als Metallbearbeitungsflüssigkeiten dienen können, obgleich sie

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nicht so wirksam sind wie die erfindungsgemäßen Emulsionen. Wenn überschüssiges Wasser von diesem Öl-in-Wasser-Emulsionen beim Gebrauch abdampft, dann werden sie leicht in die erfindungsgemäßen mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen wegen der thermodynamisch;?!! Stabilität dieser Emulsionen umgewandelt. Wenn die Viskosität der umgekehrten Emulsion mit hohem Wassergehalt zu hoch sein sollte und der Wassergehalt beim Gebrauch nicht vermindert werden kann, dann kann die Flüssigkeit wiedergewonnen werden, indem man sie zu dem Sumpf einer anderen Bearbeitungsmaschine als Quölle für Wasser zusetzt.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von erfindungsgemäßen mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen besteht darin, daß die Emulsionen feuersicher sind, obgleich sie eine signifikante Menge von Basisölen mit niedrigem Flammpunkt enthalten können. Dies ist naturgemäß ein signifikanter Sicherheitsfaktor.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung der mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen besteht darin, daß sie eine ausgezeichnete Toleranz gegenüber den Salzen von hartem Wasser haben. So ist z.B. in vielen Fällen gefunden worden, daß die erfindungsgemäßen mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen so viel wie 17000 ppm Salze von hartem Wasser tolerieren, ohne daß ein signifikanter nachteiliger Effekt auf die Betriebseigenschaften der Emulsionen auftritt, obgleich festgestellt wurde, daß Wasser-in-Öl-Emulsionen mit diesem hohen Salzgehalt keine Öl-in-Wasser-Emulsionen bilden wurden.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung der mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen ergibt sich, wenn das verwendete Werkzeug aus einem zementierten Carbid besteht. Bei bekannten Metallbearbeitungsprozessen, bei denen ein Werkzeug aus zementiertem Carbid und eine Öl-in-Wasser-Metallbearbeitungsflüssigkeit verwendet wird, werden mindestens ein Teil des Kobalt-

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des zementierten Carbidwerkzeugs durch die Metallbearbeitungsflüssigkeit ausgelaugt. Erfindungsgemäß wird dieses Auslaugungsproblem vermieden, wenn mizellenförmige Wasser-in-Ölemulsionen als Metallbearbeitungsflüssigkeit verwendet werden.

Ein signifikanter Vorteil der transparenten und fast durchscheinenden Emulsionen gemäß der Erfindung besteht schließlich darin, daß sie eine visuelle Inspektion des Arbeitsstücks während des Mstallverformungsvorgangs gestatten.

Beispiele

Es wurde eine Anzahl von mizellenförmigen V7asser-in-Öl-Emulsionen als Metallbearbeitungsflüssigkeiten hergestellt. Die Zusammensetzungen sind in den Beispielen 1 bis 5 beschrieben.

Beispiel 1

Ein Schneidöl, das inaktiven Schwefel, und Chlor enthielt, wurde mit folgenden Bestandteilen hergestellt:

Bestandteil Teile

aktiver sulfurisierter Ester einer olefinischen Fettsäure mit niedriger Viskosität . 20

synthetischer Fettsäureester mit niedriger Viskosität 27 äthoxyliertes Rizinusöl ' 13

Amid von Diäthanolamin und Kokosnußfettsäure 13

chlorierter synthetischer Fettsäureester (28 bis 30%

Cl), auf 300 SUS bei 37,8°C geblasen 5

NaNO₂ 1,5

Wasser (entionisiert) 20,5

Beispiel 2

Ein Schneidöl wurde unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt:

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Bestandteil Teile

inaktives sulfurisiertes Fett mit niedriger Viskosität 39,65

äthoxyliertes Rizinusöl 16

Amid von Diethanolamin und Kokosnußsäure 16

Morpholin-Biozid-Fungizid 0,15

chloriertes Methylstearat (2050 Cl) 7,5

NaNO₂ 0,2

Wasser (entionisiert) 20,5

Beispiel 3,

Ein aktives Schv/efelschneidöl vairde unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt:

Bestandteil · Teile

hochsulfurisierter Ester einer olefinischen Fettsäure 25,91

Kolophoniumsäure 4

KOH 0,22

neutralisiertes, verestertes äthoxyliertes Rizinusöl 13

äthoxyliertes Rizinusöl 4

Amid von Diäthanolamin und Kokusnußsäure 13

Biozid-Fungizid vom Morpholintyp 3,87

chloriertes Methylstearat 7,5

Triäthanolamin 7

NaNO₀ 1

Wasser (entmineralisiert) 20,5

Beispiel· 4

Ein Schneidöl auf Petroleumölbasis mit einer außerhalb der Erfindung liegenden Zusammensetzung wurde aus den folgenden Bestandteilen zu Vergleichszwecken hergestellt:

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Bestandteil Teile

100-sec. naphthenisches Öl 81,84

500-sec. naphthenisches Öl 9,09

Schwefel 0,9

sulfurisiertes Terpen 1,72

sulfurisiertes Schweineschmalzöl, viskos 4

chloriertes Wachs (65% Cl) 0,45

Polyisobutylen . 2

Beispiel 5

Ein weiteres Schneidöl auf Petroleumölbasis mit einer Zusam~ mensetzung innerhalb des breiteren Bereichs der Erfindung wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:

Bestandteil Teile

100-sec. paraffinisches Neutralöl 31,44

hochsulfurisierter olefinischer Fettsäureester 9,65

Schwefel 0,19

sulfurisiertes Terpen 2,70

chloriertes Paraffin 0,43

Natriumpetroleumsulfonatemulgator 15,44

äthoxyliertes Rizinusöl 5,79

Amid von Diäthanolamin und Kokosnußsäure 9,65

Kolophoniumsäure 3

KOH ' 0,47

NaNO₂ . 1,45

Wasser (entionisiert) 19,79

Beispiel 6

Die in den Beispielen beschriebenen verschiedenen Schneidöle wurden auf einer Testschneidmaschine bewertet. Es han-

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delte sich um eine automatische Schraubenmaschine (1 und 1/4-inch, 6-spindle New Britain Model 52), die zur Herstellung von ASTM-Teilen aus Stangen mit 2,54 cm verwendet wurde. Die Testbedingungen des Maschinenbetriebs wurden so eingestellt, daß ein Versagen des Werkzeugs innerhalb einer 6- bis 8-h-Periode bewirkt wurde (normale Bearbeitungszeit während einer Verschiebung). Ein Versagen des Werkzeugs wird durch Auftreten von einer oder mehreren der folgenden Erscheinungen bewirkt: (1) zu große Schnitteile, die durch einen zu starken Verschleiß des Werkzeugs bedingt sind, (2) zu kleine Schnittteile, die durch ein Anschweißen des Metalls an dem Rand des Schneidwerkzeugs bedingt werden, und (3) Fertigstellungsversagen des Teils. Dabei handelt es sich um eine zu starke Rauhigkeit auf der Oberfläche des Teils.

Für jedes Schneidöl wurden die 1/erkzeugbeschickung und die Spindslgeschwindigkeit der Maschine so eingestellt,' daß 6 bis 8 h kontinuierlicher Betrieb bis zum Versagen des Werkzeugs erhalten wurden. Sodann wurde die Produktionsrate bestimmt. Einstellungen wurden hinsichtlich der Beschickung und der Geschwindigkeit durchgeführt, um die höchstmögliche Produktionsrate von Teilen innerhalb der 6- bis 8-h-Periode für ein gegebenes Schneidöl zu erhalten. Die Produktionsgeschwindigkeit wird als Teile pro h oder vorzugsweise see pro Teil bei maximalen Produktbedingungen, wie oben, ausgedrückt.

Es wurde festgestellt, daß die Schneidöle die folgenden maximalen Schneidgeschwindigkeiten hatten:

Schneidöl see pro Teil

Beispiel 1 weniger als 11,8, mehr als 8,8

Beispiel 2 weniger als 11,8

Beispiel 3 weniger als 11,8

Beispiel 4 mehr als 19,5

Beispiel 5 weniger als 13,7, mehr als 11,8

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Es wurden weitere erfindungsgemäße mizellenförmige Wasser-in-Öl-Emulsionen als Metallbearbeitungsflüssigkeiten hergestellt. Die Zusammensetzungen dieser Emulsionen sind in der Tabelle IV zusammengestellt. In Tabelle IV beziehen sich die Bezeichnungen A bis E auf folgende Bestandteile:

Bestandteil A - Kohlenwasserstoffpetroleumöl mit einer Visko-.sität von 42 see bei 37,8⁰C

B - sulfurisiertes Methyllardat mit 10% Gesamt-S, 0?a aktivem S, bei einer Viskosität von 79

bei37,8⁰C, einer Säurezahl von 0,8 und einer Verseifungszahl von 165.

C - chloriertes Methylstearat mit einer Viskosität von 23 Centistokes bei 37,8⁰C und einem Chlorgehalt von 205O.

D - chloriertes Paraffin mit einer Viskosität von 85 see bei 99⁰C und mit 60% Chlor

E - 1:1-Diäthanolamid von Kokosnußfettsäure F - äthoxyliertes Rizinusöl G - Natriumdioctylsulfosuccinat

H - Natriumpetroleumsulfonat mit einem Äquivalentgewicht von 440 bis 470 und einem Aschegehalt von 15,55ό als Na₂SO^

- Nonylphenoläthoxylat (4 Mol Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol)

J - Nonylphenoläthoxylat (20 Mol Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol)

K - 1:1-Diäthanolamid von Caprinsäure

L - Biozid/Fungizid-Gemisch von komplexen Aminen (Bioban P-1487)

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M - NaNO₂ (Rostinhibitor)

N - Antischaummittel (Hodag MG-89).

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Tabelle IV

Typische Formulierungen von mizellenförmigen Wasser-in-Öl-Emulsionen als Metallbearbeitungsflüssigkeiten, in Gewichtsteilen

	Bestand	7	8	9	10	Beispiel	Nr.	13	14	15
	teil		40,00	39,65	40,00	11	12	40,00	.39,65	40,00
	A	39,65	19,95	20,00	18,15		40,00	19,15	20,00	10,15
	B	7,50 ^:	3,77	, 4,00		41,65	10,15		4,00	7,50
OO	C				2,50			2,50
O co	D	16,00	8,05	8,00	11,0	2,50	2,50		8,00	11,00
00	E	16,00	8,05	8,00	11,0				8,00	11,00
00	F		5,00	5,00	2,00			5,00	5,00	5,00
O	G						6,00	15,00
O	H					28,00	20,00	1,00
	I					3,50	3,00	2,00
	J						3,00
	K	0,15	0,08	0,15	0,15	3,50		0,15	0,15	0,15
	L	0,20	0,10*	0,20	0,20	0,15	0,15	0,20	0,20	0,20
	M					0,20	0,20		0,05	0,05
	N	20,50	15,00	15,00	15,00			15,00	15,00	15,00
	Wasser				20,50	15,00

O CD OO

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Fortsetzung Tabelle IV

Bestand teil	16	17	18	19	Beispiel Nr. 20 21	40,00	22	23	24	25	26	28206
A	40,00	40,00	40,00	40,00	40,00	26,15	40,00	40,00	39,50	40,00	40,00
B	15,15	18,15	17,15	10,15	24,15		18,1	20,10	20,00	15,00	17,00*
C						2,50			4,00
D	2,50	2,50	2,50	2,50	2,50		2,50	2,50		2,50	2,50
E	11,00	11,00	11,00						8,00	11,00	11,00
F	11,00	11,00	11,00			3,00			8,00	11,00	11,00
G	5,00	2,00	3,00	6,00	3,00	10,00	6,00	4,00	5,00	5,00	3,00
H				20,00	12,00	1,00	15,00	15,00			•
I				3,00	1,00	2,00	1,00	1,00
J				3,00	2,00		2,00	2,00			u>
K						0,15
L	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,20	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
M	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,05	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20
N	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	15,00	0,05	0,05	0,15	0,15	0,15
Wasser	15,00	15,00	15,00	15,00	15,00		15,00	15,00	15,00	15,00	15,00

- 34 -

Fortsetzung Tabelle IV

	Bestand	27	28	29	Beispiel Nr.	31	von Doedecylbenzolschvefelsäure	32	33	•ί ■	co
	teil	40,00	40,00	40,00	• 30	35,00		35,00	39,00		ΓΌ O
	A	10,00	18,00	17,00	40,00	10,20		10,20	13,70		CT)
	B	2,50	2,50	2,50	20,00	2,50		2,50	2,50
	D				2,50	13,00			3,00
	E					13,00			3,00
WJ ο	F	6,00	6,00	4,00		6,00		6,00	6,00
CD OO	G	20,00	15,00	18,00	4,00			15,00	15,00
00	H	3,00	1,00	1,00	15,00			11,00**	2,00***
-χ»	I	3,00	2,00	2,00	1,00
	J				2,00
O	K	0,15	0,15	0,15		0,15	0,15	0,15
	L	0,20	0,20 '	0,20	0,15	5,00*	5,00*	0,50*
	M	0,15	0,15	0,15	0,20	0,15	0,15	0,15
	N	15,00	15,00	15,00	0,15	15,00	15,00	15,00
	Wasser			15,00	* Hostacor KS-1 (Triäthanolaminsalz des Benzolsulfonyladdukts rait	Caprylactam)
			** Isopropylaminsalz
	***Triäthanolamin

-9!T -

Beispiel 54

Um die funktioneilen Eigenschaften der erfindungsgemäßen mizellenförmigen Flüssigkeiten zu bestimmen, wurde ein Test durchgeführt, wobei die Emulsion des Beispiels 7 mit einer herkömmlichen Schneidflüssigkeit, enthaltend ein geradliniges Öl mit inaktivem Schwefel, Chlor und einem Aminphosphat, verglichen wurde. Bei. diesem Vergleich wurden sowohl die Emulsion des Beispiels 7 als auch die herkömmliche Schneidflüssigkeit in gesonderten Testversuchen verwendet, um einen speziellen Metallbearbeitungsvorgang zu erleichtern. Bei diesem Test wurde eine Stangenmaschine (Acme Model RA-6 1 1/4") (d.h. eine automatische Schneidmaschine mit einem automatischen Schneidflüssigkeitshandhabungssystem, um die Schneidflüssigkeit auf das bearbeitete Teil zu richten) verwendet, um hydraulische Schlauchkupplungen mit 1,9 cm aus Arbeitsstücken aus kalten gezogenen hexagonalen Barren mit 1,9 cm (12L14 bleifreier Bearbeitungsstahl) herzustellen. Bei dem MetallverformungsVorgang wurden 65,0 Ge\T.-% des Metalls jeder Stange entfernt. Der größte Teil der Metallbearbeitung erfolgte durch Bohren.

Ziel dieses Vergleichs war es, die Veränderung der Produktionskapazität festzustellen, die durch Verwendung der Emulsion Nr. 7 im Vergleich zu der Verwendung von herkömmlichen Schneidflüssigkeiten ermöglicht wird. Hierzu wurden folgende Kriterien des Verhaltens herangezogen: (1) die OlSerflächenrauhigkeit und die Dimensionsschwankungen der erzeugten Teile sollten innerhalb vorgewählter Toleranzen gehalten werden und (2) die automatische Schneidmaschine sollte eine ganze 8-h-Schicht gefahren werden können, bevor sie stillgelegt wird, um die Schneidwerkzeuge zu ersetzen. Die Produktionsgeschwindigkeit für jede Flüssigkeit wurde auf das Maximum eingestellt, das erhältlich war, ohne daß den obengenannten Kriterien nicht mehr genügt wurde.

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Unter Beachtung dieser Kriterien wurde die Maschine 5 aufeinanderfolgende Tage lang mit täglich zwei 8-h-Schichten betrieben. Die Maschine wurde mit einer herkömmlichen Schneidflüssigkeit beschickt. Mit dieser SchneidflUssigkeit wurde gefunden, daß die maximale durchschnittliche Produktionsgeschwindigkeit 456 Teile pro h mit einer nominalen Produktionsgeschwindigkeit von 576 Teile pro h beträgt.

Nach den vorstehenden Vergleichsläufen wurde die herkömmliche Schneidflüssigkeit aus der Maschine entfernt und die Emulsion des Beispiels 7 wurde installiert. Bei dieser Metallbearbeitungsflüssigkeit wurde gefunden, daß die maximale durchschnittliche Produktionsgeschwindigkeit 773 Teile pro h mit einer nominalen Produktionsgeschwindigkeit von 831 Teilen pro h betrug. Die maximal durchschnittliche Produktionsgeschwindigkeit wurde daher durch die Verwendung der mizellenförmigen Wasserin-Öl-Emulsion als SchneidflUssigkeit um 70,6% erhöht.

Die Emulsionen der Beispiele 25 und 28 ergaben beim Test in ähnlicher Weise die gleiche Erhöhung der Produktionskapazität. Weiterhin wurde auch festgestellt, daß die Lebensdauer der in der Maschine verwendeten Werkzeuge ungefähr verdoppelt wurde und daß sich die Oberflächeneigenschaften der fertigen Teile im Vergleich zu der Lebensdauer des Werkzeugs und der Oberflächeneigenschaften im Referenztest verbessert hatten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Verformen von Metall, bei dem mindestens zwei Teile aufeinandertreffen, um mindestens eines der Teile zu verformen, wobei mindestens eines der zu verformenden Teile aus einem Metall gebildet ist und wobei eine Metallbearbeitungsflüssigkeit auf mindestens einem der Teile zum Schmieren und Abkühlen der Teile wahrend des Metallverformungsvorgangs abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbearbeitungsflüssigkeit eine mizellenförmige Wasser-in~Öl-Emulsion ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ ei ohne t , daß die mizellenförmige Emulsion aus Wasser, einer Ölphase und einem Emulgator besteht, wobei die Ölphase Schmiereigenschaften für die Teile aufweist, die aufeinandertreffen .

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölphase mindestens einen Kohlenwasserstoff und/oder einen Fettsäureester enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölphase EP-Eigenschaften für Eisenmetalle aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölphase organische Stoffe enthält, welche chemisch kombinierten Schwefel und/oder chemisch kombiniertes Chlor enthalten.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des chemisch kombinierten Chlors und/oder Schwefels in den organischen Stoffen ausrei-

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ORIGINAL INSPECTED

chend ist, um eine Erhöhung der Schmiereigenschaften der Emulsion zu bewirken, um Eisenmetalle unter Bedingungen zu bearbeiten, daß der hydrodynamische Film der Emulsion gebrochen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Stoffe chemisch kombinierten Schwefel und/oder Chlor in inaktiver Form enthalten.

8. Verfaliren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Stoffe chemisch kombinierten Schwefel und/oder Chlor in aktiver Form enthalten.

9. Verfaliren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Stoffe 5 biß h5% aktiven Schwefel enthalten, wobei die organische Phase weiterhin ein von Petroleum hergeleitetes Schmieröl mit einer Viskosität von 20 bis 500 Saybolt-sec bei 37,8⁰C enthält und wobei die Emulsion mehr als 2% aktiven Schwefel enthält und eine Viskosität von weniger als 300 Saybolt-sec bei 37,8°c aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion 20 bis 80 Gew.-?o Ölphase, 8 bis 70 Gew.-% Emulgator und mehr als 0 bis 72 Gew.-% Wasser enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Emulsion mehr als 0 bis 70 Gew.-Jo eines von Petroleum abgeleiteten Schmieröls mit einer Viskosität von 20 bis 500 Saybolt-sec bei 37,8°C, 5 bis 40 Gew.-# hochaktive sulfurisierte organische Stoffe mit 5 bis 45 Gew.-?a aktivem Schwefel enthält, wobei die Summe aus dem von Petroleum abgeleitetem Schmieröl und den hochaktiven sulfurisierten organischen Stoffen mindestens 20 Ge\r.-% beträgt, daß

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die Emulsion mehr als O bis 72 Gew.-?6 Wasser und 8 bis 70 Gew.-Emulgator enthält, wobei die Emulsion eine Viskosität von weniger als 300 Saybolt-sec bei 37,8°C und einen Gesamtgehalt von aktivem Schwefel von mehr als 2% aufweist.

12. Verfaliren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das bearbeitete Metallteil aus einem Eisenmetall gebildet ist.

13. Verfahren zun Verformen von Metall, bei dem mindestens zwoi Metallteile aufeinander auftreffen, um mindestens eines der Metallteile zu verformen, und bei dem weiterhin eine Metallbearbeitungsflüssigkeit auf mindestens einem der Teile abgeschieden wird, um die Teile während des Metallverformungsvorgangs zu schmieren und abz\jlcühlen, dadurch gekennzeichnet, da0 die Metallbearbeitungsflüssigkeit eine mizellenförinige Was scr-in-Öl-Emulsion ist.

14. Mizellenförmige Wasser-in-Öl-Emulsion zur Bearbeitung von Eisenmetallen, dadurch gekennzeichnet , daß sie Wasser, Emulgator und eine Ölphase enthält, wobei die Ölphase EP-Eigenschaften für Eisenmetalle aufweist.

15. Emulsion nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölphase mindestens ein EP-Additiv für Eisenmetalle enthält, um der Ölphase EP-<Eigenschaften für Eisenrnetalle zu verleihen, wobei mindestens eines der EP-Additive für Eisenmetalle aus der Gruppe

(1) chlorierte organische Stoffe,

(2) sulfurisierte organische Stoffe,

(3) sulfοchlorierte organische Stoffe,

(4) elementarer Schwefel,

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(5) phosphochlorierte organische Stoffe,

(6) phosphosulfurisierte organische Stoffe,

(7) Aminphosphate und

(8) Fettsäuren

ausgewählt ist und wobei die Menge der EP-Additive in der Ölphase ausreichend ist, um eine Erhöhung der Schiniereigenschaf ten der Emulsion zu bewirken, wenn diese als Metallbearbeitungsflüssigkeit zum Bearbeiten von Eisenmetallen bei Bedingungen verwendet wird, daß der hydrodynamische Film der Emulsion gebrochen ist.

16« Emulsion nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölphase mindestens einen organischen Stoff enthält, der chemisch kombinierten Schwefel und/ oder Chlor in aktiver Form enthält.

17. " Emulsion nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölphase mindestens einen hochaktiven sulfurisierten organischen Stoff mit 5 bis 45% aktivem Schwefel enthält, wobei die organische Phase weiterhin ein von Petroleum abgeleitetes Schmieröl mit einer Viskosität von 20 bis 500 Saybolt-sec bei 37,8⁰C enthält und wobei die Emulsion eine Viskosität von weniger als 300 Saybolt-sec bei 37,8°C aufweist und mehr als 2% aktiven Schwefel enthält.

18. Emulsion nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion 20 bis 80 Gew.-% Ölphase, 8 bis 70% Emulgator und mehr als 0 bis 70 Gew.-% Wasser enthält.

19. Emulsion nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion mehr als 0 bis 70 Gew.-%

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eines von Petroleum abgeleiteten Schmieröls mit einer Viskositat von 20 bis 500 Saybolt-sec bei 37,8°C, 5 bis 40 Gew.-?S mindestens eines hochaktiven sulfurisierten organischen Stoffes mit etwa 5 bis 45% aktiven Schwefel enthält, wobei die kombinierte Menge des von Petroleum abgeleiteten Schmieröls und des hochäktiven sulfurisierten organischen Stoffs mindestens 20 Gew.-% beträgt, daß die Emulsion mehr als 0 bis 72 Ge\>t.~% Wasser und 8 bis 70 Ge\r.-% Emulgator enthält und daß die Emulsion mehr als 2% aktiven Schwefel enthält und eine Viskosität von weniger als 300 Saybolt-sec bei 37,8°C hat.

20. Emulsion nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aktiven Schwefel enthält.

21. Emulsion nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung inaktiven Schwefel enthält.

22. Metallschneidflüssigkeit, die sowohl als Kühlmittel als auch als Schmiermittel wirkt, mit folgender Zusammensetzung:

Bestandteil Gewichtsteile

inaktiver oder aktiver sulfurisierter Ester einer olefinischen Fettsäure mit niedriger

Viskosität ' 15 bis 84

Kolophoniumsäure 0 bis 10

äthoxyliertes Rizinusöl 8 bis 25

Amid von Diäthanolamin und einer Fettsäure 8 bis 25

Biozid-Fungizid 0 bis 8

chloriertes Fett oder Fettsäureester 0 bis 15

NaNO₂ 0 bis 5

Schauminhibitor 0 bis 3

Wasser (destilliert oder entionisiert) 0 bis 60.

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23. Flüssigkeit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der sulfurisierte Ester der olefinischen Fettsäure mit niedriger Viskosität in einer Menge von 22 bis 48 Gewichtsteilen vorhanden ist.

24. 'Flüssigkeit nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolophoniumsäure in einer Menge von 3 "bis 6 Gewichtsteilen vorhanden ist.

25. Flüssigkeit nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das äthoxylierte Rizinusöl in einer Menge von 10 bis 20 Gewichtsteilen vorhanden ist.

26"? Flüssigkeit nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Amid von Diäthanolamin und Fettsäure in einer Menge von 10 bis 20 Gewichtsteilen vorhanden ist.

27. Flüssigkeit nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß das Wasser in einer Menge von 8 bis 30 Gewichtsteilen vorhanden ist.

28. Flüssigkeit nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das chlorierte Fett oder Fettsäureester in einer Menge von 2 bis 10 Gewichtsteilen vorhanden ist.

29. Flüssigkeit nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Biozid-Fungizid in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen vorhanden ist.

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