DE910948C

DE910948C - Process for the pretreatment of workpieces made of metals for non-cutting deformation

Info

Publication number: DE910948C
Application number: DEF3975D
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Koch; Dr Alois Wuestefeld
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1944-12-30
Filing date: 1944-12-30
Publication date: 1954-05-10

Description

Verfahren zur Vorbehandlung von Werkstücken aus Metallen für die spanlose Verformung Das spanlose Verformen, z. B. das Ziehen, Strecken oder Walzen von Metallen, insbesondere von Eisen und Stahl, wird dadurch erleichtert, daß man die Werkstücke vor der formgebenden Behandlung mit einer Schutzschicht von Oxyden oder Salzen, z. B. von Phosphaten, überzieht. Als Schmiermittel bei der spanlosen Verformung der so vorbehandelten Metallstücke werden Öle, Fette und insbesondere Seifen verwendet. Die spanlose Verformung von phosphatierten Metallstücken wird erst durch die Mitverwendung von Seife ermöglicht.Process for the pretreatment of workpieces made of metals for non-cutting Deformation Non-cutting deformation, e.g. B. the drawing, stretching or rolling of metals, in particular of iron and steel, is made easier by the fact that one the workpieces before the shaping treatment with a protective layer of oxides or salts, z. B. of phosphates coated. As a lubricant for non-cutting deformation the pieces of metal pretreated in this way are used with oils, fats and, in particular, soaps. The non-cutting deformation of phosphated metal pieces is only possible when they are also used made possible by soap.

Es wurde nun gefunden, daß man die spanlose Verformung von Metallen dadurch wesentlich erleichtern kann, daß man die Werkstücke in einer wäßrigen Lösung oder Suspension von höhermolekularen Alkylsulfamidoessigsäuren, deren Alkylrest mindestens 8 Kohlenstoffatome enthält, vorbehandelt.It has now been found that the non-cutting deformation of metals can be made much easier by placing the workpieces in an aqueous solution or suspension of higher molecular weight alkylsulfamidoacetic acids, their alkyl radical contains at least 8 carbon atoms, pretreated.

Für die Vorbehandlung der Werkstücke werden wäßrige Lösungen der freien Säuren oder neutrale oder alkalische Lösungen der Metallsalze der Säuren verwendet.For the pretreatment of the workpieces, aqueous solutions of the free Acids or neutral or alkaline solutions of the metal salts of the acids are used.

Die zieherleichternde Wirkung der zur Anwendung kommenden Verbindungen ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß die Verbindungen aus ihren Lösungen durch die Metalloberfläche besonders haftfest adsorbiert werden. Infolge ihrer hohen Haftfestigkeit ermöglichen sie die Durchführung einer Reihe von Verformungsgängen hintereinander ohne erneute Oberflächenbehandlung.The pull-relieving effect of the compounds used is probably due to the fact that the compounds are out of their solutions be adsorbed by the metal surface in a particularly adhesive manner. As a result of their high Adhesion Strength they allow you to perform a number of Deformation processes one after the other without renewed surface treatment.

Es ist überraschend, daß diese Verbindungen nicht nur dazu dienen können, bei der spanlosen Verformung von :Metallen mit Phosphatüberzügen die bisher verwendeten Schmiermittel, z. B. Seife, zu ersetzen, sondern daß es darüber hinaus auch möglich ist, die zu verarbeitenden Metallteile ohne vorheriges Überziehen mit einer Oberflächenschicht aus Phosphat durch Behandeln allein mit diesen Mitteln für die spanlose Verformung vorzubereiten.It is surprising that these compounds do more than just serve that purpose can, in the non-cutting deformation of: Metals with phosphate coatings that were previously possible lubricants used, e.g. B. Soap, to replace it, but that it goes beyond that it is also possible to use the metal parts to be processed without prior coating a surface layer of phosphate by treating with these agents alone to prepare for non-cutting deformation.

Die hier beschriebene Vorbehandlung ist anwendbar für alle Metalle, also außer für Eisen und Stahl auch für Kupfer, Zink, Aluminium usw., und deren Legierungen, die der spanlosen Verformung unterworfen werden sollen. e :Man kann die Metalle vor der Behandlung mit den oben beschriebenen Verbindungen noch in der üblichen Weise beizen.The pretreatment described here can be used for all metals So besides iron and steel also for copper, zinc, aluminum etc., and their Alloys that are to be subjected to non-cutting deformation. e: You can the metals before treatment with the compounds described above still in the pickling in the usual way.

Die Vorbehandlung der Metalle gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt durch Einlegen der Werkstücke in wäßrige saure, neutrale oder alkalische Lösungen oder Suspensionen der Verbindungen oder ihrer Metallsalze in der Wärme oder auch bei gewöhnlicher Temperatur. Die Werkstücke können im feuchten Zustand unmittelbar nach Entnahme aus den Behandlungsbädern oder auch nach vorherigem Trocknen bei geeigneter Temperatur verformt werden. Die Behandlungsdauer richtet sich nach der Art der zu behandelnden Werkstücke und nach der Intensität und Zahl der beabsichtigten einzelnen Streck- und Ziehgänge. Beispiel i Geglühte Hülsenstadien aus Tiefziehstahl werden für das Ziehen unter Wandstärkenabstreckung und Durchmesserverkleinerung wie folgt vorbehandelt: Die Stadien werden in der üblichen Weise gebeizt und mit. einer Phosphatschicht überzogen. Anschließend werden sie einer Tauchbehandlung in einer 2"(oigen wäßrigen Lösung eines Alkylsulfamidoessigsäuregemisches, dessen Herstellung anschließend näher beschrieben wird, vom pH-Wert 4 bis 5 unterworfen. Die Tauchzeit beträgt etwa 5 bis io Minuten, je nach der gewünschten Schichtdicke. Auf der Oberfläche der Phosphatschicht bildet sich eine gleichmäßige und fest haftende Schicht der Alkylsulfamidoessigsäure. Eine Nachbehandlung der Werkstücke selbst mit heißem Wasser schadet nicht, ist aber für die Weiterverarbeitung nicht erforderlich.The metals are pretreated in accordance with the present invention by placing the workpieces in aqueous acidic, neutral or alkaline solutions or suspensions of the compounds or their metal salts in the heat or else at ordinary temperature. The workpieces can be used immediately when they are wet after removal from the treatment baths or after prior drying if suitable Deformed by temperature. The duration of treatment depends on the type of to treated workpieces and according to the intensity and number of the intended individual Stretching and pulling gears. Example i Annealed sleeve stages are made from deep-drawing steel for drawing with wall thickness ironing and diameter reduction as follows pretreated: The stadiums are pickled in the usual way and with. a phosphate layer overdrawn. They then undergo an immersion treatment in a 2 "(above-mentioned aqueous Solution of an alkylsulfamidoacetic acid mixture, its production subsequently is described in more detail, from pH 4 to 5 subjected. The dive time is about 5 to 10 minutes, depending on the desired layer thickness. On the surface of the phosphate layer a uniform and firmly adhering layer of the alkylsulfamidoacetic acid forms. Post-treatment of the workpieces even with hot water does not do any harm, but it is not required for further processing.

Die so vorbehandelten Werkstücke werden in feuchtem oder lufttrockenem Zustand in die Ziehmaschine eingelegt. Das Ziehen erfolgt unter Kühlen mit derselben Lösung des Alkylsulfamidöessigsäuregemisches. Der Verformungsgrad f - ioo kann bis zu 6o °/o betragen, dabei ist -wobei ix die Länge nach der Verformung und =o die ursprüngliche Länge der Stadie bedeutet. Im vorliegenden Falle gibt die Längenänderung ein Maß für die Verformung an, da die Längenänderung das umgekehrte Vorzeichen wie die beiden anderen Verformungsrichtungen hat. Ein Weiterziehen kann ohne weitere Zwischenbehandlung, wenn nicht aus anderen Gründen eine Glühung erforderlich ist, erfolgen. Auch andere sich anschließende Verformungsvorgänge können ohne neue Vorbehandlung mit Schmiermitteln durchgeführt werden. Sich anschließende Behandlungen sind z. B. Bodenpressen der Hülse und zwei Einziehvorgänge, die eine Verjüngung der Hülse zur Mündung hin bewirken.The workpieces pretreated in this way are placed in the drawing machine in a moist or air-dry state. The drawing takes place with cooling with the same solution of the alkylsulfamidoacetic acid mixture. The degree of deformation f - ioo can be up to 6o%, where is -where ix is the length after the deformation and = o is the original length of the stage. In the present case, the change in length indicates a measure of the deformation, since the change in length has the opposite sign to the other two directions of deformation. Further drawing can take place without further intermediate treatment, unless annealing is required for other reasons. Other subsequent deformation processes can also be carried out without new pretreatment with lubricants. Subsequent treatments are e.g. B. Bottom pressing of the sleeve and two pulling-in processes that cause the sleeve to taper towards the mouth.

Nach allen diesen Verformungsvorgängen befindet sich auf der Hülse noch eine ausreichende Schicht der obengenannten Verbindung, die die Hülse vor Rost schützt.After all these deformation processes is located on the sleeve still have a sufficient layer of the above compound that the sleeve from rusting protects.

Gegenüber der Verwendung von Seife hat die hier beschriebene Behandlung den Vorteil, daß es möglich ist, mehrere Ziehvorgänge hintereinander ohne Zwischenbehandlung mit Schmiermitteln durchzuführen und daß das gezogene Werkstück einen guten Rostschutz besitzt, der bisher erst durch eine erneute Behandlung geschaffen werden mußte. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Hülsen sich leichter vom Ziehdorn abstreifen lassen.Compared to the use of soap, the treatment described here has the advantage that it is possible to carry out several drawing processes in succession without intermediate treatment Perform with lubricants and that the drawn workpiece has good rust protection possesses, which so far had to be created only by a new treatment. Another advantage is that the sleeves slide off the mandrel more easily permit.

Das Alkylsulfamidoessigsäuregemisch ist erhältlich durch Behandlung einer hydrierten Kohlenwasserstofffraktion aus der Kohlenoxydreduktion mit den Siede- , grenzen 24o bis 320° mit Chlor und Schwefeldioxyd, Umsetzung des so erhaltenen Gemisches von Alkylsulfochloriden mit Ammoniak und Kondensation des Alkylsulfamidgemisches mit Chloressigsäure. Beispiel 2 Die gleichen Ziehvorgänge können auch durchgeführt werden, ohne däß man die gebeizten Werkstücke mit einer Phosphatschicht überzieht. Man läßt die in Beispiel i beschriebene Lösung unmittelbar auf die gebeizte Oberfläche der Werkstücke aus Tiefziehstahl einwirken. Auch in diesem Falle erhält man eine gleichmäßig verteilte, fest haftende Schicht der Alkylsulfamidoessigsäuren, die es gestattet, die im Beispiel i angeführten Ziehvorgänge ohne Schwierigkeiten durchzuführen. Das Ziehen von nicht phosphatierten Werkstücken dieser Art ist bei Anwendung von Seife nicht möglich. Beispiel 3 Die im Beispiel i beschriebenen Ziehvorgänge können auch durchgeführt werden, wenn man die Werkstücke wie folgt vorbehandelt: Der gebeizte Tiefziehstahl wird in üblicher Weise in der Siedehitze gekälkt. Anschließend werden die gekälkten Werkstücke in eine alkalische Lösung der in Beispiel i beschriebenen Alkylsulfamidoessigsäure vom pH-Wert g einige Zeit getaucht, wobei es zweckmäßig ist, die Werkstücke in dem Bad zu bewegen. Dabei bildet sich auf der Oberfläche eine fest verwachsene Schicht des Calciumsalzes der Alkylsulfamidoessigsäure, die für die anschließenden Ziehvorgänge ein ausgezeichnetes Schmiermittel darstellt.The alkylsulfamidoacetic acid mixture is obtainable by treatment a hydrogenated hydrocarbon fraction from the carbon oxide reduction with the boiling , limit 24o to 320 ° with chlorine and sulfur dioxide, implementation of the so obtained Mixture of alkyl sulfochlorides with ammonia and condensation of the alkyl sulfamide mixture with chloroacetic acid. Example 2 The same drawing operations can also be carried out without coating the pickled workpieces with a phosphate layer. The solution described in Example i is left directly on the stained surface the workpieces made of deep-drawn steel act. In this case, too, you get a evenly distributed, firmly adhering layer of the alkylsulfamidoacetic acids, the it allows the drawing operations listed in example i to be carried out without difficulty. This type of drawing of non-phosphated workpieces is possible when using Soap not possible. Example 3 The drawing processes described in Example i can can also be carried out if the workpieces are pretreated as follows: The pickled Deep-drawing steel is limed in the usual way at the boiling point. Then be the limed workpieces in an alkaline solution of the described in example i Alkylsulfamidoacetic acid of pH value g dipped for some time, whereby it is expedient is to move the workpieces in the bath. This forms on the surface a firmly intergrown layer of the calcium salt of alkylsulfamidoacetic acid, which is an excellent lubricant for the subsequent drawing processes.

Die in den Beispielen i bis 3 beschriebenen Verfahren zur Vorbehandlung der Werkstücke zum Ziehen sind auch geeignet zum Tiefziehen aus der Ronde mit und ohne Wandstärkenverformung und zum Rohrziehen. Auch andere zur spanlosen Formung geeignete Werkstoffe können zur Erleichterung des Ziehens vorteilhaft mit den beschriebenen Verbindungen behandelt werden.The pretreatment methods described in Examples i to 3 the workpieces for drawing are also suitable for deep drawing from the Round blank with and without deformation of wall thickness and for pipe drawing. Others for chipless too Materials suitable for shaping can advantageously be used to facilitate drawing the described compounds are treated.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the pretreatment of workpieces made of metals for non-cutting deformation, characterized in that the workpieces are in aqueous Solutions or suspensions of higher molecular weight alkylsulfamidoacetic acids, their Alkyl radical contains at least 8 carbon atoms, pretreated. Referred publications: Engler-Höfer: "Das Erdöl" (19z3), vol. 1, p. 87; Ullmann: »Encyclopedia of techn. Chemistry "(1922), vol. Zo, p. 89; Edgar And e s: »Vegetable and mineral lubricating oils« (1922), pp. 4, 18, 443 ff-; Philipp: "Technically Usable Emulsions" (1938) Vol. i, p. 315; Association of German Ironworkers and German Standards Committee: »Guidelines for the purchase and testing of lubricants «(1936), pp. 11, 12; Holde: hydrocarbon oils and Fette (1933) p.398; "Metallwirtschaft" (1942), p. 13, r. Sp., Paras. 2 to 4.