DE950023C - Hilfsmittel fuer die spanlose und spanabhebende Metallverformung - Google Patents

Description

• Hilfsmittel für die spanlose und spanabhebende Metallverformung Zur spanlosen oder spanabheb@end@en Verformung von Metallen, wie zum Pressen, Ziehen, Drücken, Bohren, Fräsen,. Hobeln, Schneiden, bedient man sich zwecks Verminderung der Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug öliger Schmiermittel, wie fetter Öle, Mineralöle oder Mischungen daraus, die gelegentlich zwecks Erhöhung der Belastbarkeit noch Zusätze von schwefel-, halogen- oder phosphorhaltigenVerbindungen enthalten können. Diese gestatten es in vielen Fällen, den Ausschuß, insbesondere bei der spanlosen Verformung, zu verringern oder bei der spanabhebenden Bearbeitung schneller zu arbeiten.
• Der Nachteil dieser öligen Metallbearbeitungsmittel liegt jedoch darin, daß sie, wie z. B. fette Öle, infolge ihres hohenPreises zu unwirtschaftlich sind. Bei .der modernenMetallbearbeitung gestatten sie infolge ihrer schlechten Wärmeleitfähigkeit nicht mehr, die Verarbeitungswärme abzuführen, so daß wohl eine gute Schmierwirkung gegeben ist, jedoch derAusstoß-letztenEndes wegen vorzeitigen Verschleißes des Werkzeuges nicht mehr erhöht werden kann.
• Um eine bessere Kühlwirkung hervorzurufen, hat man Metallbearbeitungsöle der genannten Art mit Hilfe von Seifen, alipnatischen oder aromatischen Sulfonaten, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Alkoholen, in blanke Zubereitungen übergeführt, die bei Verdünnung mit Wasser mehr oder weniger stabile wäßrige Emulsionen dieser Öle ergaben. Diese sogenannten Bohrölemulsionen lassen sich nur unter Innehalten besonderer Vorsichtsmaßnahmen verwenden. Sie sind sehr salzempfindlich und neigen .bei längerem Stehen oder bei höherer Temperatur bzw. nach dem Zufrieren dieser Emulsion zur Aufrahmung. Durch diese unter allen möglichen Umständen eintretende Koagulation wird der Wirkungsgrad dieser Produkte wesentlich herabgesetzt und die Anwendungsmöglichkeit ,eingeschränkt. Infolge derAnweSenheit von Öl genügt die wärmeabführende Wirkung dieser Emulsion nicht allen Ansprüchen.
• Mit gutem Erfolg wurden auch schon die Salze von Umsetzungsprodukten aus Paraffinsulfochloriden, wie sie durch Sulfochlorieren von Kogasinfraktionen erhalten werden, mit Aminoessigsäure als Bohrmittel verwendet. Bei diesen Salzen handelt es sich nicht um ein'heitlic'he chemisch wohldefinierte Körper. Einerseits können bei der Sulfochlorierung von Kogas.in praktisch alle Wasserstoffatome der auch untereinander verschiedenen Paraffinkohlenwasserstoffe substituiert werden, und andererseits enthalten diese Umsetzungsprodukte unveränderte oder anderweitig substituierteKohlenwasserstoffe, z. B. Ausgangskogasin, Chlorparaffin, Sulfinsäuren und andere Stoffe.
• Man kann infolgedessen nicht mit gleicher Sicherheit ein Produkt von gleichbleibender Beschaffenheit erzielen; da die nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffe beim Auflösen des Produktes eine Emulsion ergeben, zeigen sich zum Teil auch die oben für Bohröle erwähnten Übelstände.
• Es wurde nun gefunden, daß man als Metallbearbeitungsöle von hervorragenden Eigenschaften die Alkalisalze von Umsetzungsprodukten aus Fettalkylchlorsulfonsäureestern mit Aminocarbonsäuren oder Aminosulfonsäuren in Form ihrer wäßrigen Lösungen verwenden kann. Diese Umsetzungsprodukte sind. Verbindungen der nachstehenden Formel: Ri.OS02-NH#R2COOH bzw.
• RiOS02-NH-R2SO3H. Diese in außerordentlicher Reinheit herstellbaren wohldefinierten Säuren weisen in Form ihrer Alkalisalze eine optimale ungestörte Grenzflächenonientierung auf, die sieh in zum Teil ungewöhnlich niedrigen Reibungswerten der wäßrigen Lösungen ausdrücken. DieseReibungswerte sind niedriger als diejenigen der wäßri.gen Lösungen von Salzen, auch von chemisch einheitlichen Salzen, der Alkylsulfamidocarbonsäurenr.
• In den vorstehend aufgeführten Formeln sind unter R1 zu verstehen einfache oder substituierte Fettalkohole natürlicher oder beliebig synthetischer Herkunft. Es sind darunter Alkohole mit 8 oder mehr, vorzugsweise 1z oder mehr Ko'hlenstoffatom-en zu verstehen bzw. eine solche aliphatische Substitution oder substituierte Körper, die alkoholische Hydroxylgruppen tragen. Es seien beispielsweise genannt: Decanol, Dodecanol, Hexadecanol, Octadecanol, 9-Phenyloctadecanol, ir-Phenylundecanol, Octyl-phenyl-äthyl,alkohol, auch: Alkohole, deren Kohlenstoffkette durch ätherartige Sauerstoffatome unterbrochen ist, können Verwendung finden, wie Dodecylglykol, Hexadecylpentaät'hylenglykol und ähnlich gebaute Stoffe. Je nach den technischen Erfordernissen, die an ein Metallbearbeitungsmittel gestellt werden, lassen sich auch Fettalkohole bzw. fettalkoholähnliche Körper, z. B. Alkylphenole, Alkylnaphthole oder Alky1cyclohexanole, verwenden, deren Konstitution chemisch nicht genau definiert ist. Als derartige Körper seien genannt: Fettalkylphenole oder Fettal'kylcyclohexanole, wie sie durch Anlagerung von Krackolefinen der Kettenlänge Cio bis C25 an den Benzolkern gewonnen werden. Mit Vorteil lassen sich weiterhin konstitutionell nicht völlig geklärte Fettalkohole verwenden, wie sie direkt aus der Paraffinoxydation oder durch Hochdruckhydrierung von Paraffinoxydationsfettsäurenentstehen, ferner Alkohole, wie sie durch Einwirkung von Kohlenoxyd und Wasserstoff auf Olefine der Kettenlänge Cio bis C2, oder darüber gebildet werden.
• Als Aminosäurekomponente finden Verwendung: Glykokold, Alanin, Glutaminsäure, E-Aminocapronsäure, a-Aminopropionsäure, i i-Aminoundecansäure; auch Eiweißspaltprodukte mit freier Aminogruppe sind der beschriebenen Reaktion zugänglich, ebenso Aminosulfonsäuren, wie Aminoäthylsulfonsäure, Aminobutylsulfonsäure, Sulfanilsäure, Aminonaphthylsulfonsäuren, insbesondere die 1-Naphthylamin-7-sulfonsäure oder die entsprechenden 1-, $-, 1-, 6-, 1-, 8- und a-, 7-Verbindungen.
• Die erfindungsgemäß verwendeten Substanzen können hergestellt werden, indem man den aus Fettalkoholen und Sulfurylchloridi jeweils zugänglichen Fettalkylchlorsulfonsäureester in Gegenwart säurebindender Mittel auf die entsprechende Aminoverbindung zur Einwirkung bringt und aus den hierbei erhaltenen Säuren in an sieh bekannter Weise Salze, insbesondere Alkalisalze, herstellt.
• Die Salze der genannten Carbon- oder Sulfonsäuren können iin verschiedenen Verdünnungsgraden eingesetzt werden, je nach der Beanspruchung, die der Verwendungszweck stellt.
• Bei§piell Dodecylsdhwefelsäureester - a - amidocapronsaures Natrium wurde in o,5o/oiger wäßriger Lösung auf der Almen-Wieland-Maschine geprüft. Bei ro5o kg Belastung zeigt das Produkt in einer o,5o/oigen wäßnigen Lösung eine Reibungszahl von ,u = o,o58. Bei einer Belastung von i5oo kg beträgt der ,u-Wert immer noch 0,073. Demgegenüber läßt sich ein paraffinsulfonamidoessigsaures Natrium mit einem Alkylrest einer mittleren Kettenlänge von 1.4 bis 15 C-Atomen in o,5o/oiger Lösung in der Almen-Wieland-Masc'hine nur mit 7oo kg belasten. Darüber hinaus tritt Verschweiß,ung zwischen Welle und Lager auf. Der entsprechende ,u-Wert liegt bei o,ogo.
• Beispiel: i r-phenyl-undecyl -1- schwe£elsäureeester- ami doessigsaures Natrium wurde in ro/oiger wäßriger Lösung beim Drehen von Wellenstahl benufzt. Das bearbeitete Werkstück zeigte ein glattes, silberiges Aussehen, während mit bekannten Bohrm,ittelemulsionen tfas gleiche Werkstück im gleichen Arbeitsgang weiterverarbeitet ein mattes Aussehen aufwies, das bei .der Betrachtung unter der Lupe durch Herausreißen von kleinen Metallteilchen aus der Oberfläche durch den Werkzeugstahl hervorgerufen wurde. Als besonders vorteilhaft bei diesem Arbeitsgang zeigte es sich, daß die zur Verwendung gelangende wäßrige Lösung vollkommen blank und durchsichtig war; der Arbeiter hat somit die Möglichkeit, stets sein Werkzeug und Werkstück zu sehen, weil er nicht durch die bisher übliche undurchsichtige Emulsion daran gehindert wird.
• Beispiel 3 Das Natriumsalz der Hexadecyl-schwefelsäureestersulfanilsäure zeigte beim Arbeiten in hartem Wasser eine sich vorteilhaft bemerkbar machende Elektrolytbeständigkeit, die derjenigen von carboxylhaltigen Gruppen überlegen war. r,2o/odge wäßrige Lösung gestattete beim Bohren infolge der guten Wärmeableitung einen stärkeren Vorschub und damit eine Erhöhung der Produktion. Auch beim Formpressen von Blechen oder Ziehen von Drähten zeigte die Substanz eine gute Kühlwirkung und verringerte den Ausschuß.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung von Alkalisalzen der allgemeinen Formel: R1O-S02-NH-R2COOM'e bzw. R1O-S02-NH-R2-S03Me, in welcherR1 einRadikal znitmehr als 8Kohlenstoffatomen eines einfachen oder durch Aryle oder Allicyclen substituierten einwertigen Al- kohols natürlicher oder synthetischer Herkunft oder eines allcylsubstituierten Phenols, Naphthols oder Cyclohexanols, R2 die Gruppe (C H2) x oder C6 H4 oder C., H. und Me ein Alkalimetall, vorzugsweise Natrium, bedeutet, in Form ihrer wäßrigen Lösungen als Hilfsmittel für die spanlosle und spanabhebende Metallverformung. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 856 774; französische Patentschrift Nr. 892 713; Journ. of The Inst. of Petroleum (r948), S. 802; Auszüge Deutscher Patentanmeldungen (i948.), Vol. 6, S.804 (772 156IVd).