EP2105490B9 - Hochtemperaturschmiermittel, insbesondere mindestens einen Oxidationskatalysator enthaltendes Gesenkschmiermittel - Google Patents

Hochtemperaturschmiermittel, insbesondere mindestens einen Oxidationskatalysator enthaltendes Gesenkschmiermittel Download PDF

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EP2105490B9 EP09152110A EP09152110A EP2105490B9 EP 2105490 B9 EP2105490 B9 EP 2105490B9 EP 09152110 A EP09152110 A EP 09152110A EP 09152110 A EP09152110 A EP 09152110A EP 2105490 B9 EP2105490 B9 EP 2105490B9
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acid
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iii
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    • C10N2050/02—Dispersions of solid lubricants dissolved or suspended in a carrier which subsequently evaporates to leave a lubricant coating

Definitions

  • the present invention relates to a high-temperature lubricant, in particular die lubricant, based on water-dispersed graphite or based on graphite in mineral oil containing 0.01 to 5 weight percent (wt .-%) of at least one oxidation catalyst, based on a cerium compound and a method of hot working metals using the high temperature lubricant of the present invention.
  • lubricants are needed to ensure optimum metal slip between the processing tools at high processing temperatures. This can lead to rapid wear of the processing tools, especially when processing hard or difficult to deform metals.
  • the lubricants are intended to reduce the frictional resistance between the metal and the tool in order to reduce the wear of the tools.
  • the lubricants must withstand high temperatures.
  • organic components such as polymers or mineral oils are used.
  • Organic additives are effective only up to a maximum of 600 ° C, then burn or coke them, salts or salt mixtures are effective only from the onset of melting (usually above 300 ° C).
  • Salts or salt mixtures in combination with graphite are used as they contribute to lubrication in the melt flow and reduce the relatively strong Van der Waals forces between the graphite particles or layers.
  • the German OS 2 108 738 describes a high-temperature lubricant for chipless metal forming containing an alkali metal sulfate, borax, potassium chloride, Natriumacetattrihydrat and graphite in powder form having a particle size which does not exceed 10 microns. Furthermore, this agent may additionally contain ammonium sulfate and a stabilizer from the class of polysaccharides and / or alkylcelluloses and / or alginates.
  • the OS 2 048 537 describes a phosphate-based high-temperature lubricant for thermoforming metals in the form of a firmly adhering layer in combination with a binder and a solvent, this lubricant consisting of a dispersion of a mixture or a melt of phosphates with sodium and / or potassium and / or zinc and / or aluminum and / or boron, optionally with the addition of calcium fluoride, sodium fluoride, zinc sulfide, graphite and / or sodium-zinc polyphosphate in a highly polymeric binder and an organic solvent.
  • This high temperature lubricant can be used for forging, rolling, pressing, drawing or pushing.
  • the layout 2 046 727 discloses a high-temperature lubricant for chipless metal forming, consisting of an alkali metal sulfate, borax, potassium chloride, sodium acetate trihydrate and graphite in powder form having a particle size not greater than 10 microns, optionally further ammonium sulfate, a mixture of magnesium hydroxide, thiatriazole derivatives, azoisobutyrodinitrile and / or azodicarbonamide, a dispersant from the class of sulfonated aliphatic polyesters and / or sulfated alcohols and / or sodium alkylsulfonates and a stabilizer from the class of polysaccharides and / or alkylcelluloses and / or alginates and water.
  • graphite-containing lubricants as also mentioned above, have prevailed for the treatment of metals at high temperatures.
  • Graphite is particularly heat-resistant and has particularly good lubricating properties in combination with mineral oils and inorganic salts.
  • a disadvantage of these graphite-containing lubricants is that due to the high carbon content leads to carburizing of the metal surface of the workpiece. This in turn can lead to defective end products with poor processing or material properties.
  • Many of the above-mentioned lubricants contain borax, which, however, can lead to sticking of the tool and workpiece, causing damage to the tools or the machines coming to a standstill.
  • borax-containing lubricants adversely affect the metal surface of the tool or workpiece.
  • To circumvent the problem of coking the tool describes the DE 197 40 109 A1 a graphite-free lubricant that contains little or no carbon.
  • the EP 0164637 describes a high-temperature lubricant for non-cutting hot forming of metals containing a solid lubricant, in particular graphite and an organic in the heat residue-decomposing organic product, for example.
  • a solid lubricant in particular graphite and an organic in the heat residue-decomposing organic product, for example.
  • Alkylene polymers, a polyphosphate, a boron compound, an alkali metal silicate and an organic stabilizer for example.
  • the DE 103 26 815 A1 discloses a substrate having a coating, the coating composition comprising a) solid particles of a release agent other than boron nitride, and b) a binder comprising surface modified nanoscale particulates.
  • the layers are anti-adhesive and high temperature stable.
  • the invention is primarily not an improvement in the lubricating effect, since these can only be achieved by a very high technical effort successes. So, for example with the US 2005/0130851 A1 or US Pat. No. 6,231,980 B1 , proposed for special applications mixtures with so-called fullerenes or nanotubes. However, these "high-tech" lubricants are not acceptable for the practice due to the high price. Also, additives from very fine carbides and / or nitrides have been discussed. For example, a lubricant is known, consisting of nanoscale titanium nitride, which is used in space travel.
  • the object of the present invention is to provide a graphite-containing lubricant of the abovementioned type which, despite its undiminished lubricating effect, minimizes the coking effect in the tool, protects the tool and substantially increases tool life.
  • the high-temperature lubricant additionally contains TiO 2 , MnO 2 and / or Fe (OH) x .
  • additives such as TiO 2 , MnO 2 , ferrocene (di (cyclopentadienyl) iron), iron compounds with a complex salt of an organic acid (for example ferrous ionate) and / or Fe (OH) x o.a. when used in part to the corresponding carbides or carbides / nitirides are converted.
  • these catalysts are present as oxides. Since these hard metal particles form in place, can be dispensed with the use of expensive carbide particles.
  • lubricants with good lubricating properties could be produced again and again, but especially during die-forging lubricant residues accumulated in the tools (dies).
  • cerium compounds possibly in conjunction with TiO 2 , MnO 2 and / or Fe (OH) x , the graphite is oxidized and the dies remain clean. It is particularly advantageous, for example, if cerium compounds are combined with iron or else the combination Cer -Fe -Ti.
  • the wetting agent used in the high-temperature lubricant according to the invention is preferably naphthalene sulfonate or lignin sulfonate.
  • the carrier medium is water and the auxiliaries are preferably alginates, polyacrylates, stabilizers of the suspension and / or nitrogen compounds.
  • the carrier medium is a mineral oil and the auxiliaries are preferably nitrogen compounds, for example urea.
  • a die is sprayed or brushed before forming a workpiece with a high-temperature lubricant based on water-dispersed graphite or based on graphite in mineral oil, wherein coking residues in the mold, preferably by their regeneration, be avoided by the high-temperature lubricant 0.01 to 5 wt .-% of at least one oxidation catalyst, preferably a cerium compound is added.
  • Oxidizing agents which become effective only at higher temperatures, reduce coking residues.
  • the Oxidizers should not decompose rapidly, so they are still effective at the end of the forming process.
  • Oxidation catalysts are added. Oxidation catalysts, such as organic cerium compounds, are used for example in motor oils for marine diesel (reduction of the carbon).
  • Fe and Mn oxidation catalysts are not so effective in aqueous formulations containing phosphates or borates (Fe / Mn phosphates or borates), the better TiO 2 .

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochtemperaturschmiermittel, insbesondere Gesenkschmiermittel, auf Basis von in Wasser dispergiertem Grafit oder auf Basis von Grafit in Mineralöl, welches 0,01 bis 5 Gewichtsprozent (Gew.-%) mindestens eines Oxidationskatalysators, auf Basis einer Cer-Verbindung, enthält sowie ein Verfahren zum Warmumformen von Metallen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Hochtemperaturschmiermittels.
  • Bei der Bearbeitung von Metallen werden Schmiermittel benötigt, die bei hohen Verarbeitungstemperaturen ein optimales Gleiten des Metalls zwischen den Verarbeitungswerkzeugen gewährleisten. Dabei kann es insbesondere beim Verarbeiten von harten oder schwer verformbaren Metallen zu einem schnellen Verschleiß der Verarbeitungswerkzeuge kommen. Die Schmiermittel sollen den Reibungswiderstand zwischen Metall und Werkzeug herabsetzen, um die Abnutzung der Werkzeuge zu verringern. Die Schmiermittel müssen dabei hohen Temperaturen standhalten.
  • Schon seit längeren sind entsprechende Formulierungen auf der Basis von Grafit bekannt. Da Grafit selbst nur schlecht schmiert (0,2, im Hochvakuum 0,5), werden Zusätze wie Phosphate, Borate oder Halogenide von Na, K usw. vorgeschlagen. So wird in der deutschen Auslegeschrift 2 154 232 für einen Hochtemperaturschmierstoff für die Warmverformung von Metallen eine Mischung von Grafit und Alkaliphosphaten- bzw. -boraten beschrieben.
  • Um die Schmierung in einem weiten Bereich von circa 200°C (Gesenk) bis zu 1150 °C (Metallwerkstück, hier Eisen) zu gewährleisten, werden auch organische Komponenten wie Polymere oder Mineralöle verwendet.
  • Organische Zusätze sind nur bis maximal 600°C schmierwirksam, danach verbrennen oder verkoken sie, Salze oder Salzgemische sind erst ab Schmelzbeginn (meist über 300°C) wirksam.
  • Nachteilig beim Einsatz von organischen Zusätzen ist erstens der relativ eingeschränkte Temperaturbereich und zweitens die Gefahr des Verkokens. Diese Verkokungsrückstände können sich in der Form (Gravur) aufbauen und die Maßhaltigkeit des Werkstücks beeinflussen.
  • Durch die Erhöhung des anorganischen Anteils, wie Phosphate usw., kann zwar die Schmierung teilweise verbessert werden, doch besteht auch hier die Gefahr des Verbackens durch Rückstände.
  • Salze oder Salzgemische in Verbindung mit Grafit werden eingesetzt, da sie im Schmelzfluss zur Schmierung beitragen und zwischen den Grafitpartikeln bzw. Schichten die relativ starken Van-der-Waals-Kräfte reduzieren.
  • Die deutsche OS 2 108 738 beschreibt ein Hochtemperaturschmiermittel für die spanlose Metallumformung enthaltend ein Alkalisulfat, Borax, Kaliumchlorid, Natriumacetattrihydrat und Grafit in Pulverform mit einer Teilchengröße, welche 10 µm nicht übersteigt. Weiterhin kann dieses Mittel zusätzlich Ammoniumsulfat und einen Stabilisator aus der Klasse der Polysacharide und / oder Alkylzellulosen und / oder Alginate enthalten.
  • Auch die OS 2 048 537 beschreibt einen Hochtemperaturschmierstoff auf Phosphatbasis für die Warmverformung von Metallen in Form einer fest haftenden Schicht in Kombination mit einem Binder und einem Lösungsmittel, wobei dieser Schmierstoff aus einer Dispersion eines Gemisches oder einer Schmelze von Phosphaten mit Natrium und / oder Kalium und / oder Zink und / oder Aluminium und / oder Bor, ggf. unter Zusatz von Kalziumfluorid, Natriumfluorid, Zinksulfid, Grafit und / oder Natrium-Zink-Polyphosphat in einem hoch polymeren Binder und einem organischen Lösungsmittel besteht. Dieser Hochtemperaturschmierstoff kann beim Schmieden, Walzen, Pressen, Ziehen oder Stoßen verwendet werden.
  • Auch die Auslegeschrift 2 046 727 offenbart einen Hochtemperaturschmierstoff für die spanlose Metallumformung, bestehend aus einem Alkalisulfat, Borax, Kaliumchlorid, Natriumacetattrihydrat und Grafit in Pulverform mit einer Teilchengröße nicht größer als 10 µm, wobei ggf. weiterhin Ammoniumsulfat, eine Mischung aus Magnesiumhydroxid, Thiatriazolderivaten, Azoisobuttersäuredinitril und / oder Azodicarbonamid, ein Dispergiermittel aus der Klasse der sulfonierten, aliphatischen Polyester und / oder der sulfatierten Alkohole und / oder der Natriumalkylsulfonate sowie einen Stabilisator aus der Klasse der Polysacharide und / oder Alkylzellulosen und / oder Alginate und Wasser enthalten kann.
  • Für die Bearbeitung von Metallen bei hohen Temperaturen haben sich insbesondere grafithaltige Schmiermittel, wie sie auch oben erwähnt wurden, durchgesetzt. Grafit ist besonders hitzebeständig und weist in Kombination mit Mineralölen und anorganischen Salzen besonders gute Schmiereigenschaften auf.
  • Ein Nachteil dieser grafithaltigen Schmiermittel besteht allerdings darin, dass es auf Grund des hohen Kohlenstoffanteils zu Aufkohlungen der Metalloberfläche des Werkstücks kommt. Das wiederum kann zu mangelhaften Endprodukten mit schlechten Weiterverarbeitungs- oder Materialeigenschaften führen. Viele der oben genannten Schmiermittel enthalten Borax, welches allerdings zu einem Verkleben von Werkzeug und Werkstück führen kann, so dass Beschädigungen der Werkzeuge auftreten oder die Maschinen zum Stillstand kommen. Weiterhin greifen boraxhaltige Schmiermittel nachteilig die Metalloberfläche von Werkzeug oder Werkstück an. Um das Problem der Verkokung des Werkzeuges zu umgehen, beschreibt die DE 197 40 109 A1 ein grafitfreies Schmiermittel, das keinen oder nur sehr wenig Kohlenstoff enthält.
  • Die EP 0164637 hingegen beschreibt einen Hochtemperaturschmierstoff für die spanlose Heißumformung von Metallen, enthaltend einen Festschmierstoff, insbesondere Grafit und ein in der Wärme rückstandfrei sich zersetzendes organisches Produkt, bspw. Alkylenpolymere, ein Polyphosphat, eine Borverbindung, ein Alkalisilikat sowie ein organisches Stabilisierungsmittel.
  • Die DE 103 26 815 A1 offenbart ein Substrat mit einer Beschichtung, wobei die Beschichtungszusammensetzung umfasst a) Feststoffteilchen von einem Trennmittel, ausgenommen Bornitrid, und b) ein Bindemittel, umfassend oberflächenmodifiziert nanoskalige Feststoffteilchen. Die Schichten sind antiadhäsiv und hochtemperaturstabil.
  • Gegenstand der Erfindung ist vorrangig nicht eine Verbesserung der Schmierwirkung, da diese nur noch durch einen sehr hohen technischen Aufwand Erfolge erzielt werden kann. So werden, beispielsweise mit der US 2005/0130851 A1 oder US 6 231 980 B1 , für spezielle Anwendungen Mischungen mit so genannten Fullerenen bzw. Nanotubes vorgeschlagen. Diese "Hightech"-Schmiermittel sind aber für die Praxis aufgrund des hohen Preises nicht akzeptabel. Auch wurden schon Zusätze aus sehr feinen Carbiden und/oder Nitriden diskutiert. So ist zum Beispiel ein Schmiermittel bekannt, bestehend aus nanoskaligem Titannitrid, das in der Raumfahrt eingesetzt wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht vielmehr darin, ein grafithaltiges Schmiermittel der oben genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches trotz unverminderter Schmierwirkung den Verkokungseffekt im Werkzeug minimiert, das Werkzeug schützt und die Werkzeugstandzeiten wesentlich erhöht.
  • Diese Aufgabe wurde durch ein
  • Hochtemperaturschmiermittel, insbesondere Gesenkschmiermittel, auf Basis von in Wasser dispergiertem Graphit oder auf Basis von Graphit in Mineralöl gelöst, enthaltend
    • 5 bis 40 Gew.-% Graphit,
    • 0,5 bis 20 Gew.-% Salze und
    • 29,5 bis 94,29 Gew.-%Wasser als Trägermedium und Hilfsstoffe oder 35 bis 94,49 Gew.-% Mineralöl als Trägermedium und Hilfsstoffe,
    wobei das Hochtemperaturschmiermittel zusätzlich
    • 0,1 bis 5 Gew.-% Tensid als Netzmittel,
    • 0,1 bis 0,5 Gew.-% Bakterizid und/oder Fungizid
    umfasst wenn das Trägermedium Wasser ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • das Hochtemperaturschmiermittel weiterhin 0,01 bis 5 Gew.-% einer anorganischen Cer-Verbindung und/oder einer organischen Cer-III- oder Cer-IV-Verbindung als Oxidationskatalysator enthält und zusätzlich TiO2, MnO2, Ferrocen, Eisentallat und/oder Fe(OH)x enthalten ist/sind und
    • die Salze eine Mischung aus Ammonium- und Alkali-Phosphaten sind oder zusätzlich andere Stickstoff-Basen enthalten.
  • Es handelt sich hier um ein neuartiges Schmiermittel wie es zum Beispiel bei der Warmumformung von Metallen eingesetzt wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Hochtemperaturschmiermittels sind Cer-Verbindung/en aus der Gruppe der
    • anorganischen Cer-Verbindungen, vorzugsweise Cer(III)-oxid Ce2O3, Cer(IV)-oxid CeO2, Cer(III)-chlorid CeCl3, Cer(IV)-sulfat Ce(SO4)2, Cer(III)-nitrat Ce(NO3)3 6 H2O, Cer(III)-fluorid CeF3, und/oder Cer(IV)-ammoniumnitrat (NH4)2Ce(NO3)6; und/oder
    • der organischen Cer-III- oder Cer-IV-Verbindungen, vorzugsweise der Cer-Alkoholate als Ethylate, n-Propylate, iso-Propylate, n-Butylate oder tert.-Butylate und/oder der Cer-Carboxylate der Essigsäure, Propionsäure, Butansäure, Hexansäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Octansäure, 2-Ethyl-Hexansäure, Valeriansäure, Caprinsäure, Naphtensäure und/oder Laurinsäure, enthalten.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung enthält das Hochtemperaturschmiermittel zusätzlich TiO2, MnO2 und/oder Fe(OH)x. Dabei konnte nun gefunden werden, dass Zusätze wie TiO2, MnO2, Ferrocen (Di(cyclopentadienyl)eisen), Eisenverbindungen mit einem komplexen Salz einer organischen Säure (beispielsweise Eisentallat) und/oder Fe(OH)x o.ä. bei der Anwendung zum Teil zu den entsprechenden Carbiden oder Carbiden/Nitiriden umgewandelt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Katalysatoren als Oxide vorliegen. Da diese Hartmetallpartikel sich an Ort und Stelle bilden, kann auf den Einsatz von teueren Hartmetallpartikeln verzichtet werden. Bei den hohen Temperaturen, wie sie zum Beispiel beim Gesenkschmieden auftreten, entstehen so die entsprechenden Hartmetalle. Diese feinen Partikel, die idealerweise nanoskalig sind, lagern sich in die Mikrorisse in den Werkzeugen ein und härten diese. In der Praxis konnten Werkzeugstandzeiten bis zu 25 % erhöht werden. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der Mischung Oxidationskatalysatoren zugesetzt werden. Sie erleichtern einerseits die Umwandlung in die oben genannten Carbide bzw. Carbide/Nitride, anderseits wird die Oxidation des Grafits beschleunigt, was zur Gasschmierung beiträgt.
  • In der Vergangenheit konnten zwar immer wieder Schmiermittel mit einer guten Schmiereigenschaft hergestellt werden, doch haben sich gerade beim Gesenkschmieden immer wieder Schmiermittelrückstände in den Werkzeugen (Gesenken) angesammelt (aufgebaut). Durch den Zusatz von Cer-Verbindungen, ggf. in Verbindung mit TiO2, MnO2 und/oder Fe(OH)x, wird der Grafit oxidiert und die Gesenke bleiben sauber. Besonders vorteilhaft ist es beispielsweise, wenn Cer-Verbindungen mit Eisen kombiniert werden oder auch die Kombination Cer -Fe -Ti.
  • Da herkömmliche Gesenkschmiermittel zum Teil Phosphate o.ä. Salze (siehe oben) enthalten, bieten sich Mischungen aus Ammonium- und Alkali-Phosphaten (Borate) an oder andere Stickstoff-Basen als zusätzlich enthaltene Salze an. Vorzugsweise sind ein Alkaliphosphat, -sulfat, -borat, -halogenid, - nitrat, -chlorat und/oder -perchlorat enthalten. Diese Salze wandeln sich während des Schmiervorganges, bei dem die Temperatur meist von circa 200°C bis auf über 1000 °C ansteigt, unter Abgabe von Stickstoff in Pyrophosphate um, was sich positiv auf den Schmelzfluss auswirkt. Der Stickstoff wird beispielsweise mit TiO2 zu TiN/TiC umgesetzt.
  • Als Netzmittel wird in dem erfindungsgemäßen Hochtemperaturschmiermittel vorzugsweise Naphthalinsulfonat oder Ligninsulfonat verwendet. Bei einem erfindungsgemäßen Hochtemperaturschmiermittel auf Basis von in Wasser dispergiertem Graphit ist das Trägermedium Wasser und die Hilfsstoffe sind vorzugsweise Alginate, Polyacrylate, Stabilisatoren der Suspension und/oder Stickstoffverbindungen.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Hochtemperaturschmiermittel auf Basis von Graphit in Mineralöl ist das Trägermedium ein Mineralöl und die Hilfsstoffe sind vorzugsweise Stickstoffverbindungen, beispielsweise Harnstoff.
  • Im Sinne dieser Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Warmumformen von Metallen, wobei eine Gesenkform vor dem Umformen eines Werkstücks mit einem Hochtemperaturschmiermittel auf Basis von in Wasser dispergiertem Graphit oder auf Basis von Graphit in Mineralöl eingesprüht oder eingepinselt wird, wobei Verkokungsrückstände in der Form, vorzugsweise durch deren Regeneration, vermieden werden, indem dem Hochtemperaturschmiermittel 0,01 bis 5 Gew.-% mindestens eines Oxidationskatalysators, vorzugsweise einer Cer-Verbindung, zugesetzt wird.
  • Es konnte dabei gefunden werden, dass Oxidationsmittel, die erst bei höherer Temperatur wirksam werden, Verkokungsrückstände reduzieren. Die Oxidationsmittel dürfen sich nicht schnell zersetzen, sodass sie am Endpunkt der Umformung noch wirksam sind. Besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn so genannte Oxidationskatalysatoren zugesetzt werden. Oxidationskatalysatoren, wie organische Cer-Verbindungen, werden zum Beispiel in Motorenölen für Schiffsdiesel verwendet (Reduzierung der Ölkohle).
  • Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, dass ein herkömmliches Schmiermittel auf der Basis von Grafit und anorganischen Salzen durch Zusätze von Titandioxid oder auch Eisenhydroxid in Verbindung mit Cer-Verbindungen nicht nur eine sehr gute Schmierung, sondern vor allem eine wesentlich verbesserte Werkzeugstandzeit zeigt. Außerdem bleiben die Formen (Gesenke bzw. Gravuren) sauberer. Die Erhöhung der Werkzeugstandzeit ist (vermutlich) darauf zurückzuführen, dass bei der hohen Temperatur, wie sie zum Beispiel beim Gesenkschmieden auftritt, eine Umwandlung von Titandioxid in Titancarbid, auch ggf. in Titannitrid, stattfindet, welches in die Werkzeugoberfläche eindringt und sie härtet.
    • Beispiele:
  • Ein verbessertes Hochtemperaturschmiermittel auf Basis von in Wasser dispergiertem Graphit kann wie folgt zusammengesetzt sein:
    • 5 bis 40 % Grafit
    • 0,1 bis 5 % Netzmittel
    • 0,1 bis 0,5 % Bakterizid/Fungizid
    • 0,5 bis 20 % "Salze" (Alkali- Phosphate, -Sulfate, -Borate oder - Halogenide, auch ggf. Nitrate, Chlorate oder Perchlorate)
    • 0,01 bis 5 % Oxidationskatalysator und/oder Oxidationsmittel (Cer-, Ti-, Fe-, Mn-Verbindungen)
    • Rest Trägermedium und Hilfsstoffe
    • 1.) Ein herkömmliches Schmiermittel auf der Basis von in Wasser dispergiertem Grafit wurde mit 0,1 % Cersulfat versetzt und beim Schmieden von Achszapfen 1: 10 mit Leitungswasser verdünnt bei der Sprühschmierung eingesetzt. Es konnte eine durchschnittliche Erhöhung der Werkzeugstandzeit von 16 % erzielt werden.
    • 2.) Das gleiche Schmiermittel wie unter 1), jedoch mit 1 % Titandioxid, ergab eine Erhöhung der Werkzeugstandzeit von 13 %.
    • 3.) Ein Schmiermittel, wie unter 1.), mit 0,1 % Cersulfat und 1% Titandioxid ergab eine Verbesserung der Werkzeugstandzeit von 25 %.
    • 4.) Ein Schmiermittel auf Basis Grafit in Mineralöl mit 0,1 % Cer - Octoat eingesetzt. Es konnte eine durchschnittliche Erhöhung der Werkzeugstandzeit von 16 % erzielt werden.
    • 2.) Das gleiche Schmiermittel wie unter 1), jedoch mit 1% Titandioxid, ergab eine Erhöhung der Werkzeugstandzeit von 13 %.
    • 3.) Ein Schmiermittel, wie unter 1.), mit 0,1 % Cersulfat und 1% Titandioxid ergab eine Verbesserung der Werkzeugstandzeit von 25 %.
    • 4.) Ein Schmiermittel auf Basis Grafit in Mineralöl mit 0,1 % Cer - Octoat ergab eine Standzeiterhöhung von 12%,mit zusätzlich 1 % Fe -Tallat, wurden durchschnittlich 18 % Werkzeugstandzeit-Erhöhung erzielt (Hammerschmieden).
  • Es hat sich gezeigt, dass Fe-und Mn-Oxidationskatalysatoren in wässrigen Formulierungen, die Phosphate oder Borate enthalten, nicht so wirksam sind (Fe/Mn -Phosphate bzw. Borate), dafür umso besser TiO2.

Claims (7)

  1. Hochtemperaturschmiermittel, insbesondere Gesenkschmiermittel, auf Basis von in Wasser dispergiertem Graphit oder auf Basis von Graphit in Mineralöl, enthaltend
    - 5 bis 40 Gew.-% Graphit,
    - 0,5 bis 20 Gew.-% Salze und
    - 29,5 bis 94,29 Gew.-% Wasser als Trägermedium und Hilfsstoffe oder 35 bis 94,49 Gew.-% Mineralöl als Trägermedium und Hilfsstoffe,
    wobei das Hochtemperaturschmiermittel zusätzlich
    - 0,1 bis 5 Gew.-% Tensid als Netzmittel,
    - 0,1 bis 0,5 Gew.-% Bakterizid und/oder Fungizid
    umfasst wenn das Trägermedium Wasser ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Hochtemperaturschmiermittel weiterhin 0.01 bis 5 Gew.-% einer anorganischen Cer-Verbindung und/oder einer organischen Cer-III- oder Cer-IV-Verbindung als Oxidationskatalysator enthält und zusätzlich TiO2. MnO2, Ferrocen, Eisentallat und/oder Fe(OH)x enthalten ist/sind und
    - die Salze eine Mischung aus Ammonium- und Alkali-Phosphaten sind oder zusätzlich andere Stickstoff-Basen enthalten.
  2. Hochtemperaturschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Cer-Verbindungen Cer(III)-oxid Ce2O3, Cer(IV)-oxid CeO2. Cer(III)-chlorid CeCl3, Cer(IV)-sulfat Ce(SO4)2, Cer(III)-nitrat Ce(NO3)3 - 6 H2O, Cer(III)-fluorid CeF3, und/oder Cer(IV)-ammoniumnitrat (NH4)2Ce(NO3)6 ist/sind.
  3. Hochtemperaturschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Cer-III- oder Cer-IV-Verbindungen Cer-Alkoholate als Ethylate, n-Propylate, iso-Propylate, n-Butylate oder tert.-Butylate und/oder der Cer-Carboxylate der Essigsäure, Propionsäure, Butansäure, Hexansäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Octansäure, 2-Ethyl-Hexansäure, Valeriansäure, Caprinsäure, Naphtensäure und/oder Laurinsäure ist/sind.
  4. Hochtemperaturschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel Naphthalinsulfonat oder Ligninsulfonat ist.
  5. Hochtemperaturschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium Wasser ist und die Hilfsstoffe Alginate, Polyacrylate, Stabilisatoren der Suspension und/oder Stickstoffverbindungen sind.
  6. Hochtemperaturschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium ein Mineralöl ist und die Hilfsstoffe Stickstoffverbindungen sind.
  7. Verfahren zum Warmumformen von Metallen, wobei eine Gesenkform vor dem Umformen eines Werkstücks mit einem Hochtemperaturschmiermittel auf Basis von in Wasser dispergiertem Graphit oder auf Basis von Graphit in Mineralöl eingesprüht oder eingepinselt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Verkokungsrückstände vermieden werden, indem dem Hochtemperaturschmiermittel 0,01 bis 5 Gew.-% mindestens eines Oxidationskatalysators zugesetzt wird, wobei der Oxidationskatalysator eine anorganische Cer-Verbindung und/oder eine organische Cer-III- oder Cer-IV-Verbindung ist und zusätzlich TiO2, MnO2, Ferrocen, Eisentallat und/oder Fe(OH)x enthalten ist/sind.
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