EP2878661A1 - Graphitfreier Hochtemperatur-Schmierstoff - Google Patents

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EP2878661A1
EP2878661A1 EP14198677.8A EP14198677A EP2878661A1 EP 2878661 A1 EP2878661 A1 EP 2878661A1 EP 14198677 A EP14198677 A EP 14198677A EP 2878661 A1 EP2878661 A1 EP 2878661A1
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EP
European Patent Office
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acid
mixture
temperature lubricant
fatty acid
weight
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14198677.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Bugner
Ralf Giskow
Bernd Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chemische Fabrik Budenhiem KG
Original Assignee
Chemische Fabrik Budenhiem KG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/08—Solids

Definitions

  • the present invention relates to a high-temperature lubricant for the hot processing of metals.
  • graphite Many lubricants for hot deformation of metals contain graphite because of its good lubricating properties.
  • graphite has significant disadvantages, such. Example, the inclusion of graphite carbon in the machined metal surface, whereby the composition and the properties of the metal surface can be changed.
  • graphite is undesirable for occupational hygiene reasons, because the graphite powder is easily atomized into the ambient atmosphere and represents a health hazard to nearby people by inhalation of graphite powder.
  • the object of the present invention was therefore to provide a high-temperature lubricant with good flow and flow behavior for scaling on heated metal surfaces, applied in powder form allows good occupancy of the metal surface and even after prolonged storage under production conditions still good flow and flow properties without has strong clumping and avoids the use of graphite.
  • the mixture according to the invention with the components (a), (b), (c) and (d) is particularly suitable as a lubricant for the hot processing of metals. It is understood that the lubricant according to the invention may contain further constituents, as long as they do not significantly adversely affect the desired advantageous properties.
  • Secondary and / or tertiary calcium phosphate compounds have surprisingly proven to be particularly suitable flow aids in a high-temperature lubricant of the type according to the invention for the hot processing of metals.
  • Monocalcium phosphate is unsuitable because it leads to clumping when humid.
  • hydroxylamine apatite [Ca 5 (PO 4 ) 3 OH]
  • tricalcium phosphate [Ca 3 (PO 4 ) 2 ] or a mixture thereof is used, with hydroxylamine apatite being particularly preferred.
  • the mixture of the high-temperature lubricant according to the invention further contains a fatty acid or a fatty acid salt in combination with the other constituents. It has surprisingly demonstrated that the use of a fatty acid or a fatty acid salt can significantly reduce the clumping of the fine-grained powder and improve the storage stability. Without the applicant's being bound by theory, it is believed that the fatty acid or fatty acid salt attaches to the granules of one or more other constituents of the mixture and thus prevents or reduces clumping of the granules, preventing moisture from the granules and thereby improves the storage stability and the flow or flow behavior of the lubricant.
  • the fatty acid or the fatty acid salt is selected from saturated and unsaturated fatty acids having 6 to 26 carbon atoms or their salts. Particular preference is given to the fatty acid or the fatty acid salt among caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachic acid, behenic acid, lignoceric acid, cerotic acid, palmitoleic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, icosenoic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, Linolenic acid, arachidonic acid, timnodonic acid, clupanodonic acid or salts thereof.
  • the fatty acid or the fatty acid salt is stearic acid or its salt, in particular magnesium stearate.
  • the prerequisite for the selection is that the fatty acid or fatty acid salt is present as a solid at a temperature> 30 ° C.
  • the high-temperature lubricant according to the invention contains as further constituent boric acid, a boric acid salt (borate) and / or a mineral containing boric acid (borate).
  • boric acid H 3 BO 3
  • borax Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 .8H 2 O or Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O
  • further sodium borates such as Na 2 B 4 O 7 ⁇ 5H 2 O, Na 2 B 4 O 7 (anhydrous), sodium metaborate [NaBO 2 ⁇ H 2 O] and boric anhydride [B 2 O 3 ].
  • boric acid a boric acid salt (borate) and / or a mineral containing a boric acid (borate) improves the uniform distribution of the lubricant on the metal surface and reduces scale formation. At high metalworking temperatures, the high temperature lubricant forms a melt.
  • the high-temperature lubricant according to the invention contains as further constituent condensed sodium or potassium phosphates or mixtures thereof, namely polyphosphates and / or pyrophosphates and / or metaphosphates or mixtures thereof.
  • condensed sodium or potassium phosphates or mixtures thereof namely polyphosphates and / or pyrophosphates and / or metaphosphates or mixtures thereof.
  • the constituents of the mixture have an average particle size of ⁇ 150 ⁇ m. Preference is given to an average particle size of the constituents of the mixture of ⁇ 100 ⁇ m, particularly preferably ⁇ 50 ⁇ m. Due to the small mean particle sizes of the constituents of the mixture according to the invention, the flow and flow behavior of the high-temperature lubricant according to the invention compared to known lubricants is significantly improved, facilitates the spraying on surfaces as a powder and ensures better and more uniform layer formation or occupancy on the metal surface. At the same time, the combination of the constituents of the mixture according to the invention prevents or reduces clumping which has regularly occurred in the case of lubricants according to the prior art with small particle sizes and has led to considerable disadvantages.
  • the constituents of the mixture of the high-temperature lubricant according to the invention have an average particle size of ⁇ 3 ⁇ m, preferably ⁇ 10 ⁇ m, particularly preferably ⁇ 15 ⁇ m. It has been found that too small average particle sizes can only be produced with great difficulty and at relatively high costs on the one hand and on the other hand they also increase the tendency to clump again. An average grain size in the range of 20 to 50 microns has therefore proved to be optimal.
  • Hydroxylapatite [Ca 5 (PO 4 ) 3 OH], tricalcium phosphate [Ca 3 (PO 4 ) 2 ], or a mixture thereof, ie, component (a), is contained in the high-temperature lubricant of the present invention in an amount of 0.5 to 10 wt .-%, more preferably from 1 to 5 wt .-% in the mixture.
  • the fatty acid or fatty acid salt (b) is present in the high-temperature lubricant of the invention in an amount of from 0.1 to 15% by weight, preferably from 1 to 10% by weight, particularly preferably from 3 to 7% by weight. contained in the mixture.
  • Boric acid, boric acid salt (borate) and / or a boric acid borate-containing mineral (c) is particularly preferred in the high-temperature lubricant of the present invention in an amount of 5 to 30% by weight, preferably 10 to 25% by weight from 15 to 20% by weight in the mixture.
  • polyphosphate and / or pyrophosphate and / or metaphosphate in an amount of 60 to 85 wt .-%, preferably from 70 to 85 wt .-%, particularly preferably from 75 to 80 wt .-% contained in the mixture.
  • the average particle size of the mixture or components of the mixture of the high-temperature lubricant according to the invention is determined by means of a Cilas Model 715/920 laser granulometer from Cilas US Inc. About 80 mg of sample are suspended in 2-propanol and the measurement taken for one minute after preparation of the suspension according to the instructions of the manufacturer. ⁇ b> ⁇ u> Table 1 ⁇ / u> ⁇ /b> Free-flowing and moisture absorption after different storage periods under production conditions Sample number composition Storage duration under production conditions; 30 ° C, 80% rel.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Hochtemperatur-Schmierstoff für die Heißverarbeitung von Metallen, bestehend aus einem Gemisch von feinpulverigen Materialien. Um einen Hochtemperatur-Schmierstoff mit gutem Riesel- und Fließverhalten zur Zunderauflösung auf erhitzten Metalloberflächen bereitzustellen, der in Pulverform aufgebracht eine gute Belegung der Metalloberfläche erlaubt und auch nach längerer Lagerung unter Produktionsbedingungen noch gute Riesel- und Fließeigenschaften ohne starke Verklumpung aufweist und der die Verwendung von Graphit vermeidet, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Gemisch wenigstens die folgenden Bestandteile enthält: (a) 0,5 bis 10 Gew.- % Hydroxylapatit [Ca 5 (PO 4 ) 3 OH], Tricalciumphosphat [Ca 3 (PO 4 ) 2 ] oder ein Gemisch davon, (b) 0,1 bis 15 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Fettsäuresalzes, (c) 5 bis 30 Gew.-% Borsäure, Borsäuresalz (Borat) und/oder ein Borsäuresalz (Borat) enthaltendes Mineral, (d) 60 bis 85 Gew.-% Polyphosphate und/oder Pyrophosphate und/oder Metaphosphate von Natrium oder Kalium, und die Bestandteile des Gemischs eine mittlere Korngröße von ‰¤ 150 µm aufweisen und der Schmierstoff keinen Zusatz von Graphit enthält.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochtemperatur-Schmierstoff für die Heißverarbeitung von Metallen.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Beim Warmverformen von Metallen, insbesondere von Stahl, in einem Temperaturbereich von 700-1300°C kommt es an der erhitzten Metalloberfläche an der Umgebungsluft zur Zunderbildung. Bei Warmwalzverfahren von Stahl zur Herstellung von nahtlosen Rohren wird ein Vollmaterial durchstoßen und ein Hohlblock gebildet, der anschließend in nachfolgenden Walzschritten elongiert wird. Hier ist die Gefahr von Zunderbildung auf der erhitzten Metalloberfläche des Hohlblocks während der Überführung zu dem Elongierprozeß besonders hoch. Bei den nachfolgenden Walzschritten kann dieser Zunderanfall zu Innenfehlern des nahtlosen Rohres führen. Aus diesem Grund wird der anfallende Zunder beispielsweise mit Druckluft oder Inertgas ausgeblasen. Zusätzlich werden unterschiedlichste Substanzen in Pulverform als Schmier- oder Beizmittel auf die Innenoberfläche der Hohlblöcke aufgebracht. Beispiele für solche Schmier- oder Beizmittel enthalten Graphit, Bornitrid, Molybdänsulfid, Silikate oder Erdalkaliphosphate sowie Mischungen davon.
  • Viele Schmiermittel für die Heißverformung von Metallen enthalten Graphit aufgrund seiner guten Schmiereigenschaften. Allerdings hat Graphit erhebliche Nachteile, wie z. B. die Aufnahme von Graphitkohlenstoff in die bearbeitete Metalloberfläche, wodurch die Zusammensetzung und die Eigenschaften der Metalloberfläche verändert werden können. Darüber hinaus ist Graphit aus arbeitshygienischen Gründen unerwünscht, da das Graphitpulver leicht in die Umgebungsatmosphäre zerstäubt wird und für in der Nähe arbeitende Personen eine Gesundheitsgefährdung durch Einatmen des Graphitpulvers darstellt.
  • Weiterhin besitzen viele bekannte Schmiermittel aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften und Korngrößen kein gutes Riesel- bzw. Fließverhalten. Ein grobes Material mit hohen Korngrößen führt häufig zu einer unzureichenden und ungleichmäßigen Belegung der Metalloberfläche und damit zu einer schlechten Zunderreduzierung. Bekannte feinkörnige Materialien mit kleinen Korngrößen, beispielsweise unter 50 µm, neigen häufig zu Verklumpung, insbesondere bei Lagerung, weshalb sie nur schwer als Pulver auf die Metalloberfläche aufgesprüht werden können. Eine feinere Körnung hätte jedoch den Vorteil, dass eine bessere Schichtbildung erreicht werden kann, jedoch wird dieser Vorteil bei bekannten Zusammensetzungen mit feiner Körnung durch die starke Neigung zur Verklumpung wieder zunichte gemacht.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, einen Hochtemperatur-Schmierstoff mit gutem Riesel- und Fließverhalten zur Zunderauflösung auf erhitzten Metalloberflächen bereitzustellen, der in Pulverform aufgebracht eine gute Belegung der Metalloberfläche erlaubt und auch nach längerer Lagerung unter Produktionsbedingungen noch gute Riesel- und Fließeigenschaften ohne starke Verklumpung aufweist und der die Verwendung von Graphit vermeidet.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Hochtemperatur-Schmierstoff für die Heißverarbeitung von Metallen, bestehend aus einem Gemisch von feinpulverigen Materialien, wobei das Gemisch wenigstens die folgenden Bestandteile enthält:
    • Hochtemperatur-Schmierstoff für die Heißverarbeitung von Metallen, bestehend aus einem Gemisch von feinpulverigen Materialien, wobei das Gemisch wenigstens die folgenden Bestandteile enthält:
      1. (a) 0,5 bis 10 Gew.- % Hydroxylapatit [Ca5(PO4)3OH], Tricalciumphosphat [Ca3(PO4)2] oder ein Gemisch davon,
      2. (b) 0,5 bis 15 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Fettsäuresalzes,
      3. (c) 5 bis 30 Gew.-% Borsäure, Borsäuresalz (Borat) und/oder ein Borsäuresalz (Borat) enthaltendes Mineral,
      4. (d) 60 bis 85 Gew.-% Polyphosphate und/oder Pyrophosphate und/oder Metaphosphate von Natrium oder Kalium,
    • und wobei die Bestandteile des Gemischs eine mittlere Korngröße von ≤ 150 µm aufweisen und der Schmierstoff keinen Zusatz von Graphit enthält.
  • Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass sich das erfindungsgemäße Gemisch mit den Bestandteile (a), (b), (c) und (d) als Schmierstoff für die Heißverarbeitung von Metallen besonders gut eignet. Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße Schmierstoff weitere Bestandteile enthalten kann, soweit diese die gewünschten vorteilhaften Eigenschaften nicht wesentlich nachteilig beeinflussen.
  • Sekundäre und/oder tertiäre Calciumphosphatverbindungen haben sich überraschenderweise als besonders geeignete Rieselhilfsmittel in einem Hochtemperatur-Schmierstoff der erfindungsgemäßen Art für die Heißverarbeitung von Metallen erwiesen. Monocalciumphosphat ist ungeeignet, da es bei Luftfeuchte zu Verklumpung führt. Erfindungsgemäß wird Hxdroxylapatit [Ca5(PO4)3OH], Tricalciumphosphat [Ca3(PO4)2] oder ein Gemisch davon eingesetzt, wobei Hxdroxylapatit besonders bevorzugt ist.
  • Das Gemisch des erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoffs enthält weiterhin eine Fettsäure oder ein Fettsäuresalz in Kombination mit den übrigen Bestandteilen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch die Verwendung einer Fettsäure oder eines Fettsäuresalzes die Verklumpung des feinkörnigen Pulvers erheblich verringert und die Lagerungsbeständigkeit verbessert werden können. Ohne dass sich die Anmelderin hierdurch an eine Theorie gebunden fühlt, wird angenommen, dass sich die Fettsäure oder das Fettsäuresalz an die Körner eines oder mehrerer weiterer Bestandteile des Gemisches anlagert und auf diese Weise eine Verklumpung der Körner verhindert oder vermindert, Feuchtigkeit von den Körnern abhält und dadurch die Lagerungsbeständigkeit sowie das Riesel- bzw. Fließverhalten des Schmierstoffs verbessert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoffs ist die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz unter gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 26 Kohlenstoffatomen bzw. deren Salzen ausgewählt. Besonders bevorzugt ist die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz unter Kapronsäure, Kaprylsäure, Kaprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Icosensäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Clupanodonsäure bzw. deren Salzen, ausgewählt. Ganz besonders bevorzugt ist die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz Stearinsäure bzw. deren Salz, insbesondere Magnesiumstearat. Voraussetzung für die Auswahl ist, dass die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz bei einer Temperatur > 30°C als Feststoff vorliegt.
  • Der erfindungsgemäße Hochtemperatur-Schmierstoff enthält als weiteren Bestandteil Borsäure, ein Borsäuresalz (Borat) und/oder ein Borsäuresalz (Borat) enthaltendes Mineral. Besonders bevorzugt sind Borsäure [H3BO3], Borax [Na2B4O5(OH)4·8H2O bzw. Na2B4O7·10H2O], weitere Natriumborate, wie Na2B4O7·5H2O, Na2B4O7 (wasserfrei), Natriummetaborat [NaBO2·H2O] und Borsäureanhydrid [B2O3]. Die erfindungsgemäße Verwendung von Borsäure, einem Borsäuresalz (Borat) und/oder einem ein Borsäuresalz (Borat) enthaltenden Mineral verbessert die gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels auf der Metalloberfläche und reduziert die Zunderbildung. Bei den hohen Temperaturen der Metallverarbeitung bildet der Hochtemperatur-Schmierstoff eine Schmelze.
  • Der erfindungsgemäße Hochtemperatur-Schmierstoff enthält als weiteren Bestandteil kondensierte Natrium- oder Kaliumphosphate oder Gemische davon, nämlich Polyphosphate und/oder Pyrophosphate und/oder Metaphosphate oder Gemische davon. Ganz besonders bevorzugt sind Dinatriumpyrophosphat [Na2H2P2O7], Trinatriumpyrophosphat [Na3HP2O7], Tetranatriumpyrophosphat [Na4P2O7], Natriumtripolyphosphat [Na5P3O10], Natriumtrimetaphosphat [(NaPO3)3], Natriumpolyphosphat [(NaPO3)n], Dikaliumpyrophosphat [K2H2P2O7], Trikaliumpyrophosphat [K3HP2O7], Tetrakaliumpyrophosphat [K4P2O7], Kaliumtripolyphosphat [K5P3O10], Kaliumtrimetaphosphat [(KPO3)3] und/oder Kaliumpolyphosphat [(KPO3)n], am bevorzugtesten Natriumtripolyphosphat [Na5P3O10]. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines Polyphosphats und/oder eines Pyrophosphats und/oder eines Metaphosphats in dem Gemisch des erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoffs mit Vorteil unter anderem zur Zunderauflösung beiträgt.
  • In dem erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoff weisen die Bestandteile des Gemischs eine mittlere Korngröße von ≤ 150 µm auf. Bevorzugt ist eine mittlere Korngröße der Bestandteile des Gemischs von ≤ 100 µm, besonders bevorzugt von ≤ 50 µm. Durch die geringen mittleren Korngrößen der Bestandteile des erfindungsgemäßen Gemischs wird das Riesel- und Fließverhalten des erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoffs gegenüber bekannten Schmierstoffen erheblich verbessert, das Aufsprühen auf Oberflächen als Pulver erleichtert und eine bessere und gleichmäßigere Schichtbildung bzw. Belegung auf der Metalloberfläche gewährleistet. Gleichzeitig wird durch die Kombination der erfindungsgemäßen Bestandteile des Gemischs eine Verklumpung verhindert oder vermindert, die bei Schmierstoffen nach dem Stand der Technik mit kleinen Korngrößen regelmäßig aufgetreten ist und zu erheblichen Nachteilen geführt hat.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Bestandteile des Gemischs des erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoffs eine mittlere Korngröße von ≥ 3 µm, vorzugsweise ≥ 10 µm, besonders bevorzugt ≥ 15 µm aufweisen. Es hat sich erwiesen, dass zu geringe mittlere Korngrößen zum einen nur sehr aufwendig und unter verhältnismäßig hohen Kosten herstellbar sind und sie zum anderen auch die Neigung zur Verklumpung wieder erhöhen. Eine mittlere Korngröße im Bereich von 20 bis 50 µm hat sich daher als optimal erwiesen.
  • Hydroxylapatit [Ca5(PO4)3OH], Tricalciumphosphat [Ca3(PO4)2] oder ein Gemisch davon, d. h. Bestandteil (a), ist in dem erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoff in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 bis 5 Gew.-% in dem Gemisch enthalten.
  • Die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz (b) ist in dem erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoff in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von 3 bis 7 Gew.-% in dem Gemisch enthalten.
  • Borsäure, Borsäuresalz (Borat) und/oder ein Borsäuresalz (Borat) enthaltendes Mineral (c) ist in dem erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoff in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt von 15 bis 20 Gew.-% in dem Gemisch enthalten.
  • Des Weiteren ist in dem erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoff Polyphosphat und/oder Pyrophosphat und/oder Metaphosphat (d) in einer Menge von 60 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise von 70 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt von 75 bis 80 Gew.-% in dem Gemisch enthalten.
    • Lagerverhalten, Agglomeratbildung und Feuchteaufnahme
  • Zur Prüfung der Verklumpungsneigung unter Produktionsbedingungen wurden Lagerversuche verschiedener Mischungen unter Produktionsbedingungen durchgeführt. Dafür wurden 150 g Probe im Klimaschrank (Typ 3821/15 der Firma Feutron) bei konstant 30°C und 80% relativer Luftfeuchte für 0 h, 67 h und 96 h gelagert und anschließend ihre Agglomeratbildung (Rieselfähigkeit) in einem Siebtest sowie ihre Feuchteaufnahme anhand der Gewichtszunahme gegenüber der ursprünglichen Einwaage bestimmt.
  • Erst die Gesamtbeurteilung von kombiniertem Lager- und Rieselverhalten einer jeweiligen Mischung läßt eine Aussage über ihre Qualität und Eignung unter Produktionsbedingungen zu. Die Ergebnisse der Untersuchung verschiedener Mischungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
    • Korngrößenbestimmung
  • Die Bestimmung der mittleren Korngröße des Gemischs bzw. der Bestandteile des Gemischs des erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Schmierstoffs erfolgt mittels eines Laser-Granulometers Cilas Modell 715/920 der Firma Cilas U.S. Inc. Circa 80 mg Probe werden in 2-Propanol suspendiert und die Messung eine Minute nach Herstellung der Suspension gemäß der Anleitung des Herstellers durchgeführt. Tabelle 1
    Rieselfähigkeit und Feuchteaufnahme nach unterschiedlicher Lagerdauer unter Produktionsbedingungen
    Proben- Nummer Zusammensetzung Lagerdauer unter Produktionsbedingungen; 30°C, 80% rel. Luftfeuchte Siebrückstand bei Maschen- bzw. Lochweite von 250 µm 1) (%) von Einwaage Feuchteaufnahme
    (Gew.-%) (%) von Einwaage
    1  82 % Natriumtripolyphosphat 0 h 5 0
     18 % Borsäure (techn. Pulver) 67 h 89 17
    (Stand der Technik) 96 h 87 20
    2  74 % Natriumtripolyphosphat 0 h 2 0
     16 % Borsäure (techn.Pulver) 67 h 67 11
     5 % Tricalciumphosphat 96 h 57 11
     5 % Magnesiumstearat
    3  72 % Natriumtripolyphosphat 0 h 3 0
     16 % Borsäure (techn. Pulver) 67 h 73 12
     10 % Tricalciumphosphat 96 h 71 10
     2 % Magnesiumstearat
    4  72 % Natriumtripolyphosphat 0 h 4 0
     16 % Borsäure (techn.Pulver) 67 h 59 12
     2 % Tricalciumphosphat 96 h 53 8
     10 % Magnesiumstearat
    5  74 % Natriumtripolyphosphat 0 h 16 0
     16 % Borax (techn. Pulver) 67 h 14 8
     5 % Tricalciumphosphat 96 h 13 13
     5 % Magnesiumstearat
    1) Siebbedingungen: Probenmenge 2 g + Feuchtaufnahmemenge; Vibrationsamplitude 1 Skalenteil; Vibrationsdauer 70 sek.

Claims (11)

  1. Hochtemperatur-Schmierstoff für die Heißverarbeitung von Metallen, bestehend aus einem Gemisch von feinpulverigen Materialien, wobei das Gemisch wenigstens die folgenden Bestandteile enthält:
    (a) 0,5 bis 10 Gew.- % Hydroxylapatit [Ca5(PO4)3OH], Tricalciumphosphat [Ca3(PO4)2] oder ein Gemisch davon,
    (b) 0,1 bis 15 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Fettsäuresalzes,
    (c) 5 bis 30 Gew.-% Borsäure, Borsäuresalz (Borat) und/oder ein Borsäuresalz (Borat) enthaltendes Mineral,
    (d) 60 bis 85 Gew.-% Polyphosphate und/oder Pyrophosphate und/oder Metaphosphate von Natrium oder Kalium,
    und wobei die Bestandteile des Gemischs eine mittlere Korngröße von ≤ 150 µm aufweisen und der Schmierstoff keinen Zusatz von Graphit enthält.
  2. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil (c) unter Borsäure [H3BO3], Borax [Na2B4O5(OH)4·8H2O bzw. Na2B4O7·10H2O], Natriumboraten, wie Na2B4O7·5H2O, Na2B4O7 (wasserfrei), Natriummetaborat [NaBO2·4H2O] und Borsäureanhydrid [B2O3] und Gemischen davon ausgewählt ist.
  3. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil (d) unter Dinatriumpyrophosphat [Na2H2P2O7], Trinatriumpyrophosphat [Na3HP2O7], Tetranatriumpyrophosphat [Na4P2O7], Natriumtripolyphosphat [Na5P3O10], Natriumtrimetaphosphat [(NaPO3)3], Natriumpolyphosphat [(NaPO3)n], Dikaliumpyrophosphat [K2H2P2O7], Trikaliumpyrophosphat [K3HP2O7], Tetrakaliumpyrophosphat [K4P2O7], Kaliumtripolyphosphat [K5P3O10], Kaliumtrimetaphosphat [(KPO3)3], Kaliumpolyphosphat [(KPO3)n] oder Gemischen davon ausgewählt ist, wobei Bestandteil (d) am bevorzugtesten Natriumtripolyphosphat [Na5P3O10] ist.
  4. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz unter gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 26 Kohlenstoffatomen bzw. deren Salzen, vorzugsweise unter Kapronsäure, Kaprylsäure, Kaprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Icosensäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Clupanodonsäure bzw. deren Salzen, ausgewählt ist, vorausgesetzt dass die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz bei einer Temperatur > 30°C als Feststoff vorliegt.
  5. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz Stearinsäure bzw. deren Salz ist.
  6. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil (a) in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% in dem Gemisch enthalten ist.
  7. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettsäure bzw. das Fettsäuresalz (b) in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% in dem Gemisch enthalten ist.
  8. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Borsäure, Borsäuresalz (Borat) und/oder ein Borsäuresalz (Borat) enthaltendes Mineral (c) in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise von 15 bis 20 Gew.-% in dem Gemisch enthalten ist.
  9. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Polyphosphat und/oder Pyrophosphat und/oder Metaphosphat (d) in einer Menge von 70 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise von 75 bis 80 Gew.-% in dem Gemisch enthalten ist.
  10. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile des Gemischs eine mittlere Korngröße von ≤ 100 µm, vorzugsweise ≤ 50 µm ausweisen.
  11. Hochtemperatur-Schmierstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile des Gemischs eine mittlere Korngröße von ≥ 3 µm, vorzugsweise ≥ 10 µm, besonders bevorzugt ≥ 15 µm aufweisen.
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