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Description


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  "Compositions lubrifiantes pour la.   déformation   à froid des métaux* 

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 La présente invention a pour objet des compositions lubri-   fiantes   perfectionnée, convenant en particulier à diverses opé- rations de   déformation   à froid   des     axiaux,   telles que   laminage,   étirage, estampage et extrusion. 



   On sait qua, lorsqu'on   46.tome ..   froid un   métal,   il faut lubrifier la surface pour éviter un contact direct entre celle- 
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 ci et l'outil qui produit la déformation. Dans ce 'ut sa & eu recoure à des   lubrifiants   de compositions diverses,   habituelle*   
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 ment à base de graissée végétales et animales, de savons, d'hui- les minérales. 



     S'il   est vrai que l'utilisation de telles compositions favoris* l'opération de   déformation   en réduisant remarquable* 
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 ment l'usure des outils., elle n'en présente pas moins des 1nC "- TéXl.1enta. 



  Apres déformation, la surface métallique est mate car elle 
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 garde un résidu de lubrifiant et l'on éprouve certaines 41lt1- cillés à éliminer celui-ci par dégraissage, alors que,  1 3"611..   rination   n'est pas complète, le résidu de lubrifiant donne lieu au cours des traitements   thermiques.de   la pièce à des   phénomènes   nuisibles de carburation superficielle.   En   particulierpour certaines pièces qui doivent avoir une surface lisse, on ne peut pas appliquer les procédés habituels de préparation de   surf ace   
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 tels que phosphatation et oxalatation, puis de lubrification pot faciliter la déformation ;

   en conséquence, le travail devient beaucoup plus pénible et coûteux car il faut recourir à des trsi<"   teaents   rendant la matière apte à résister aux efforts auxquels elle est soumise en cours de déformation. 



   Il résulte de et qui vient   d'être   exposé ci-dessus qu'un 
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 progrès remarquable sera accompli dans le domaine de la ddlogo mat-ion à froid et l'on dispose d'un lubrifiant qui, tout e& prêto: entant les propriétés adéquates,   présentera   en outre   le$     prépaie*'   

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   tés suivantes :   a) laisser une surface   lisse ;   b) pouvoir être éliminé immédiatement après   déformât!,.   par un simple lavage à   l'eau   c) Brûler sans laisser de résidu carboné au cours d'une\ opération de recuit des métaux. 



   Cette dernière propriété est particulièrement importante lorsqu'on traite des acier$ austénitiques inoxydables car on évite le risque d'une carburation superficielle du   .étal.   



   Les expériences faites par la demanderesse ont révélé que les produits appartenait à la classe des   polyéthylène   glycol,   polypropylène     glycol   et polyéthylène-polypropylène   glycols   sont doués des caractéristiques   mentionnés   ci-dessus anis qu' ils ne conviennent pas à être employés seuls   cornue   lubrifiants pour la déformation à froid car ils ne supportent pas de façon convenable les efforts auxquels la matière est soumise  
La demanderesse a constaté à sa surprise que les proprié- tés lubrifiantes des produits appartenant à la classe des polyé-   thylène   glycol,

   polypropylène glycol et polyéthylène-polypro- pylène glycols sont considérablement améliorées à cet égard par mélange   intime   avec des substances inorganiques inertes telles que le bisulfure de molybdène,   l'oxyde   de   sine,   le sul- fure de   sine,   le sulfate de baryum, des mélanges de sulfure de sine et de sulfate de   baryum,   le   lithdpone,   le bioxyde de tita- ne, le talc et d'autres silicates   minéraux.   les lubrifiants ainsi   obtenus   conservent inchangées les propriétés de laisser subsiter une surface métallique lisse après la déformation, d'être immédiatement éliminables par un simple lavage il' eau,

   et de ne laisser sur la matière aucun dépôt carboné provenant d'une combustion incomplète survenant au cours des   traite=enta     thermiques.   



   Il ressort de ce qui vient d'être dit que la présente in-   vention   a pour objet des compositions lubrifiantes qui ont pour 

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 résultat de permettre l'obtention de -produits   métalliques     demi-   finie ayant une surface lisse et brillante. Un autre résultat est de faciliter considérablement les opérations de dégraissage de la matière qui a subi la déformation. En outre, on évite la carburation superficielle des métaux ferreux au cours des trai- tements thermiques. 



   Les polyglycols employés peuvent être solubles ou insolu- bles dans l'eau ;leur insolubilité ne s'oppose pas à l'élimi- nation des compositions qui les contiennent des surfaces métal** tiques par la   simple   action de l'eau. 



   Les pâtes lubrifiantes que   l'or-   peut employer avec   avanta-   ge dans les buts indiqués ci-dessus sont obtenues par mélange d'une partie en poids de polyéthylène glycol, de polypropylène glycol, éventuellement de polyéthylène-polypropylène glycol avec   0,1-5   parties en poids de l'une ou de plusieurs des sub- stances inorganiques mentionnés ci-dessus. Les types de   polyé-     thylène   glycol, polypropylène glycol et   polyéthylène-polypropy-   lène glycol que l'on peut utiliser avantageusement dans les com- positions objet de l'invention peuvent être préparés par les moyens habituels ; un de ces moyens est le suivant. 



   -   On   introduit dans un autoclave en acier inoxydable de 3 litres,   760   g de propylène glycol et 4 g de flocons   d'hydro-     xyde   de sodium. Ou balaie l'intérieur de l'autoclave à l'azote pour éliminer l'air, puis on chauffe à 150 C.   On   introduit alors 1740 g   d'oxyde   de propylène en remuant   rapidement 3 tout   en le dosant de façon que la pression de l'autoclave ne dépasse pas 2,5   atm.   On maintient la température à environ 160 C. Lors- que l'addition d'oxyde est terminée, on balaie de nouveau l'au- toclave à l'azote, on refroidit à environ 70 C, on vide le con- tenu et on le neutralisa avec 50 % d'acide sulfurique, puis on le filtre.

   On obtient une huile claire, légère, de couleur jaune, qui est soluble dans l'eau et est constituée de polypropylène glycol d'un poids moléculaire égal à 250. 

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   - Dans le même appareil, à la même pression et à la   moue   température que ci-dessus, on prépare du polypropylène glycol 1500 en ajoutant 2085 g   d'oxyde   de propylène à 415 g de poly- propylène glycol 250, en présence de 6,5 g d'hydroxyde de so- diua. Le produit final, neutralisé avec   50 %   d'acide   sulfuri-   que et filtré, est une huile claire, jaune paille, insoluble dans l'eau, constituée par du polypropylène glycol d'un   poids   moléculaire   égal à 1500.   



   -Dans le   même   appareil, à la même pression et à la   mine   température, on prépare un polypropylène glycol (type 4) en ajoutant 945 g d'oxyde de propylène   à   55 g de propylène gly- col en présence de 3 g d'hydroxyde de sodium. Après neutrali- sation avec 50 % d'acide   sulfurique   et   filtration,   on obtient 1000 g d'une huile claire,   jaune   paille, insoluble dans   l'eau   ayant   à   20*0 une densité de   1,024   et une viscosité Po - 1,43. 



   - Dans le même appareil, on prépare un mélange de   polyé-     thylène/polypropylène   glycol qui est constitué d'environ 75 parties   %   d'oxyde d'éthylène et de 25 parties   %   d'oxyde de propylène, avec un poids moléculaire de 5500 (déterminé par l'index hydroxyle). On procède à l'opération en deux phases : 
Dans la première phase on introduit dans   l'autoclave   20% de polyéthylène glycol 600 avec addition de 6 g   d'hydrolyse .   sodium : on chauffe à 150 C et on introduit alors 1200 g d'un mélange formé de 75 parties d'oxyde   d'éthylène   et de 25 par- tien d'oxyde de propylène, en agitant fortement et en dosant l'écoulement de ces produits de façon à obtenir dans l'appareil une pression de 2,5 atm.

   Lorsque l'opération est terminée, on refroidit et neutralise le produit et l'on obtient 1400 g d'un mélange de polyglycols ayant un poids moléculaire de 2950.. 



   Dans la seconde phase, on introduit dans l'autoclave   200 &   

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 du mélange de polyglycols préparé dans la première phase, iâobb addition de 3 6 d'hydroxyde de sodium. On ajoute 12.;0 . d'uA mélange d'oxyde d'éthylène et 4'X1de de propylène 7/2et avec les modalités habituelles* ,0a obtient 1450 Et d'Un stlS1lttiM ge de polyglycole ayant un poids Moléculaire de 500 et ub viscosité de 45 Po à 20.0.. 



  Les   compositions     lubrifiantes   qui font l'objet de la pré- 
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 sent* invention peuvent être appliquées aux métaux à 46tbfme soit par enduction soit par immersion dans une pâte fluide, convenablement maintenue en agitation, ou bien par projectioat par soufflage ou par   pulvérisation.   
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  On peut les appliquer sur la surface Métallique iaoumee ou enduite de l'un dois supporta habituels de lubrifiant, bbtU... nu par exemple par   immersion   du métal dans des   bains     contenant   
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 du chlorure de sodium. éventuellement de la chaux, dit bôraÊ!, dans du talc, du   silicate,     ou/des   bains de phosphatation ou d'exa-   latation.   



   On donne ci-dessous   quelques   exemples pour illustrer l'in- 
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 vention, étant bien entendu que sa portée n'en est pi# *j'f''-. te pour autant* Exe:ple .1. 



  On introduit dans un mélangeur 1000 g de pol1Pt"ôPtliI18 glycol de poids moléculaire égal, à 200, et On .et le aélarigettr' en action. On ajoute 860 g de kaolin par doses .uC!.a8i.i' iio-   diques. Au   bout de 15 minutes de   mélange,   la pite est   nagent   
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 et prtte à l'emploi. 



  Exemple 2. 
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 En opérant comme à l'exemple 1, on obtient une pâté luï>ri<* fiante homogène en utilisant 100g e de p'jalypropyiène gly !5>l ûkf poids moléculaire égal à 1500, et 1380 g d'oxyde de   sine.      



  Exemple 3.    
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 En opérant comme à l'exemple 1, on fbtient une p&tè !i.080/.;   @   gène en utilisant 1000 g de polypropylène glycol de   poids   

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 moléculaire égal à   1000,   et 950 g de bentonite. 
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 7i.!mRe " 4..' Enopérant comme à l'exemple 1, on obtient une pète home 
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 sège en employant 1000 g de polypropylène glycol de type Â, et 1COO s de lithopone. ±fce |>l  5 
En opérant comme à l'exemple 1, on obtient une pâte homo- gène en employant 100 g de   polyéthylène-polypropylène     glycol   de   poids   moléculaire égal à   5000,   et 110 g de bioxyde de   titans      Exemple 6.    
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  En opérant comme à l'exemple le on obtient une pâte humo- gène en employant 100 g de po11éthylne glycol de poide  016ou- laire égal à 400, et 250 ie lithopone. 



  Exem2le Z. 
En opérant comme à l'exemple 1, on obtient vue pite homo- gène en    jappant     100   g de   polyéthylène-polypropylène   glycol de 
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 poids moléculaire égal à 5000, et 110 g d'asbestines   Exemple 8.    



     On   traite des tuyaux en acier austénitique inoxydable 4181 
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 04, laminé à froid, ayant les dimensions amirautés : 63,4 M de   diamètre   et 4,5 mm d'épaisseur de paroi ; on les décape, on les lave et on les immerge pendant 2-3 an. dans une solution sa- 
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 turée dé chlorure do sodium, voisine d.é' l' é'bull1 tion ; .après les avoir extrait du bain de sel, on   sèche.les   tuyaux à l'air, puis 
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 oa enduit leur surface extérieurement e1;

   intérieurement avec une pite lubrifiante préparée séparément par un mélange   d'une, par-        tie en poids de polypropylène glycol de   type ±   avec une partie 
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 en poidé de lithopone. les tuyaux ainsi lubrifiés sont  ouais à un laminage a froid d(Mis un laminoir pèlerin, à une rit.,.... de 100 coups à la minute pour une avance de'3,5 mm par cso, :r. 

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 Oa obtient des tuyaux de 35 am de diamètre et de 2,5 mat d'épais  seur (réduction d'environ 70   %) ; la   surface de ces tuyaux   cet   très lisse. 



   Des résultats semblables sont obtenus si chacune des au" 
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 très pâtes (exemples 1,2, 3t 5, 6, 7) est substituée à celle employée dans l'exemple 8. Lesdits tuyaux, après avoir été la- 
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  rés à l'eau, ont été soumis à un traitement à la chaleur ; on n'a constaté aucune carburation de la surface des tuyaux. Le même matériau a été traité au moyen d'un lubrifiant convention  nel à base de graisses. Une réduction du nombre de coups de 
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 -0 à 70 et de la vitesse d'avance de 3,5 mm à 2,5 mm par adct coup a été nécessaire pour éviter le grippage et la rupture du matériau.

   Avant d'être soumis audit traitement à la chaleur, 
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 le matériau a été dégraissé au trichloréthylène en vue d'obte- nir un nettoyage complet pour éviter des   dépôts   de carbone et le phénomène subséquent de carburation sur la surface du matérisu. 
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  2. 



  Les surfaces intérieure et extérieure de tuyaux en acier 
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 ferritique inoxydable (carbone t 0,07 %, chrome t 12,5 %) ayant les dimensions suivantes s 65 mm de diamètre et 4,5 sut d'épaisseur, ont été enduites d'une pâte lubrifiante constituée de z de kaolin et 54 % de propylène glycol de poids saulu,. laire   200 ;  les tuyaux ainsi lubrifiés sont soumis au laminage à une vitesse de 120 coups par minute, pour une avance de 1,8 m par minute.

   On a obtenu des tuyaux d'un diamètre de 30 mm et 
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 d'une épaisseur de 2 mim, la réduction étant d'environ 70 %* La surface desdits tuyaux était lustrée. 
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 En utilisant dans le rnSme but un lubrifiant usuel & base de graisses on obtient seulement une réduction maximum de 68   %   et la surface des tuyaux avait un aspect opaque. 

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  ExemVleJ1Q. 



  En traitant des tuyaux en aoier pour roulement* ou paliers (carbone - 1 %s chrome 1,5 bzz ayant les dimensions suivantes t 48 sot de diamètre et 4,5 mm d'épaisseur, en utilisant une pâte lubrifiante constituée de 48 % de bentohite et 52 # d' éhr3.éna polyglycol de poids moléculaire   2000,   à une vitesse de 120 
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 coups par minute, pour une avance de 1*5 x par minute, on a obtenu des tuyaux d'un diamètre de 19 mm et d'une épaisseur de 2,6 mm, la. réduction étant de 78   %.   En utilisant un lubrifiant conventionnel on obtient seulement une réduction de   dimension   de 65 %.   temple 11.    



   En opérant sur des tuyaux convenant comme amortisseurs de 
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 chocs (carbone O,55 %) ayant un diamètre de 48 ma et une épais- seur de 3t5 mza, en utilisant une pâte lubrifiante constituée de 52 % de bioxyde de titane et   48 %   de polyéthylène-propylène gly- col ayant un poids moléculaire de   5000, à   une vitesse de 80 
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 coups par minute pour une avance de 1 x par minute, en & obte- nu des tuyaux d'un diamètre de 29,7 ans et d'une épaisseur de 1,5 mm, la réduction étant d'environ 72*5 . En utilisant un lubri- fiant conventionnel   à   base de graisses, en obtient   seules en' -   réduction moyenne de 62 à 65 %.

Claims

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RE U K E.

L'invention a pour objet t 1.-. Des compositions lubrifiantes pour la défô'tfiùfttibJn 4 froid des métaux, qui sont remarquables par les pointé suiv&ats a) elles contiennent un composant de nature orgemitjüè ap4* partonant à la classe des polyéthylène glycol, pr.rolyl glycol, pol;6th7lèno-pol7propeèue glicole et un eu J&tâiléi**1! composants de nature inorganique choisis dans les ëlaâàeï 3 EMI10.2 oxydes, sulfures ou sulfates insolubles, ou des silices il** néraux ; EMI10.3 b) elles contiennent Otl'*5 parties en poids de ôo1wdï"t inorganique pour une partie en poids de composant orga&iquW bzz le compoi-3ant organique est du polypropylène gljfëôl d'un poids aoléculaire qui peut irarier entre un ,ïil i EMI10.4 200 et un maximum de 2000 ;

EMI10.5 d) le composant organique est un mélange de polyetaylèàtt glycol et de polypropylbyle glycol ayant un poids moléculaire compris entre un minimum de 000 et un maximum de ;5ti e) le composant inorganique est formé de préférence ïlé lithopone, de kaolin, d'oxyde de zinc, de bioxyde de tilMÉ4| EMI10.6 de bentonite, d'asbestine* EMI10.7 2.- Un procède pour la déformation à froid des fflétatix èit consiste à appliquer sur les surfaces métalliques, xdgïliâëâ ou enduites d'un enduit (qui peut être une couché de phdâpfiïtë ou d'oxalate) ou sur des surfaces préalablement traultéfti dani des bains pouvant contenir du chlorure de sodium* de là tâtf dit borax, du silicate de sodium, du talc, une composite Ittfcrl* fiante suiramt le-