DD218775A3 - Kuehlschmieroele fuer die metallbearbeitung - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT KUEHLSCHMIEROELE FUER DIE METALLBEARBEITUNG, DIE ALS FERTIGUNGSHILFSSTOFFE BEI DER SPANENDEN UND SPANLOSEN BEARBEITUNG VON LEGIERTEN UND NICHTLEGIERTEN EISEN- UND NICHTEISENMETALLEN EINSETZBAR SIND. ZIEL DER ERFINDUNG IST DIE KOSTENGUENSTIGE BEREITSTELLUNG VON KUEHLSCHMIEROELEN, DIE BEI UNTERSCHIEDLICHSTEN METALLBEARBEITUNGSVERFAHREN UND WERKSTOFFEN EINE GUTE TECHNOLOGISCHE WIRKSAMKEIT AUFWEISEN, EINEN SICHEREN KORROSIONSSCHUTZ GEWAEHRLEISTEN UND AUCH BEI LAENGERER EINWIRKUNG DERMATOLOGISCH GUT VERTRAEGLICH SIND. DIE ERFINDUNGSGEMAESSEN KUEHLSCHMIEROELE BESTEHEN AUS EINER KOMBINATION VON 79,55 BIS 98885 MA.-% EINER MINERALISCHEN UND/ODER CARBOCHEMISCHEN GRUNDOELKOMPONENTE, 1 BIS 20 MA.-% EINER 50% TIGEN OELIGEN LOESUNG EINES CHLORGESCHWEFELTEN FETTSAEUREMETHYLESTERS, 0,1 BIS 0,3 MA.-% DI-TERTIAER-BUTYL-P-KRESOL (DBPC), 0,01 BIS 0,1 MA.-% EINER PRIMAEREN, SEKUNDAEREN ODER TERTIAEREN ALKANOLAMINS MIT EINEM ALKYLREST IM KETTENLAENGENBEREICH VON C TIEF 2 BIS C TIEF 3 UND 0,005 BIS 0,05 MA.-% OLEOYLSARKOSIN.

Description

30. IX. 1982

Titel der üirfindung ..

Kühlschmieröle für die'¹ Metallbearbeitung ' ' * '. ^] . Anwendungsgebiet der Erfindung '

Die Erfindung betrifft Kühlschmieröle für die 'Metallbearbeitung, die als Fertigungshilfsstoffe bei der spanenden und spanlosen Bearbeitung von legierten und nichtlegier-"]0 ten Eisen- und Nichteisenmetallen einsetzbar sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen '

. ·.' Es ist bekannt, zur Verbesserung des technologischen Er-.

'1-5 gebnisses bei der spanenden und spanlosen Bearbeitung von Metallen Kühlschmierstoffe auf Mineralöl- und/oder carbochemischer Basis als Fertigungshilfsstoffe einzusetzen. Derartige technologische Hilfsstoffe haben im wesentlichen die Aufgabe, Reibung und Verschleiß zu verringern sowie die durch Energieumwandlung freiwerdende Wärme abzuführen, wodurch die Standzeit der Werkzeuge erhöht, der Energieaufwand gesenkt sowie die Maßhaltigkeit und Oberflächengüte der bearbeiteten Werkstücke verbessert werden. . ,

· Ss ist weiterhin bekannt, den bei der Metallbearbeitung. verwendeten Fertigungshilfsstoffen Zusätze zuzugeben, um die geforderte Kühl- und Schmierwirkung sowie- weitere, insbesondere korrosionsschützende Eigenschaften zu erzielen.

Beispielsweise "beschreiben SU-PS 595 362 die Herstellung eines. Kühlschmierstoffes auf Basis eines Mineralöles, dem zur Verbesserung der Spahsungsleiätung Schwefel, Chlor-.. paraffin, tierische oder'pflanzliche Fettöle und ein hochasehehaltiges Erdalkalimetallsulfonat sowie ein Korrosionsinhibitor zugesetzt werden, JP-FS 80 63 411 eine' , Kühlschmierstöffkombination aus einem raffinierten Schmieröl, oxydiertem Suböl sowie einer Mischung aus Antiöxydantien, Korrosionsinhibitoren und- Antiverschleißadditives¹ und SIJ-PS 503 895 ein Metailbearbeitungsöl auf Mineralölbasis, das Baumwollölchlorsulfid, Chlorparaffin, Pentachlbrdiphenyl und Dialkylphenolatdisulfid als -Hochdruck-· zusätze, Calciumsul'f onat als Detergentwirkstoff sowie Zinkdialkyldithiophosphat und ca.. 5 %.Monoalkylamin als Korrionsinhibitbren enthält.

Gemäß RO-PS 65 021 besteht ein.für die Feinbearbeitung '·. von-Metallen geeigneter Kühlschmierstoff aus einem niedrigviskosen Mineralöl, dem neben einem sulfurierten Rapsöl und einem Polyglyko!-Phenolether als ζerspanungsfordernde Zusätze ein Naphthensäuremonoethanolamid in einer Konzentration von 4 bis 6 % als Korrosionsinhibitor beigefügt werden. Sine wirksame Sehneidö!kombination erhält man entsprechend US-SB 2 549 952, wenn zu .einem Grundöl als Hochdruckadditives Bis-(ß-Chorophenethyl)-disulfid, geschwefeltes Diisobutylen und Chlorparaffin sowie mehr als 2 % eines Kondensationsproduktes, von Alkylphenolen, Formaldehyd und Ammoniak als Rostschutzadditiv zugegeben werden.

In der DI)-PS 78 616 wurde ein universell verwendbares ' Kühl- und Schmieröl für die Metallbearbeitung vorgeschlagen, 'das aus einem mineralischen oder carbochemischen Grundöl besteht und als Hochdruckzusätze einen chlorgeschwefelten Fettsäuremethylester und/oder Chlorparaffin und/oder Trikresylphosphat, als Antioxydans Di-tertiärbutyl-p-Kresol ."sowie als Korrosionsinhibitor ein Mono-, Bis- oder Tris-(dimethylamino)-methylphenol-Salz der

technischen Ölsäure in einer Konzentration von 0,25 bis 1 % enthält.

Den bekannten Metallbearbeitungsolen' einschließlich der. bereits vorgeschlagenen Kühl- und Schmieröikombinatlon haftet der Nachteil an, daß die verwendeten Korrosionsinhibitoren in relativ hoher Konzentration zugesetzt wer-,

den müssen, um die gewünschte Schutζwirkung zu erzielen. Der Einsatz derart großer Mengen an Korrosionsinhibitoren bringt neben einer ökonomisch ungünstigen Auswirkung auch erhebliche arbeitsmedizinische Probleme mit sich, da diese Zusätze fast ausschließlich pheno'lischer bzw. aromatischer Uatur und/oder Alkylaminabkömmlinge sind.. So lassen sich aufgrund des bei der Metallbearbeitung häufig unvermeidlichen intensiven Kontaktes des Bedienungspersonals mit dem Kühlschmiermittel beim Vorliegen hoher'Korrosionsinhibitorkonzentrationen auf Dauer Hautreizungen kaum vermeiden.

Ziel der Erfindung

Ziel,der Erfindung ist es, Kühlschmieröle für die Metallbearbeitung kostengünstig auf 3asis leicht verfügbarer Rohstoffe bereitzustellen, die bei unterschiedlichsten Metallbearbeitungsverfahren und Werkstoffen technologisch vorteilhaft einsetzbar sind, einen sicheren Korrosionsschutz gewährleisten und aueh bei längerer;:Einwirkung dermatologisch gut verträglich sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung . .

Aufgabe der Erfindung' ist es, Kühlschmierölkombinationen

auf Mineralöl- oder carbochemischer Basis unter Verwendung geeigneter Zusätze in solch geringer Konzentration zu schaffen, daß die technologischen, arbeitsmedizinischen und Anforderungen des Korrosionsschutzes erfüllt werden.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Kühlschmieröle

..».--. 4 -.-. ;

für die Metallbearbeitung, die die erforderliche technologische Wirksamkeit aufweisen sowie insbesondere die An- forderungen' hinsichtlich der arbeitsmedizinischen Eignung und des Korrosionsschutzes erfüllen, erhalten werden durch eine: Kombination von . ' '

ί ' '

79, Γ5 bis 98,^85 Masse-% e-iner mineralischen und/oder durch Tieftemperaturhydrierung von Braunkohlenschwelteer gewonnenen carbochemischen Grundölkomponente im .Viskos i-

2 —1 ο

tätsbereich von 8 bis 20 mm s bei 50 C, . _; , 1 bis 20, vorzugsweise 5 "bis 15 Masse-% einer ^O %igen öligen Lösung eines vorzugsweise durch Fettaminzusatz stabilisierten chlorgeschwefelten Fettsäuremethylesters, 0,1 bis 0,3 Masse-% Di-tertiär-butyl-p-Kres.ol (DBPC), 0,01 bis.0,1, vorzugsweise 0,03 bis 0,07 Masse-% eines primären, sekundären oder tertiären Alkanolamins mit einem Älkylrest im'Kettenlängenbereich von Cp bis C^, vorzugs-, weise Monoethanolamin, und 0,005 bis 0,05, vorzugsweise 0,007 bis 0,02 Masse-% Oleoylsarkosin.

Die Herstellung der vorgeschlagenen Kühlschmierölkombination erfolgt durch Lösen des DBPC im Grundö 1 bei 50 "bis $0 ° C und einzelnes Zumischen der restlichen Komponenten in beliebiger Reihenfolge bei Raumtemperatur unter inten-

sivem Rühren. . , .

, Ausführungsbe'ispiele ' - - . '

Die Erfind long soll nachstehend.an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. ^v

1 »

Beispiel A .

In 89,8 Masse-% einer durch Tieftemperaturhydrierung von Braunkohlenschwelteer gewonnenen carbochemischen entparaffinierten' und raffinierten Grundölkomponente mit einer

2 —1 ο

Viskosität vonlömm s bei 50 C werden· 0,15 Masse-%

Di-tertiär-butyl-p-Kresol (DBPC) bei einer Temperatur von 60 ⁰C gelöst.

Dieser Mischung werden bei Raumtemperatur 10 Masse-% einer 50 %igen öligen Lösung eines durch Ifettaminzusatz stabilisierten chlorgeschwefelten Fettsäuremethjlesters, ^{: :}

0,04· Masse-% Monoethanolamin und' " < ' 0,01 Masse-% Oleoylsarkosin unter intensivem Rühren zugefügt, Erhalten wird.ein für unterschiedlichste Werkstoffe und Me-

"IO tallbearbeitungsverfahren geeignetes Kühlschmieröl mit guten Korrosionsschutzeigenschaften und dermatologischer. Verträglichkeit. .'·',-..

Beispiel 2 ' .

83j 65 Masse-% einer carbochemischen Grundölkomponente gemäß Beispiel 1 werden bei einer Temperatur von 55 ⁰C mit 0,25 Masse-% Di-tertiär-butyl-p-Kresol (DBPC) versetzt. Der Lösung werden bei Raumtemperatur 16 Masse-% einer 50 folgen öligen Lösung eines durch Jettaminzusatz stabilisierten chlorgeschwefelten Pettsäuremethylesters, ' ' -

0,08 Masse-% Monoethanolamin und 0,02 Masse-% Oleoylsarkosin unter intensivem Wälzen mit Stickstoff zugemischt. Das erhaltene Eühlscbmieröl ist insbesondere für die Bearbeitung schwer spanbarer Stähle sowie für schwierige Umformarbeiten geeignet und weist bei guter Hautverträglichkeit einen ausreichenden Korrosionsschutz auf.

Beispiel 3 ' , '

Zur Herstellung des Grundöles wird eine entparaffinierte und raffinierte Mineralölkomponente aus paraffinbasischem., schwefel- und stickstoffhaltigem Erdöl.mit der carboche-, mischen Grundölkomponente gemäß Beispiel 1 im Masseverhält-

nis von 7 '· '3 vermischt. '

Zu 94->·§75 Masse-% der in einer Viskosität von 5 ms "bei 50 ⁰C vorliegenden Grund ö Mischung werden bei einer Temperatur von 50 G 0,1 Masse-% Di-tertiär-butyl-p-Kre- >. sol (DBPG) gegeben.. :

Bei Saumtemperatur wird diese Mischung unter intensivem -.'. Rühren mit 5 Masse-% einer 50 %igen öligen Lösung eines durch Jettaminzusatz stabilisierten chlorgeschwefelten ., '. Pettsäuremethylesters, ' · ^:

.· ' 0,02 Masse-% Monoethanolamin und . .

0,005 Masse-% Oleoylsarkosin versetzt«

Es wird ein.Kühlschmieröl erhalten, das'vor allem-für die Feinbearbeitung'legierter Stähle geeignet ist, einen befriedigenden Korrosionsschutz aufweist und gut hautverträglich ist.

Claims (2)

Erfindungsanspruch .

1. Kühlschmieröle für die Metallbearbeitung, bestehend aus mineralischen und/oder carbochemischen Grundölen im Yiskositätsbereich von 8 bis 20 mm s bei 50 ⁰C und 1 bis' 20 Ma.-% einer 50 %igen öligen Lösung eines chlorgeschwefelten Fettsäuremethylesters und 0,1 bis 0,3 Ma.-96 Di-tertiär-butyl-p-kresol (DBPC) sowie^ weiteren bekannten organischen synthetischen Zusatzstoffen, gekennzeichnet dadurch, daß sie, bezogen auf das Fertigprodukt, als weitere Zusatzstoffe ein primäres, sekundäres oder tertiäres Alkanolamin mit einem Alkylrest im Kettenlängenbereich von C₂ bis C^ in Mengen von 0,01 bis 0,1 Ma.-% und Öleoylsarkosin in Mengen von 0,005 bis 0,05 Ma.-% und das Grundöl in Mengen von 79,55 bis 98,885 Ma.-% enthalten«

2. Kühlschmieröle nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie,'bezogen auf das Fertigprodukt, als weitere

Zusatzstoffe Monoethanolamin in Mengen von 0,0'3 bis 0,07 Ma.-% und Öleoylsarkosin in Mengen von 0,007 bis 0,02 Ma.-% und das Grundöl in Mengen von 79,61 bis 98,863 Ma.-# enthalten.
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