DD245898A1 - Korrosionsschutzadditiv fuer schmiermittel fuer die warmverformung von metallen - Google Patents

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DD245898A1
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DD28692486A
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Ulrich Buechner
Sabine Bertram
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Maxhuette Unterwellenborn
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Korrosionsschutzadditiv auf Phosphatbasis fuer Schmiermittel fuer die Warmverformung von Metallen. Das Korrosionsschutzadditiv verbessert bereits vorhandene phosphatlose Schmiermittel fuer die Warmverformung von Metallen hinsichtlich ihrer korrosiven Eigenschaften, insbesondere gegenueber am Arbeitsvorgang nicht direkt beteiligten Maschinenteilen durch Ausbildung eines anhaftenden, zusammenhaengenden Films auf der Oberflaeche, wodurch eine kostenaufwendige Technologieumstellung auf andere phosphathaltige Fertigungshilfsstoffe nicht notwendig ist. Als Korrosionsschutzadditiv einsetzbar sind Alkaliphosphate, von denen dem waessrigen Schmiermittelkonzentrat 2 bis 35 Ma.-% zugemischt werden. Bei den Alkaliphosphaten handelt es sich um Dinatriumhydrogenphosphat und/oder Trinatriumphosphat. Als Schmiermittel, denen das Additiv zugesetzt werden kann, eignen sich phosphatlose Schmiermittel fuer die Warmverformung von Metallen, zusammengesetzt aus anorganischen und organischen Bestandteilen, die als waessrige Schmiermittelkonzentrate vorliegen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Korrosionsschutzadditiv für Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen auf Phosphatbasis. Das erfindungsgemäße Korrosionsschutzadditiv eignet sich für phosphatlose Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, zur Verschleißverminderung und Filmstabilisierung bei der Warmverformung von Metallen phosphathaltige Fertigungshilfsstoffe zu verwenden.
So beschreiben die DD-EB-120465 ein Hochtemperaturschmiermittel bestehend aus Graphit, Alkylenpolymerisat, Dispergiermittel und 2-40% Filmstabilisator, zweckmäßig Natriumsilikate, Boroxide, Phosphate, Kieselsäure allein, oder in Gemischen untereinander, die DD-EB-203328 Fertigungshilfsstoffe für die Warmverformung von Metallen bestehend aus ' Alkalisulfat, Alkalisalz der Tetraborsäure, Metalldiphosphatgemisch, einem Polysacärid und einem Natriumalkylsulfonat, die DD-EB-65288 Schmiermittel für die Umformung von Metallen bei Temperaturen bis 7500C zusammengesetzt aus Metallsalzen der Palmin- oder Stearinsäure und aus Additivs, wie Molybdändisulfid, Graphit und Schwefel und basischen Calcium-oder Alkalisalzen der Bor-, Kiesel- und/oder Phosphorsäure.
In der DD-EB-63598 wird ein Hochtemperaturschmiermittel auf Phosphatbasis vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Gemisch von Ortho- oder kondensierten Phosphaten von Alkalimetallen und Metalloxiden, Alkalioxid, Eisen-(lll)-oxid und Aluminiumoxid enthält.
Die DE-EB-31 37272 beschreibt eine Schmiermittelzusammensetzung bestehend aus Phosphorsäure und deren Salze, Borsäure und deren Salze, Carbonaten, Nitraten, Sulfaten, Alkalihydroxiden und einem Phyllosilikat.
Gemäß der DE-EB-2609666 wird ein Schmiermittel auf Basis Cellulosederivat, Glyzerin und wasserlöslichem Korrosionsschutzmittel (o-Phosphorsäure) hergestellt.
In der DE-EB-2048537 wird ein Hochtemperaturschmiermittel auf Phosphatbasis für die Warmverformung von Metallen in Form einer fest haftenden Schicht in Kombination mit einem Binder,und Lösungsmittel aufgeführt.
Das in der DE-EB-2430249 vorgeschlagene Hochtemperaturschmiermittel für die Heißumformung von Metallen basiert a-uf einem Schmelzprodukt von Metallphosphaten und -boraten und eines die Schmierwirkung verbessernden Zusatzes, wie Zinksulfid, Calciumfluorid, Natriumchlorid oder Natriumzinkpolyphosphat, sowie einem treibwirkenden, sich rückstandsfrei zersetzenden organischen Produkt auf Basis von Cellulose, Stärke oder Kunstharzen.
Der Hochtemperaturschmierstoff für die Warmverformung von Metallen gemäß DE-EB-21 54232 ist dadurch gekennzeichnet, daß er ein Schmelzprodukt von Phosphaten und Boraten der Alkalimetalle und gegebenenfalls des Zinks und/oder Aluminiums und einem Zusatz von Zinksulfid, Calciumfluorid, Natriumfluorid, Graphit oder Gemische davon enthält.
Phosphorverbindungen als filmstabilisierender und korrosionsschützender Bestandteil in Hochtemperaturschmierstoffen sind somit bekannt und gehören zum Stand der Technik. Die bisherigen bekannten Erfindungsbeschreibungen weisen nur komplette Schmiermittelzusammensetzungen aus, in denen Phosphate als korrosionsschützender und filmstabilisierender Bestandteil enthalten sind.
Nachteilig ist, daß keine alleinige Phosphatinhibierung beschrieben wird, um in bereits vorhandenen phosphatlosen Schmiermitteln für die Warmverformung von Metallen eine verschleißhemmende Wirkung zu erzielen.
Lediglich in der DE-EB-2850244 wird ein Additiv in Schmier- und Kühlmitteln für die Metallbearbeitung auf Phosphatbasis aufgeführt, wobei jedoch nur ein langkettiges Ammoniumpolyphosphat vorgeschlagen wird ohne Berücksichtigung anderer Phosphate.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, ein Korrosionsschutzadditiv auf Phosphatbasis für Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen bereitzustellen, um die Lebensdauer von Maschinenteilen durch ausreichende Oberflächenbehandlung zu erhöhen, ohne durch kostenaufwendige Technologieveränderung auf andere phosphathaltige Fertigungshilfsstoffe umstellen zu müssen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Korrosionsschutzadditiv auf Phosphatbasis zu schaffen, um bereits vorhandene phosphatlose Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen hinsichtlich ihrer korrosiven Eigenschaften zu verbessern.
Erfindungsgemäß konnten als Korrosionsschutzadditiv für Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen Alkaliphosphate und zwar in Form der basisch reagierenden Dinatriumhydrogenphosphat und Trinatriumphosphat gefunden werden.
Der Einsatz dieser Additivs in phosphatlosen Schmiermitteln für die Warmverformung von Metallen bewirkt die Ausbildung von anhaftenden Schichten auf den Metalloberflächen, speziell bei den verschiedensten Stahlsorten, wodurch einerseits ein Schmiereffekt beim Umformprozeß und andererseits ein Schutz vor korrosiven Angriff durch das Schmiermittel, insbesondere gegenüber am Arbeitsvorgang nicht direkt beteiligten Maschinenteilen erreicht werden kann.
Das Korrösionsschutzadditiv wird dem Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen, bezogen auf ein wäßriges Schmiermittelkonzentrat, in einer Menge von 2 bis 35 Ma.-% zugesetzt. Als optimaler Bereich der Zugabe des Additivs erweist sich eine Menge von 5 bis 15Ma.-%.
Als Schmiermittel, denen das Additiv zugesetzt wird, eignen sich phosphatlose Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen, zusammengesetzt aus anorganischen Salzen, wie Carbonaten der Alkalimetalle, Boraten der Alkalimetalle, Hydroxiden der Alkalimetalle, Ammoniak u.a., Alkylenpolymerisaten, Dispergiermitteln und Feststoffen, wie Graphit, Schwefel u.a., die als wäßrige Schmiermittelkonzentrate vorliegen und je nach Einsatzzweck weiter verdünnt werden können.
Die Zugabe des Additivs zu dem Schmiermittel erfolgt zweckmäßigerweise als stark konzentrierte, wäßrige Lösung, wozu das Alkaliphosphat vorher unter Rühren in Wasser gelöst wird.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dazu wurden Korrosionsuntersuchungen nach folgender Methode durchgeführt:
Aus den Materialien Stahl CK 45, Stahlguß GSB 45 und Stahl 56 NiCrMoW gefertigte Prüfbleche (20 χ 100 χ 2mm) wurden mit Schleifpapier bearbeitet, anschließend trocken abgerieben, dann mit Benzin und zuletzt mit Benzen gespült. Nach Verdampfen der Lösungsmittelreste wurden die Prüfbleche auf der Analysenwaage gewogen und bis zum Einsatz für den Korrosionsversuch im Exsikkator aufbewahrt. Untersucht wurde ein Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen enthaltend Dinatriumcarbonat, Natriumchlorid, Ammoniak, Ammoniumcarbonat, Carboxymethylcellulose und Graphit mit und ohne Zusatz von Dinatriumhydrogenphosphatdodekahydrat und Trinatriumphosphatdodekahydrat. Dazu wurden die Schmiermittel mit Wasser im Verhältnis 1:10 verdünnt (nach Additiv-Zusatz). Für die Prüfung wurden 9 Bechergläser mit je 250ml einer Prüfflüssigkeit gefüllt und die Prüfbleche zu 2h eintauchend eingehängt. Die Bechergläser befanden sich in einem auf 500C thermostatierten Wasserbad. Verdunstungsverluste wurden mit destilliertem Wasser ausgeglichen. Durch kontinuierliche Luftzuführung in die Prüfflüssigkeit wurden eine Sauerstoffsättigung und ständige Bewegung dieser erreicht. Nach Beendigung der Versuche wurden die Prüfbleche mit fließendem Wasser abgespült und mittels Filterpapier getrocknet. Mit einer Drahtbürste wurden an den Prüfblechen haftende Ablagerungen entfernt und anschließend die Bleche nochmals mit fließendem Wasser abgewaschen. Zuletzt wurden die Prüfbleche in Aceton getaucht, getrocknet und auf der Analysenwaage gewogen.
Beispiel 1
Die korrosionshemmende Wirkung durch Zusatz von Dinatriumhydrogenphosphatdodekahydrat ist in Tabelle 1 dargestellt.
Additiv pH-Wert d. Prüflösung Masseänderung der Prüfbleche in mg CK 45 GSB 45 -388 56Ni...
O 9-10 -267 -136 -229
CJl 8-9 -108 -95 -90
10 8-9 — 9 -4 -28
16 8-9 -2 -2 n.b.
32 8-9 -3 n.b.
n. b. —r- nicht bestimmt
Beispiel 2
Tabelle 2 zeigt die korrosionshemmende Wirkung durch Zusatz von Trinatriumphosphatdodekahydrat.
Additiv pH-Wert d. Prüflösung Masseänderung der Prüfbleche in mg CK45 GSB 45 -388
0 9-10 -267 -4
T7 12 -3
34 12 -3 -4
Die Beispiele 1 und 2 zeigen, daß sich nicht phosphathaltige Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen durch Zugabe von Phosphaten hinsichtlich ihrer korrosiven Eigenschaften, besonders gegenüber angrenzenden Maschinenteilen durch Ausbildung einer anhaftenden Schutzschicht wesentlich verbessern lassen.
Im Vergleich zum Stand der Technik ist keine grundlegende Änderung der Schmiermittelzusammensetzung, sondern lediglich ein Zusatz der genannten Additivs erforderlich, um eine korrosionshemmende Wirkung zu erzielen.

Claims (4)

  1. Erfindungsanspruch:
    1. Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen, enthaltend ein Korrosionsschutzadditiv auf Phosphatbasis, gekennzeichnet dadurch, daß das Korrosionsschutzadditiv ein Alkaliphosphat ist.
  2. 2. Schmiermittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Alkaliphosphat ein Dinatriumhydrogenphosphat und/ oder Trinatriumphosphat ist.
  3. 3. Schmiermittel nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Korrosionsschutzadditiv, bezogen auf ein wäßriges Schmiermittelkonzentrat, in einer Menge von 2 bis 35 Ma.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Ma.-%, zumischbar ist.
  4. 4. Schmiermittel nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Schmiermittel für die Warmverformung von Metallen, dem das Korrosionsschutzadditiv zugesetzt wird, ein phosphatloses Schmiermittel ist.
DD28692486A 1986-02-10 1986-02-10 Korrosionsschutzadditiv fuer schmiermittel fuer die warmverformung von metallen DD245898A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT395163B (de) * 1988-02-12 1992-10-12 Chemson Polymer Additive Schmiermittel

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