DD292678A5 - Ueberzug zur verminderung der reibung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen UEberzug zur Verminderung der Reibung bei der elastischen oder plastischen Verformung von metallischen Werkstoffen. Der UEberzug besteht aus einem homogenen Feststoffgemisch thermischer Umsetzungsprodukte, entstanden durch eine thermische Einwirkung bei 250 bis 1 600C auf eine homogene Mischung aus (A) 0,02 bis 28 Masseanteilen Fettsaeuresalzen, (B) 0,09 bis 9,1 Masseanteilen Alkali- oder Ammoniumborat, (C) 0,18 bis 26 Masseanteilen Alkali- oder Ammoniumphosphat, (D) 0,02 bis 18 Masseanteilen einer polymeren organischen Verbindung und (E) 0,06 bis 18 Masseanteilen Reaktionsprodukten der Komponenten A bis C, gebildet in waeszriger Loesung bei einem p H-Wert 6,5 und bei einer Temperatur 80C. Der UEberzug zeichnet sich gegenueber den bekannten verschleiszmindernden Schichten bzw. Schichtsystemen fuer die elastische oder plastische Verformung durch einen hoeheren Gebrauchswert aus und ist kostenguenstiger herstellbar.{UEberzug; Reibung; Verformung; Metalle; Feststoffgemisch; Umsetzungsprodukte; Einwirkung, thermisch; Fettsaeuresalz; Borat; Phosphat; Polymer; Reaktionsprodukte}

Description

2. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Calciummetaborate, Calciumphosphate, Natriummetaborate und Natriumphosphate enthält und daß als Beimengungen Eisenmetaborate und Eisenphosphate enthalten sind.

3. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein homogener Film mit einer Schichtauflage von 0,02 bis 35 g/m², vorzugsweise 0,4 bis 3,5 g/m ist.

4. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine kristalline Struktur aufweist und aus Pulver mit einer Korngröße von 0,09 bis 120 Mm, vorzugsweise 0,5 bis 5,5 pm, hergestellt ist.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie und betrifft einen Überzug zur Verminderung der Reibung bei der elastischen oder plastischen Verformung von metallischen Werkstoffen definierter Geometrie, insbesondere zur Verminderung des Verschleißes zwischen Fedorteilen und bei der Kaltumformung, z. B. bei der Herstellung von Blechenteilen, Metalldraht, -stangen und -rohren durch Ziehen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Überzüge mit schmierenden Eigenschaften zur Verminderung der Reibung sind bei der elastischen oder plastischen Verformung von metallischen Werkstoffen seit langem bekannt. So werden z. B. bei der Herstellung von Metalldraht durch Ziehen Schmiermittel aufgetragen, welche den unmittelbaren Kontakt zwischen den Arbeitsflächen des Ziehwerkzeuges und der Oberfläche des Drahtes verhindern sollen. In bestimmten Fällen, insbesondere bei schwerumformbaren Werkstoffen oder beim Umformen mit großen Umformgraden und/oder -geschwindigkeiten, werden davor auf den Werkstoff Schmiermittelträgerschichten aufgebracht, die z. B. aus Kalk/Kochsalz, Phosphat, Oxalat, Borax, Kupfer oder Zink bestehen. Das Aufbringen derartiger Schmiermittelträgerschichten ist materialaufwendig und erfordert einen hohen verfahrenstechnischen Aufwand und wirkt sich damit ungünstig auf die Kosten aus. Außerdem genügen diese Schichten teilweise nicht hohen Qualitäisanforderungen.

Ziel der Erfindung

DasZiel der Erfindung besteht in einer Kostensenkung und einer Qualitätserhöhung für Überzüge zur Verminderung der Reibung bei der elastischen oder plastischen Verformung von metallischen Werkstoffen definierter Geometrie.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen reibungsmindernden Überzug für metallische Werkstoffe zu entwickeln, der nur einschichtig ausgebildet ist, auf dem Werkstoff gut haftet und ein hohes Druckaufnahmevermögen besitzt und der aus billigen Rohstoffen und mit geringem verfahrenstechnischen Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Überzug aus einem homogenen Feststoffgemisch thermischer

UmsetzungsproduKe besteht, entstanden durch eine thermische Einwirkung bei 250 bis 1600⁰C auf eine homogene Mischung

(A) 0,02 bis 28 Masseanteilen in % Fettsäuresalzen,

(B) 0,09 bis 9,1 Masseanteilen in % Alkali-oder Ammoniumborat,

(C) 0,18 bis 26 Masseanteilen in % Alkali-oder Ammoniumphosphat,

(D) 0,02 bis 18 Masseanteilen in % einer polymeren organischen Verbindung und

(E) 0,06 bis 18 Masseanteilen in % Reaktionsprodukten der Komponenten A bis C, gebildet in wäßriger Lösung bei einem pH-Wert >6,5 und einer Temperatur <8O⁰C.

Als Hauptbestandteil enthält der Überzug vorzugsweise Calclummetaborate, Calclumphosphate, Natriummetaborate und Natriumphosphate. Als Beimengungen sind insbesondere Eisenmetaborate und Eisenphosphate enthalten. Der Überzug kann zweckmäßig als homogener Film mit einer Schichtauflage von 0,02 bis 35 g/m², vorzugsweise 0,4 bis 3,5g/m², ausgebildet sein. Er kann jedoch auch eine kristalline Struktur aufweisen, erzeugt mit Pulver, das eine Korngröße von 0,09 bis 120 μηι, vorzugsweise 0,5 bis 5,5 μη\, besitzt.

Der erfindungsgemäße Überzug zeichnet sich gegenüber den bereits bekannten verschleißmindernden Schichten bzw. Schichtsystemen für die elastische oder plastische Verformung durch einen höheren Gebrauchswert aus und ist mit einfachen technologischen Maßnahmen und aus relativ billigen Rohstoffen herstellbar. So läßt sich der Überzug beispielsweise dadurch herstellen, daß eine Flüssigkeit, welche in Wasser die Komponenten A bis E enthält, mittels Tauchen oder im Durchlauf auf den Werkstoff aufgetragen und danach getrocknet wird. Danach müssen abschließend noch mittels einer Wärmebehandlung die thermischen Umsetzungsprodukte erzeugt werden. Der entstandene Überzug ist festhaftend und besitzt gute Schmiereigenschaften, insbesondere ein hohes Druckaufnahmevermögen.

Ausführungsbelsplel

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Auf einem Stahldraht der Marke M 7 mit einem Kohlenstoffgehalt von max. 0,12% ist ein Überzug in Form eines Films aus einem homogenen Feststoffgemisch thermischer Umsetzungsprodukte aufgebracht. Der Überzug enthält als Hauptbestandteil Calcium- und Eisensalze in Form stöchiometrischer und nichtstöchiometrischer Borate und depolymerisierter Polyphosphate als Beimengungen.

Die Überzugsmasse beträgt 0,3 g/m².

Für die Bildung dieses Überzugs ist der Stahldraht mit einer Flüssigkeit kontaktiert worden, die In Wasser

5,2 Masseanteile Calciumstearat (A),

0,3 Masseantaile Natriumtetraborat (B),

4,5 Masseanteile Natriumpolyphosphat (C),

0,25 Masseanteile Nonylphenolpolyethylenoxid-Addukt (D) und

0,8 Masseanteile in wäßriger Lösung bei einem pH-Wert von 8 und einer Temperatur unter 30°C gebildete Reaktionsprodukte (E) der Komponenten A bis C

enthielt. Die im fertigen Überzug enthaltenen thermischen Umsetzungsprodukte sind das Ergebnis einer beginnend bei 650⁰C und bei 630°C endenden Wärmebehandlung der vorgenannten Flüssigkeitskomponenten, wobei diese Behandlung eine thermische Phosphatierung darstellt.

Der Überzug haftet fest auf dem Stahldraht und besitzt gute Schmiereigenschaften. Ein derartig überzogener St&hldraht eignet sich besonders zur Herstellung von Drahtnetz für die Drahtglasproduktion.

Claims (1)

1. Überzug zur Verminderung der Reibung bei der elastischen oder plastischen Verformung von
metallischen Werkstoffen definierter Geometrie, insbesondere zur Verminderung des Verschleißes zwischen Federteilen und bei der Kaltumformung, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einem homogenen Feststoffgemisch thermischer Umsetzungsprodukte besteht, entstanden durch eine thermische Einwirkung bei 250 bis 1600⁰C auf eine homogene Mischung aus

(A) 0,02 bis 28 Masseanteilen in % Fettsäuresalzen,

(B) 0,09 bis 9,1 Masseanteilen in % Alkali-oder Ammoniumborat,

(C) 0,18 bis 26 Masseanteilen in % Alkali- oder Ammoniumphosphat,

(D) 0,02 bis 18 Masseanteilen in % einer polymeren organischen Verbindung und

(E) 0,0ü bis 18 Masseanteilen in % Reaktionsprodukten der Komponenten A bis C, gebildet in
wäßriger Lösung bei einem pH-Wert > 6,5 und einer Temperatur < 8O⁰C.