DE1153961B - Verfahren zur Herstellung von schmierenden Oxalatueberzuegen auf Metalloberflaechen vor der Kaltbearbeitung - Google Patents

Description

Bekanntlich wird die Kaltbearbeitung von Metallen, wie Zink, Eisen, Stahl, Nickel u. dgl., worunter z. B. das Walzen zu Blech, das Drahtziehen u. dgl. zu verstehen ist, durch vorheriges Aufbringen einer chemisch erzeugten Schicht, z. B. aus Phosphat, Oxalat u. dgl., auf die Oberfläche des Metalls erleichtert. Obwohl diese Schichten schon an sich beträchtlich die Kaltbearbeitung erleichtern, wird dies weiter noch durch ein Schmieren der überzogenen Oberflächen verbessert, welches Schmieren üblicherweise in einem besonderen Arbeitsgang durchgeführt wird.

Aus der USA.-Patentschrift 2116 954 ist die Behandlung von Metalloberflächen mit einem wäßrigen, saure Überzuge bildenden Oxalatmaterial zur Verbesserung der Kaltbearbeitung bekannt. Die mit diesen Überzügen erzielte nicht ausreichende Schlüpfrigkeit der behandelten Stücke konnte durch Aufbringen von Schmiermitteln, jedoch in einem besonderen Arbeitsgang, verbessert werden.

Nach der deutschen Patentschrift 863 281 wird die Erzeugung eines Phosphatumwandlungsüberzuges mit einer Schmierung dadurch kombiniert, daß emulgierbare Fette und Öle der Phosphatlösung in Form einer Emulsion einverleibt werden. Dieses bekannte Verfahren läßt sich auf die Erzeugung eines Oxalatüberzugs wegen der Ungeeignetheit der verwendeten Schmiermittel nicht übertragen.

Demgegenüber ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von schmierenden Oxalatüberzügen auf Metalloberflächen vor der Kaltbearbeitung unter Verwendung wäßrigen, sauren Oxalatmaterials zur Bildung des mit Schmiermittel zu imprägnierenden Überzugs dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug gebildet und gleichzeitig mit Schmiermittel in einem einzigen Arbeitsgang imprägniert wird durch Behandeln der Metalloberfläche mit einem wäßrigen, sauren, den Oxalatüberzug bildenden Material, welches einen Emulgator und 0,1 bis 8% einer oder mehrerer gesättigter geradkettiger Fettsäuren mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen und/oder ihren Glyceriden enthält.

Die französische Patentschrift 1 075 889 befaßt sich mit der Schaffung geschmierter Überzüge auf Metall durch Behandeln der Oberfläche mit einem Produkt, welches 1 bis 3% Orthophosphorsäure, 5 bis 30% gesättigte Fettsäuren mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen oder deren Glyceriden, 20 bis 30% eines Lösungsmittels und etwa 50 % Petroleum (Benzin) enthält. Diese bekannte Zusammensetzung soll nicht mehr als 2% Wasser enthalten.

Dieses bekannte Verfahren ist trotz des gleichen Schmiermittels völlig verschieden von dem erfindungs-Verfahren zur Herstellung

von schmierenden Oxalatüberzügen

auf Metalloberflächen vor der Kaltbearbeitung

Anmelder:

Amchem Products, Inc.,
Ambler, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt, Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Januar 1957 (Nr. 637 071)

George Freed Otto, Oreland, Pa. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

gemäßen. Das letztere schafft ein Mittel für gleichzeitiges Hervorbringen eines Oxalatüberzugs und dessen Imprägnieren mit einem zusätzlichen Schmiermittel in der Form eines wäßrigen Oxalatüberzugsmaterials, welches eine Dispersion eines bestimmten Prozentsatzes an bestimmten Schmiermitteln enthält. Mindestens 92% der Mittel der Erfindung sind Wasser, während nicht mehr als 2% Wasser in dem bekannten Mittel zugegen sein sollen. Die Erfindung betrifft die Verwendung von Oxalsäure in wäßrigem Medium, worin sie ionisiert ist, während die französische Patentschrift nichtwäßrige Lösungen von Orthophosphorsäure in Lösungsmitteln, wie Methylisobutylcarbinol, offenbart, wobei keine Ionisation in solchen Lösungsmitteln auftreten kann. Nur die Art des zugesetzten Schmiermittels ist die gleiche, aber seine in der französischen Patentschrift angewendeten Mengen sind weit größer als die nach der Erfindung.

Demnach ist die Erfindung neu und wird auch in keiner Weise durch die Entgegenhaltung nahe gelegt.

In bezug auf den technischen Fortschritt ist auf die Beseitigung der Feuergefahr durch die Verwendung wäßriger Lösungen an Stelle solcher auf der Grund-

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lage von Benzin hinzuweisen. Ferner kommt die Erfindung mit viel kleineren Mengen an Schmiermitteln aus. Wenn auch nach diesem bekannten Verfahren bereits in einem einzigen Arbeitsgang ein Überzug gebildet und mit einem Schmiermittel imprägniert wird, so stellt doch die Erfindung eine sehr erhebliche Verbesserung dieses kostspieligen und gefährlichen Verfahrens dar.

«■ Wenn die Schmiermitteknenge weniger als 0,1 % beträgt, fällt die Schmierwirkung des Überzugs be- ίο trächtlich ab, und wenn die Menge größer als 8% ist, beeinträchtigt das Schmiermittel die Bildung eines zufriedenstellenden Umwandlungsüberzugs.

Die Zusammenstellungen der Erfindung können in flüssiger Form hergestellt werden, oder sie können auch eine anstrich- oder sogar pastenartige Konsistenz besitzen. Im ersten Fall werden sie vorzugsweise 0,25 bis 1 % des Schmiermittels und im zweiten Fall einen höheren Prozentgehalt an Schmiermittel besitzen, wobei 1 bis 5 °/o bevorzugt sind.

In einer verhältnismäßig flüssigen Zusammenstellung kann einSchmiermittelgehalt von 1% schon eine so starke Imprägnierung der überzogenen Oberflächen mit Schmiermittel hervorrufen, daß sich Schmiermittel an der Zielscheibe, an der Walze oder dem anderen Werkzeug ansammelt. Mit dickeren pastenartigen Zusammenstellungen rindet jedoch im allgemeinen keine Schmiermittelansammlung statt, solange der Gehalt nicht 5 °/o übersteigt.

Insbesondere für gewisse schwierige Bearbeitungen, z.B. abgesetztes Ziehen und vielstufiges Ziehen, ist die Anwesenheit von Fettsäureglyceriden in dem Schmiermittel ratsam, wobei die Menge bis zu 5O°/o betragen kann.

Zum Dispergieren der Sehmiermittel in der wäßrigen sauren Lösung des oder der den Umwandlungsüberzug erzeugenden Chemikalien kann jedes der wohlbekannten Dispergiermittel benutzt werden. Polyoxyäthylenäther haben sich als sehr zufriedenstellend erwiesen, um sehr beständige Emulsionen zu geben. Beispiele solcher Dispergiermittel sind die folgenden bekannten Produkte: Polyoxyäthylenlauryläther, Polyoxyäthylen-polypropylen-propylenglycol, ein Kondensationsprodukt von 20 bis 30 Äthylenoxydgruppen mit emem Alkylphenylpolyäthylenäther.

Zur Erzeugung eines schmierenden Umwandlungsüberzugs können die Zusammenstellungen der Erfindung auf die Oberfläche in jeder bekannten Weise aufgebracht werden, z.B. durch Eintauchen, Sprühen, Bürsten während einer ausreichenden Zeit, um den schmierenden Überzug zu erzeugen, in Abhängigkeit von der Art des Metalls, der Temperatur und anderer dem Fachmann bekannter Faktoren.

Die folgenden Beispiele werden nur zur besseren Erläuterung der Erfindung gegeben.

Beispiel 1

Oxalsäure 50 g

Natriumsuhlt 4 g

Mangandioxyd , 0,1 g

Palmitinsäure 5 g

Polyoxyäthylierter Fettalkohol 5 g

Wasser zum Auffüllen auf 11

Diese Zusammensetzung ist geeignet für das Überziehen von weichem Stahl und sollte bei Temperaturen von 28 bis 65° C verwendet werden.

Beispiel 2

Oxalsäure 50 g

Natriumchlorid 20 g

Natriumbifluorid 10 g

Natriumthiosulfat 2 g

Talg Ig

Stearinsäure 2 g

Alkylphenylpolyäthylenäther 2 g

Wasser zum Auffüllen auf 11

Diese Zusammensetzung ist hauptsächlich zur Verwendung auf korrosionsfesten Legierungen bei 54 bis 60° C gedacht.

Beispiel 3

Salpetersäure 8 ecm

Manganoxalat 5 g

Oxalsäure 25 g

Natriumbisulfit 5 g

Talg 5 g

Stearinsäure 10 g

Polyoxyäthylenlauryläther 10 g

Wasser zum Auffüllen auf 11

Diese Zusammensetzung ist in erster Linie zur Verwendung auf korrosionsfesten Legierungen bei 54 bis 60° C gedacht.

Beispiel 4

Oxalsäure 50 g

Stearinsäure 50 g

Polyoxyäthylenlauryläther 50 g

Natriumthiosulfat 6 g

Wasser zum Auffüllen auf 11

Diese Zusammenstellung ist in erster Linie für korrosionsfeste Legierungen gedacht und kann entweder bei Raum- oder erhöhter Temperatur angewendet werden.

Beispiel 5

Oxalsäure 50 g

Monochloressigsäure 10 g

Stearinsäure 10 g

Alkylphenylpolyäthylenäther 10 g

Natriumthiosulfat 3 g

Wasser zum Auffüllen auf 11

Diese Zusammenstellung ist hauptsächlich zum Aufbringen auf korrosionsfeste Legierungen während 5 Minuten bei 65° C gedacht.

Die mit den schmierenden Ümwandlungsüberzügen zu überziehenden Metalle sollten naturgemäß rein sein. Das Reinigen kann in beliebiger, für das betreffende Metall bekannter Weise bewirkt werden.

Nach Erzeugung des schmierenden Umwandlungsüberzugs und vor dem Kaltbearbeiten wird der Überzug vorzugsweise bei einer Temperatur so getrocknet, bei welcher das Schmiermittel nicht abläuft. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß sogar beim Auftreten von Überhitzung die Überzüge nach der Erfindung bessere Schmierung bewirken als die bisherige Technik einschließlich der Herstellung des Umwandlungsüberzugs in einem ersten Verfahrens-

schritt gefolgt von einer Imprägnierung mit Schmiermittel als zweitem Verfahrensschritt.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von schmierenden Oxalatüberzügen auf Metalloberflächen vor der Kaltbearbeitung unter Verwendung wäßrigen, sauren Oxalatmaterials zur Bildung des mit Schmiermittel zu imprägnierenden Überzugs, da durch gekennzeichnet, daß der wäßrigen, sauren Oxalatierungslösung ein Emulgator und 0,1 bis 8 % einer oder mehrerer gesättigter geradkettiger Fettsäuren mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen und/oder ihrer Glyceride zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmiermittel mit einem Gehalt von bis zu 50% an Fettsäureglyceriden verwendet wird.

3. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispergiermittel ein Polyoxyäthylenäther verwendet wird.

4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der geschmierte Umwandungsüberzug vor der Kaltbearbeitung bei niedriger Temperatur getrocknet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 673 405, 863 281;
französische Patentschrift Nr. 1075 889;
USA.-Patentschrift Nr. 2116 954.

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