DE3137272C2

DE3137272C2 - Schmiermittelzusammensetzung, geeignet für das Schmieden oder Strangpressen

Info

Publication number: DE3137272C2
Application number: DE3137272A
Authority: DE
Inventors: Kiyohisa Kawanishi Hyogo Eguchi; Norio Itami Hyogo Kitamura; George Ikoma Nara Ohta; Terumasa Kashiwa Chiba Okamura; Seizi Toyohashi Aichi Yamada
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Taihei Chemical Industrial Co Ltd
Current assignee: Taihei Chemical Industrial Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1986-06-05
Also published as: GB2086934A; GB2086934B; FR2490670A1; FR2490670B1; JPH0157719B2; US4402838A; JPS5755247A; DE3137272A1; JPS5773089A

Abstract

Schmiermittelzusammensetzung zum Schmieden oder Strangpressen, die folgende Mischung umfaßt: A) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Phos phorsäure und deren Salze, B) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Borsäure und deren Salze, C) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Carbonate, Nitrate, Sulfate und Hydroxyde von Alkalimetallen und D) ein Phyllosilikat, wobei die Mischung die Verbindungen (A bis C) in Mengen (berechnet als Oxyde) von 40 bis 44 Mol% P ↓2O ↓5, bis zu 9 Mol% B ↓2O ↓3, bzw. 30 bis 60 Mol% M ↓2O enthält, worin M ein Alkalimetall ist.

Description

wobei die Mischung die Verbindungen (A) bis (C) in Mengen enthält, daß sich — berechnet als Oxyde — von 40 - 55 Mol-% P₂O₅, bis zu 9 Mol-% B₂O₃ bzw. 30 bis 60 Mol-% M₂O, worin M ein Alkalimetall ist. ergeben.

2. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien (A) bis (D) in Wasser suspendiert sind.

3. Schmiermittelzusammensetzung, geeignet für das Schmieden oder Strangpressen, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Phyllosiükat und ein wasserlösliches Glaspulver, welches — berechnet als Oxyde — 40-55 Mol-% P₂O₅, bis zu 9 Mol-% B₂O₃ und 30 bis 60 Mol-% M₂O enthält, worin M ein Alkalimetall ist, oder eine wäßrige Lösung desselben umfaßt.

Diese Erfindung betrifft Schmiermittelzusammensetzungen für das Schmieden und Strangpressen.

Die bislang am meisten verwendeten Schmiermittel zum Schmieden und Strangpressen sind mineralische Öle, Mischungen von mineralischen Ölen und Graphit, sowie Mischungen von Graphit und Wasser. Mineralische Öle sind in Bezug auf ihre Sehmierfähigkeit als auch auf die Fähigkeit, Formkörper leicht von den Werkzeugen ibzutrennen, nicht voll zufriedenstellend, und sie sind mit Umwelt- und Verfahrensproblemen behaftet, da solche Öle bei Arbeiten unter Hitze Dämpfe abgeben und eine Brandgefahr einschließen. Mischungen von mineralischen ölen und Graphit oder Mischungen vonGraphit und Wasser haften im wesentlichen die gleichen Umwelt- und Verfahrensprobleme an wie den mineralischen Ölen, obwohl diese Mischungen verbesserte Schmierfähigkeit und Ablösbarkeit von den Werkzeugen aufweisen.

Es sind auch andersartige Schmiermittelzusammensetzungen für die Metallbearbeitung bekannt So beschreibt, z. B. die DE-AS 16 44 983 die Verwendung von gemahlenen Naturborsilikatgesteinen, die hauptsächlich aus B₂O₃, SiO₂ und CuO aufgebaut sind, als Schmiermittel für die Wärmebehandlung von Metallen und Legierungen durch Auspressen.

Aus der DE-AS 14 52 449 ist es bekannt, zum Warmstrangpressen von Schwermetallen u. a. als Schmiermittel ein Pulvergemisch aus Siliziumoxyden und/oder Silikaten und Metalloxyden einzusetzen. Dabei werden jedoch Silikate mit kristalliner Schichtgitterstruktur, wie z. B. Phyllosilikate, von der Verwendung ausdrücklich ausgenommen.

In der DE-OS 27 51 222 sind Hochtemperatur-Schmiermittel für die Warmverformung metallischer Werkstoffe beschrieben, die als unabdingbare Bestandteile Bornitrid und mindestens eine sauerstoffhaltige Borverbindung, z. B. ein Borsilikatglas, enthalten müssen.

Aus der DE-OS 27 03 321 geht hervor, daß sich als Gesenkschmierstoffe für das Schmieden von metallischen Werkstoffen Materialien eignen, die einen kleineren Anteil von Bornitrid- oder Graphitteilchen einer bestimmten maximalen Teilchengröße sowie ein Gemisch aus Oxyuen von Bor, Silizium, Kobalt, Barium und/oder Mangen enthalten.

!tu Referat Nr. 55 116 B/30 des CPI — Basic Abstracts Journal 1979 ist von einem Schmiermittel für das Strangpressen von rostfreiem Stahl die Rede, das aus einem wasserunlöslichen Glas mit SiO₂ als Hauptbestandteil, sowie Al-, Ca-, B-, Na-, K- und Mg-Oxyden als Nebenbestandteilen zusammengesetzt ist.

Schließlich beschreibt das Referat Nr. 17 899 Y/10 des CPI-Basic Abstracts Journal 1977 ein wasserunlösliches Schmiermittel für die Heißverformung von Titanlegierungen, das aus Oxyden des Bors, Natriums, Aluminiums sowie Siliciums besteht, denen weniger als 5% Glimmer zugemischt werden.

Wie ersichtlich, ist in keiner der soeben referierten Literaturstellen von der Verwendung phosphorhaltiger Verbindungen in Schmiermittelzusammensetzungen für die Metallbearbeitung die Rede. Dagegen spielen Verbindungen wie Bornitrid, Graphit oder Oxyde der Erdalkalimetalle, des Aluminiums und der Nebengruppenrnctalle meist eine erhebliche Rolle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Schmiermittels für das Schmieden und Strangpressen, das eine hervorragende Schmierfähigkeit und Ablösfähigkeit aufweist und dem keine Umwelt- oder Verfahrensprobleme anhaften.

Die erfiridungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, daß diese die folgende Mischung umfaßt:

(A) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Phosphorsäure und deren Salzen,

(B) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Borsäure und deren Salzen,

(C) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Carbonate, Nitrate. Sulfate und Hydroxyde von Alkalimetallen und

(D) ein Phyllosilikat,

wobei die Mischung die Verbindungen (A) bis (C) in Mengen (berechnet als Oxyde) von 40 bis 55 Mol-% P2O5, bis zu 9 Mol-% B₂O₃, bzw. 30 bis 60 Mol-% M₂O enthält, worin M ein Alkalimetall ist.

Es wurde gefunden, daß bei Verwendung eines Phyllosilikats zusammen mit einem wasserlöslichen Glas, das aus den obigen Verbindungen (A) bis (C) besteht, zum Schmieden oder Stangpressen das Silikat bei hohen Temperaturen eine hohe Schmierfähigkeit aufweist, wobei es in Kombination mit dem bestimmten wasserlöslichen Glas, welches per se eine hohe Schmierfähigkeit aufweist, einen synergistischen Effekt hervorragender Schmierfähigkeit hervorbringt. Es wurde weiterhin gefunden, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung nicht nur vollständige Schmierfähigkeit auch bei Werkzeugen (Formen) von komplexer Form aufweist, sondern auch ausgezeichnete Eigenschaften besitzt und fast keine Vertiefungen aufgrund von Ansammlungen der ii Zusammensetzung hervorbringt

Die erfindungsgemäß verwendeten Phyllosilikate haben eine Schichtstruktur und umfassen sowohl synthetische als auch natürliche Silikate. Erfindungsgemäß besonders bevorzgut werden quellende Phyllosilikate einschließlich natürlicher Silikate wie z. B. Montmorillonit und synthetische Glimmer wie z. B. jene, die in den Japan. Offenlegungsschriften 44 758/1977, 29 320/1978 und 20 959/1978 beschrieben worden sind. Erfindungsgemäß ebenfalls verwendbar sind nicht-queliende Silikate, obwohl diese eine geringere Schmierfähigkeit als die quellenden Silikate hervorbringen.

Beispiele solcher Silikate sind Glimmer wie z. B.

Muskovit [KAI₂(AlSi₃O₁OXOH)₂I Paragonit [NaAl₂(AlSi₃O₁OXOH)₂], Phlogopit [KMg₃(AISi₃O₁₀XOH)₂],
Biotit [K[Mg₁Fe)₃(AlSi₃OiOXOH)₂], Lepidolit [KLi₂Al(Si₄OiO)(OH)₂], Zinnwaldit [KLiFeAI(AISi₃O₁OXOH)₂], Magarit [CaAI₂(AI₂Si₂OiOXOH)₂] eta,
Kaolinit, Halloysit, Mit, Pyrophyllit,Talkum etc.

Das wasserlösliche Glas, die andere erfindungsgemäß wesentliche Komponente, umfaßt 40 bis 55 Mol-% P₂O₅, bis zu 9 Mol-% B₂O₃ und 30 bis 60 Mol-% M₂O, worin M ein Alkalimetall bedeutet.

Vorzugsweise umfaßt das wasserlösliche Glas 40 bis 45 Mol-% P₂Os, 3 bis S Mol-% B₂O₃ und 45 bis 55 Mol-% M₂O. Insbesondere wird bevorzugt, daß das Glas 6 bis 9 Mol-% B₂O₃ enthält.

Die Viskosität des Glases bei =?<ner Temperatur von etwa 200 bis etwa 800⁰C, bei der es zum Schmieden bzw. Strangpressen verwendet wird, beträgt zweckmäßigerweise mehrer hundert bis mehrere tausend dPa s . Wenn die Anteile an P₂O₅, B₂O₃ und M-P außerhalb der oben genannten Bereiche liegen, hat das Glas bei 200 bis $ 800°C keine geeignete Viskosität und daher auch keine hohe Schmierfähigkeit, die bei Schmiermitteln unerläß-

lieh äst. Daher sind andere Anteile unzweckmäßig.

Das wasserlösliche Glas kann aus einer großen Anzahl von Materialien hergestellt werden, wie sie üblicher-

§ weise auf diesem Gebiet verwendet werden. Als Quellen für P₂Os können Phosphorsäure sowie primäre und

sekundäre Phosphate verwendet werden. Beispiele geeigneter Phosphate sind primäres NUiriumphosphat.

j| primäres Kaliumphosphat, Natriummetaphosphat, sekundäres Natriumphosphat, sekundäres Kaliumphosphat,

Jl Kaliumpolyphosphat etc.

p Als B₂O₃-QUeIIe ist mindestens eine Borsäure sowie Borate geeignet. Bevorzugt verwendet werden Alkalime-

tallsalze der Borsäure wie z. B. Natriumborat und Kaliumborat. Als M₂0-Quelle sind Carbonate, Nitrate, Sulfate

H und Hydroxyde von Alkalimetallen geeignet. Beispiele bevorzugter Alkalimetalle sind Natrium und Kalium.

Beispiele geeigneter M₂O-Quellen sind Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Na-

g triumsulfat. Kaliumsulfat, Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd etc.

iß Das wasserlösliche Glas wird entweder als solches verwendet oder in Wasser gelöst. Vorzugsweise wird das

it Glas in Pulverform, gewöhnlich in einer Siebgröße von weniger als 100 M<?sh (Tyler-System = — 0,147 mm

« Maschenweite) verwendet. Zur Verwendung als wäßrige Lösung wird das wasserlösliche Glas in Wasser gelöst.

!>! Das Verhältnis von Glas zu Wasser ist nicht entscheidend, sondern kann weit variieren. Gewöhnlich hat die

pi wäßrige Glas-Lösung eine Konzentration von 2 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%. Die wäßrige

?ä Lösung kann leicht durch einfaches Mischen des wasserlöslichen Glases mit Wasser unter Rühren bei Zimmer-

f>, temperatur hergestellt werden. Gewöhnlich wird eine konzentrierte Lösung hergestellt, die vor dem Gebrauch

mit der geeigneten Menge an Wasser verdünnt wird. Im allgemeinen hat die verwendete Lösung eine Konzen-

$ tration von 0,2 bis 20 Gew.-%.

C Erfindungsgemäß kann man anstelle des Glases eine Mischung von Materialien verwenden, die das wasserlös-

i'i liehe Glas bildet. In diesem Falle wird ein Material, das als P₂Os-QUeIIe, ein Material, das als B₂O₃-QUeIIe und ein

;' Material, das als M₂0-Quelle geeignet ist (nachfolgend als Quellen-Materialien bezeichnet) in solchen Anteilen

''■ vermischt, daß die so entstehende Mischung 40 bis 55 Mol-% P₂O₅, bis zu 9 Mol-% B₂Oj und 30 bis 60 Mol-%

~'j M₂O enthält. Die Mischung wird entweder als solche verwendet oder auch in Form einer wäßrigen Lösung. Wird t>0

die Mischung oder Lösung auf ein Werkzeug (Form) aufgetragen, das zum Schmieden oder Strangpressen auf etwa 200 bis etwa 800°C erhitzt wurde, schmilzt die Mischung infolg der Hitze und wird leicht glasartig, bzw. die Lösung wird durch Verdampfen des Wassers gleichermaßen glasartig.

Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung kann in vier Typen klassifiziert werden:
eine Mischung eines Silikats mit Quellen-Materialien als PjOi-Quelle. BiÖi-Qiielle und MiO-Quelle: b5

eine Mischung einer Suspension von Quellen-Materialien und einem Phyllosilikat:

eine Mischung von wasserlöslichem Glas und einem Silikat und eine Suspension eines Silikats in einer wäßrigen Lösung von wasserlöslichem Glas.

31 27 272

Das Mengenverhältnis von Silikat zu der Mischung von Quellen-Material oder zu wasserlöslichem Glas umfaßt einen weiten Variatior.sbcreich. Zur Verwendung bei Werkzeugen von einfacher Form z. B. ist das Mengenverhältnis weitgehend variabel, und zwar innerhalb eines Bereichs, daß die hergestellte Schmiermittelzusammensetzung 10 bis 60 Gew.-% Silikat, bezogen auf die Feststoffe, enthält. Zur Verwendung bei Werkzeugen von komplizierter Form wird das Mengenverhältnis so eingestellt, daß die Zusammensetzung etwa 30 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise etwa 30 bis 50 Gew.-% Silikat, bezogen auf die Feststoffe, enthält. Wenn im letzteren Falle die Menge weniger als 30 Gew.-% beträgt, dann können bei dem geschmiedeten oder stranggepreßten Produkt leicht Vertiefungen auftreten: wenn dagegen die Menge mehr als 60 Gew.-% beträgt, resultiert daraus eine geringere Schmierfähigkeit und schiechtere Ablösfähigkeit.

Werden die Quellen-Materialien oder das wasserlösliche Glas und das Silikat in Pulverform verwendet, dann sollte das Pulver vorzugsweise eine Teilchengröße von etwa minus 350 Mesh (Tyler-System= -0,042 mm Maschenweite) aufweisen. Werden die Quellen-Materialien oder das wasserlösliche Glas in Form einer wäßrigen Lösung verwendet, kann das Silikat direkt zu der Lösung zugemischt werden, vorzugsweise wird das Silikat jedoch in Wasser suspendiert und dann als Suspension mit der Lösung vermischt.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung bei Schmiede- und Strangpreßwerkzeugen bzw. Formen, erfolgt durch geeignete Verfahren wie z. B. Beschichten, Sprühen, Bestäuben oder Tauchen. Da das Schmiede- bzw. Strangpreßwerkzeug gewöhnlich auf etwa 200 bis 800° C erhitzt wird, bildet die Zusammensetzung eine Beschichtung von hoher Schmierfähigkeit und Ablösefähigkeit bei Verdampfen des Wassers, wenn diese als wäßrige Suspension verwendet wird, oder beim Schmelzen, wenn die Zusammensetzung

in Pulferform verwendet wird. Wenn das Silikat gleichzeitig mit dem wasserlöslichen GIa?" — ob in Pulverform Order a!s wäßrige Suspension — verwendet wird, weist dieses eine hervorragende Schmier- imd Ablösefähigkeit (Trennfähigkeit) auf.

Als Grund hierfür — obwohl noch nicht vollständig erforscht — ist anzunehmen, daß, obwohl das zwischen den Silikatschichten vorhandene Wasser bei den hohen Temperaturen verdampft, das spezielle Glas schmilzt

und in die Zwischenräume eintritt, oder daß die Verdampfung des Wassers zwischen den Schichten durch das Glas verhindert wird.

Die folgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispie I 1

Phosphorsäure, Natriumcarbonat, primäres Kaliumphosphat und Borsäure werden in Anteilen (errechnet als Oxyde) von 41,2 Mol-% P₂O₃,7 Mol-% B₂Os,39,3 Mol-% Na₂O und 12,5 Mol-% K₂O vermischt Die Mischung wird 30 Minuten lang auf 900⁰C erhitzt, um diese zu schmelzen und zu verglasen. Zur Herstellung einer wäßrigen Lösung mit einer Konzentration von 20 Gew.-% wird das Glas in Wasser gelöst Zum anderen wird ein

synthetischer Glimmer (NaMg₂JSi₄Oi₀F₂ Handelsbezeichnung »Dimonite-DM (Na-TS)« von Topy Industrial Co. Ltd., Japan) in Wasser suspendiert, um eine Suspension mit einer Konzentration von 10 Gew.-% herzustellen. Sodann werden die wäßrige Glas-Lösung und die Glimmersuspension vermischt, und zwar in einem Mengenverhältnis, wie es in der Tabelle 1 angegeben wird, um verschiedene Schmiermittelzusammensetzungen herzustellen.

Die Schmiermittelzusammensetzungen werden unter Anwendung des nachfolgenden Verfahrens und unter den folgenden Bedingungen auf ihre Eigenschaften untersucht. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.

Test-Bedingungen:

Schmiedewerkzeug: Fallhammer (251)

Versuchsmuster: Stange

Erhitzungstemperatur des Materials: 1370—138O⁰C

Arbeitstemperatur: 1270—1280°C

Werkzeugtemperatur: 200° C

Material: SCM-3 (Molybdän-Stahl)

Verdünnung des Schmiermittels: 5fache Verdünnung mit Wasser

Test-Verfahren:

Die Schmiermittelzusammensetzung wird mit einer Bürste gleichmäßig auf die Werkzeuge verteilt und

beim Schmieden auf die Haftung am Werkzeug, Vertiefungen beim. Schmieden, Schmier- uiid Ablösfähigkeit des geschmiedeten Stücks vom Werkzeug untersucht. Diese Eigenschaften werden wie folgt bestimmt. Haftfähigkeit: Mengen der Schmiedestücke, die am Werkzeug haften

Vertiefungen: Prüfung mit dem bloßen Auge ·

Ablösfähigkeit: - Ausmaß der Haftung des Schmiedestücks am Werkzeug beim Ent-

fernen des Schmiedestücks vom Werkzeug mit der Hand

Testergebnisse:

angegeben in Tabelle 1

Tabelle 1

Gewichtsverhältnis von Glas/Glimmer als Feststoffe

Haftung Vertiefungen

Ablösfähigkeii

00	0
90	10
80	20
70	30
60	40
50	50

40 30 20 10

60 70 80 90 100

O	χ	O
O	χ	O
O	χ	O
O	O	O
O	O	O
O	O	O
Δ	O	O
Δ	O	Δ
χ	O	χ
χ	O	χ
κ	O	χ

Die in der Tabelle angegebenen Eigenschaften wurden nach folgenden Kriterien gewertet:

Haftfähigkeit:

O mindestens 90 von 100 Schmiedestücken haften nicht Δ 85 bis 89 von 100 Schmiedestücken haften nicht χ bis zu 84 von 100 Schmiedestücken haften nicht

Vertiefungen:

O keine Vertiefungen χ Vertiefungen

Ablösfähigkeit:

O wenig oder keine Haftung Δ geringe Haftung χ hohes Ausmaß an Haftung

Beispiel

Schmiermittelzusammensetzungen werden in der gleichen Weise wie nach Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß das Glas und der synthetische Glimmer in anderen Anteilen verwendet werden und daß die Mischung in verschiedenen Ausmaßen verdünnt wird.

Die Zusammensetzungen werden auf die Haftung der Schmiedestücke unter folgenden Bedingungen und mit folgendem Verfahren untersucht.

Test-Bedingungen:

Schmiedewerkzeug: Versuchsmuster:

Erhitzungstemperatur des Materials: Material:

Schmiedepresse (1600 t)

kugelf. Mutter

1200-1250⁰C SKD 61 (Werkzeug-Stahllegierung)

Test-Verfahren:

Die Schmiermittelzusammensetzung wird mit einer Bürste gleichmäßig auf die Werkzeuge verteilt. Es wird die Anzahl der Schmiedestücke ermittelt, die am Werkzeug haften.

Testergebnisse:

angegeben in Tabelle

Tabelle 2

Anzahl der Schmiedestücke, die haften/Zahl der hergestellten Stücke

Gewichtsverhältnis von Glas/Glimmer als Feststoffe

Ausmaß der Verdünnung Konz. 2fach

4fach

5fach

20:80
30:70
40:60
50:50
60:40
70:30
80:20
90:10

3:3	2:6	2:2
4:6	3:10	7:10
4:10	2:20	8:14
3:20	2:20
2:22	1 :20	6:14
1 :20		5:8
2:20
3:20

8:8
6:10

10:16

31 27 272

Beispiel 3

Eine wäßrige Lösung von Glas und eine wäßrige Suspension von Phyllosilikat werden in gleicher Weise wie nach Beispiel 1 hergestellt und miteinander vermischt, um eine .Schmiermittel/iisammensetzung herzustellen, die Gew.-°/o Glas-Feststoffe und die gleiche Menge Silikat enthalt. Die Zusammensetzung wird unter den folgenden Bedingungen untersucht.

V'jrsuchsbedingungen: Schmiedewerkzeug: Versuchsmuster: Material: Erhitzungstemperatur des Materials: Verdiinnung: Werkzeug zum Auftragen:

Schmiedepresse (1600 t) Synchron verbindungkonus SKD6I
1200-1250° C 5fach mit Wasser Pinsel (Bürste)

Testergebnisse:

Die Zusammensetzung gibt keine Dämpfe oder ölige Substanzen ab und ergibt Schmiedeslücke ohne Festfressen, wie dies auftritt, wenn synthetischer Glimmer allein verwendet wird. Die erhaltenen Schmiedestücke sind jenen weit überlegen, die unter Verwendung von wasserlöslichem Glas allein hergestellt wurden, da sie keine Vertiefungen aufweisen, die aufgrund von Ansammlungen des Schmiermittels entstehen können.

Beispiel 4

Das gleiche wasserlösliche Glas wie nach Beispiel 1 wird verwendet, um eine wäßrige Lösung mit einer Konzentration von 14 Gew.-°/o herzustellen. Der gleiche synthetische Glimmer wie nach Beispiel 1 wird in Wasser suspendiert, um eine wäßrige Suspension mit einer Konzentration von 6 Gew.-% zu erhalten. Die beiden Flüssigkeiten werden miteinander vermischt, um eine Schmiermittelzusammensetzung herzustellen, die Glas und synthetischen Glimmer in einem Gewichtsverhältnis von 7 :3 und in einer kombinierten Menge von 10 Gew.-% enthält. Die Zusammensetzung wird unter den folgenden Bedingungen geprüft.

Versuchsbedingungen: Schmiedewerkzeug: Versuchsmuster: Material: Erhitzungstemperatur des Materials: Verdünnung: Werkzeug zum Auftragen:

Schmiedepresse (1600 t) kugelf. Mutter SKD 61

1200-1250° C

Pinsel

Versuchsergebnisse:

Maschine und Bedienungsmann bleiben fast fleckenfrei. Bei 5000 Betriebsläufen tritt keine Störung auf. Die Werkzeuge weisen keine Deformationen des Kunststoffs auf sowie auch keine anormalen Veränderungen hinsichtlich des Ausmaßes an Verschleiß und Temperatur. Die Schmiedestücke sind sehr zufriedenstellend in Bezug auf Qualität, Vertiefungen usw.

Beispiel 5

Die Schmiermittelzusammensetzung nach Beispiel 3 wird unter folgenden Bedingungen und unter Anwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens geprüft.

Test-Bedingungen: Strangpresse:

Testmuster: Material: Temperatur- Bedingungen: Walzpuppe: Behältermantel:

Düse:

UBE doppeltwirkende Strangpresse (1800 t, hergest. von Ubekosan Kabushiki Kaisha, Japan) Rohr, 71 mm äußerer Durchmesser 60,55 mm innerer Durchmesser Messing (6 :4 Legierung)

etwa 450° C außen etwa 700° C innen 650—700°C

Testverfahren:

Wenn das stranggepreßte Produkt geschnitten wird, wird die Zusammensetzung manuell auf die Düsenendfläche und den Führungsteil aufgesprüht.

Testergebnisse: Das Verfahren üef ohne Störungen ab.

Beispiel 6

Eine wäßrige Glas-Lösung wird in der gleichen Weise wie nach Beispiel 1 hergestellt. Andererseits wird Bentonit (wie in der japanischen Pharmacopeia beschrieben) mit einer Teilchengröße von minus 350 Mesh ( — 0.042 mm Maschen weite) in Wasser suspendiert, um eine wäßrige Suspension mit einer Konzentration von 10 Gew.-% herzustellen. Die beiden Flüssigkeiten werden vermischt, um eine Schmiermittelzusammensetzung zu erhalten, die Glas und Bentonit in einem Gewichtsverhältnis von 5 :5 und einer kombinierten Menge von 10 Gew.-% umf."ßt. Die Zusammensetzung wird unter den folgenden Bedingungen mit folgenden Verfahren untersucht.

Test-Bedingungen:

Schmiedevorrichtung:

Versuchsmuster:

Erhitzungstemperatur des Materials:

Arbeitstemperatur:

Werkzeugtemperatur:

Material:

Verdünnung:

Schmiedepresse (1000 t)

Kupplungsgestänge

1200⁰C

1050-115O⁰C

200 -300° C

ASCM-17H(Spezial-Stahl)

4fach mit Wasser

Testverfahren und -Ergebnis Die Schmiermittelzusammensetzung wird mit einem Pinsel gleichmäßig auf die Werkzeuge aufgetragen, und ihre Funktion wird überprüft. Maschine und Bedienungsmann bleiben fleckenfrei. Die erhaltenen Schmiedestücke haben keine Vertiefungen, haften nicht, verursachen keine Abnutzung der Werkzeuge, keine Deformation des Kunststoffs der Werkzeuge sowie keine anormalen Veränderungen der Temperaturbedingungen.

Beispiel 7

Eine Schmiermittelzusammensetzung wird in der gleichen Weise wie nach Beispiel 3 hergestellt und unter folgenden Bedingungen überprüft.

Versuchsbedingungen: Schmiedevorrichtung: Tesi muster:
Material:

Erhitzungstemperatur des Materials: Werkzeugtemperatur: Verdünnung:
Auftragen der Zusammensetzung:

Schmiedepresse (1600 t)
Verbindungsstück

SKD 61 35

1200-1250° C
200-300⁰C
/Ofach

wird für jeden Operationszyklus mit einem Pinsel auf die Werkzeuge aufgetragen. 40

Testergebnis:

Fast die gleichen Ergebnisse wie nach Beispiel 6.

Beispiele 45

Wasserlösliches Glas wird in der gleichen Weise wie nach Beispiel 1 hergestellt und zu einer Teilchengröße von etwa minus 100 Mesh (—0,147 mm Maschenweite) pulverisiert. Andererseits wird der gleiche synthetische Glimmer wie nach Beispiel 1 zu einem Teilchendurchmesser von etwa minus !00 Mesh (—0,147 mm Maschenweite) pulverisiert Die beiden Pulver werden in gleichen Anteilen vermischt, um eine Schmiermittelzusammen- Setzung herzustellen, die unter den folgenden Bedingungen geprüft wird.

Versuchsbedingungen: Schmiedevorrichtung: Versuchsmuster: Material:

Erhitzungstemperatur des Materials: Werkzeugtemperatur: Auftragen der Zusammensetzung:

Schmiedepresse (16001)

Verbindungsstück 55

SKD 61

1200-1250⁰C

200-300⁰C

wird für jeden Zyklus auf die oberen und unteren Stanzenteile

manuell aufgesprüht. eo

Testergebnis:

Fast das gleiche Ergebnis wie nach Beispiel 6.

Beispiel 9

Eine Schmiermittelzusammensetzung wird "in der gleichen Weise wie nach Beispiel 3 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß Muscovit (minus 350 Mesh/—0,042 mm Maschenweke) anstelle des synthetischen Glimmers

31 27 272

nach Beispiel 3 verwendet wird. Die Zusammensetzung wird unter den folgenden Bedingungen geprüft:

Test-Bedingungen:

Schmiedevorrichtung: Schmiedepresse (1000 t)

Versuchsmuster: Kupplungsgestänge

Erhitzungstemperatur des Materials: 1200⁰C

Arbeitstemperatur: 1050—1150°C

Werkzeugtemperatur: 200—300⁰C

Material: ASCM-17H

ίο Verdünnung: 3fach

Anwendung der Zusammensetzung: wird mit einem Pinsel auf die Stanzenteile aufgebracht.

Testergebnis:

Es wird fast das gleiche Ergebnis wie nach Beispiel 6 erreicht.

Beispiel 10

Eine Schmiermittelzusammensetzung wird in der gleichen Weiso wie nach Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle des synthetischen Glimmers nach Beispiel 1 hier LiMgLi(X40io). worin

X = Si oder Ge und Na₁Mg^Li₁(Si₄O₁₀)F₂

ist, verwendet wird.
Es wird ein hervorragendes Ergebnis erzielt, das mit jenem nach Beispiel 1 vergleichbar ist.

Beispiel 11

Phosphorsäure, Natriumcarbonat, primäres Kaliumphosphat und Borsäure werden in Anteilen (errechnet als Oxyde) von 41,3 Mol-% P₂O₃,7,0 Mol-% B₂O₃,30,0 Mol-% Na₂O und 21,7 Mol-% K₂O vermischt. Die Mischung wird 30 Minuten lang auf 900° erhitzt und verglast. Es wird aus 5 Teilen Glas und 5 Teilen des gleichen synthetischen Glimmers wie nach Beispiel 1 eine wäßrige Suspension mit einem Feststoffgehalt von 10 Gew.-% hergestellt. Die so hergestellte Schmiermittelzusammensetzung wird unter folgenden Bedingungen und unter Anwendung folgender Verfahren auf ihre Gebrauchseigenschaften untersucht.

Versuchsbedingungen:

Strangpreßvorrichtung: ES 1500A (1500 t), Walzpuppengröße 15,24 cm und ES 2350 A

(2350 t) WaizpuppengröBe 20,32 cm (Beide hergestellt von übekosan Kabushiki Kaisha, Japan.)

Versuchsmuster: Aluminium-Schieberahmen (für Fenster)

Erhitzungstemperatur der Walzpuppe: 420—480° C
Behälter-Temperatur: 400—45O⁰C

Temperatur des »Dummy-Blocks«: 300—400°C
Düsen-Temperatur: 400-500⁰C

Material: 6063

Verdünnung: 30fach in Wasser

Testverfahren:

Vor dem Strangpressen wird die Zusammensetzung auf den »Dummy-Block« 5 — 8 Sekunden lang in zwei Richtungen automatisch aufgesprüht; die Zusammensetzung wird ebenfalls auf die Behälter-Endfläche und Scherfläche (innere Oberfläche des Werkzeugs bzw. der Form) 2 Sekunden lang manuell aufgesprüht.

Versuchsergebnis:

Die Zusammensetzung gibt weder Dämpfe noch ölige Substanzen ab, verhindert das Festhaften und verursacht keine Vertiefungen aufgrund von Ansammlung. Die Zusammensetzung weist zufriedenstellende Ablösfähigkeit und Schmierfähigkeit auf.

Claims

31 27 272 Patentansprüche:

1. Schmiermittelzusammensetzung, geeignet für das Schmieden oder Strangpressen, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Mischung umfaßt:

(A) mindestens eine Verbindung aus der G nippe der Phosphorsäure und deren Salzen,

(B) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Borsäure und deren Salze,

(C) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Carbonate, Nitrate, Sulfate und Hydroxyde von Alkalimetallen und

(D) ein Phyllosilikat,