DE863281C - Verfahren zur Erleichterung der spanlosen Formgebung von Metallen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erleichterung der spanlosen Formgebung von Metallen Zur Erleichterung der spanlosen Verformung von Metallen, insbesondere Eisen und Stahl, ist es bekannt, die Oberfläche mit einer zusammenhängenden Kristallhaut von Oxyden oder Salzen, z. B. Phosphaten, zu versehen, deren Kristalle fest mit der metallischen Unterlage verwachsen sind. Zu diesem Zwecke wurden die zu verformenden Werkstücke beispielsweise mit Hilfe von bekannten Verfahren phosphatiert. Zur Erleichterung der Verformung wurde, zusätzlich ein Schmiermittel angewendet, das auf die fertig gebildete Phosphatschicht aufgebracht wurde. Als solche Schmiermittel dienten beispielsweise Öle, Fette und auch Ölemulsion, die auch beispielsweise beim Ziehen am Werkzeug gleichzeitig als Kühlmittel eingesetzt wurden. Bei diesem bekannten Verfahren wurde in jedem Falle zunächst die Oxyd- oder Salzschicht ausgebildet und erst dann das zusätzliche- Schmiermittel angewendet.
• Es ist ein besonderes Phosphatierverfahren vorgeschlagen, das es ermöglicht, bei niedrigen Temperaturen unterhalb 5o', insbesondere bei Raumtemperatur Phosphatschichten aufzubringen. Das Arbeiten des Bad-es bei Raumtemptratur wird dadurchermöglicht, daß der Gehalt an freier Säure gegenüber demjenigen, der bei der jeweils üblichen Arbeitstemperatur dem Gleichgewicht entspricht, herabgesetzt wird. Bei ohne Beschleuniger arbeitenden Phosphatlösungen ist hierbei eine Mindesterhöhung des pli-Wertes gegenüber demjenigen, der bei höheren Temperaturen von go' und mehr befriedigend arbeitenden Lösungen um mindestens .-eine Einheit notwendig, um bei Raumtemperatur arbeiten zu können. Bei solchen Lösung-en, die mit Beschleunigern, wie Nitraten, Nitriten, Chloraten, Wasseerstoffsuperoxyd, Permanganat, organischen Beschleunigern oder Metallen, die edler sind, als Ei-sen, "einzeln oder in Gemischen arbeiten, ist der pH-Wert gegenüber demjenigen der bei höherer Temperatur über go' befriedigend arbeitend-en Lösung um mindestens 0,5 Einheiten zu erhöhen, um beei Raumtemperatur arbeiten zu können. Die Änderung der Acidität der Lösungen kann mit alkalischen, Mitteln, beispielsweise, Ätznatron, erfolgen, aber auch mit solch-en Mitteln vorgenommen werden, die gleichzeitigeinen für die Schichtbildung notwendigen Bestandteil zuführen, beispielsweise Zinkcarbonat, und zwar so weit, daß mindestens die notwendige Verschiebung des PH-Wertes eintritt. Man vermeidet, den pi-Wert der Lösung wesentlich mehr als notwendig zu erhöhen, und wählt vorzugsweise die mindest notwendige p11-Verschiebung, die durch Bestimmung mit der Glaselektrode bei 20, 0 ermittelt wird.
• Dieses bei niedrigen Temperatur-en, insbesondere Raumtemperatur arbeitende Phosphatierverfahren eignet sich auch zur Aufbringung von Phosphatschichten, die den Kaltverformungsvorgang erleichtern(sollen. EinbeiRaumtemperaturarbeitendes Verfahren hat beispielsweise beim Phosphatiteren von Stahldrahtringen für den Stahldrahtzug den Vorteil, daß es ohne besondere zusäuzliche apparative Einrichtungen zur Phosphatierung der dicht und fest gewickelten Stahl-drahtringe auf dem ablaufenden Haspel dienen könnte. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer derartigen Anwendung entweder die äußeren Lagen des Drahtringes eine zu dicke Phosphatierung erfahren oder die inneren Lagen eine ungenügende oder gar keine Phosphatierung erhalten, Es wurde nun gefunden, daß man die geschilderten Schwierigkeitent dadurch beheb-en kann, da#ßi man der bei Raumtemperatur oder nur wenig erhöhten Temperatur arbeitenden Phosphatlösung, die nach den vorgeschlagenen eingangs beschriebenen Richt-'linien aufgebaut ist, ein emulgierbares Öl oder Fett zusetzt, das erforderlichenfalls durch einen Emulgator in der Lösung gehalten wird. Läßt man beispielsweise in "einer solchen Lösung die Ha-spel ablaufen, von der aus der aufgelegte Stahldrahtring in die Mehrfachziehmaschine abläuft, so erhält man für den ganzen Draht günstigste Ziehbedingungen und eine gleichmäßige Oberfläclienausbildung, obgleich die ersten äußersten Lagen des Drahtringes kurze Zeit in der Lösung liegen und die letzten innersten Wicklungen ..-in Vielfaches der Zeit in der Lösung bleiben.
• Das erfindungsgemäße Verfahren sei an Hand eines Beispiels näher beschrieben. Die in üblicher Weise- vorgereinigten Stahldrahtringe, die in kalter Salzsäure mit Sparbeizzusatz gebeÜ-,t auf dem Waschbaum gereinigt und anschließend in heißem sodahaltigern Wasser getaucht waren, wurden in einer einzigen Tauchbehandlung. phosphatiert und geschmiert. Diese Behandlung wurde derart durchgeführt, daß, die Haspel, von der aus der aufgelegte Stahldrahtring abläuft, in einen Behälter eingesetzt wurde, in dem sich ein Gemisch einer Phosphatlösung mit einer Ölemulsion befand. Zur Verwendun.g kam ein Phosphatbad, das durch Zusatz von Natronlauge auf einen pH-Wert von :2,9 gebracht worden war unddas im Liter:25 9 P2 0,5, 75 9 N 031 2:2 g Zn, 22 g Na eowie einen Zusatz vonetwa o,5 g N 02/1 enthielt. Diesem Phosphatbad wurden im Bei#pielsf all 2o g eines Emulgator/Liter zugesetzt. Es wurde Emulphor verwendet. Zu dieser Lösung wurde Bohröl, das mit etwa der gleichen Menge Wasser voremulgiert war, zugesetzt, so daß die Lösungetwa 2o bis :25 g Bohröl/1 enthielt. Dieses Phosphatbad mit ernulgiertem Öl wurde bei Raumtemperatur verwendet. Obwohl auf der Haspel zwei Ringe aufgelegt waren und nachetwa 2 bis 4 Minuten die Maschine anlief, zeigten sich keinerlei Schichtunterschiede zwischen dem letzten Draht, der etwa 2 Stunden unter schwacher Drehung in der Lösung blieb, und dem gezogenen Drahtanf angsabschnitt. Bei Ziehgeschwindigkeiten bis zu 3 m pro Sekunde wurde ein ausgezeichnet gleichbleibender Ziehspiegel erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nicht nur eine besondere Werkzeugschonung, sondern es ist sogar nL,#3"glich##, im Durchmesser ungleichmäßige Drähte nach der Plustoleranz, die früher immer zu Störungen durch Abreiß-en führte, ohne Störung zu ziehen.
• Für das Phosphatierungsbad eignen sich die bekannten Phosphatierungslösungen, am günstigsten diejenigen mit Beschleuniger, insbesondere mit Nitrat. Als weiteres Beispiel sei eine Lösung mit 45 9 Zn, 24 9 P2 05, 75 g N 03/1 genannt, die mit Natronlauge auf einen pi-Wert von :2,1 gebracht wird.
• Der Schmiermittelzusatz zu den Lösungen erfolgt vorzugsweise derart, daß zunächst ein-, Voremulsion,der betreffenden Fette oder Öle hergestellt wird und daß, um das Ausfallen des Schmiermittels zu verhüten, der Phosphatlö#sung vor dem Zusatz der Emulsion ein Emulgator zu-gefügt wird. Es kann von Vorteil sein, mehr Fett oder Öl zuzusetzen als in emulgiertem Zustand in der Lösung gehalten werden kann, so daß sich eine Fettschicht auf der Lösung bildet, durch die -der sich abwickelnde Draht auf seinem Weg zur Ziehmaschine hindurchstößt. Um das Ausschleppen von überschüssiger Lösung und auch von dem auf der Lösung schwimmenden Öl oder Fett zu verhindern bzw. zu regeln, kann die Anwendung eines Ab- streifers von Vorteil sein. In der Ziehmaschine kann für -die Kühlung *an den Matrizen Wasser benutzt werden, es ist auch möglich und unter gewissen Umständen vorteilhaft,Schmiermittelemulsion evtl. mit Zusatz von Phosphatierungslösung auch als Kühlmittel zu verwenden. Diese Lösung wird dann zw-eckmäßigerweise verdünnter gewählt als die Lösung, aus- der der Diraht von der Spule abläuft, und für diese Kühlmittellösung wird vorzugsweise eine Phosphatlösung angewendet. Die Behandlung in Phosphatlösungen, denen Schmiermittelemulsion zugesetzt ist, ist nicht nur geeignet zur Vorbereitung der Drahtringe für den Drahtzug, sondern auch für andere spanlose Verformungen, beispielsweise von trommelfähigen Kleinteilen, wie Hülsen. Die Teile werden wie beim Drahtzu#g nach der üblichen Reinigung insbesondere Befreiung von Zunder in, Pho#sphatlösu-ngen, denen Schmiermittelemulsion zugesetzt ist, vorzugsweise bei Raumtemperatur getrommelt. Sie erhalten eine gleichmäßige Schicht, die die spanlose Verformung erleichtert und deren Güte unabhängig ist davon, ob das Teil nach einer kuizen Mindesteinwirkungsdauer von etwa 5 Minuten oder nach längerer Einwirkungszeit zur Verformung gelangt. In der Regel wird man die Kleinteile 5 bis io Minuten trommeln und dann aus der Lösung nehmen bzw. die Lösung abfließen lassen. Eine Wiederverwendung derselben ist nach evtl. notwendiger Ergänzung der verbrauchten Bestandteile möglich.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE. i. Verfahren zur Vorbehandlung von phosphatierbaren Werkstücken, insbesondere aus Eisen und Stahl, für die spanlose Fbrrngebung, insbesondere durch Ziehen, dadurch gekenn-,zeichnet, daß die W#erkstücke in einer Phosphatlösung behandelt werden, die bei Raumtemperatur oder nUT wenig erhöhter Temperatur arbeitet und der emulgierbare Fette oder Öle zUges-etzt sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit Beschleuniger arbeitende Phosphatlösungen, insbesondere nitrathaltige Phosphatlösungen, denen vo,rzugsweise geringe Mengen Nitrit zugesetzt sind, verwendet werden, denen emulgierbare Fette oder öle und wenn notwendig ein Emulgator zugesetzt sind. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphatlösung etwa 20,g/1 Emulgator und etwa 2o bis 25 g Bohröl/1 zugesetzt werden. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Drahtziehen der Draht aus der Phosphatlösung von dem eingetauchten Drahtring in die Ziehmaschine abläuft. 5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch ii bis 3j auf spanlos zu verform.-nde trommelfähige Kleinteile, beispielsweise kleine Hülsen.