DE1951281B - Schmier und Kühlflüssigkeit fur Me tallkaltbearbeitung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schmier- und Kühlflüssigkeiten, die im Maschinenbau beim Diamantschleifen von Metallen, insbesondere bei dem Schleifen und bei der spannenden Formung von Metallen eingesetzt werden.

Gegenwärtig ist eine Reihe von Schmier- und Kühlflüssigkeiten für das Diamantschleifen von Metallen bekannt, z. B. Petroleum, eine Mischung aus Petroleum und Flüssigöl, 3°/_oige wäßrige Sodalösung, l°/_oige wäßrige Triäthanolamin-Lösung mit 0,25% Borax (siehe z.B. das Buch von R. N. O se her »Produktion und Anwendung von Schmier- und Kühlflüssigkeiten«, Gostoptechisdat, Moskau, 1963).

Petroleum weist ausreichend gute Wasch- und Netzeigenschaften auf, es sichert gute Arbeitsbedingungen für Schleifkörner. Seine Anwendung ist jedoch aus Sicherheits- und Arbeitsschutzgründen beschränkt.

Die Schmier- und Kühlflüssigkeiten, die Triäthanolamin enthalten, können bei ihrem Durchtritt zum elektrischen Antrieb der jeweiligen Werkzeugmaschine, auf der die Metallbearbeitung erfolgt, die Isolierung zerstören.

Die als Schmier- und Kühlflüssigkeit verwendete 3°/_oige Sodalösung verhindert das Verschmieren von Diamantscheiben nicht, was die Schneideigenschaften von Werkzeugen vermindert.

Derzeit werden in der Schmiermittelbranche in großem Umfang auch Zelluloseester und deren Derivate verwendet. So wird in dem britischen Patent 1 004 836 die vorherige Auftragung eines SchmiermiUeliilms auf eine Metalloberfläche vor seiner Kaltbearbeitung beschrieben. Dabei sollen ein oder mehrere Zelluloseester verwendet werden, wobei der Überzug im Trockenzustand nicht weniger als 20ⁿ/₀ Zelluloseester, ebenso wie auch seine Gemische mit Polychlorpropen, Polyäthylen und anderen Stoffen, auf Grundlage organischer oder anderer Lösungsmittel enthält.

Bekannt ist auch die Verwendung von Zelluloseestern bei der Kaltformung von Metallen (USA.-Patent 3 192 619). Dabei erfolgt ein Vorauftrag von Bestandteilen, die Zelluloseester enthalten, auf die Metalloberfläche vor ihrei Bearbeitung und vor dem

Erhalt eines trockenen Films, wonach das Metall in

die gewünschte Form gebracht und danach die Schicht

abgezogen wird. Auch hier wird das Vorhandensein

einer filmbildenden Masse mit nicht weniger als 20 Gewichtsprozent Zelluloseester auf der Grundlage von

organischen oder anderen Lösungsmitteln vorgesehen.

Weiterhin werden in großem Maße Zelluloseester

und dessen Derivate in der Bohrtechnik eingesetzt.

Dabei wird im wesentlichen ein wasserlösliches Salz

ίο der Karboxymethylzellulose auf Grund von Salzsolen verwendet, die mehrwertige Kationen zusammen mit dünndispersen tonigen Teilchen enthalten und einigen Zusatzstoffen zur Bildung eines Kuchens, der im Hinblick auf den Wasserentzug beständig ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der genannten Nachteile.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine solche Schmier- und Kühlflüssigkeit zu entwickeln, die einfach in der Zusammensetzung und sicher im Betrieb ist, die das Verschmutzen von Schleifwerkzeugen bei ihrer Arbeit verhindert, die Wärmeabführung sowie die Abspülung von Schleifspan, -staub und Zerfallprodukten der Flüssigkeit ermöglicht, was die Erhaltung der Schneideigenschaften von Werkzeugen immerzu begünstigt.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schmier- und Kühlflüssigkeit für Metallkaltbearbeitung, insbesondere für Schleifen auf Wassergrundlage, unter Zugabe von kalzinierter Soda, erfindungsgemäß höchstens 1 °/₀ wasserlösliches Zelluloseestersalz enthält.

Zweckmäßigorweise sind die genannten Komponenten in folgendem Prozentverhältnis zu nehmen:

0,05 bis 0,5 °/₀ wasserlösliches Zelluloseester

salz,

0,01 bis 0,5 ⁰Z₀ kalzinierte Soda und
99,00 bis 99,94 °/o Wasser.

Zelluloseestersalze verwendet man üblicherweise zusammen mit komplexen Massen, wobei deren Konzentration groß ist und ungefähr 20 Gewichtsprozent darstellt, was dazu führt, daß die Masse ein pastenartiges Aussehen hat.

Metallische Gegenstände werden mit diesen Massen vorbearbeitet, die ausgetrocknet und dann erst der mechanischen Weiterbearbeitung unterworfen werden.

Die Verwendung von wasserlöslichen Karboxy-

methylzellulosesalzen macht das Vorhandensein einer Salzsole und dünndisperser toniger Teilchen notwendig. Dies wirkt sich negativ auf die Verwendung derartiger Massen bei der Kaltbearbeitung von Metallen aus, da Salzsolen zu Rostbildungen führen.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Schmier- und Kühlflüssigkeit besitzt keine der obengenannten Nachteile und erlaubt es:

1. wasserlösliche Karboxymethylzellulosesalze in Mengen von nicht mehr als 1 Gewichtsprozent auf der Grundlage von Wasser und einer chemischen Komponente — eines Alkalinitätsreglers, der gleichzeitig Korrosionsinhibitor ist — zu verwenden. Die niedrige Konzentration der Komponenten ist auch mit niedrigen Kosten verbunden. Neben technischen Vorteilen sind also auch wirtschaftliche vorhanden;

2. durch die Mengen der Zusätze (im wesentlichen Karboxymethylzellulosesalze) eine ausreichend

hohe Fließgeschwindigkeit zu gewährleisten, wie _R . . .

man sie zur mechanischen Zuführung durch Beispiel i

Pumpen in die Bearbeitungszone benötigt. So kann Die aus 0,03 % Na₂CO₃, 0,08 %

die Zuführung der erfindungsgemäßen Schmier- [C₆H₇O₂(OCH₂COONa)₃I_n

und Kühlflüssigkeit in die Bearbeitungszone und 5

die Bearbeitung selbst gleichzeitig ohne Zeit- und 99,89 % Wasser bestehende Schmier- und Kühlverlust für eine vorhergehende Vorbereitung des flüssigkeit wurde beim Schleifen von Meißeln aus Hartzu bearbeitenden Erzeugnisses erfolgen, und metall unter Zuhilfenahme von Diamanten-Topfschließlich scheiben auf metallischer Bindung verwendet. Die

ίο Prüfungen zeigten, daß die Diamantenscheibe bei der

3. erlaubt die Zusammensetzung der ausgewählten Bearbeitung von 1800 Meißeln nicht verschmierte,

Bestandteile in dem angegebenen M engen verhält- während bei der Verwendung der 3%^gen Sodalösung

nis ein Medium zur Verfügung zu stellen, in dem als Schmier- und Kühlflüssigkeit die Schleifscheibe

eine Rostbildung auf metallischen Oberflächen der bereits nach der Bearbeitung von 300 Meißeln sich

angewendeten Bearbeitungsvorrichtungen und des 15 verschmiert hatte,

bearbeitenden Erzeugnisses praktisch ausgeschlos- _ . · . ~

sen ist. Beispiel 2

Die aus 0,3 °/₀ Na₂CO₃, 0,2%

Die wasserlöslichen Zelluloseestersalze besitzen eine tQ h,q (OCH COONa) 1
Reihe von Eigenschaften, die den an Schmier- und 20 ^{7 2 2 3}"
Kühlflüssigkeiten zu stellenden Forderungen ent- und 99,5% Wasser bestehende Schmier- und Kühlsprechen. Ihre Wasserdispersionen weisen eine gute flüssigkeit wurde beim Schleifen von Hartmetall mittels filmbildende Fähigkeit auf, wobei diese Filme eine der Diamanten-Topfscheiben angewendet. Die Prüfungenügende mechanische Festigkeit haben. Eine wich- gen zeigten das Wegbleiben der Verschmutzung auf. tige Besonderheit dei wasserlöslichen Zelluloseester- 25 Der spezifische Verbrauch an Diamanten betrug salze ist außerdem der Aufbau ihrer Moleküle, die 0,21 mg/g gegenüber 0,46 mg/g bei der Verwendung Hochpolymerisationsketten mit großer Lyophilität der 3%igen Sodalösung. Die Leistung der jeweiligen und demzufolge mit guter Netzfähigkeit darstellen. Die Werkzeugmaschine stieg im Durchschnitt auf das Verbindung der guten filmbildender, Eigenschaften mit 2,5fache an.
guter Netzfähigkeit sichert ein besseres Fließvermögen 30 B e i s d i e 1 3
und Benetzen der Oberfläche von Werkzeugen mit

Flüssigkeit, die Abspülung von Schleif span, -staub und Die Verwendung der Schmier- und Kühlflüssigkeit

Zerfallprodukten der Flüssigkeit sowie erhöht dadurch mit der dem Beispiel 2 ähnlichen Zusammensetzung

den Nutzeffekt der Schmiereigenschaften der Flüssig- beim Rundschleifen von Erzeugnissen aus Hartmetall

keit. 35 ermöglichte, den Längsvorschub des zu bearbeitenden

Die kalzinierte Soda fungiert als Korrosionsinhibi- Erzeugnisses bis auf 0,7 m/Min., gegenüber 0,5 m/Min, tor. Gleichzeitig wirkt sie als beständige Substanz unter Anwendung der 3 %igen Sodalösung als Schmierstabilisierend auf die Lösungen der wasserlöslichen und Kühlflüssigkeit, zu vergrößern. Der Quervorschub Zelluloseestersalze. vergrößerte sich bis auf 0,005 mm/Hub gegenüber

Die erfindungsgemäße Schmier- und Kühlflüssigkeit 40 0,0025 mm/Hub bei der Verwendung der 3%igen Sodawird durch eine gewöhnliche Vermischung der einzel- lösung,
nen Bestandteile zubereitet. Der spezifische Verbrauch von Diamanten betrug

Es ist zweckmäßig, als wasserlösliches Zellulose- 0,44 mg/g gegenüber 1,77 mg/g bei der Anwendung der

estersalz das Natriumsalz der Karboxymethylzellulose 3%igen Sodalösung.

45 Außerdem wurde kein Verschmieren der Schleif-

[QjHjOjiiOCHjjCOONayn _Dj_e Anwendung der erfindungsgemäßen Schmier-

und Kühlflüssigkeit ermöglichte es, die Arbeitsintensi-

anzuwenden. tat der jeweiligen Werkzeugmaschine und dadurch Zu einer näheren Erläuterung der Erfindung werden 50 deren Leistung auf das 2,5fache zu erhöhen, den spezinachstehend konkrete Beispiele der Zusammensetzung fischen Verbrauch an Diamanten durchschnittlich auf der Schmier- und Kühlflüssigkeit sowie ihre Prüf- das l,5fache und gleichzeitig den Elektroenergieaufergebnisse angeführt. wand zu senken.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schmier- und Kühlflüssigkeit für Metallkaltbearbeitung, insbesondere mittels Schleifen, bestehend aus:

1. Wasser,

2. kalzinierter Soda
und aus

3. höchstens 1 Gewichtsprozent wasserlöslichem Zelluloseestersalz.

2. Schmier- und Kühlflüssigkeit nach Anspruch 1, bestehend aus:

1. 99,00 bis 99,94 Gewichtsprozent Wasser,

2. 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent kalzinierter Soda und aus

3. 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent Zelluloseestersalz.

3. Schmier- und Kühlflüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente 3-Natriumkarboxymethylzellulose enthält.