DE2504115A1

DE2504115A1 - Schmiermittel zur metallbearbeitung

Info

Publication number: DE2504115A1
Application number: DE19752504115
Authority: DE
Inventors: Richard William Jahnke
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 1974-02-04
Filing date: 1975-01-31
Publication date: 1975-08-07
Also published as: GB1493965A; FR2259894B1; FR2259894A1; CA1053654A; JPS50109902A

Description

" Schmiermittel zur Metallbearbeitung "

Priorität: 4. Februar 1974, V.St.A., Nr. 439 656 9. September 1974, V.St.A., Nr. 504 414

Verfahren zur Metallbearbeitung, wie Walzen, Schmieden, Warmpressen, Stanzen, Biegen, Prägen, Ziehen, Schneiden, Lochen oder Drücken, werden im allgemeinen unter Verwendung eines Schmiermittels durchgeführt. Dabei verringern Schmiermittel den zur Durchführung der Arbeitsgänge erforderlichen Kraftaufwand, verhindern ein Festfressen der Werkzeuge und verringern die Abnutzung der Formen und Schneideinsätze. Darüber hinaus verleihen sie dem bearbeiteten Metall häufig Rostschutzeigenschaften.

Da die Metalle nach der Bearbeitung üblicherweise einer chemischen Weiterbehandlung unterzogen werden, beispielsweise dem Aufbringen von Beschichtungslösungen (conversion coating so-

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lutions), ist es erforderlich, das Werkstück zwischen der Bearbeitungsstufe und der chemischen Behandlung einer Reinigungsstufe zu unterziehen. Es. ist deshalb zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Eigenschaften bevorzugt, daß die verwendeten Schmieröle zur Metallbearbeitung mit Hilfe gewöhnlicher Reinigungsverfahren leicht von der Metalloberfläche zu entfernen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Schmiermittel zur Metallbearbeitung zu schaffen, die eine ausgezeichnete Schmierfähigkeit und gute Hochdruckeigenschaften aufweisen, dem Metall eine Korrosionsbeständigkeit verleihen und einen Schutz gegen Abnutzung von Bearbeitungsteilen darstellen und die gleichzeitig nach beendeter Metallbearbeitung durch Reinigung verhältnismäßig leicht von der Metalloberfläche zu entfernen sind. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.

Die erfindungsgemäßen Schmiermittel zur Metallbearbeitung bestehen im wesentlichen aus einem Gemisch von drei Komponenten. Komponente A ist mindestens ein Öl mit Schmiermittelviskosität. Für die erfindungsgemäßen Schmiermittel sind sowohl natürliche als auch synthetische Öle verwendbar.

Beispiele für natürliche Öle sind tierische und pflanzliche Öle, wie Rizinusöl und Specköl," flüssige Mineralöle sowie mit Lösungsmitteln oder Säuren raffinierte, paraffinbasische,

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naphthenbasisch^ oder gemischt paraffin-naphthenbasische Mineralschmieröle.

Öle mit Schmierviskosität aus Steinkohle oder ölschiefer sind ebenfalls brauchbar. Weitere Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Öle sind Kohlenwasserstofföle und halogensubstituierte Kohlenwasserstofföle, wie Polymerisate und Mischpolymerisate von Olefinen, z. B. Polybutylene, Polypropylene, Propylen-Isobutylen-Copolymerisate und chlorierte Polybutylene, PoIy-(1-hexene), Poly-(1-octene) und Poly-(1-decene) sowie deren Gemische, weiterhin Alkylbenzole, z. B, Dodecylbenzole, Tetradecylbenzole, Dinonylbenzole und Di-(2-äthylhexyl)-benzole und Polyphenyle, z. B. Biphenyle, Terphenyle und alkylsubstituierte Polyphenyle, alkylsubstituierte Diphenyläther und Diphenylsulfide sowie deren Derivate, Analoga und .homologe Verbindungen. Alkylenoxidpolymerisate, deren Mischpolymerisate und Derivate, in denen die endständigen Hydroxylgruppen verestert oder veräthert sind, stellen eine weitere Klasse bekannter synthetischer Öle dar. Beispielsweise bestehen solche öle aus Polymerisaten von Äthylen- oder Prppylenoxid, Alkyl- oder Aryläther dieser Polyoxyalkylenpolymerisate, z. B. Methylpolyisopropylenglykoläther mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1000, Diphenyläther des Polyäthylenglykols mit einem Molekulargewicht, von 500 bis 1000 und Diäthyläther des Polypropylenglykols mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 1500, oder Mono- oder Polycarbonsäureester dieser Polymerisate, beispielsweise Essigsäureester, gemischte C,- bis Cg-Fettsäureester oder die C_i3-Oxosäurediester des Tetraäthylenglykols. Eine weitere Klasse L ,

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synthetischer Öle sind die Ester von Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Bernsteinsäure, alkyl- und alkenylsubstituierte Bernsteinsäuren, Maleinsäure, Azelainsäure, Korksäure, Sebazinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure und dimere Linolsäure, Malonsäure, alkyl- und alkenylsubstituierte Malonsäuren mit den verschiedensten Alkoholen, wie Butanol, Hexanol, DQdecylalkohol, 2-Äthylhexylalkohol, Äthylenglykol, Diäthylenglykolmonoather und Propylenglykol. Spezielle Beispiele dieser Ester sind Dibutyladipat, Di-(2-äthylhexyl)-sebacat, Di-n-hexylfumarat, Dioctylsebacat, Diisooctylazelat, Diisodecylazelat,, Dioctylphthalat, Didecylphthalat, Dieicosylsebacat, der 2-Äthylhexyldiester der dimeren Linolsäure und das bei der Umsetzung von 1 Mol Sebazinsäure mit 2 Mol Tetraäthylenglykol und 2 Mol*2-Äthylcapronsäure erhaltene Estergemisch. Weitere Beispiele für synthetische öle • sind die durch Veresterung von C₅- bis (^,,-Monocarbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen und deren Äthern, z. B. Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit und Tripentaerythrit, erhaltenen Öle.

Beispiele für eine weitere Klasse synthetischer Öle sind SiIi-

Polyary !-.,_/
conöle, wie Polyalkyl-,/Polyalkoxy- oder Polyaryloxysxloxanole und -silicatöle. Spezielle Beispiele sind Tetraäthylsilicat, Tetraisopropylsilicat, Tetra-(2-äthylhexyl)-silicat, Tetra-(4-methyl-2-äthylhexyl)-silicat, Tetra-(p-tert.-butylphenyl)-silicat, Hexyl-(4-methyl-2-pentoxy)-disiloxan, Poly-(methyl)-siloxane und Poly-(methylphenyl)-siloxane. Weitere synthetische Öle sind die flüssigen Ester von Phosphorsäuren, wie Tricresylphosphat, Trioctylphosphat und Decylphosphonsäurediäthylester,

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sowie polymere Tetrahydrofurane. Als Komponente A der erfindungsgemäßen Schmiermittel können unraffinierte, raffinierte und erneut raffinierte öle und deren Gemische der vorstehend beschriebenen Art verwendet werden. Unraffinierte Öle natürlichen oder synthetischen Ursprungs werden direkt und ohne weitere Reinigung verwendet. Beispielsweise stellen ein direkt aus dem Retortenofen stammendes Öl aus Ölschiefer, ein Mineralöl, das direkt bei der Erdöldestillation erhalten wurde, oder ein aus einem Ester bestehendes Öl, das direkt dem Veresterungsverfahren entnommen und keiner weiteren Behandlung unterzogen wurde, unraffinierte Öle dar. Raffinierte Öle haben ähnliche Eigenschaften wie die unraffinierten öle, mit der Ausnahme, daß erstere zur Verbesserung einer oder mehrerer Eigenschaften mindestens einer Reinigungsstufe unterzogen wurden. Die Reinigung erfolgt in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Solventextraktion, Extraktion mit Säuren oder Basen, Filtration oder Perkolation. Erneut raffinierte Öle können durch Verfahren erhalten werden, die zu den raffinierten Ölen führen, wobei bereits im Gebrauch befindliche Öle raffiniert werden. Die auf diese Weise erhaltenen Öle sind auch als regenerierte oder wiederverarbeitete öle bekannt und werden häufig mittels Verfahren, die zur Entfernung von verbrauchten Additivs und Ölzersetzungsprodukten führen, zusätzlich veredelt. Besonders bevorzugte Gemische für die Komponente A in den erfindungsgemäßen Schmiermitteln sind Gemische aus einem gewöhnlichen Mineralöl und einer Mineralölfraktion, die gewöhnlich aus einem Brightstock besteht, vor allem solche Gemische, in denen das .Gewichtsverhältnis von Brightstock zu gewöhnlichem Mineralöl in einem Bereich von

L _J

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etwa 0,5 : 1 bis 5,0 : 1 liegt. Die Verwendung solcher Mengen Brightstock führt häufig zur Verbesserung der Viskositätseigenschaften des Schmiermittels zur Metallbearbeitung.

Die im erfindungsgemäßen Schmiermittel zur Metallbearbeitung verwendete Komponente B ist mindestens eine Carbonsäure oder deren Derivat. Als Derivate kommen Anhydride und Ester in Frage. Die Ester werden vorzugsweise aus nieder-Alkyl-monohydroxy- oder -polyhydroxyverbindungen, wie Methanol, Äthanol, 1-Butanol, n-Hexanol, Äthylenglykol oder Pentaerythrit, oder aus Epoxiden, wie Äthylen- oder Propylenoxid hergestellt, wobei als nieder-Alkylreste solche mit höchstens 7 Kohlenstoffatomen in Frage kommen. Bei den aus Epoxiden hergestellten Estern handelt es sich verständlxcherweise um Hydroxyester. Als Derivate kommen weiterhin neutrale, saure oder basische Salze in Frage, in denen die gleichen Kationen verwendet werden, wie bei der nachstehend beschriebenen Komponente C, und zwar sowohl die·Salze der freien Säuren als auch die ihrer Hydroxyester. Vorzugsweise werden die Lithiumsalze aufgrund ihrer korrosionsverhütenden Eigenschaften verwendet. Schließlich kommen als Derivate Amide sowie Gemische von-Amiden und Imiden in Frage, "insbesondere solche, die sich von aliphatischen Aminen und besonders bevorzugt von niederen aliphatischen Aminen ableiten. Beispiele für bevorzugt eingesetzte Amine sind Alkylenpolyamine, insbesondere Äthylenpolyamine. Die vorstehend beschriebenen Derivate können in an sich bekannter Weise, gegebenenfalls mehrstufig, aus den Säuren hergestellt werden.

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Die freien Säuren, deren Lithiumsalze sowie deren Anhydride haben sich als nützlichste Komponenten B erwiesen. Vorzugsweise werden aliphatische Carbonsäuren mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen sowie deren vorstehend beschriebene Derivate verwendet. Besonders bevorzugt sind zweibasische Säuren, insbesondere die Anhydride von kohlenwasserstoffsubstituierten Bernsteinsäuren, wie beispielsweise die durch die nachstehend beschriebene Umsetzung von Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid mit einer Kohlenwasserstoff-Verbindung mit mindestens 6, vorzugsweise etwa 6 bis 75, insbesondere etwa 10 bis 20 Kohlenstoffatomen hergestellten Anhydride. Der Ausdruck "Kohlenwasserstoff-Verbindungen" kennzeichnet Verbindungen mit überwiegendem Kohlenwasserstoff-Charakter. Beispiele für bevorzugt eingesetzte derartige Verbindungen sind:

1) Kohlenwasserstoffe, wie aliphatische, z. B. Alkane oder Alkene, alicyclische, z. B. Cycloalkane oder Cycloalkene, aromatische, durch aliphatische oder alicyclische Reste' substituierte aromatische sowie durch Aromatenreste substituierte aliphatische und alicyclische Kohlenwasserstoffe. ·

2) Mit anderen als Kohlenwasserstoffresten substituierte Kohlenwasserstoffe, die durch ihre Substitution nicht ihren vorherrschenden Kohlenwasserstoffcharakter verloren haben. Spezielle Beispiele für verwendbare Substituenten sind Ilalogenatome, Hydroxyl-, Äther-, Keto-, Carboxyl-, Ester-(insbesondere nieder-Carbalkoxyester-), Amid-, Nitro-, Cyano-, SuIfoxy- und Sulfongruppen.

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3) Heterosiabstitaierte Verbindungen, χά denen uater - Beibehalten des vorherrschenden Sohlenwasserstoffcharakters In den sonst aus Kohlenstoffatomen aufgebauten Kette-B oder Ringen andere Atome als Kohlenstoffatoine enthalten sind» Spezielle Beispiele für bevorzugt eingesetzte Heteroatome sind Stick~ stoff_# Sauerstoff und Schwefel»

lsi allgemeinen enthalten die Kohlenwasserstoff-Verbindungen höchstens 3 Substituenten ©äer Heteroatome auf IO Kohlenstoffatomen Vorsugsweise ist in ä^;sr ylaichen Einheit höchstens ein Siibstituent oäer Heteroatcrr> i/crisaa^en.

■Di.j ;ί433Γ KerstilluRg der i^ äsr- erfinfi'aagsgeHtäsSen Schmiermitteln e:isiiCiIt©K<an Komponente B vsr:-/endeian K öaagsn sind I^ v;esentliohsn crsisäfc-äig.,
dsz G3S£sitf_;nsahl an C-C-Bi.niSiingea ist gesättigt_a Die serstoff-VerJjinäuisg.en soLltsn weiterhin keine Dreifachbindungen wftd keine Seitsnketten roit msiir also et^?a 6 aliphatischen Kohlenstoff atomen enthalten. Die 3ar Harstellang iron Komponsßte B der erfindungogemäBen Schmiersiittsl varwesilats^ Solilessvfasseri3i.aaiaiigen i^erüs-i '^;vcK2"igsweiee c^s gesättigten Erdölr^ uäü 0l3finpoiynerisatea_?- iiisbasoadsre aws Oligoäneren JLefirjsa (vor-alle??? sadstlnäigew tlcaooIefiseKj mit 2 bis at^wa 10 Zchleiistofmtosuea aeffcestellto Spsgislla Beispiele fiir isävorzuft «ingesetate Kohlso.wa3Ssrstoff~¥erbiBiäi5agen leiten sioh ¥GJ5 Pöl^srisateii mm Xthylsn? Prcpea_f i-Baten., 2~Buten, i£ibat©E_f 3-ii*iten oösr l-öctsü eb, ifeiter-s Beispiele sind Gcpölymerisata der vorstehend o-se ehr lebeneu Olsfi-is ynit weiteren

-J κ η q s 'f ι / f; i] 1 ζ

w "J -3 --J ·* fc ί w «i -J «

polyxnerisierbaren Verbindungen mit Olefincharakter, wie Styrol _f Chloropren, Isopren, p-Methylstyrol und Piperylen. Ira allgemeinen sollen diese Copolymerisate mindestens etwa 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise mindestens etwa 95 Gewichtsprozent, von den aliphatischen Monoolefinen abgeleitete Polymereinheiten enthalten. Weitere Beispiele für verwendbare Kohlenwasserstoff-Verbindungen sind Gemische von gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie hochraffinierte, hochmolekulare Weißöle oder synthetische Alkane. Gegebenenfalls sollte die Kohlenwasserstoff-Verbindung einen aktivierenden polaren Rest enthalten, der die Umsetzung mit der die niedermolekulare säureliefernden Verbindung erleichtert. Spezielle Beispiele für verwendete aktivierende Reste sind Halogenatome, vorzugsweise Chloratome, oder Sulfid-, Disulfid-, Nitro-, Mercapto-, Keto- und Aldehydreste.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, wird die Komponente B vorzugsweise durch Umsetzung von Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid mit der Kohlenwasserstoff-Verbindung, vorzugsweise einem Prppylen-Oligomeren, hergestellt. Diese Umsetzung erfolgt durch Erhitzen der beiden Reaktionspartner auf etwa 100 bis 200 C, gegebenenfalls in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels. Ein Überschuß eines eingesetzten flüssigen Reaktionspartners kann ebenfalls als Reaktionsmedium verwendet werden. Beispiele für weitere Umsetzungen, die zur Herstellung der Komponente B führen, sind die Oxidation eines kohlenwasserstoff substituierten 1,4-Butandiols mit Kaliumpermanganat, Salpetersäure oder einem ähnlich wirkenden Oxidationsmittel,

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die Ozonolyse eines kohlenwasserstoffsubstituierten 1,5-Diens, die Herstellung eines zweifach organometallisch substituierten Derivats eines kohlenwasserstoffsubstituierten 1,2-Dihalogenids, das anschließend mit Kohlendioxid umgesetzt wird, oder die Herstellung und anschließende Hydrolyse eines Dinitrils. Sowohl die vorstehend genannten Umsetzungen/ als auch die dabei entstehenden substituierten Bernsteinsäuren und deren Derivate sind bereits bekannt.

Die in den erfindungsgemäßen Schmiermitteln zur Metallbearbeitung eingesetzte Komponente C ist ein Phosphorsäuresalz der allgemeinen Formel I. Wie bereits erwähnt, stellen die Reste

1 2

R und R Kohlenwasserstoffreste dar. Dabei handelt es sich erfindungsgemäß um Reste, die mit einem Kohlenstoffatom direkt an den Molekülrest verbunden sind und deren Kohlenwasserstoffcharakter, dem der vorstehend beschriebenen Komponente B ent-

1 2

spricht. Die Reste R und R enthalten vorzugsweise keine dreifach ungesättigten Kohlenstoffbindungen und gewöhnlich auch keine Olefinbindungen. Sie enthalten höchstens etwa 30, vorzugsweise höchstens etwa 12 Kohlenstoffatome. Spezielle Beispiele für bevorzugte Reste sind die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Hexyl-, Octyl-, Decyl-, Dodecyl-, Vinyl-, Decenyl-, Cyclohexyl- und Pheny!gruppe sowie deren Isomere; Besonders

1 2 bevorzugt sind Verbindungen, in denen die Reste R und R Alkylreste mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen darstellen.

Die als Komponente C eingesetzten Verbindungen sind Salze von Dialkylphosphorsäuren oder Dialkylphosphinsäuren sowie deren

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Thioderivate. Besonders bevorzugt sxad Salze der Dlthiophos-" phorsäuren, d. h. Verbindungen. In -ikssten a ιιηά b jeweils den Wert 1 haben, die Reste X¹ und S js-ieils ein Bauersteffatoäi.

3 4

und die Reste X und X jeweAis ein -Sohws^elatom becseiifceru Der Rest M kann in diesen Saisex, die versuehsnd beschriebene Bedeutung haben oder eine gegebsn-safailfe st'-bsiifeuierts Jaamoniumgruppe (beispielsweise eir.wn ,'ißinsalsresti darstellen» ■ Vorzugsweise ist der Rest M ZLrik cäsr Blei^ in Zink, Weiterhin können die erfinanngsgssiSSe^ S bekannte Verbindungen, wie gr^iszlacli-Siigiisive Stoffe O Hilfsstoffe, wie Rest- oder KorrDS^nsv-rMttiutgSHdtteli; druckzusätze sowie verschleiSverhütencI-a Mittel, enfeaaltea Besonders geeignete Hcchdrücksusätse βΙαϊ efelorierfce Was

Die Mengenverhältnisse d^r axn^as&t^ten Eest

Schmierir.ittel zur Metallbearbeitung koiicss in eiaeia verhält nismäßig breiten Bereich liegen» la allges-öicen xs?erden "etwa 10 bis 4O Gewichtsteile der Komponente Ά wem etwa Q_f5 -bis-.5

Gewichtsteile der Komponente E pro Gewichtste.il der C eingesetzt. Sofern auch sin chloriertes Wachs wird, so ist gewöhnlich ein Gedieh te anteil itsb 0,5 bis Gewichtsteile pro GewichtsteiX c&x Soifisoaente C Der Gesamtanteil der Komponenten B \ζζά C_f sowie

falls anwesenden chloriertes "Wachsen beträgt gewötelich- ®ti

5 bis 30 Gewichtsprozent der singesetsten Ge

die Komponente Λ den restlichen. Prczentgshalt ansmaeht. Vor ^ugsweise sind die Komponenten B und' C in der Koraponerite & ' -vlieh. Es können jedoch auch stabile Dispersionen oder LÖ

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TABELLE

Gewichtsteile

Bestandteile A B C D E " F G H J K

Mineralöl 75_f65 13,65 26,65 88,5 14,9 39,3 43,55 12,9 93,1 92,5

Brightstock Mineralöl , — 62 45 — 64 28,8 32,1 58,9

Tetrapropeny!bernsteinsäureanhydrid .20 20 19 8 8 — 20

Polyisobuten- (Mol ,-Gew.

etwa 1000)-substituiertes

Bersteinsäureanhydrid — — — — — 18 — 19

^OT Lithiumsalz der polyiso-

^ buten-(MoL-Gew. etwa

O₀ 1000)-substituierten

co Bersteinsäure — — — — — — — — 4 4 ;

^ Zinksalz des gemischten £J

ο Isobutyl (65 Mol-%)- und

ca n-Amyl '(35 Mol-%)-dithio-■ ω phosphats 4,35 4,35 4,35 3,5 13,1 3,9 4,35 ~ — 3,5

Zinksalz des Tetrapropeny 1-phenyl-di thiophosphats — — — ' — -τ- — — — 2,9 —

Blei-isooctyldithiophosphorsäureester — — — — — — — 4,2 — —

Chloriertes Wachs

(etwa 42 % Chlorgehalt) — — 5 — — 10 — 5

L J

sungen, die die Komponenten A,B und C enthalten, eingesetzt werden.

In Tabelle I sind typische Zusammensetzungen von erfindungsgemäßen Schmiermitteln angegeben.

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Erfindungsgemäß können die Schmiermittel zur Bearbeitung aller Metalle verwendet werden, beispielsweise bei der Bearbeitung von Eisenmetallen, Aluminium, Kupfer, Magnesium, Titan, Zink und Mangan sowie deren Legierungen und von Legierungen, die weitere Elemente, beispielsweise Silicium enthalten. Die erfindungsgemäßen Schmiermittel können auf die zur bearbeitenden Werkstücke vor oder während der Bearbeitung in jeder geeigneten Form aufgebracht werden. Die Werkstücke können entweder vollständig oder nur teilweise mit den erfindungsgemäßen Schmiermitteln behandelt werden. Beispielsweise können die Schmiermittel mittels Bürsten oder durch Sprühverfahren auf die Werkstücke aufgebracht werden oder die Werkstücke können in ein Schmie.rölbad eingetaucht werden. Vorzugsweise werden bei Verfahren, in denen, das Metall mit hoher Geschwindigkeit verformt wird, die Schmiermittel aufgesprüht oder mittels Tauchverfahren angebracht.

In einer typischen Ausfuhrungsform erfolgt die Beschichtung von Eisenmetall-Werkstücken mit den erfindungsgemäßen Schmiermitteln vor dem Bearbeitungsgang. Soll das Werkstück beispielsweise gezogen werden, so kann es vor dem Durchgang durch die Ziehdüse mit dem Schmiermittel versehen werden. Das Schmiermittel kann jedoch· auch während des Eintritts des Werkstücks in die Ziehdüse auf das Werkstück aufgebracht werden, oder auf der Ziehdüse aufgebracht werden, wobei es im letzteren Fall durch Kontakt auf das Werkstück übertragen wird. Die Verwendung der Schmiermittel zur Metallbearbeitung umfaßt daher sämtliche Arten der Metallbearbeitung, bei denen die erfindungsgemäßen

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Schmiermittel in irgendeiner Form auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden.

Zum Nachweis der Schmiermitteleigenschaften der erfindungsgemäßen Schmiermittel wird ein Test durchgeführt. Hierbei wird ein kaltgewalztes Stahlblech {5,1 χ 34,3 cm) mit einem Instron Universal Tester, Modell TT-C, zwischen zwei Ziehdüsen gezogen. Vor dem Ziehen werden die Kanten des Metallstreifens entgratet und das Blech dampfentfettet und mit einem sauberen Tuch getrocknet. Anschließend wird das erfindungsgemäße Schmiermittel auf das Metallblech aufgebracht, wonach dieses in der Testvorrichtung eingespannt wird. Die Ziehdüsen werden mit einem auf ein Drehmoment von 5,53 kg«m eingestellten Drehmomentschlüssel angezogen. Anschließend wird das Metallblech mit einer Ziehgeschwindigkeit von 12,70 cm/min 5,1 cm aus der Ziehdüse gezogen.· Die zum Herausziehen des Metallblechs aus der Ziehdüse erforderliche Kraft (bzw. "Last") wird auf einem Registrierstreifen aufgezeichnet. Sofern ein "Rattern" sowie auf Reibung rückzuführende unregelmäßige Bewegungen auftreten, wird die Abweichung von einer einheitlichen Last ebenfalls auf dem Registrierstreifen notiert. Beim Vergleich einer Anzahl verschiedener Schmiermittel werden die diesbezüglichen Tests am selben Tag mit Metallblech aus dem gleichen Stahlband durchgeführt. ' , .

In Tabelle II sind die Ergebnisse aus verschiedenen Schmiermittel-Tests zusammengefaßt. Die "Last"-Vierte sind nach der Ziehdauer von 5,1 cm gemessen. Alle Tests wurden bei Rauin-

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temperatur durchgeführt. Die Bezeichnung "Vergleich l" kennzeichnet ein im Handel erhältliches, aus einem chlorierten Wachs bestehendes Ziehfett, das unter der Bezeichnung "T13-B" angeboten wird. Die Bezeichnung "Vergleich 2" kennzeichnet ein rostverhütendes Ziehöl, das unter der Bezeichnung "Ferro Cote" im Handel erhältlich ist. Die Bezeichnung "Vergleich 3" kennzeichnet nacheinander erfolgende Behandlungen des Metalls mit dem vorstehend beschriebenen Ziehöl "Ferro Cote" und einem aus einem Fettsäureester bestehenden Ziehfetts, das unter der Bezeichnung "Quaker 693M" im Handel erhältlich ist

O TABELLE II

Test	Schmiermittel	Last, kg	Abweichung von
			einheitl.Last,kg
1	Vergleich 1	510,7	18,2
	C	510,7	11,4
2	Vergleich 2	794,5	' 34,1
	A	874,0	0
3	Vergleich 3	794,5	0
	A	828,6	0
4	A	794,5	0
	B	499,4	0
	G	•681,0	0
5	B	612,9	0
	C	681,0	0

Die Hochdruckeigenschaften der Schmiermittel v/erden gemäß der Prüfnorm der. Society of Automotive Engineers (V.St.Α., SAE-Test) durchgeführt. Hierbei werden 2 auf· Wellen befindliche Kegelrollenkalotten in einem Testschmierölbad gegeneinander mit einer relativen Umdrehungszahl von 500 UpM bewegt, wobei

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die allmähliche Anwendung einer Last automatisch erfolgt. Diejenige Last, bei der Riefenbildung erfolgt, ergibt das Testergebnis. Die Testergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt.

TABELLE	III	Last,	kg	7 3 4
Schmiermittel	66, 46, 50,
Vergleich 1 B C

Zur Feststellung der verschleißverhütenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmiermittel wird der Vierkugelverschleißtest gemäß Prüfnorm ASTM D 2266 durchgeführt. Hierbei wird eine mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel behandelte Stahlkugel 1 Stunde bei 1200 UpM gegen drei weitere, ähnliche Kugeln und mit einer Belastung von 40 kg bei Raumtemperatur gedreht. Der Durchmesser der eingekerbten Schramme auf der Kugel nach erfolgter Drehung ist ein Ausmaß für den Verschleiß, Die erhielten Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt.

TABELLE IV Schmiermittel Schrammendurchmesser, mm

A - 0,48

G * 0,48

Zur Feststellung der Abwaschbarkeit der erfindungsgemäßen Schmiermittel werden Stahlbleche mit diesen beschichtet und anschließend mit' einem bekannten, Kaliumhydroxid, Natriumsili-

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cat und das Natriumsalz der Äthylendiaraintetraessigsäure enthaltenden Reinigungsmittel gereinigt. Die Reinigung erfolgt bei etwa 70°C und einem Druck von 0,7 at durch Besprühen der Metalloberfläche während 1 Minute mit dem Reinigungsmittel. Der Prozentgehalt des entfernten Belags wird gemessen. Außerdem wird das Ausmaß der Schaumbildung und der "Ttfasserunterbrechungen" beobachtet. Die auf diese Weise erhaltenen Meßergebnisse ergeben für Schmiermittel A und B eine lOOprozentige Entfernung von den Metalloberflächen. Schaumbildung oder Wasserunterbrechungen werden nicht beobachtet.

Die Korrosionsverhütenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmiermittel werden gemessen, indem Metallplatten mit den erfindungsgemäßen Schmiermitteln behandelt werden. Diese Metallplatten werden anschließend mit der Seite, an der das Schmiermittel angebracht wurde, nach unten in einem auf etwa 60 C erwärmten geschlossenen Raum etwa 15 bis 21 cm über eine Wasseroberfläche gehängt. Die Platten verbleiben während einer bestimmten Zeitdauer in diesem Raum, wonach der Rostgehalt festgestellt wird. Aus dieser Messung geht hervor, daß eine mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel A beschichtete Platte nach 66 Stunden keinerlei Rostbildung zeigt. Nach 9 6 Stunden beträgt die Rostmenge 10 Prozent.

Aus dem vorstehenden Testergebnissen geht hervor, daß die erfindungsgercäßen Schmiermittel in sehr vielen Eigenschaften, die alle für die Metallbearbeitung von Bedeutung sind, mit bekannten Schmiermitteln vergleichbar sind.

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Claims

- 19 Pat entansprüche

C) mindestens einem Phosphorsäuresalz der allgemeinen Formel I

„^a>P X M

in der M ein Metall der I. oder II. Hauptgruppe des Pcriodensystens, Aluminium, Zinn, Kobalt, Blei, Molybdän, Mangan, Nickel oder eine Ammoniumgruppe darstellt, R

und R jeweils Kohlenwasserstoffreste bedeuten, die Re-

12 3 4 ^y

ste X , X , X und X jeweils ein Sauerstoff- oder Schwefelatom darstellen und a sowie b jeweils den Wert O oder 1 haben und gegebenenfalls
υ) Hilfszusätzen.■
2. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A ein Mineralöl, Komponente B eine aliphatlsche Carbonsäure mit 6 bis 75 Kohlenstoffatomen, deren Anhydrid oder Lithiumsalz darstellt und in der Komponente C

12
die Reste R und R jeweils einen Kohlenwasserstoffrest be-

1 2 3 k '■■■■-

deuten, X und X Sauerstoffatome, X und X Schwefelatome

darstellen und a und b den Wert 1 haben.

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3. Schmiermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

1 2

daß in der Komponente C die Reste R und R jeweils einen niederen Alkylrest bedeuten und M ein Zinkatom ist.
4. Schmiermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B eine mit einem Kohlenwasserstoffrest substituierte Bernsteinsäure, deren Anhydrid oder Lithiumsalz darstellt.
5. Schmiermittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Komponente B Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid

12

ist und in der Komponente G die Reste R und R jeweils niedere Alkylreste und M ein Zinkatom darstellen.
6. Schmiermittel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente C das Zinksalz des gemischten Isobutyl- und n-Amyl-dithiophosphats ist.
7» Schmiermittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente D ein chloriertes Wachs ist,
8. Schmiermittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente. B das Lithiumsalz eines PolyisobÜtenyl— bernsteinsäureanhydrids mit einem Molekulargewicht von etwa 1000 für den Polyisobutenrest darstellt, in der Komponente C

1 2
die Reste R und R jeweils einen niederen Alkylrest bedeuten

und M ein Zinkatom ist, ·

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9· Schmiermittel nach. Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente C das Zinksalz des gemischten Isobutyl- und n-Amyl—dithiophosphats ist.
10. Verwendung der Schmiermittel nach.
Anspruch 1 bis 9 der Metallbearbeitung«
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