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DE2920857A1 - Verfahren zur kaltumformung metallischer werkstoffe - Google Patents

Verfahren zur kaltumformung metallischer werkstoffe

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DE2920857A1
DE2920857A1 DE19792920857 DE2920857A DE2920857A1 DE 2920857 A1 DE2920857 A1 DE 2920857A1 DE 19792920857 DE19792920857 DE 19792920857 DE 2920857 A DE2920857 A DE 2920857A DE 2920857 A1 DE2920857 A1 DE 2920857A1
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solvent
boiling point
lubricant
surfactants
hydrocarbons
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Ceased
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DE19792920857
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Inventor
Gerhard Koch
Bernhard Dipl Phys Kurze
Heinz-Ruediger Dr Vogel
Harri Dr Weinhold
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Berlin Brandenburg Academy of Sciences and Humanities
Original Assignee
Berlin Brandenburg Academy of Sciences and Humanities
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Description

Verfahren zur Kaltumformung metallischer Werkstoffe
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie. Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindung möglich und zweckmäßig ist, sind Verfahren für die Kaltumformung metallischer werkstoffe, beispielsweise für das Strangpressen sowie für das Ziehen von Draht, profilen, ftohren und Blechen, insbesondere für das Ziehen mit hydrodynamischer Schmierung.
Ji1Ur das Ziehen von metallischen Werkstoffen werden feste, halbfeste oder flüssige Schmiermittel eingesetzt. Als flüssige Schmiermittel sind unter anderem in Wasser gelöste Alkalistearate bekannt. Diese Schmiermittel werden entweder als Flüssigkeit dem Ziehhol zugeführt oder auf das Ziehgut aufgebracht, getrocknet und dann zusammen mit dem Ziehgut in das Ziehhol transportiert. Diese Schmiermittel besitzen eine relativ niedrige dynamische Viskosität und sind deshalb nicht geeignet für das Ziehen von Werkstoffen höherer Festigkeit. So ist z. B. Natriumstearat nur für Festigkeit bis etwa 1000 N/mm einsetzbar. Außerdem ist eine kontinuierliche Arbeitsweise bei mehrstufiger Umformung infolge des im Schmiermittel enthaltenen Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von 100 0G technologisch schwer realisierbar» Die Trocknung ist zeitaufwendig und muß sehr sorgfältig durchgeführt werden, da die dynamische Viskosität des Schmiermit-
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tels bei unzureichender Trocknung noch geringer wird. Weiterhin ist nachteilig, daß dieses Schmiermittel nicht fettlösend wirkt, so daß unter Umständen zusätzlich eine entfettende Vorbehandlung des Ziehgutes notwendig ist.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Erweiterung des Anwendungsbereiches fester und halbfester Schmiermittel und in der Senkung des technologischen Aufwandes bei der Kaltumformung metallischer Werkstoffe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem eine homogene Schmiermittelschicht hoher dynamischer Viskosität, wie sie beim Kaltumformen hochfester Werkstoffe notwendig ist, erzielt wird. Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren gelöst, bei dem auf den umzuformenden Werkstoff oder die Werkzeugarbeitsflachen ein Schmiermittel aufgebracht wird, bei dem in einem organischen Lösungsmittel mit einem Kochpunkt ^ 200 0G Alkali-, Erdalkali-, Ammonium- und Zink- oder artverwandte Metallbzw. Uichtmetallsalze von Säuren mit mehr als 10 C-Atomen .im Molekül, vorzugsweise von Säuren mit 15 bis 20 C-Atomen im Molekül, enthalten sind.
Als Lösungsmittel kann technisches Benzol und als Erdalkalisalz kann Kalziumstearat mit 29 % Metalloxidgehalt verwendet werden. Zum Erreichen kurzer Trockenzeiten sieht die Erfindung vor, daß ein !lösungsmittel mit einem Kochpunkt < 30 0C oder ein Lösungsmittelgemisch verwendet wird, bei dem wenigstens eine Gemischkomponente einen Kochpunkt < 30 0C und die andere(n) einen Kochpunkt ^. 30 0C besitzt bzw. besitzen, wobei die Schmierstoffe in gelöster und oder dispergierter Form vorliegen. Als Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemischkomponente mit einem Kochpunkt < 30 0C können Chlor-Pluor-
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- Y-
Kohlenwasserstoffe, Fluor-Brom-Kohlenwasserstoffe, Chlor-Brom-Fluor-Kohlenwasserstoffe und/oder andere chlorierte beziehungsweise fluorierte organische Verbindungen, wie beispielsweise Trifluoraceton, verwendet werden. Als Lösungsmittelgemischkomponente mit einem Kochpunkt > 30 0C kann dabei Benzol und/oder Trichloräthylen verwendet werden.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß das Schmiermittel mi'.; kationischen, anionischen, amphotären oder nichtionischen Tensiden vermischt sein kann. In diesem Fall lassen sich etwaige Schmiermittelrestfilme einfach und bequem mit V/asser, das auch erwärmt sein kann, ablösen. Als kationische Tenside können Fettsäureamide, höhere Alkylamine und deren Substitionsprodukte dienen. Als anionische Tenside können Alkylarylsulfonate, Aikylsulfate, Alkylsulfonate, Aikylarylphosphate, Alkylphosphate und deren Substitutionsprodukte verwendet werden. Als amphotäre Tenside sind Betaine verwendbar, wie beispielsweise Sulfatbetaine und Sulfobetaine. Als nichtioniscne Tenside können Ä'thylenoxydaddukte und Fettsäurealkylolamide eingesetzt sein.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Schmiermittel im flüssigen Zustand auf die Ziehgutoberfläche homogen aufgetragen und bleibt nach Entfernung des Lösungsmittels als feste üchmiermittelschicht auf dem Ziehgut haften, wobei auf eine Vorbehandlung des Ziehgutes mit Schmiermittelträgern in der Regel verzichtet werden kann. Das Schmiermittel vereint die Vorteile der festen Schmiermittel, die auf Grund ihrer hohen dynamischen Ziehviskosität auch für das Ziehen höherfester Werkstoffe eingesetzt werden können und mit verhältnismäßig geringem Aufwand herstellbar sind, mit den Vorteilen der flüssigen oder halbfesten Schmiermittel, die einen homogenen Schmiermittelauftrag gewährleisten. Das Schmiermittel ist bei kontinuierlichen mehrstufigen Ziehverfahren einsetzbar. Die homogene Schmiermittelschicht auf dem Ziehgut gewährleistet stabile Zieiiverhältnisse und die daraus resultierenden Vorteile. Bei der erfindungsgemäiäen Verwendung von Lösungsmit-
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vein mit einem Kochpunkt 4C Ju 0U oder Lösungsmittelgemischen, in denen wenigstens eine liemischkomponente einen Kochpunkt <C 3U 0C besitzt, lassen sich beim mehrsturigen Drahtziehen infolge des niedrigen Kochpunktes des eingesetzten Lösungsmittels auch bei einer Ziwischenbe schichtung hohe Arbeitsgeschwindigkeiten realisieren. Das errindungsgemalie Verwenden von Tensiden im Schmiermittel vermeidet das sonst zum Ablösen des bchmiermittelrestfilmes erforderliche aggressive Beizen oder das übliche Behandeln mit organischen Lösungsmitteln. Dadurch tritt eine beträchtliche Einsparung an organischen Lösungsmitteln bei Benzol oder chlorierten Kohlenwasserstoffen für das Ablösen ein, wodurch sich die Kosten beträchtlich verringern, die sich sonst ergeben, wenn das Ziehgut weiterverarbeitet werden soll. Durch Ausschluß von organischen Lösungsmitteln ergeben sich hinsichtlich des Arbeitsschutzes vereinfachte Bedingungen, auch werden keinerlei Umweltschutzprobleme oder dadurch resultierende erhöhte Kosten durch Filtration oder Reinigung der abgesaugten Gase erforderlich.
Ausführungsbeispiel
Beispiel 1
Eine zweckmäßige Form der Realisierung der Erfindung besteht in einem Verfahren, bei dem auf den umzuformenden Werkstoff ein Schmiermittel aufgebracht wird, welches als organisches Lösungsmittel Benzol enthält. In diesem Lösungsmittel ist Kalziumstearat mit einem Metalloxidgehalt von 29 % gelöst. Dieses Schmiermittel eignet sich besonders zum hydrodynamischen Ziehen, beispielsweise von Federstahldraht. So konnte mit dem Schmiermittel ein Federstahldraht mit einem Ausgangsdurchmesser von 10 mm und einer Ausgangsfestigkeit von 1600 ET/mrn mit B = 15 % um über 80 % umgeformt werden. Nach dem Verlassen der Ziehdüse besitzt das Ziehgut eine ausgezeichnete Oberflächenqualität und zeigt eine homogene Schicht an zurückbleibendem festen Schmiermittel auf seiner Oberfläche.
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Beispiel 2
Ια 0,8 1 Benzol werden 150 g Kalziumstearat in Lösung gebracht. In dieser Ga-Stearat enthaltenden Flüssigkeit werden 1 1 Trichlor-Fluormethan gegeben. Dieses Schmiermittel hinterläßt in der Hälfte der sonst üblichen Zeit einen festen und festhaftenden Schmiermittelüberzug auf dem zu ziehenden Gut. Beim Ziehen lassen sich auf Grund der sehr guten dynamischen Viskositätseigenschaf ten des Schmiermittels hohe Ziehgeschwindigkeiten und Umformgrade erzielen.
Beispiel 3
Auf einem Ziehgut wird ein Schmiermittel aufgebracht, das in einem Liter Trichloräthylen 90 g Kalziumstearat unter Zusatz von 18 g Okiadecylbenzolsulfonat in gelöster und/oder suspendierter Form enthält. Die entstandene Lösung bzw. Suspension hinterläßt nach Auftragen auf das Ziehgut und anschließendem Entfernen des Lösungsmittels einen Schmiermittelfilm mit hoher dynamischer Viskosität, der vor wie auch nach dem Umformen, z. B. Ziehen von Draht, Rohren oder Profilen, aber auch nach dem Strangpressen, mit Wasser leicht ablösbar ist.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zur Kaltumformung metallischer V/erkstoffe, gekennzeichnet dadurch, daß auf den umformenden Werkstoff oder die 'Jerkzeugarbeitsflächen ein Schmiermittel aufgebracht wird, bei dem in einem organischen Lösungsmittel mit einem Kochpunkt ^ 200 0G Alkali-, Erdalkali-, Ammonium- und Zink- oder artverwandte Metall- bzw. Hichtmetallsalze von Säuren mit mehr als 10 C-Atomen im Molekül, vorzugsweise von Säuren mit 15 bis 20 C-Atomen im Molekül, enthalten sind.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Lösungsmittel technisches Benzol verwendet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Lösungsmittel Kalziumstearat mit einem Metalloxidgehalt von 29 % verwendet wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Lösungsmittel einen Koanpunkt <C 30 C besitzt oder aus einem organischen Lösungsmittelgemisch besteht, Dei dem wenigstens eine Gemischkomponente einen Kochpunkt < 30 0C und die andereCnJ einen Kochpunkt > 30 0C besitzt bzw» besitzen, wobei die Schmierstoffe in gelöster und oder dispergierter Form vorliegen®
    o. Verfahren nach Anspruch 45 gekennzeichnet dadurch, daß als Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemischkomponente mit einem üochpunkt < 30 0C Chlor-Fluor-Konlenwasserstoffe, Fluor-Brom-Kohlenwasserstoffe , Chlor-Brom-Fluor-nohienwasserstoffe und/oder andere cni.orierte beziehungsweise fluorierte organische Verbindungen, wie beispielsweise Trifluoraceton, verwendet werden,»
    bo Verfahren nach Ansprucn 4S gekennzeichnet dadruchs daß als Lösungsmittelgemischkomponente mit einem Kochpunkt h. 30 0G
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    ORlGiNAL INSPECTED
    -ä- 292085?
    Benzol und/oaer Trichiorathylen verwendet werden.
    7. Verfahren nach Anspruch 1 s gekennzeichnet dadurch., daß das Schmiermittel mit kationischen, anionischen, amphotären oder nichtionischen Tensiden vermischt ist.
    tu Verfahren nach Anspruch Y, geKennzeich.net dadurch, daß als Kationische Tenside Fettsaureamide, höhere Alkylamine und deren SubtitutionsproduKte verwendet werden.
    y. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß als anionische Tenside Alkylarylsulfonate, Alkyisulfate, Alkylsuiionate, Alkylarylphosphate, Alkylphosphate una deren bubtitutionsprodukte verwendet werden.
    10» Verfahren nach Anspruch J, gekennzeichnet dadurch, daü als amphotäre Tenside i3etaine, wie üulf at betaine und Sulfobetaine verwendet werden.
    11. Verfahren nach Anspruch Y5 gekennzeichnet dadurch, daß als nichtionische Tenside Athylenoxydaddukte una .Fettsäurealkylolamide verwendet werden.
    9098 51/0 622
DE19792920857 1978-06-12 1979-05-23 Verfahren zur kaltumformung metallischer werkstoffe Ceased DE2920857A1 (de)

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DD21002378A DD151004A3 (de) 1978-12-21 1978-12-21 Verfahren zur kaltumformung metallischer werkstoffe

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