DE3880084T2

DE3880084T2 - Verfahren zur schmierung der oberflaeche metallischer werkstoffe aus kupfer oder eisen- und kupferlegierungen waehrendder kalt- oder warmumformung und mittel, um diese schmierung auszufuehren.

Info

Publication number: DE3880084T2
Application number: DE8888402758T
Authority: DE
Inventors: Patrick Droniou; Patrick Hilaire; Joseph Schapira; Jean-Louis Seratinsky
Original assignee: PRODUITS IND CIE FSE
Current assignee: Compagnie Francaise de Produits Industriels SA
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2008-11-04
Also published as: DE3880084D1; CA1311462C; EP0315532B1; EP0315532A1; ATE87968T1; FR2622818B1; FR2622818A1; ES2039673T3

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Schmierung der Oberfläche metallischer Werkstücke aus Kupfer oder aus Eisen- oder Kupferlegierungen, bevor sie heiß- oder kaltverformt werden.
Gleichermaßen betrifft sie und dies als neue Industrieprodukte, Mittel zur Schmierung, die in dem obengenannten Verfahren angewandt werden, wobei diese Mittel im wesentlichen ein Schmiermittel sowie Zusammensetzungen, die dieses Mittel enthalten, umfassen.
Die betreffenden Legierungen sind diejenigen in welchen Kupfer oder Eisen den Hauptbestandteil bildet und die im besonderen Messinge, Bronzen, Kupfer-Nickel-Legierungen, Nickel-Kupfer-Zink-Legierungen, Stähle, Gußeisen und rostfreie Stähle enthalten.
Wenn ein Metall oder eine Legierung kaltverformt werden soll, im besonderen wenn es/sie bei Raumtemperatur vor dem Verformungsvorgang ist, der eine Extrusion, eine Kaltstauchung, ein Recken oder Drahtziehen sein kann, oder wenn man die Elastizitätsgrenze des Metalls durch Erhöhen der Temperatur vor dem Verformungsvorgang modifiziert, was also ein Gesenkformen, Schmieden oder Pressen sein kann, wäre es zweckmäßig, vorher die Reibungskräfte zur reduzieren um die Verformungsdrücke auf ein kompatibles Niveau mit der Widerstandsfähigkeit der das verwendete Arbeitsgerät aufbauenden Materialen zu senken.
Es ist bekannt, daß man, um dieses Ziel erreichen eine Schmierung in Anspruch nimmt, die es erlaubt, einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten zu erhalten, der während der gesamten Dauer des Verformungsvorgangs beibehalten werden muß, damit das gebildete Werkstück einen guten Zustand der Oberfläche aufweist und damit ein zu schneller Verschleiß des Arbeitsgerätes vermieden wird.
Die Mittel, die bis heute zum Herabsetzen des Reibungskoeffizienten verwendet wurden bestehen darin, daß man auf dem zu verformenden Werkstück eine Oberflächenvorbereitung, gefolgt von einer Schmierung durchführt.
Die Oberflächenvorbereitung kann aus einer Entfettung, einem Beizen, einem Strahlputzen, einer Feinscherung, einer Phosphatierung, einer Oxalatierung, einer Galvanisierung oder einer Verkupferung oder einer Kombination mehrerer dieser Behandlungen bestehen.
Das auf diese Weise vorbereitete Metall wird danach mit einer Schmierschicht versehen die zusammengesetzt sein kann
* aus einem Schmieröl auf Basis von mineralischen, tierischen, pflanzlichen oder synthetischen Ölen, die Höchstdruckadditive, natürliche oder synthetische Fettester und Antioxidantien enthalten
* aus einer Seife, die aus der Reaktion zwischen einer natürlichen oder synthetischen Fettsäure, die eine Kohlenstoffkette C&sub1;&sub0; bis C&sub2;&sub2; enthält und einem Alkalihydroxid, einem Amin oder Alkanolamin resultiert, wobei diese Seife außerdem Dispergenzien, die Bildung unlöslicher Seife vermeidende Komplexbildner, Bakterizide, Fungizide enthält oder
* aus einem festen Schmiermittel das allein oder als Dispersion in einem der beiden oben beschriebenen Produkte verwendet wird, die festen Schmiermittel, die üblicherweise am häufigsten verwendet werden sind Molybdändisulfid für die Kaltverformungen und Graphit für die Heißverformungen.
Molybdändisulfid und Graphit sind hinsichtlich der Absenkung des Reibungskoeffizienten zufriedenstellend, aber zeigen eine gewisse Anzahl bedeutender Nachteile, da sie bei der Anwendung in Form von Pulvern oder schwarzen Dispersionen (dispersions noires) sehr klebrig und schwer zu entfernen sind, sie verursachen Verschmutzungen des Arbeitsplatzes und der Werkstätte und Verschmutzungen auf den behandelten Werkstücken und Arbeitsgeräten.
Weiterhin verursachen die Schwierigkeiten die beim Entfernen des Molybdändisulfids und des Graphits von der behandelten Oberfläche auftreten Probleme bei Verfahren, die auf die Verformung folgen, d.h. wie z.B. vor dem Aufbringen von Anstrichfarbe, der maschinellen Bearbeitung, einem neuen Verformungszyklus und anderen thermischen Behandlungen die durch die Gegenwart von Schwefel im Falle von Molybdändisulfid behindert werden können.
Schließlich tritt die Kolmatierung der Verteilerkreise (circuits de distribution) häufig aufgrund der immer gleichen Schwierigkeiten bei der Entfernung der fraglichen Produkte auf.
Die gesamten Nachteile die in der Verwendung von Molybdändisulfid und Graphit liegen haben den Fachmann in den letzten zwanzig Jahren dazu geleitet, neue Schmiermittelzusammensetzung auf der Basis von Mineralsalzen oder von synthetischen Produkten zu untersuchen, deren Mangel an Leistungsfähigkeit es unmöglich machte bedeutende industrielle Anwendungen zu finden.
Und es ist der Verdienst der Anmelderin nach Abschluß ihrer grundlegenden Forschungen eine Lösung dieses schwierigen Problems bereitgestellt zu haben, indem sie entdeckte, daß es möglich ist metallischen Werkstücken vor der Kalt- oder Heißverformung einen Reibungskoeffizienten zu verleihen, der mindestens ebenso gering wie mit Molybdändisulfid oder mit Graphit ist, ohne die Nachteile, die mit der Verwendung dieser Produkte verbunden sind, durch Behandlung der besagten metallischen Werkstücke nach der herkömmlichen Oberflächenvorbehandlung (einschließlich einer Entfettung, einem Stahlkiesstrahlen, einem Feinscheren, einer Phosphatierung, einer Oxalatation oder mehrerer dieser Behandlungen) mit wenigstens einem der Lanthanoidenhalogenide aus der Lanthanfluorid und Cerfluorid umfassenden Gruppe das bevorzugt in der Form einer wässrigen oder öligen Dispersion oder umhüllt von einem Wachs oder auch in Mischung mit einer pulvrigen Trockenseife angewendet wird, wobei die fraglichen Produkte die leicht eliminierbar sind, weder schwarz noch klebrig sind.
Dies hat zur Folge, daß das Verfahren gemäß der Erfindung zur Schmierung der Oberfläche metallischer Werkstücke aus Kupfer oder Eisen- oder Kupferlegierungen, welche für die Kalt- oder Heißverformung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet ist, daß nach der herkömmlichen Oberflächenbehandlung auf der Oberfläche der Werkstücke mindestens eines der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid umfassenden Gruppe aufgebracht wird, vorzugsweise in Form einer wäßrigen oder öligen Dispersion oder einer Mischung aus einem Wachs oder einer pulvrigen Trockenseife.
Gleichermaßen ist ein Gegenstand der Erfindung die Anwendung von einem Schmiermittel, welches im wesentlichen aus wenigstens einem der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid umfassenden Gruppe gebildet wird, zur Schmierung der Oberfläche von metallischen Werkstücken aus Kupfer oder Eisen-oder Kupferlegierungen vor der Kalt- oder Heißverformung.
Das o.g. Schmiermittel wird vorzugsweise in der Form einer wäßrigen Dispersion oder in Form einer Mischung mit einer pulvrigen Trockenseife angewendet.
Die o.g. Dispersionen oder Mischungen, wie auch die Konzentrate aus welchen die Dispersionen hergestellt werden, stellen neue industrielle Produkte oder Mischungen dar.
Es wird darauf hingewiesen, daß Cerfluorid bereits Schmiermitteln zugesetzt wurde, die für eine Verwendung unter extremen Temperatur- oder Druckbedingungen vorgesehen sind (U.S.- Patent Nr. 4,507,214) und daß die Cer- und Lanthanfluoride in der Hitze unter Druck bei Metallschmelzen angewendet wurden (U.S.-Patent Nr. 3,380,280).
Aber diese früheren Dokumente beziehen sich nicht nur nicht auf die Kalt- oder Heißverformung von Metallen auf der Basis von Kupfer oder Eisen, es wird vielmehr kein Hinweis derart gegeben, daß der Fachmann den Anlaß hätte, die fraglichen Zusammensetzungen auf diesen Bereich der Technik anzuwenden.
Wie weiter oben angegeben können Lanthanoidenhalogenide in Form von wäßrigen oder öligen Dispersionen oder umhüllt von einem Wachs oder in einer Mischung mit einer pulvrigen Trockenseife angewendet werden.
Insofern es sich in erster Linie um wäßrige Lanthanoidenhalogenide handelt, enthalten sie oberflächenaktive Mittel, die als Netzmittel oder Dispergens wirken, die ausgewählt sein können aus
- den anionischen Derivaten und im besonderen aus den Salzen, die gebildet werden zwischen einerseits einem Alkalihydroxid, einem Amin oder einem Alkanolamin und einer natürlichen oder synthetischen Fettsäure, die eine Kohlenstoffkette von C&sub1;&sub0; bis C&sub2;&sub2; umfaßt und andererseits aus den Salzen eines Alkalihydroxids, einem Amin oder einem Alkanolamin eines sulfonierten oder sulfatierten Fettkörpers, eines sulfatierten Fettalkohols, eines sulfatierten Fettamins, einem sulfatierten Nichtionogen, einem sulfonierten Kohlenwasserstoff und einem sulfonatierten Alkylaryl.
- Aus nicht-ionischen Derivaten und im besonderen aus Estern von Polyethylenglykol, oxiethylenierten und oxipropylenierten Derivaten von Alkoholen mit höherem Molekulargewicht, Amiden, substituierten Amiden, Fettsäuren, Estern oder Aminen.
Diese wäßrigen Dispersionen können gleichfalls eines oder mehrere komplexbildende Mittel eines oder mehrere Antikorrosionsmittel, ein oder mehrere Konservierungsmittel oder überdies gleichzeitig inehrere dieser verschiedenen Produkte enthalten.
Die komplexbildenden Mittel können ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend EDTA, NTA, Phosphonate der Salze der Alkalimetalle oder von Alkanolamin und Polyphosphate.
Die Antikorrosionsmittel können ausgewählt sein zwischen den Salzen der Alkalimetalle oder der Alkanolamine mit Sulfonsäuren, Carbonsäuren, Ölsäuresarkosinen (Oléylsarcosiniques) und Alkylarylsulfonamidocarbonsäure.
Die Konservierungsmittel können ausgewählt sein aus Formaldehydlösung, Triazinderivaten, Orthophenylformaldehydlösung oder dessen Natriumsalz.
Die öligen Dispersionen können enthalten Mineralöle aus Erdöl, die Paraffinöle, naphthenische Öle, aromatische Öle sein können. Das Öl kann gleichfalls ein synthetisches Öl wie ein Poly-α-olefin oder ein Alkylat, ein pflanzliches Öl wie Rapsöl, Rizinusöl, Sojaöl oder tierisches Öl wie Specköl, Rinderfußöl (l'huile de pied de boeuf) sein. Diese öligen Dispersionen können außerdem synthetische Fettester wie Polyethylenglykolester und Viskositätsadditive wie Aluminosilikate und die modifizierten Carboxylderivate enthalten.
Sie können gleichfalls ein oder mehrere Dispersionsmittel, ein oder mehrere Konservierungsmittel oder überdies gleichzeitig mehrere dieser Produkte enthalten.
Die Dispersionsmittel können Calcium- oder Aluminiumalkylarylsulfonate sein.
Die Konservierungsmittel können aus Triazinderivaten ausgewählt sein.
Die zum Umhüllen der Lanthanoidenhalogenide verwendeten Wachse können sein mineralische Wachse wie die mikrokristallinen Wachse oder die Paraffine wie auch die tierischen oder pflanzlichen Wachse.
Sie können außerdem Texturmittel wie Fettsäureester, im besonderen Polyglykolcarboxylate wie Polyethylenglykololeat enthalten, die es erlauben das Aussehen des Endprodukts zu modifizieren.
Die pulvrigen Trockenseifen können gebildet sein aus den Reaktionsprodukten von Alkali- und/oder Erdalkalihydroxiden mit wenigstens einer natürlichen oder synthetischen Fettsäure, die eine Kohlenstoffkette von C&sub1;&sub0; bis C&sub2;&sub2; enthält.
Es ist schließlich möglich in den oben genannten Schmiermittelprodukten inerte Füllmittel vorzusehen, die Carbonate, Sulfate oder Wasser sein können.
Die Anwendung des Schmier- und Dispersionsmittels und Mischungen zu seiner Verwendung gemäß der Erfindung auf der Oberfläche des zu verformenden Werkstückes kann ausgeführt werden
- durch Besprühen mit einer Druckluftpistole
- im Tauchbad in der Kälte oder Hitze
- manuell durch Beschichtung mit einem Pinsel, einer Bürste, einer Rolle oder auch
- durch Abreiben eines Wachsstabes
- durch Umhüllung mittels Durchgang durch einen Kasten mit pulvriger Seife zum Drahtziehen.
Wenn das Schmiermittel angewendet wird in der Form einer wäßrigen oder öligen Dispersion oder in der Form einer Mischung mit einem Wachs, ist seine Konzentration in dein Anwendungsmilieu von 0,05 bis 60 Gew.-%; sie ist vorzugsweise von 0,05 bis 5 Gew.-% im Falle einer wäßrigen Dispersion, von 0,1 bis 15 Gew.-% im Falle einer öligen Dispersion und von 5 bis 60 Gew.-% im Falle einer Mischung mit einem Wachs und von 0,05 bis 5 Gew.-% im Falle einer Mischung mit einer pulvrigen Seife.
Um die wäßrigen oder öligen Dispersionen herzustellen, kann man Pulver oder Flüssigkeiten in Anspruch nehmen, die außer wenigstens einem der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid enthaltenden Gruppe die anderen Dispersionsbestandteile im Konzentrat enthalten.
Diese konzentrierten Produkte können einen Gehalt von wenigstens einem der oben genannten Lanthanoidenhalogenide haben, der 5 bis 30 Gew.-% im Falle derer die wäßrige Dispersionen ergeben sollen und 1 bis 50 % im Falle derer die ölige Dispersionen liefern sollen, ist respektive.
Falls Verdünnung im Moment der Anwendung nötig ist, wird sie mit Hilfe von Wasser für die wäßrigen Dispersionen und mit Hilfe von Öl oder einem Lösungsmittel auf Erdölbasis im Falle einer öligen Dispersion durchgeführt.
Überdies können die Schmiermittel in das Anwendungsmilieu gleichzeitig mit einem klassischen Schmiermittel eingebracht werden und vorteilhafterweise kann man es dem Anwender überlassen unabhängig voneinander einen Satz der Produkte die das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen erlauben, einzusetzen und zwar:
- ein erstes essentielles Produkt das ein Lanthanoidenhalogenid, im besonderen ein Cer- und/oder ein Lanthanfluorid mit einer Konzentration von 1 bis 99,9 % enthält und
- im Falle der Durchführung des Verfahrens durch Anwendung einer wäßrigen Dispersion einem zweiten Produkt das zum Niederschlag einer Seife führt, oder
- im Falle der Durchführung des Verfahrens durch Anwendung einer öligen Dispersion ein drittes Produkt das ein Öl enthält, welches die in diesem Fall vorgesehenen Additive umfassen kann,
- im Falle der Durchführung des Verfahrens durch Mischung mit einer pulvrigen Trockenseife ein viertes Produkt das diese pulvrige Trockenseife enthält das erste und das zweite, das dritte oder das vierte Produkt können von Fall zu Fall in der Form von "Kits" in den Handel gebracht werden.
Vor der Erläuterung der Erfindung mit Hilfe von den folgenden Vergleichsbeispielen, in welchen ohne den Umfang der Erfindung zu begrenzen einige vorteilhafte Ausführungsformen aufgezeigt werden, wird ein spezieller Vorteil betont, der resident ist in der der Möglichkeit, auf einem gleichen Herstellungsweg und mit einer einzigen Arbeitsfolge zur Oberflächenvorbehandlung und Schmierung die Verformung unterschiedlicher Werkstücke zu realisieren, insofern die Anwendung der Verfahren des Standes der Technik verschiedene Oberflächenvorbehandlungen notwendig machten.

Beispiel 1

Man führt einen Vergleichsversuch durch unter sukzessiver Verwendung von Öldispersionen von Cerfluorid, Graphit und Molybdändisulfid in dem sogenannten Ringtest (test de l'anneau). Die verwendeten Graphite und Molybdändisulfide sind in der für diese Art der Anwendung üblichen Qualität und zwar
- ein Graphitpulver mit einer Kornklassierung, so daß 50 % der Körner eine Größe unter 8 um haben und 100 % eine Größe unter 32 um, die spezifische Oberfläche BET 16 m²/g umfaßt, dieser Graphit kann derjenige der Qualität T10 von LONZA sein,
- ein pulvriges Molybdändisulfid mit 99 % Reinheit und einer Kornklassierung, so daß 50 % der Körner eine Größe unter 8 um haben z.B. diejenigen der Qualität Nr. 4 der Gesellschaft KS PAUL.
Das verwendete Cerfluorid tritt in weißer pulvriger Form auf mit 98 % Reinheit, einer Kornklassierung, so daß 74 % der Körner eine Größe unter 100 um haben.
Der Ringtest, der zur Messung der Reibungskoeffizienten, die mit Hilfe der verschiedenen öligen Dispersionen erhalten wurden, verwendet wird, ist beschrieben in der Veröffentlichung "Metal deformation process: friction and lubrication" von J.A. SCHEY, Seiten 270 bis 271, herausgegeben von Marcel Dekker, 1970.
Dieser Test erlaubt es, den Reibungskoeffizienten zu bestimmen der zwischen einem Werkzeug und einem Material, das einer plastischen Verformung bei speziellen Oberflächen- und Schmierbedingungen unterworfen wird, besteht.
Wenn ein Metallring zwischen zwei flachen Handambossen (tas plats) gequetscht wird, wird festgestellt, daß der Durchmesser der Bohrung für eine gegebene Druckverformung von den Reibungsbedingungen abhängt; umso schwächer die Reibungen sind, umso größer ist die Bohrung.
Die für den Versuch verwendeten Ringe sind aus Stahl der Qualität XC 10 und weisen die folgenden Dimensionen auf:
- äußerer Durchmesser 42 mm
- innerer Durchmesser 21 mm
- Höhe 7 mm.
Das für den Test verwendete Werkzeug ist aus zwei flachen Handambossen aus Stahl der Qualität Z 20 OC 12 aufgebaut. Die Reduzierung der Höhe des Metallringes bei den Versuchen variiert zwischen 20 bis 40 %.
Die Resultate aus den Messungen der Veränderung der Höhe und der Veränderung des Innendurchmessers erlaubten es mittels vorgefertigter Nomogramme den Wert des Kontaktreibungskoeffizienten abzuleiten.
Im Rahmen des vorliegenden Beispiels wurden die Ringe geschmiert durch Eintauchen bei Umgebungstemperatur in Dispersionen mit 5 Gew.-% an Graphit, an Molybdänsulfid, oder an Cerfluorid in naphthenischen Öl der gleichmäßigen Viskosität von 75 centistokes bei 40ºC.
Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1 Versuch Reibungskoeffizient Aussehen des Ringes nach der Verformung Mineralöl glänzend und sauber Mineralöl schwarz u. klebrig
Dieses Beispiel beweist die Tatsache, daß das Schmiermittel gemäß der Erfindung es erlaubt, Reibungskoeffizienten zu erhalten die ausreichend sind, für günstige visuelle Resultate und dies ohne, daß das behandelte Werkstück Verschmutzungen hat.

Beispiel 2

Man führt einen Vergleichsversuch durch, ausgeführt unter industriellen Bedingungen und bestehend aus einem "Vorstrangpreßverfahren" ("filage avant") das mit einem Werkstück des Typs hohler Stahlschmiederohling ausgeführt wird.
Klassischerweise bereitet man die Schmiederohlinge, die dem Vorstrangpressen unterzogen werden sollen vor, indem man sukzessive eine Phosphatierung vornimmt, die mit einem Phosphatierungsbad desjenigen Typs, welcher von der Anmelderin unter dem Handelsnamen THERMOGRANODINE 701 vertrieben wird, in üblicher Art und Weise ausgeführt werden kann. Diese Phosphatierung wird von einer Tauchbeschichtung in einer wäßrigen Dispersion von MoS&sub2;, die 5 Gew.-% dieses Produkts enthält, gefolgt.
Es ist unmöglich, das obengenannte Vorstrangpressen auszuführen indem man die Phosphatierung, gefolgt von einer einfachen Schmierung durch Abscheidung von Seife ausführt: Es führt tatsächlich zu einer raschen Verschmutzung der Werkzeuge und die erhaltenen Werkstücke sind indiskutabel.
Im vorliegenden Vergleichsversuch unterzieht man zwei Serien von 600 Schmiederohlingen (lopins) des gleichen Typs wie oben sukzessive einer Phosphatierung mit Hilfe von THERMOGRANODINE 701 und einer Tauchbadschmierung, unter Verwendung im ersten Fall einer klassischen wäßrigen Dispersion von 5 Gew.-% MoS&sub2; und im zweiten Fall einer Mischung einer wäßrigen Dispersion von 0,5 Gew.-% CeF&sub3; und einer Lösung von 5 Gew.-% eines anionischen oberflächenaktiven Mittels, bestehend aus einer Seife, im vorliegenden Fall Natriumstearat, z.B. die unter dem Handelsnamen PROLUB TS 438 von der Anmelderin vertrieben wird und die zur Abscheidung einer Schmierungsseife führt.
Die Bedingungen der Durchführung der Schmierungen sind in der Tabelle II zusammengefaßt. Tabelle II Gemäß dem Stand der Technik Gemäß der Erfindung Zusammensetzung des Bades MoS&sub2; Dispersion 5 % in Wasser PROLUB TS 438:5 % CeF&sub3;: 0,5 % Wasser in qsp 100 Temperatur Dauer des Tauchbadens Minute
Die Maßkontrolle der 600 Werkstücke, die nach der Behandlung gemäß des Verfahrens der Erfindung verformt wurden, lieferte identische Ergebnisse wie diejenigen, die nach der Behandlung gemäß dem Verfahren des Standes der Technik verzeichnet wurden; Die Ergebnisse zeigen, daß die verformten Werkstücke den in der Tabelle III wiedergegebenen Toleranzen entsprechen: Tabelle III Toleranz in mm um die Norm äußerer Durchmesser innerer Durchmesser
Die äußeren Durchmesser φ 1, φ 2, φ 3 und der innere Durchmesser φ in. sind auf die Form des Werkstücks spezifiziert und sind in der einzigen Zeichnung zu sehen, welche dieses Werksstück im Axialschnitt zeigt, respektive in a, b, c und d.
Die Verformungs-Winkelkontrolle durch Profilprojektion zeigt ähnliche Ergebnisse für beide Verfahren.
Die nach der Behandlung verformten Werkstücke, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wurden, sind leichter zu bearbeiten und erscheinen sauberer als beim herkömmlichen Verfahren.
Dieses Beispiel zeigt daher, daß es Dank der Erfindung möglich ist, industriell Kaltverformungen von Werkstücken durchzuführen, die im Stand der Technik die Anwendung von Molybdändisulfid benötigten; der durch die Erfindung erhaltene Vorteil liegt im sauberen Aussehen der erhaltenen Werkstücke, was nicht der Fall für die gemäß dem Stand der Technik behandelten Werkstücke ist, die vor den nachfolgenden Arbeitsgängen gereinigt werden müssen.

Beispiel 3

Man führt einen Vergleichsversuch durch, ausgeführt unter industriellen Bedingungen und bestehend aus einem Arbeitsgang des Vorstrangpressens, dann des Nachstrangpressens (filage arriere) von Stahlschmiederohlingen (lopins en acier) mit Hilfe einer hydraulischen Presse der Kraft 600 T (Geschwindigkeit des Stempelvorschubs = 40 min/s).
Zwei Serien von 2100 Schmiederohlingen des obengenannten Typs werden sukzessiven Arbeitsgängen des Vor- und Nachstrangpressens unterzogen nach einer Schmierungsbehandlung gemäß den Verfahren des Standes der Technik für die erste Serie und gemäß dem Verfahren gemäß der Erfindung für die zweite Serie, jede dieser Behandlungen wurde ausgeführt nach einer Phosphatierung mit dem Produkt THERMOGRANODINE 701, welches ein Phosphatierungsbad ist, das von der Anmelderin vertrieben wird und das in herkömmlicher Weise angewendet wird. In der Tabelle IV wurden die Charakteristiken der beiden Schmierungsbehandlungen zusammengefaßt. Tabelle IV Gemäß dem Stand der Technik Gemäß der Erfindung Zusammensetzung des Schmierungsbades Behandlungsdauer Badtemperatur Schmierseife PROLUB TS 438: 5 Gew.-% in Wasser 5 Gew-% der Schmierungsseife PROLUB TS 438 und 0,5 Gew.-% CeF&sub3; in Wasser Minuten
Die Arbeitsgänge des Vorstrangpressens, dann des Nachstrangpressens wurden ausgeführt, man entnimmt 50 Werkstücke aus jeder Serie und unterzieht sie der klassischen Maßkontrolle und der Vergleichsmessung der Standardabweichung. Die erhaltenen Resultate sind in der Tabelle V zusammengefaßt. Tabelle V Gemäß dem Stand der Technik Gemäß der Erfindung Standardabweichung Nachstrangpressen Standardabweichung Vorstrangpressen
Bei der Beurteilung dieser Ergebnisse stellt man fest, daß es das Schmierungsverfahren gemäß der Erfindung erlaubt, industriell die Arbeitsgänge der Kaltverformung mit mehr Funktionssicherheit auszuführen als beim Verfahren gemäß dem Stand der Technik.

Beispiel 4

Man führt einen Vergleichsversuch durch, ausgeführt unter industriellen Bedingungen und bestehend aus einem Arbeitsgang des Nachstrangpressens von Stahlwerkstücken; es handelt sich um zwei Serien zu 500 Stahlschmiederohlingen; der Arbeitsgang wird mit Hilfe einer hydraulischen Presse der Kraft 1600 T ausgeführt (Geschwindigkeit des Stempels = 50 mm/s).
Die Stahlschmiederohlinge sind zuvor mittels eines THERMOGRANODINE 701 Bades phosphatiert, dann geschmiert worden:
- was die erste Serie betrifft, sukzessive mit Hilfe einer anionischen Seife, z.B. PROLUB TS 438 5 Gew.-% in Wasser (während 5 Minuten bei 80ºC), dann mit Hilfe von pulvrigem MoS&sub2;, das mit dem Pinsel aufgetragen wurde,
- was die zweite Serie betrifft, durch Tauchen in einer wäßrigen Dispersion, die 5 Gew.-% einer anionischen Seife enthält, die aus derjenigen bestehen kann, die unter dem Handelsnamen PROLUB TS 438 vertrieben wird, und 0,5 Gew.- % CeF&sub3;, die Eintauchdauer war 5 Minuten und die Temperatur der Dispersion 80ºC.
Nach dem Arbeitsgang des Nachstrangpressens erwies sich die Maßkontrolle, die bei beiden Serien von 500 Werkstücken ausgeführt wurde, konform mit den Normen und identisch in beiden Fällen. Zu unterstreichen ist der Vorteil der in dem sauberen Aussehen und der nicht schmutzenden Eigenschaft der Werkstücke, welche durch Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung geschmiert wurden, besteht das es zudem erlaubt die Schmierung in einem einzigen Schritt auszuführen, während beim Verfahren gemäß dem Stand der Technik zwei notwendig sind.
Aus einem allgemeineren Gesichtspunkt und in Zusammenhang mit den Beispielen 2, 3 und 4, die auf dem gleichen Herstellungsweg ausgeführt wurden, ist zu unterstreichen, daß im Fall der Schmierung gemäß dem Stand der Technik es gebräuchlich ist, daß man zu verschiedenen Verfahren greift in Abhängigkeit von den Verformungsschwierigkeiten, während das Verfahren gemäß der Erfindung es erlaubt, eine einzige Arbeitsfolge zur Oberflächenvorbereitung in den drei Fällen zu gebrauchen.

Beispiel 5

Ein Vergleichsversuch wird unter industriellen Bedingungen beim Durchführen der Kaltverformung von Schmiederohlingen aus rostfreiem Stahl der Ausführungsart Z6 C13 vorgenommen, wobei die Verformung mit Hilfe einer mechanischen Presse mit einer Kraft von 600 T verwirklicht wurde.
Zwei Serien von Schmiederohlingen wurden vorbereitet im Hinblick auf die Verformung bzw. durch die Anwendung der Verfahren aus dem Stand der Technik für die erste Serie und das Verfahren gemäß der Erfindung für die zweite.
Die beiden Schmiermittelbehandlungen wurden durchgeführt durch eine Vorbehandlung der Oberfläche die in beiden Fällen identisch war und aus einer Oxalatation auf der Basis der Oxalsäuresalze bestand, die angewendet werden, mit Hilfe des kommerziellen Produktes der Anmelderin unter dem Handelsnamen THERMOGRANODINE SS1 und SS5.
Die Schmiermittelbehandlung gemäß dem Stand der Technik umfaßt sukzessive eine Behandlung mit Hilfe von 5 Gew.-% einer anionischen Schmiermittelseife PROLUB TS 438 in Wasser, wobei die Zeitdauer 5 Minuten sei und die Temperatur 80ºC, dann eine Beschichtung durch Eintauchen in eine Dispersion mit 5 Gew.-% MoS&sub2; in Wasser, wobei die Zeitdauer 1 Minute und die Badtemperatur 60ºC ist.
Die Schmiermittelbehandlung gemäß der Erfindung umfaßt einen einzigen Behandlungsschritt mit Hilfe einer wäßrigen Dispersion mit 0,5 Gew.-% CeF&sub3; die gleichfalls 5 Gew.% PROLUB TS 438 enthält, wobei die Zeitdauer 5 Minuten sei und die Temperatur der Dispersion 80ºC.
Die Resultate, die nach dem Verformungsvorgang erhalten wurden sind zusammengefaßt in Tabelle VI: Tabelle VI Werkstücke behandelt gemäß dem Stand der Technik Werkstücke behandelt gemäß der Erfindung Kraft der Presse (in Tonnen) Maßkontrolle Aussehen der Werkstücke schwarz, klebrig sauber, glänzend
Es sei nochmals herausgestellt, daß in diesem Beispiel die Schmiermittelbehandlung gemäß der Erfindung mit einem einzigen Schritt verwirklicht wurde, während in der Behandlung gemäß dem Stand der Technik zwei Schritte durchgeführt werden mußten.

Beispiel 6

Ein Vergleichsversuch des Warmstrangpressens von Messing unter den industriellen Bedingungen wird durchgeführt, bestehend aus Erhitzen von Messingblöcken auf 750ºC, dann eines Warmstrangpressens um einen Draht des Durchmessers variierend zwischen 5 bis 11 mm zu erhalten, die Zieheisen (filière) wurden zuvor geschmiert.
Diese Schmierung wurde gemäß dem Stand der Technik mit einem festen Schmiermittel, d.h. Graphit durchgeführt, umhüllt mit 50 Gew.-% eines Paraffinwachses mit einem Tropfpunkt von 80ºC, während die Schmierung gemäß der Erfindung mit Hilfe eines Gemisches von 50 Gew.-% CeF&sub3; in dem gleichen Paraffinwachs ausgeführt wurde.
Das Strangpressen, das nach der Schmierung gemäß der Erfindung ausgeführt wurde, führte zu einem Draht mit sauberern Aussehen im Gegensatz zu demjenigen der sich aus dem Gebrauch des Schmiermittels gemäß dem Stand der Technik ergab. Man konnte keinen anormalen Verschleiß der Zieheisen feststellen.

Beispiel 7

Man führt einen industriellen Versuch des Trockendrahtziehens von galvanisiertem Stahldraht durch. Die Schmierung wird mit Hilfe von "Seifenbehältern" ("boites savon"), in welche die Schmierungsseife trocken gegeben wird, ausgeführt. Das Durchziehen des Drahtes durch den "Seifenbehälter" erlaubt es eine Schmiermittelumhüllung zu erhalten durch Verflüssigung der Trockenseife auf dem heißen Draht, welche den Durchgang in dem Zieheisen erlaubt.
Der Versuch wurde ausgeführt auf einer Drahtziehmaschine mit acht Zieheisen, die eine Totalverjüngung von beginnend bei 2,4 mm Durchmessern am Einlaß bis zu 0,69 mm Durchmesser am Auslaß erlaubten.
Der zu ziehende Draht besteht aus Stahl mit 0,45 % Kohlenstoffgehalt und ist galvanisiert. Seine Widerstandsfähigkeit ist 180 kg/cm².
Die Beimischung von 1 % CeF&sub3; in das Produkt PROLUB TN 110, vertrieben von der Compagnie Francaise de Produits Industriels, und bestehend aus Natriumstearat, erlaubt es ein Drahtziehen mit einer Geschwindigkeit von 540 m/min auszuführen, während PROLUB TN 110 alleine dieses nicht erlaubt. In diesem letzten Fall bewirkt man einen schnellen Verschleiß der Zieheisen und das Brechen des Drahtes.

Beispiel 8

Ein Versuch zur Beurteilung der Schmierfähigkeit wurde durchgeführt gemäß der Automobilnorm CNOMO D 55 1136 auf einem Shell Royal Dutch Vierkugelapparat ("Maschine 4 Billes Shell Royal Dutch"). Es handelt sich um einen Vergleichsversuch der durchgeführt wurde unter Zugabe verschiedener der in Tabelle VII beschriebenen Schmiermittel zu einem Paraffinöl der Viskosität 620 Zentistokes bei 40ºC, wie ENERPAR 27, das von der Societe Française BP vertrieben wird.
Mittels einer Charge von 100 kg wird der mittlere Eindruckdurchmesser des Verschleißes gemessen. Ein kleiner Durchmesser kennzeichnet eine gute Schmierung. Der Versuch wurde bei Umgebungstemperatur durchgeführt. Tabelle VII Vorbereitete Schmiermittel Eindruckdurchmesser Paraffinöl
Das verwendete Lanthanfluorid tritt als weißes Pulver in über 99 % Reinheit auf und einer Kornklassierung, in der wenigstens 74 % der Körner eine Größe bis 100 um haben.
Aus dem Studium der zusammengefaßten Resultate in Tabelle VII kann geschlossen werden, daß das Cerfluorid und das Lanthanfluorid als Additive in Betracht kommen dürfen, die es erlauben, eine befriedigende und mit dem Molybdändisulfid vergleichbare Schmierung zu erhalten, unter Verleihung eines viel besseren Aussehens der behandelten Werkstücke.

Claims

1. Verfahren zur Schmierung der Oberfläche metallischer Werkstücke aus Kupfer oder aus Eisen- und Kupferlegierungen, welche für die Kalt- oder Heißverformung bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Herstellung der herkömmlichen Oberfläche auf die Oberfläche der Werkstücke mindestens eines der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid enthaltenden Gruppe aufbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lanthanoidenhalogenid in Form einer wäßrigen oder öligen Dispersion, einer Mischung mit einem Wachs oder einer Mischung mit einer pulvrigen Trockenseife aufgebracht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung des Lanthanoidenhalogenids in der Form einer wäßrigen Dispersion, einer öligen Dispersion, einer Mischung mit einem Wachs oder einer Mischung mit einer pulvrigen Trockenseife auf die Oberfläche der zu verformenden Werkstücke durchgeführt wird

- durch Besprühen mit Hilfe einer Druckluftpistole

- im Tauchbad in der Kälte oder Hitze

- manuell durch Beschichtung mit einem Pinsel, einer Bürste, einer Rolle

- durch Abreiben eines Wachsstabes oder außerdem

- durch Abreiben mit einer pulvrigen Trockenseife.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Dispersion, mittels welcher das Lanthanoidenhalogenid eingesetzt wird, mindestens ein oberflächenaktives Mittel enthält das als Netzmittel oder Dispergens wirkt.

5. Verwendung eines Schmiermittels, das im wesentlichen mindestens eines der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid umfassenden Gruppe enthält, für die Schmierung der Oberfläche metallischer Werkstücke aus Kupfer oder Eisen- und Kupferlegierungen, die für die Kalt- oder Heißverformung vorgesehen sind.

6. Wäßrige Dispersion, die ein oberflächenaktives Mittel, das als Netzmittel oder Dispergens wirkt, und 0,05 bis 5 Gew.-% mindestens eines der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid umfassenden Gruppe enthält.

7. Mischung auf Wachsbasis die 5 bis 60 Gew.-% von mindestens einem der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid umfassenden Gruppe enthält.

8. Konzentrat zur Herstellung der wäßrigen Dispersion gemäß Anspruch 6, umfassend ein oberflächenaktives Mittel, das als Netzmittel oder Dispergens wirkt und 5 bis 30 Gew.-% mindestens eines der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid umfassenden gruppe und gegebenenfalls eine pulvrige Trockenseife enthält.

9. Mischung auf der Basis einer pulvrigen Trockenseife, umfassend 0,05 bis 5 Gew.-% von mindestens einem der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid enthaltenden Gruppe.

10. Verwendung einer öligen Dispersion, umfassend 0,1 bis 15 Gew.-% mindestens eines der Lanthanoidenhalogenide der Lanthanfluorid und Cerfluorid enthaltenden Gruppe zur Schmierung der Oberfläche metallischer Werkstücke aus Kupfer oder Eisen- und Kupferlegierungen, welche für die Kalt- oder Heißverformung bestimmt sind.