Procedimiento para el revestimiento de superficies metálicas con una composición de material lubricante que contiene ceras.

Procedimiento para la preparación previa de piezas de trabajo metálicas para la conformación en frío por aplicación de una capa de material lubricante,

que en lo sucesivo es designada también como revestimiento, o bien sobre una superficie metálica o sobre una superficie metálica previamente revestida, caracterizado por que la capa de material lubricante es formada mediante una puesta en contacto de la superficie con una composición acuosa de material lubricante, que tiene un contenido total de por lo menos dos ceras que está situado en el intervalo de 5 a 60 % del peso de los materiales sólidos y activos,

por que el revestimiento formado a partir de la composición de material lubricante tiene a lo largo de un mayor intervalo de temperaturas, que es recorrido por la conformación en frío al calentar la pieza de trabajo metálica, tiene varios intervalos de fusión de reblandecimiento/puntos de reblandecimiento o/y intervalos de fusión/puntos de fusión que se suceden consecutivamente, de manera tal que se establece una modificación en lo esencial continua o una modificación aproximadamente escalonada de las propiedades térmicas o/y mecánicas o/y de la viscosidad de los revestimientos al conformar en frío, estando contenida por lo menos una cera que se funde a bajas temperaturas junto con por lo menos una cera que se funde a altas temperaturas en la composición de material lubricante o/y en el revestimiento formado a partir de ésta, cuyos intervalos de fusión/puntos de fusión Tm están separados entre sí en por lo menos 30 ºC, y teniendo los revestimientos con un contenido de por lo menos dos ceras, que se han formado a partir de las composiciones de materiales lubricantes, a lo largo del intervalo de temperaturas de 40 a 260 ºC en conjunto por lo menos dos zonas o/y picos de la fusión, de las/los cuales por lo menos dos están separadas/os entre sí en por lo menos 30 ºC, y

por que la composición acuosa de material lubricante tiene además de ello un contenido de un material orgánico polimérico que está constituido sobre la base de un ionómero, ácido acrílico/ácido metacrílico, epóxido, etileno, poliamida, propileno, estireno, uretano, su(s) éster(es) o/y su(s) sal(es) así como un contenido de un óxido o/y silicato soluble en agua, que contiene agua o/y que fija agua, que se escoge en cada caso entre por lo menos un vidrio soluble, que está situado en el intervalo de 0,1 a 85 % en peso , estando situado el contenido del por lo menos un ionómero en el intervalo de 5 a 90 % en peso, en cada caso referido a los materiales sólidos y activos.

Procedimiento para el revestimiento de superficies metálicas con una composición de material lubricante que contiene ceras

El invento se refiere a un procedimiento para el revestimiento de superficies metálicas en primer lugar con una solución acuosa de fosfatación de carácter ácido y después de esto con una composición de material lubricante en forma de una solución o dispersión acuosa constituida sobre la base de un material orgánico polimérico con un contenido de por lo menos un material orgánico polimérico constituido a base de un ionómero, de otro polímero/copolímero o/y de sus derivados así como eventualmente de por lo menos una cera, de por lo menos un óxido o/y silicato soluble en agua, que contiene agua o/y que fija agua, de por lo menos un material lubricante sólido, de por lo menos un agente reductor del coeficiente de fricción o/y de por lo menos otro aditivo, así como a una correspondiente composición de material lubricante que, después de la formación de un revestimiento sobre un cuerpo moldeado metálico, debe de servir en particular para facilitar la conformación en frío de este cuerpo moldeado. Una conformación en frío puede efectuarse usualmente a unas temperaturas de las superficies de hasta aproximadamente 45 °C, pero sin la aportación de calor. El calentamiento aparece en tal caso solamente por medio de la conformación y eventualmente del precalentamiento de las piezas de trabajo que han de ser conformadas. Usualmente, sin embargo, la temperatura de las piezas de trabajo que han de ser conformadas está situada en aproximadamente 2 °C. En el caso, sin embargo, de que las piezas de trabajo que han de ser conformadas sean calentadas de antemano a unas temperaturas situadas en el intervalo de 65 a 85 °C o de 9 a 1.25 °C, se habla de una conformación en semlcaliente o en caliente (es decir a unas temperaturas medianamente calientes o calientes).

Mientras que para la conformación en frío de unos cuerpos moldeados metálicos en el caso de unos más pequeños grados de conformación y de unas fuerzas correspondientemente más pequeñas se usan usualmente unos aceites para conformación, en el caso de unos grados de conformación muchísimo más altos se utiliza por regla general por lo menos un revestimiento como capa separadora entre la pieza de trabajo y la herramienta, con el fin de evitar una soldadura en frío de la pieza de trabajo y de la herramienta. Para este último caso es usual proveer a las piezas de trabajo con por lo menos un revestimiento de un agente lubricante o con una composición de material lubricante, con el fin de disminuir la resistencia a la fricción entre la superficie de la pieza de trabajo y la herramienta de conformación. La conformación en frío comprende:

Un estiramiento por deslizamiento (conformación por compresión y estiramiento), p.ej. de tubos soldados o sin costura, perfiles huecos, barras, perfiles macizos o alambres,

un estiramiento con planchado o/y una embutición profunda, p.ej. de bandas, flejes, chapas o cuerpos huecos para formar otros cuerpos huecos,

una extrusión por impacto en frío (conformación por compresión) p.ej. de cuerpos huecos o macizos o/y

un recalcado en frío, p.ej. de segmentos de alambres para formar unos elementos de unión y conexión tales como p.ej. piezas en bruto para formar tuercas o tornillos.

Con anterioridad, los cuerpos moldeados metálicos destinados a la conformación en frío eran preparados previamente casi solamente o bien por aplicación de una grasa, de un aceite o de una emulsión oleosa o en primer lugar por un proceso de revestimiento con fosfato de zinc y después de esto por un proceso de revestimiento o bien con un jabón constituido en particular sobre la base de un estearato de un metal alcalino o de un metal alcalino- térreo o/y con un material lubricante sólido constituido en particular sobre la base de sulfuro de molibdeno, sulfuro de wolframio o/y carbono. Un revestimiento que contiene un jabón encuentra sin embargo su límite superior de empleo sin embargo en el caso de fuerzas medianas y a temperaturas de nivel mediano. Un material lubricante sólido se utilizaba solamente cuando se trataba de unas conformaciones en frío medianamente difíciles o difíciles. En el caso de la conformación en frío de unos aceros inoxidables se empleaban con frecuencia unos revestimientos constituidos sobre la base de unas cloroparafinas, que hoy en día se utilizan a disgusto por motivos de la protección del medio ambiente. Sin embargo, los revestimientos que contienen sulfuras perjudican al acero inoxidable.

Después de esto se comenzó aisladamente a revestir en primer lugar con fosfato de zinc y después de esto o bien con un aceite o con una determinada composición orgánica polimérica. En caso necesario, se añadía a la composición polimérica orgánica o bien por lo menos un material lubricante sólido tal como p.ej. disulfuro de molibdeno o/y grafito (segundo revestimiento, habiéndose escogido el fosfato de zinc como el primer revestimiento) o este por lo menos un material lubricante sólido se aplicaba como tercer revestimiento sobre el revestimiento orgánico polimérico. Mientras que el disulfuro de molibdeno se puede emplear a unas temperaturas hasta de aproximadamente 45 °C, el grafito se puede utilizar hasta a unas temperaturas de aproximadamente 1.1 °C, comenzando, sin embargo, su efecto lubricante aproximadamente tan sólo a 6 °C. Estas secuencias del proceso de revestimiento han sido usuales hasta hoy en día.

El documento de solicitud de patente alemana DE-A-4445993 describe un concentrado de agente lubricante para la conformación en frío, que tiene un contenido de un polietileno, de un poli(ácido acrílico) y de un copolímero de estireno y ácido acrílico con determinadas propiedades así como el correspondiente procedimiento para la

aplicación del revestimiento de agente lubricante. No se señalan expresamente unas ceras. Este sistema de agente lubricante tiene sin embargo la desventaja de que la viscosidad desciende de modo relativamente fuerte a una alta temperatura y de que ya también en el caso de conformaciones medianamente difíciles exige adicionalmente un material lubricante sólido tal como p.ej. blsulfuro de molibdeno o/y grafito. Los materiales lubricantes sólidos del tipo de sulfuras son necesarios en particular a una alta temperatura. Ellos tienen sin embargo la desventaja de que los sulfuras no son estables frente a la hidrólisis y son transformados con facilidad en ácido sulfuroso. El ácido sulfuroso puede causar con facilidad una corrosión, cuando el revestimiento no es eliminado desde la pieza de trabajo inmediatamente después de la conformación en frío.

El documento de solicitud de patente europea EP 711 821 A1 se refiere a unas composiciones en forma de sales de soporte del agente lubricante con un cierto contenido de unos compuestos de boro y unos compuestos de ácido di o tricarboxílicos o/y de sus derivados. El documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 26/391 A1 describe una composición constituida sobre la base de dos copolímeros que contienen el radical acrilo que son manifiestamente diferentes, una cera y unas partículas como un lubricante de película seca (Dry Film Lubricant). El documento US 24/11697 A1 enseña el uso de unas películas delgadas orgánicas sobre unas chapas de acero galvanizadas al fuego que tienen una sobresaliente estabilidad frente a la corrosión, El documento EP 1 454 865 A1 se refiere a unos revestimientos destinados a la protección de superficies metálicas, que están constituidos sobre la base de un silicato de metal alcalino, un agente de deslizamiento y un agente espesante.

Los sistemas de agentes lubricantes antes mencionados no cumplen los requisitos manifiestamente más aumentados entretanto acerca del grado de conformación, acerca de la exactitud del prensado o de la extrusión (en inglés net shape) y acerca de la velocidad de conformación. Además de ello han de tenerse en cuenta la compatibilidad con el medio ambiente y la higiene en los puestos de trabajo. Por lo demás los restos de agentes lubricantes en exceso no se depositan en ningún sitio de la herramienta. En efecto, esto influye sobre la exactitud del prensado o de la extrusión de las piezas y aumenta la tasa de desechos. Es ventajoso que el revestimiento y las deposiciones después de la conformación se puedan eliminar con facilidad desde la pieza de trabajo, desde la herramienta y desde la instalación.

Subsistía por lo tanto la misión de proponer un procedimiento alternativo de revestimiento que haga posible producir un revestimiento lo más poco contaminante del medio ambiente que sea posible, de una manera sencilla y barata sobre unas piezas de trabajo metálicas en particular a base de acero... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación previa de piezas de trabajo metálicas para la conformación en frío por aplicación de una capa de material lubricante, que en lo sucesivo es designada también como revestimiento, o bien sobre una superficie metálica o sobre una superficie metálica previamente revestida, caracterizado porque la capa de material lubricante es formada mediante una puesta en contacto de la superficie con una composición acuosa de material lubricante, que tiene un contenido total de por lo menos dos ceras que está situado en el intervalo de 5 a 6 % del peso de los materiales sólidos y activos,

por que el revestimiento formado a partir de la composición de material lubricante tiene a lo largo de un mayor intervalo de temperaturas, que es recorrido por la conformación en frío al calentar la pieza de trabajo metálica, tiene vahos intervalos de fusión de reblandecimiento/puntos de reblandecimiento o/y intervalos de fusión/puntos de fusión que se suceden consecutivamente, de manera tal que se establece una modificación en lo esencial continua o una modificación aproximadamente escalonada de las propiedades térmicas o/y mecánicas o/y de la viscosidad de los revestimientos al conformar en frío, estando contenida por lo menos una cera que se funde a bajas temperaturas junto con por lo menos una cera que se funde a altas temperaturas en la composición de material lubricante o/y en el revestimiento formado a partir de ésta, cuyos intervalos de fusión/puntos de fusión Tm están separados entre sí en por lo menos 3 °C, y teniendo los revestimientos con un contenido de por lo menos dos ceras, que se han formado a partir de las composiciones de materiales lubricantes, a lo largo del intervalo de temperaturas de 4 a 26 °C en conjunto por lo menos dos zonas o/y picos de la fusión, de las/los cuales por lo menos dos están separadas/os entre sí en por lo menos 3 °C, y

por que la composición acuosa de material lubricante tiene además de ello un contenido de un material orgánico polimérico que está constituido sobre la base de un ionómero, ácido acrílico/ácido metacrílico, epóxido, etileno, poliamida, propileno, estireno, uretano, su(s) éster(es) o/y su(s) sal(es) así como un contenido de un óxido o/y silicato soluble en agua, que contiene agua o/y que fija agua, que se escoge en cada caso entre por lo menos un vidrio soluble, que está situado en el intervalo de ,1 a 85 % en peso , estando situado el contenido del por lo menos un ionómero en el intervalo de 5 a 9 % en peso, en cada caso referido a los materiales sólidos y activos.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la composición de material lubricante o/y el revestimiento que se ha formado a partir de ésta tiene(n) un contenido de por lo menos un óxido o/y silicato soluble en agua o/y que fija agua, así como un contenido de por lo menos un ionómero, de por lo menos otro componente orgánico polimérico que no ha de ser considerado como un ionómero, tal como p.ej. oligómeros, polímeros o/y copolímeros que está constituido sobre la base de uno o varios monómeros del tipo de ácido acrílico/ácido metacrílico, epóxido, etileno, poliamida, propileno, estireno, uretano, su(s) ésterjes) o/y su(s) sal(es) o/y un contenido de por lo menos dos ceras así como eventualmente un contenido de por lo menos un aditivo..

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que los ionómeros se componen en lo esencial de unos copolímeros ionoméricos eventualmente en común con unos correspondientes iones, monómeros, comonómeros, oligómeros, cooligómeros, polímeros, sus ésteres o/y sus sales.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la composición de material lubricante o/y el revestimiento que se ha formado a partir de ésta tiene(n) un contenido de por lo menos otro componente orgánico polimérico que no ha de ser considerado como un ionómero, en el intervalo de ,1 a 9 % en peso de los materiales sólidos y activos.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que por lo menos un ionómero o/y por lo menos otro componente orgánico polimérico, que no ha de ser considerado como un ionómero, es neutralizado por lo menos parcialmente, es saponificado por lo menos parcialmente, o/y se presenta por lo menos parcialmente en forma de por lo menos una sal orgánica en la composición de material lubricante o/y en el revestimiento.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que para la neutralización de la composición de material lubricante se utiliza en cada caso por lo menos una amina primaria, secundaria o/y terciaria, amoníaco o/y por lo menos un hidróxido como agente de neutralización, en particular por lo menos un aminoalcohol.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la composición de material lubricante o/y el revestimiento que se ha formado a partir de ésta contiene(n) por lo menos dos ceras, en particular en cada caso por lo menos una cera parafínica, una cera de carnauba, una cera de silicona, una cera de amida, una cera basada en etileno o/y una cera basada en propileno o/y una cera cristalina.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que en las composiciones de materiales lubricantes o/y en los revestimientos formados a partir de éstas se emplean unas ceras, cuyas viscosidades a una determinada temperatura elevada o alta en el intervalo de las temperaturas de superficies de la pieza de trabajo que ha de ser conformada al conformar en frío son diferentes en por lo menos un 5 % en cuanto a su viscosidad.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que las composiciones de materiales lubricantes o/y los revestimientos que se han formado a partir de éstas tiene(n) por lo menos dos tipos de sustancias orgánicas poliméricas escogidas entre unos lonómeros y otros componentes orgánicos poliméricos, que no han de ser considerados como lonómeros, que a lo largo del intervalo de temperaturas de 4 a 26 °C tienen en conjunto por lo menos dos Intervalos o/y picos del reblandecimiento o/y de la fusión, de los cuales por lo menos dos están separados en por lo menos 3 °C.

1. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que el revestimiento formado a partir de la composición de material lubricante tiene a lo largo de un mayor intervalo de temperaturas, que es recorrido por la conformación en frío al calentar la pieza de trabajo metálica, tiene varios intervalos de reblandeclmlento/puntos de reblandecimiento o/y intervalos de fusión/puntos fusión consecutivos, en cuyos casos se establece una modificación esencialmente continua o una modificación aproximadamente escalonada de las propiedades térmicas o/y mecánicas o/y de la viscosidad de los revestimientos al conformar en frío.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que los revestimientos formados a partir de las composiciones de materiales lubricantes con un contenido de por lo menos dos ceras tienen a lo largo del intervalo de temperaturas de 4 a 129 °C y de 13 a 26 °C en cada caso por lo menos un Intervalo o/y pico de la fusión.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la composición de material lubricante o/y el revestimiento que se ha formado a partir de ésta contiene(n) por lo menos un aditivo que se selecciona entre el conjunto que se compone de materiales lubricantes sólidos, agentes reductores del coeficiente de fricción, aditivos protectores contra el desgaste, aditivos del tipo de sllanos, elastómeros, agentes auxiliares de la formación de películas, agentes protectores contra la corrosión, agentes tensioactlvos, agentes antiespumantes, agentes de igualación, biocidas, agentes espesantes y disolventes orgánicos.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la pieza de trabajo conformada, después de la conformación en frío es limpiada por lo menos parcialmente con respecto del revestimiento que ha quedado o/y con respecto de las deposiciones de la composición de material lubricante.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que el revestimiento aplicado sobre las piezas de trabajo conformadas queda, después de la conformación en frío, por lo menos en parte de un modo duradero y permanente.

15. Composición de material lubricante para la aplicación sobre una pieza de trabajo que ha de ser conformada y para la conformación en frío de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 14.

16. Revestimiento que es formado/había sido formado a partir de una composición de material lubricante de acuerdo con la reivindicación 15.

17. Utilización de una composición de material lubricante de acuerdo con la reivindicación 15 para la aplicación sobre una pieza de trabajo que ha de ser conformada y para la conformación en frío.