[发明专利]预处理冷成型用金属基材的简化方法和用于该目的的反应性润滑剂

说明书

本发明涉及一种预处理冷成型用金属基材的简化方法，其中依次将金属基材1)优选清洁并随后漂洗，2)优选酸洗并随后漂洗，3)与包含如下组分的水基酸性反应性润滑剂接触：a)草酸，b)至少一种包含硝基胍和/或至少一种铁(III)源的促进剂，和c)至少一种成膜剂、至少一种蜡和/或至少一种乳化的润滑油，以及4)任选干燥，其中该至少一种成膜剂选自乙烯、丙烯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基胺、乙烯基甲酰胺、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺、乙酸乙烯酯、乙烯基咪唑和/或环氧化物的均聚物和共聚物及其盐以及聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯亚胺、聚胺及其盐，其中该至少一种蜡选自非离子蜡和阳离子稳定化蜡并且其中该至少一种乳化的润滑油选自合成油、矿物油、植物油和动物油，涉及一种相应的反应性润滑剂以及一种已经由该方法预处理的金属基材及其用途。

本发明涉及一种预处理冷成型用金属基材的简化方法，一种相应反应性润滑剂和一种已经由该方法预处理的金属基材及其用途。

冷成型在低于待成型的成型体的再结晶温度的温度下，通常在至多约450℃的温度下进行。加热可能仅通过成型过程中作用于涂敷的金属成型体坯件(blank)和工具之间的摩擦力以及由于材料流动的内摩擦力发生，但任选也通过预热待成型的成型体而发生。

然而，待成型的成型体的温度通常最初是环境温度，即约10-32℃。然而，若事先将待成型的成型体加热至例如在650-850℃，850-1250℃或650-1250℃范围内的温度，则该成型方法称为亚热成型(semihot forming)或锻造(forging)。此外，升至高压通常在冷成型过程中发生，例如在钢的情况下在200MPa至1GPa范围内并且有时甚至高达2GPa。

作为待成型的成型体，主要使用带材、板材、嵌条、线材、线束、具有复杂形状的成型部件、轴套、型材如中空或实心型材、管材、圆坯、圆盘、棒材、撑条或圆柱。该成型体原则上可以由任何金属材料构成。该成型体通常基本由钢构成。

冷成型操作首要的是包括拉伸(拉伸成型)、旋压、压薄(ironing，成型至最终尺寸)和/或深拉、螺纹滚压和/或打线(thread striking)、压制如冷流成型(加压成型)和/或冷锻(cold upset forging)。

尽管通常将非反应性成型油用于金属成型体在非常低形变程度以及相应地轻力下的冷成型，但在更高形变程度的情况下通常在成型体和工具之间使用至少一个涂层作为分隔层，以避免成型体和工具冷焊在一起。在后一情形中，通常对成型体提供至少一个润滑剂涂层或润滑剂组合物，以降低成型体表面和成型工具之间的摩擦阻力。

作为分隔层，通常在锌盐存在下在磷酸溶液中施用高度结晶涂层；该涂层在盛行的温度下不会熔融，化学和物理连接于金属基材(例如通过化学吸附)并且由于在成型过程中在工具和基材之间起分隔作用而防止冷焊。

用于该分隔层上的润滑剂组合物可以是各种各样的。该润滑剂层优选使用包含皂、油和/或有机聚合物和/或共聚物的润滑剂组合物产生。

(水基)润滑剂组合物具有碱性pH，而施用该分隔层的传统浴具有酸性pH。为了延长浴寿命，绝对必要的是在两次处理操作之间进行漂洗并且任选地，借助合适中和剂除去过量酸。这导致可以按如下构成的常规工艺顺序：

1)清洁(和漂洗)，

2)酸洗(和漂洗)，

3)活化，

4)用磷酸锌转化处理，

5)漂洗/中和，

6)润滑，

7)任选地，干燥。

在步骤1中例如可能源自新的钢基材生产的所有类型残渣借助强碱性清洁剂在非常高的温度下除去。

步骤2包括表面的酸洗，这包括除垢和除锈。取决于所用酸的类型，温度可以在环境温度至60℃的范围内。