Brevet FR2168925A1 — publié le 19730907

La présente invention concerne, dans le domaine des lubrifiants spéciaux pour les travaux d'emboutissage, une nouvelle composition douée d'une efficacité très élevée permettant l'exécution de travaux difficiles sans risque dtoxy- dation des métaux ouvrés et se prêtant en outre à un dégraissage très facile des pièces conformées. Les propriétés de certaines huiles et graisses les rendent aptes à jouer le rôle de lubrifiants pour faciliter le glissement de l'outil sur le métal à conformer au cours des travaux de formation à froid et, en particulier, au cours des opérations d'emboutissage. Ces propriétés se définissent par le degré de résistance du film lubrifiant à l'écrasement et à l'arrachement sous les prtss ons élevées développées entre le poinçon, le métal travaillé et la matrice sur les presses d'em boutissage. Ces efforts, tendant à la rupture du film lubrifiant et à la mise en contact métal-métal, s'exercent au surplus sur un lubrifiant dont la structure subit les effets de l'élévation de température résultant du frottement. Selon les contraintes imposées au métal à conformer, se- lon la nature de celui-ci, son épaisseur, la forme de l'embouti et, aussi, la perfection ou l'imperfection du réglage de l'outillage, les opérateurs rencontrent toute une gamme de difficuLtés d'exécution qui les conduisent à rechercher des lubrifiants de plus en plus efficaces pour éviter, le plus possible, des rebuts très coûteux. L.5 lubrifiants courants, constitués le plus souvent par des corps gras, huiles ou graisses,ou par des mélanges de ces cors ras, deviennent assez rapidement d'une efficacité insuffisante compte tenu de ces difficultés. On - déjà préconisé d'améliorer ces lubrifiants en y incorporant rouis diverses formes, des additifs soufrés, chlo re , phosphorés que l'on désigne habituellement sous le nom de 'tsurfactifs'. Il est également de pratique courante d'y ajou t.' t G'S additifs pulvérulents qui sont habituellement du gra- ophite, du sulfure de molybdène, du talc, du mica et même cer tne farines. Des huiles minérales, du pétrole, d# gas oi, du whitespirit, et analogues sont très souvent ajoutés à ces prépara tions, à la fois pour servir de diluant ou d'excipient et pour abaisser le prix de revient. Toutes ces compositions donnent des résultats variables, tout en restant encore insuffisantes dans beaucoup de cas de travaux d'emboutissage divers. Au surplus, elles présentent en général des inconvénients parmi lesquels on peut citer, entre autres, une tendance à l'oxydation des métaux et une difficulté plus ou moins grande de dégraissage des pièces conformées. C'est la raison pour laquelle les utilisateurs souhaitent, dans de nombreux cas, disposer d'un produit plus efficace ne présentant pas ces inconvénients. Les recherches de la Demanderesse lui ont permis de trouver que la combinaison d'un complexe lipoïde, d'un hydrocarbure chloré et d'un additif pulvérulent constitué par un dérivé du bore de texture appropriée permettait d'élaborer un lubrifiant perfectionné possédant une filmo-résistance supérieure à celle des lubrifiants existants. Le lubrifiant selon l'invention est dépourvu d'action oxydante sur l'acier et il peut être éliminé sans difficulté par une opération de dégraissage des pièces au moyen de la lessive alcaline couramment utilisée dans les ateliers d'emboutissage. La composition selon l'invention est essentiellement caractérisée par le fait qu'elle comporte, en combinaison, un complexe lipoïde formé d'un lipoïde d'origine animale choisi dans le groupe des "cires solides", d'un lipolde d'origine animale choisi dans le groupe des "cires liquides", un hydrocar- bure paraffinique chloré et un additif pulvérulent constitué par un dérivé du bore. Suivant d'autres caractéristiques - le lipoïde choisi dans le groupe des "cires solides" est un lipoïde neutre, onctueux, concret, extrait d'un corps gras d'origine animale, extrait qui est exempt d'acides gras et qui doit avoir un indice d'acide inférieur 'a i - le corps gras dont est extrait ledit lipoïde contient un alcool secondaire aromatique renfermant une double liaison, et son indice de saponification est compris entre 85 et ju, son indice diode est compris- entre 15 et 30 et sa teneur en insaponifiables naturels, à l'exclusion des huiles minérales, est comprise entre 40 et 50 / 0 environ - la teneur, dans la composition selon l'invention, dudit lipoïde du groupe des. "cires solides" est comprise entre 30 et 40 % en poids - le lipoïde d'origine animale choisi dans le groupe des "cires liquides est un corps gras fluide d'origine animale obligatoirement purifié et débarrassé d'une partie de ses acides gras, présentant un poids spécifique inférieur à 0,900, un indice de saponification voisin de 150, un indice d'iode de l'ordre de 90 et une teneur en insaponifiables naturels, à l'exclusion des huiles minérales, de 35 à 45 % - la teneur, dans la composition selon l'invention, dudit lipoïde du groupe des "cires liquides est comprise entre 10 et 16 % en poids - l'hydrocarbure paraffinique chloré est un hydrocarbure aliphatique chloré de haut poids moléculaire stabilisé présentant une densité à 25OC de 1,4 à 1,5 environ, une teneur en Cl de 60 à 70% et un indice de stabilité de 0,6 à 0,7 - la teneur dudit hydrocarbure chloré, dans la composition selon l'invention, est comprise entre 17 et 21 % en poids exprimée en Cl; - l'!additif pulvérulent dérivé du bore est un composé cristallin répondant à la formule H3B03 dont la teneur en B203 est de 56,3 % et la teneur en H20 de 43,7 %, de poids spécifique à 20oC de 1,4 environ et de granulométrie correspondant aux valeurs suivantes : 90 % au minimum de ce composé pulvérulent passent au tamis no 200 d'ouverture de mailles de 0,074 mm, 96 % passent au tamis no 100 d'ouverture de mailles de 0,147 mm et 100 do passent au tamis no 65 d'ouverture de mailles de 0,208 mm - la teneur, dans la composition selon l'invention, de cet additif pulvérulent est de 20 à 30 % en poids - la densité apparente, à l'état pulvérisé dudit composé cristallin de granulométrie ci-dessus est de 0,6 environ. L'invention concerne également l'application de l'additif pulvérulent H3B03 à toute graisse destinée à la conformation à froid des métaux. Elle couvre en outre un procédé de fabrication de la nouvelle composition lubrifiante définie ci-dessus, ce procédé étant essentiellement caractérisé par le fait que l'on chauffe les lipoïdes de base de manière à pouvoir les mélanger# b tat liquide, qu'on y ajoute successivement l'hydrocarbure chloré puis l'additif pulvérulent tout en malaxant pour assurer la dispersion intégrale dudit additif et l'homogénéi- sation parfaite de l'ensemble. Suivant une variante, on peut incorporer un agent dit émulgateur oxy-éthyléné, l'addition de cet agent se faisant alors après l'incorporation de l'hydrocarbure chloré et avant celle de l'additif pulvérulent. D'autres caractéristiques et les avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre. Comme indiqué ci-dessus, la composition lubrifiante se Ion l'invention renferme un complexe lipolde de base à deux constituants, à savoir 10) de 30 à 40 % en poids, par rapport au poids de la composition finale, d'un lipoïde neutre, onctueux, concret, extrait d'un corps gras d'origine animale appartenant au groupe des "cires solides". Cet extrait, exempt d'acide gras, doit avoir un indice d'acide inférieur à 1. Il n'est pas nécessaire qu'il soit désodorisé comme ce serait le cas, par exemple, pour les lipoïdes entrant dans les préparations cosmétiques. Le corps gras entier dont il est extrait doit contenir un alcool secondaire aromatique renfermant une double liaison. Son indice de saponification doit être compris entre 85 et 130 et son indice d'iode entre 15 et 30.Quant à sa teneur en insaponifiables naturels, à l'exclusion des huiles minérales, cette teneur peut être de 40 à 50 % environ. Il convient de préciser que le corps gras entier peut être utilisé dans la composition selon l'invention à la place de son extrait neutre et dans des proportions identiques. En effet, selon qu'on fait entrer dans cette composition l'un ou l'autre de ses éléments, on ne constate pas de différence perceptible dans la filmo-résistance du lubrifiant fini. Toutefois il est de beaucoup préférable, pour conférer à ce dernier un pouvoir anti-corrosion maximum1 d'appliquer l'extrait neutre, plutôt que le corps gras entier dont l'indice d'acide est voisin de 30. 20) de 10 à 16 % en poids, par rapport au poids du lubrifiant final, d'un corps gras fluide d'origine animale choisi dans le groupe des "cires liquides" qui est obligatoirement purifié et débarrassé d'une partie de ses acides gras par filtration à une température de 10 à 12oC. Selon la caractéristique du corps gras convenant selon l'invention, celui-ci a un poids spécifique inférieur à 0,900, un indice de saponification voisin de 150 et un indice d'iode de l'ordre de 90 ; sa teneur en insaponifiables naturels,à l'exclusion des huiles minérales, peut être de 35 à 45 %. On peut, sans nuire à-la filmo-résistance du lubrifiant fini, substituer à une petite quantité de cette "cire liquide" - 10 ss de celle-ci au maximum - une proportion égale d'une huile d'origine végétale, obligatoirement raffinée ou semiraffinée, ayant un poids spécifique supérieur à 0,900, un indice de saponification voisin de 175 et un indice d'iode de 90 à 100. A condition de ne pas dépasser le pourcentage maximum ci-dessus indiqué, l'incidence sur le pouvoir anti-corrosion du lubrifiant, n'est pas sensible. La composition selon l'invention renferme également de 17 à 21 Ho de chlore sous la forme d'une proportion correspondante d'un hydrocarbure aliphatique chloré de haut poids moléculaire et stabilisé dont les principales caractéristiques sont densité à 2500 1,4 à 1,5 environ teneur en Cl 60 à 70 % indice de stabilité 0,6 à 0,7. Cet indice de stabilité est très important. Il est égal à l'indice d'acide exprimé en mg de OH nécessaires pour neutraliser 1 g d'hydrocarbure chloré après 1 heure de chauffe à 170OC. Pour ce qui est de l'additif pulvérulent entrant dans la composition selon l'invention à raison de 20 à 30 %, en poids, celui-ci est un dérivé du bore répondant à la formule H3B03. Ce corps cristallin doit être pulvérisé à une granulométrie optimale dont les valeurs ont été données ci-dessus. Dans cet état pulvérisé, la densité apparente de l'additif est de O,ó environ. Partiellement soluble à froid dans l'eau et les milieux aqueux ainsi que dans divers alcools, ce corps ne l'est pas en milieu huileux d'origine tant animale que végétale ou minérale. Il ne subit aucune altération physique ou chimique au sein de la composition faisant l'objet de l'invention. Sa stabilité chimique en fonction de la température ne peut pas non plus être mise en cause lorsqu'il est appliqué comme additif dans un lubrifiant d'emboutissage. Les températures et condition de sa transformation chimique éventuelle ne peuvent se rencontrer au cours de cette application. La composition lubrifiante objet de l'invention telle qu'elle est décrite ci-dessus est destinée à être utilisée pure. Elle n'est pas conçue pour recevoir une addition d'eau qui serait d'autant plus contre-indiquée qu'elle altèrerait l'additif pulvérulent qui est, comme signalé ci-dessus, partiellement soluble à l'eau froide et qui doit d'ailleurs être cantonné dans son rôle d'additif de filmo-résistance agissant physiquement à l'exclusion de toute action chimique sur le métal. Par contre cet additif ainsi que les autres constituants sont entièrement et facilement éliminés par une opération de dégraissage au moyen de la lessive alcaline chaude couramment utilisée dans les ateliers d'emboutissage. On peut, suivant une variante, éventuellement prévoir l'incorporation, dans la formule du lubrifiant, d'une petite quantité, de l'ordre de 1 à 3 %, d'un agent émulgateur oxyéthyléné rendant la-composition encore plus émulsionnable dans le bain de dégraissage et augmentant la rapidité de l'opération. Le procédé de fabrication de la composition lubrifiante faisant l'objet de l'invention implique des opérations simples Les constituants ayant été préalablement amenés à l'é- tat spécifié ci-dessus pour chacun d'eux, c'est-à-dire corps gras convenablement traités et additifs broyés à la granulométrie voulue, les corps gras sont chauffés de telle sorte qu'ils puissent être mélangés à l'état liquide. On y ajoute ensuite, successivement, lthydrocarbure chloré, puis l'additif pulvérulent, le tout sous un malaxage d'énergie et de durée convenables pour assurer la dispersion intégrale de l'additif et l'homogénéisation parfaite de ltensemble. Si on désire incorporer un émulgateur oxy-éthyléné, cette addition doit être effectuée après l'incorporation de l'hydrocarbure chloré et avant celle de l'additif pulvérulent. Pendant la dernière partie des opérations de fabrication, le produit fini prend sa consistance définitive qui, à 20oC, est celle d'une graisse molle dont l'application sur le métal à emboutir est aisée. tant donné les résultats avantageux obtenus résultant de l'incorporation à la composition lubrifiante de l'invention, du dérivé du bore tel que défini ci-dessus, la Demanderesse a trouvé qu'un tel additif peut être appliqué aussi à toute graisse destinée à la conformation à froid des métaux. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, etnullement limitatif, et que toute modification utile pourra y être apportée sans sortir de son cadre tel que défini par les revendications ci-après. REVIVDICATIONS 1. Composition lubrifiante pour la conformation à froid des métaux, caractérisée par le fa-it qu'elle comporte, en combinaison, un complexe lipoïde formé d'un lipoïde d'origine animale choisi dans le groupe des "cires solides", d'un lipoïde d'origine animale choisi dans le groupe des "cires liquides", un hydrocarbure paraffinique chloré et un additif pulvérulent constitué par un dérivé du bore. 2. Composition lubrifiante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le lipoïde choisi dans le groupe des "cires solides" est un lipoïde neutre, onctueux, concret, extrait d'un corps gras d'origine animale, extrait qui est exempt d'acides gras et qui doit avoir un indice d'acide inférieur à 1. 3. Composition lubrifiante.selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le corps gras dont est extrait ledit lipoïde contient un alcool secondaire aromatique renfermant une double liaison, et son indice de saponification est compris entre 85 et 130, son indice d'iode est compris entre 15 et 30 et sa teneur en insaponifiables naturels, à lsexclu- sion des huiles minérales, est comprise entre 40 et 50 % environ. 4. Composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la teneur dudit lipoïde du groupe des "cires solides" est comprise entre 30 et 40 fo en poids. 5. Composition lubrifiante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le lipoïde d'origine animale choisi dans le groupe des "cires liquides" est un corps gras fluide d'origine animale obligatoirement purifié et débarrassé d'une partie de ses acides gras, présentant un poids spécifique inférieur à 0,900, un indice de saponification voisin de 150, un indice d'iode de l'ordre de 90 et une teneur en insaponifiables naturels, à l'exclusion des huiles minérales, de 35 à 45 fio. 6. Composition lubrifiante selon la revendication 1 ou la revendication 5, caractérisée par le fait que la teneur dudit lipoïde du groupe des "cires liquides" est comprise entre 10 et 16 ,# en poids. 7. Composition lubrifiante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'hydrocarbure paraffinique chloré est un hydrocarbure aliphatique chloré de haut poids moléculaire stabilisé présentant une densité à 25 C de 1,4 à 1,5 environ, une teneur en Cl de 60 à 70 i0 et un indice de stabilité de 0,6 à 0,7, cet indice de stabilité étant égal à l'indice d'acide exprimé en mg de K0H nécessaires pour neutraliser 1 g de l'hydrocarbure chloré après 1 heure de chauffe à 17G C. 8. Composition lubrifiante selon la revendication 1 ou la revendication 7, caractérisée par le fait que la teneur dudit hydrocarbure chloré est comprise entre 17 et 21 % en poids exprimée en Cl. 9. Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'additif pulvérulent dérivé du bore est un composé cristallin répondant à la formule H 3B03 dont la teneur en B203 est de 56,3 % et la teneur en 20 de 43,7 %, de poids spécifique à 2000 de 11,4 environ et de granulométrie correspondant aux valeurs suivantes : 90 % au minimum de ce composé pulvérulent passent au tamis na 200 d'ouverture de mailles de 0,074 mm, 96 % passent au tamis no 100 d'ouverture de mailles de 0,147 mm et 100 % passent au tamis no 65 d'ouverture de mailles de 0,208 mm. 10. Composition lubrifiante selon la revendication 1 ou la revendication 9, caractérisée par le fait que la teneur de l'additif pulvérulenuest de 20 à 30 ffi en poids. 11. Composition luhrifiante selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la densité apparente, à l'état pulvérisé dudit composé cristallin est de 0,6 environ. 12. Composition de base pour la composition lubrifiante selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par la combinaison d'un li poïdc d'origine animale choisi dans le groupe des "cires solides" et d'un lipoïde d'origine animale choisi dans le groupe des "cires liquides" ces deux lipoïdes répondant aux caractéristiques selon les revendications 2, 3 et 5. 13. Additif pulvérulent pour graisses destinées à la confonnation à froid des métaux, caractérisé par le fait que c'est un additif selon la revendication 9. 14. Procédé de fabrication d'une composition lubrifiante selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on chauffe les lipoïdes de base de manière à pouvoir les mélanger à l'état liquide, qu'on y ajoute successivement l'hydro- carbure chloré puis l'additif pulvérulent tout en malaxant pour assurer la dispersion intégrale dudit additif et llhomo- généisation parfaite de l'ensemble.