Brevet FR2511391A1 — publié le 19830218

La présente demande concerne de nouvelles préparations de refroidissement et de graissage que l'on peut appliquer dans le traitement avec ou sans enlèvement de copeaux des métaux et d'autres matières, ainsi qu'un procédé d'amélioration des liquides de refroidissement et de graissage connus. Dans les techniques de traitement mentionnées on utilise plusieurs liquides de refroidissement et de graissage pos- sédant une action de refroidissement et de graissage telle que l'on peut éviter un échauffement endommageant les outils et garantir le poli nécessaire de la surface de la matière. Ces agentsne doivent être nuisibles ni à l'homme ni à l'environnement, et doivent en outre être lavables et économiquement utilisables. Comme agents réfrigérants et graissants on utilise généralement un liquide correspondant, p ex des émulsions huileuses, mais dans les outils profilés, aux grandes vitesses de travail et avec une grande pression superficielle on ne peut garantir le refroidissement par un liquide. Dans la littérature spécialisée, il est décrit de nombreuses solutions du problème ci-dessus et quelques unes des prépara- tions de ce type peuvent déjà être obtenues dans le commerce. Le brevet autrichien no 313 452 décrit un liquide de refroidissement qui contient des sels de métaux lourds et qui atteint l'action de refroidissement nécessaire par des procédés chimiques L'inconvénient de cette prépara- tion est sa teneur en sulfate et en nitrite de fer, de nickel et de cobalt,ce qui nécessite une grande prudence à l'utilisa- tion à cause du danger d'empoisonnement. Le brevet suisse N O 481 208 décrit un liquide de refroidissement qui contient sous forme d'émulsion des alcanolamines et des glycols Cependant les composants mention- nés peuvent provoquer des maladies de la peau. Le brevet allemand N O 239 895 décrit un lubrifiant qui se compose pour l'essentiel d'huile, de poudre d'aluminium et 11391 de poudre de graphite Lors de l'utilisation du mélange, il faut observer une condition importante, à savoir que la température du corps que l'on traite soit supérieure au point de fusion de l'aluminium, et c'est pourquoi on ne peut utili- ser ce mélange que dans des laminoirs. On sait accrottre la capacité calorifique par des huiles synthétiques ou des graisses synthétiques, mais ces corps sont assez chers et nuisibles à l'environnement. Appartiennent par exemple à ces préparations une pâte pour fraise à fileter de la Société Cincinatti, aux Pays-Bas et le liquide "Dundy" de la Société Daniel & Jâger de Stuttgart. Mais ces préparations peuvent facilement se gazéifier dans les cas o l'on a de grandes capacités de coupe et les gaz apparus sont nuisibles pour la santé. En-dehors des problèmes de possibilité d'utilisation, l'établissement de bactéries pose également de grands pro- blèmes pour certains liquides de refroidissement Le brevet suisse N O 508 035 offre une solution de ce problème, par exemple en utilisant du formaldéhyde Cependant étant donné son évaporation rapide il faut l'utiliser en très grande quantité et cette grande quantité peut provoquer des maladies de la peau et polluer l'air Les autres désinfectants présentent également les mêmes inconvénients. L'amélioration des propriétés des liquides de refroidis- sement et de graissage connus est également empêchée par le fait que les additifs appropriés, comme p ex les corps aug- mentant l'effet de graissage, de préférence le savon, le gra- phite, le soufre et d'autres additifs ne sont pas solubles dans ce liquide et la préparation de préparations homogènes et stables se heurte à de grandes difficultés. L'objet de l'invention est donc de mettre au point de tels agents de refroidissement et de graissage pouvant pro- duire un effet de refroidissement correspondant dans le traitement des métaux et d'autres matières à grande capacité de coupe, et possédant donc une grande capacité de charge et une grande adhésivité. Les présentes expériences ont prouvé que la bentonite à cause de son aptitude au gonflement avec les liquides, comme p ex avec divers liquides de refroidissement et de graissage basiques aqueux, peut former une pâte que l'on peut utiliser de façon favorable comme pâte de refroidissement et de graissage même aux grandes vitesses de traitement. Les présentes expériences ont également montré que la qualité et l'homogénéité de la pâte sont influences par la répartition de la granulométrie de la bentonite Lorsque la mouture de bentonite présente des particules de taille supérieure à 70 micromètres, on ne peut garantir le poli nécessaire p ex dans le compression d'une plaque à cause de la mauvaise aptitude au gonflement des troptgrosses particules. La demande concerne donc une pâte de refroidissement et de graissage pour le traitement des métaux et d'autres matières; qui se compose d'eau, de 5,0 à 30,0 % en poids de bentonite avec une granulométrie inférieure à 70 micromètres et éven- tuellement d'une huile habituelle d'un type et en une quan- tité quelconque, utilisable dans les liquides de refroidis- sement et de graissage basiques aqueux et éventuellement - d'additifs pour améliorer le pouvoir lubrifiant. La,-pâte de refroidissement et de graissage selon l'in- vention se compose de préférence de 40,0 à 60,0 % en poids d'eau, de 5,0 à 30,0 % en poids de bentonite et de 10,0 à 50,0 % en poids d'huile habituelle. La pâte de refroidissement et de graissage selon l'in- vention contient également de préférence, outre l'eau, la bentonite et l'huile habituelle, de 1,0 à 10,0 % en poids d'additifs pour améliorer l'effet de lubrification, en particulier de savon, de graphite et/ou de soufre, avec la précision que la quantité totale de bentonite et d'additifs 11391 ne doit pas être supérieure à 30,0 % en poids, et en outre de ,0 à 20,0 % en poids de désinfectant et de 0,1 à 1,0 % en poids d'agent odorant. Comme additif à la pâte selon l'invention on peut uti- liser de préférence des savons, comme p ex les stéarates de calcium, de magnésium, d'aluminium ou de zinc, le graphite, le soufre, ou encore tous les produits désinfectants habituels, comme p ex le formaldéhyde et les produits odorants. La demande concerne en outre tn procédé d'amélioration des liquides de refroidissement et de graissage habituels, caractérisé en ce qu'on mélange de 0,1 à 20 parties en poids d'additifs non solubles dans le liquide de refroidissement et de graissage, de préférence les produits augmentant l'effet lubrifiant, le désinfectant et/ou l'agent odorant avec un mélange de 30,0 à 80,0 parties en poids d'eau, de 5,0 à 30,0 parties en poids de bentonite et éventuellement de 30,0 à 50,0 parties en poids d'huile habituelle et en ce qu'on les ajoute au liquide de refroidissement et de graissage. Grâce au procédé selon l'invention on peut notablement accroi- tre le domaine d'utilisation des liquides de refroidissement et de graissage habituels, car il est possible d'utiliser de tels additifs, commep ex le savon, le graphite, le soufre et/ou les produits odorants et/ou les désinfectants pour améliorer les liquides de refroidissement et de graissage habituels, qui étant donné leur insolubilité dans l'eau et leur précipitation rapide ne convenaient pas à cet effet. La pâte de refroidissement et de graissage selon l'inventioniprésente les avantages suivants: a) La teneur en eau de liaison de la bentonite est libre à une température de 500 à 700 *C, et c'est pourquoi la pâte selon l'invention présente un effet de refroidissement pendant le traitement même aux températures suffisamment élevées pour que l'huile brûle. b) Etant donné le point a) la quantité des vapeurs et des gaz diminue. c) La bentonite humidifiée a également elle-même une bonne action de graissage et ainsi l'action de graissage de la pâte est plus élevée que celle de l'huile. d) Grâce à l'introduction des additifs, comme p ex le savon, le graphite, le soufre, l'agent odorant et les désin- fectants, qui n'étaient pas utilisables jusqu'ici à cause de leur précipitation rapide, on peut encore accroître l'effet de lubrification de la pâte La bentonite convient également comme agent de stabilisation de l'émulsion et ainsi il est possible en utilisant un mélange de bentonite et d'additifs d'inhiber ou au moins de retarder la précipitation dans les liquides de refroidissement et de graissage. f) En mélangeant le désinfectant et la bentonite et en ajoutant ce mélange au liquide de refroidissement et de grais- sage habituel, il est possible d'atteindre une concentration de désinfectant inférieure à la sensibilité habituelle de la peau et simultanément d'assurer la pureté biologique et d'éviter le pic de concentration de désinfectant. g) les pâtes selon l'invention peuvent être facilement lavées par opposition aux pâtes ou graisses synthétiques connues. La pâte de refroidissement et de graissage selon l'invention et le procédé selon l'invention sont précisés par les exemples suivants, sans s'y limiter. Exemple 1 Pour faire des recherches sur le travail d'emboutissage on a étiré une plaque d'acier d'une épaisseur de 2 mm pour en faire un récipient de 70 mm de diamètre et de 40 mm de hauteur Avec les procédés habituels il faut phosphater la plaque, sinon la surface du récipient se casse, se ride et l'épaisseur de la paroi est irrégulière. On mélange 85,0 parties en poids d'une émulsion d'eau et d'huile de refroidissement et de graissage "K 22 " de la société Magyar Koméromi Olajipari Vallalat, de Hongrie, avec un rapport molaire de 1:1 avec 5,0 parties en poids de bentonite Lorsqu'on utilise une émulsion stable, on peut égalemert préparer sans agiter une pâte homogène, mais si l'on agite on peut accélérer la préparation. On a traité avec cette pâte une plaque sans phosphata- tion et on emboutitde la manière décrite ci-dessus On obtient un récipient dont les parois sont d'épaisseur régulière et la surface lisse. Exemple 2 On fait tourner une machine à filetage sphérique avec une vitesse de coupe de 300 m/minute. La qualité de surface désirée est Ra = 2,5 p Dans ce procédé on utilise comme agent de refroidissement et de graissage la pâte Cincinatti mentionnée plus haut et l'huile "Dundy 9107-K" La durée de vie de l'outil est de 2 h et on observe un très fort dégagement de gaz Etant donné la concentration de l'agent il apparait des maladies de la peau On peut diminuer l'effet nocif pour la santé p ex en diluant l'huile "Dundy 9107-K", mais la durée de vie de l'outil diminue égale- ment de façon régulière. A partir de l'huile "Dundy 9107-K" on prépare une pâte en mélangeant 30,0 parties en poids de bentonite, 56,0 parties en poids d'eau et 14,0 parties en poids d'huile On répète le procédé en utilisant cette pâte et on obtient ainsi un accroissement de la durée de vie de 50 % et simultanément on évite le dégagement de gaz et les maladies de la peau. Exemple 3 Dans le même appareil à filetage rotatif que dans l'exemple 2 on utilise une pâte faite de 13,0 parties en poids de bentonite, 45,0 parties en poids d'eau et 42,0 parties en poids de l'huile "K-22 " mentionnée cidessus Avec cette pâte on obtient les mêmes résultats que dans l'exemple 2. Exemple 4 Dans une pâte pour emboutissage comme dans l'exemple 1 on mélange comme additif du stéarate de calcium On traite une plaque sans phosphatation avec une pâte qui contient 89,0 % enpoids d'une émulsion d'eau et de l'huile "K-22 " mention- née ci-dessus dans un rapport volumique 1:1, 5,0 % en poids de bentonite et 6,0 % en poids de stéarate de calcium, et après emboutissage on obtient un récipient ayant une surface tout à fait lisse. Exemple 5 Comme il a été dit plus haut, il se pose un grave problème lorsqu'on utilise les liquides de refroidissement et de graissage pour maintenir leur pureté biologique Selon la littérature spécialisée on doit, pour inhiber les processus bactériologiques, ajouter comme traitement de choc à une émulsion non purifiée au moins 0,5 % en poids de désinfectant Pour conserver la pureté d'une émulsion pure, il faut maintenir une concentration de désinfec- tant d'au moins 0,1 à 0,15 % en poids Les deux valeurs données sont très élevées et peuvent provoquer des maladies de la peau C'est pourquoi il faut maintmnir une concentration aussi élevée, car le désinfectant se sépare rapidement de l'émulsion par précipitation puis se décompose rapidement. Pour empêcher la précipitation du désinfectant, on prépare un mélange de 60,0 parties en poids du liquide de refroidissement et de graissage habituel, 20,0 parties en poids de bentonite et 20,0 parties en poids de formaldéhyde. Dans le réservoir de 100 'Litres d'une machine-outil à enlè- vement de copeaux on ajoute au bout de 8 h de fonctionnement g du mélange ci-dessus On obtient ainsi dans le liquide de refroidissement et de graissage de la machine une concen- tration de 0,006 % en poids de formaldéhyde et avec cette quantité on purifie entièrement le liquide pendant le temps de repos durant 16 heures. On obtient les mêmes résultats lorsqu'on utilise dans le mélange de l'eau au lieu du liquide de refroidissement et de graissage habituel Ce deuxième mélange possède encore l'avantage d'être utilisable dans tous les liquides de re- froidissement et de graissage. En utilisant la bentonite on peut donc réduire la concentration du formaldéhyde à 1/20 e à 1/30 e de partie. Comme on le voit d'après les exemples qui précèdent, on peut grâce à l'utilisation de la bentonite dans les pâtes selon l'invention prolonger nettement la durée de vie des outils et éviter les effets nocifs pour la santé des agents de refroidissement et de graissage. REVENDICATIONS 1 Pâte de refroidissement et de graissage pour le traitement des métaux et des autres matières, caractérisée en ce qu'elle contient de l'eau, de 5,0 à 30,0 % en poids de bentonite d'une granulométrie inférieure à 70 micromètres et éventuellement une huile habituelle d'une qualité et en une quantité quel- conques, utilisable dans les liquides de refroidissement et de graissage basiques aqueux, et éventuellement des additifs pour améliorer le pouvoir lubrifiant. 2 Pâte de refroidissement et de graissage selon la reven- dication 1, caractérisée en ce qu'elle contient de 40,0 à ,0 % en poids d'eau, de 5,0 à 30,0 % en poids de bentonite et de 10,0 à 50,0 % en poids d'huile habituelle. 3 Pâte de refroidissement et de graissage selon les reven- dications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle contient outre l'eau, la bentonite et une huile habituelle, de 1,0 à 10,0 % en poids d'additif, comme le savon, le graphite et/ou le soufre, avec la précision que la quantité totale de bentonite et d'additifs ne dépasse pas 30,0 % en poids. 4 Pâte de refroidissement et de graissage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle contient comme additif de 3 à 10 % en poids de stéarate de calcium, de stéarate de magnésium, de stéarate d'aluminium et/ou de stéarate de zinc. 5 Pâte de refroidissement et de graissage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle contient, outre l'eau, la bentonite et l'huile habituelle, de 5 à 20 % en poids de désinfectant. 6 Pâte de refroidissement et de graissage selon l'une des revendications 1, 2 et 5, caractérisée en ce qu'elle contient, outre l'eau, la bentonite, l'huile habituelle et éventuelle- ment un désinfectant, de 0,1 à 1 % en poids d'agent odorant. 7 Pâte de refroidissement et de graissage de préférence pour le fraisage des aciers selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle contient 56,0 % en poids d'eau, ,0 % en poids de bentonite et 14,0 % en poids d'huile "Dundy 9107-KA". 8 Pâte de refroidissement et de graissage de préférence pour l'emboutissage de plaques d'acier selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle contient 44,5 % en poids d'eau, 5,0 % en poids de bentonite, 44,5 % en poids d'huile "K-22 " et 6,0 % en poids de stéarate de calcium. 9 Procédé d'amélioration des liquides de refroidissement et de graissage habituels, caractérisé en ce qu'on mélange de 0,1 à 20 parties en poids d'additifs non solubles dans les liquides de refroidissement et de graissage, de préférence les corps augmentant l'effet de graissage, le désinfectant et/ou l'agent odorant avec un mélange de 30,0 à 80,0 parties en poids d'eau, 5,0 à 30,0 parties en poids de bentonite et éven- tuellement de 30,0 à 50,0 parties en poids d'huile habituelle et en ce qu'on l'ajoute au liquide de refroidissement et de graissage. 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on mélange 20,0 parties en poids de formaldéhyde avec 60,0 parties en poids d'eau et 20,0 parties en poids de bentonite et en ce qu'on en ajoute 30 g à 100 litres de liquide de refroidissement et de graissage.