Металлы можно перерабатывать в проволоку методом холодной штамповки — чрезвычайно сложный процесс. Однако необходимые для этого смазочные материалы часто не отвечают требованиям конечных переработчиков.

В рамках инновационного проекта KMU Polyschmierung пять партнеров из промышленности и исследований разработали новый класс полимерных смазок, которые делают процесс значительно более экологически чистым и экономичным. Они уже успешно используются промышленностью.

Металлические пружины, проволочная сетка и гвозди — это продукты, получаемые в результате волочения проволоки — процесса, который требует интенсивной предварительной и последующей обработки и больших усилий. При этой так называемой холодной штамповке металлов предварительно горячекатаная проволока толщиной до 50 миллиметров протягивается через ряд волочильных матриц со все меньшими отверстиями. При этом металл растягивается и его диаметр уменьшается.

Смазочные материалы или волочильные агенты играют решающую роль в этом процессе: их функция заключается в уменьшении трения, минимизации тепловыделения, защите от коррозии, улучшении формуемости и продлении срока службы волочильных штампов. Однако перед нанесением смазки основной металл необходимо интенсивно обработать и нанести несущий слой, который позже необходимо снова удалить, что требует значительных затрат времени и энергии, а также большого количества вредных для окружающей среды химикатов.

Во многих случаях существующий ассортимент смазочных материалов не отвечает требованиям конечных переработчиков. Причина: помимо значительных усилий, это может привести к холодной сварке проволоки, например, если предварительная обработка и волочильный агент не работают.

Эффективный процесс смазки с использованием экологически чистых полимеров

«В рамках проекта Polyschmierung мы разработали новые инновационные смазочные материалы на полимерной основе в тесном сотрудничестве с промышленными партнерами, которые ежедневно сталкиваются с такими проблемами», — объясняет доктор Дмитрий Григорьев, химик Института прикладных исследований полимеров Фраунгофера. IAP, разработавший концепцию проекта.

Требования к новой смазке были высокими. Он должен был быть основан на экологически чистых водорастворимых полимерах и сократить количество необходимой обработки перед нанесением. Несмотря на более тонкие слои металла, он должен был эффективно снижать потери энергии, связанные с трением, и, таким образом, значительно минимизировать сопутствующий износ инструмента.

«Разработанные нами полимеры отвечают всем этим требованиям. Они наносятся непосредственно на металл, то есть без сложной предварительной обработки. Поскольку они водорастворимы, их можно легко удалить впоследствии водным растворителем. Таким образом, мы избегаем экологически вредных последствий. вредные, агрессивные химические вещества и органические растворители », — говорит Григорьев, описывая новый класс смазок под названием HPPL (High Performance Polymer Lubricant).

Успешное промышленное сотрудничество: меньше усилий, больше экономии ресурсов

«Проект имел абсолютный успех», — говорит Михаэль Берцен из Chemische Fabrik Wocklum Gebr. KG, который координировал проект со стороны отрасли. «Благодаря эффективному сотрудничеству и целенаправленному подбору членов проектной группы, включая производителя специальной химии, компанию по волочению проволоки, производителя проволоки, производителя оборудования и научно-исследовательский институт, наши HPPL уже пригодны для промышленного использования. Первые проволоки заправленные новой смазкой, уже проданы и успешно используются», — говорит Берцен.

«Благодаря новым смазочным материалам наши волочильные матрицы подвергаются минимальным нагрузкам. Это означает, что нам больше не придется заменять их так часто. Это экономит ресурсы и защищает окружающую среду», — сказал Доменико Фацио, менеджер по производству F. Brüninghaus & Söhne. ГмбХ.

Управляющий директор STAKU Йорг Герхард добавляет: «Смазочные материалы HPPL также открывают многообещающие возможности, например, для перехода к минимальному использованию смазки. Первоначальные испытания распылением уже дали выдающиеся результаты, которые имеют большой потенциал для будущих разработок».

Многообещающие перспективы в области обработки и обработки металлов

«В Германии имеется чуть более 40 заводов по волочению проволоки для железа и стали, а также около 120 переработчиков, некоторые из которых выполняют процессы волочения самостоятельно и могут напрямую получать выгоду от полимерных смазочных материалов HPPL. Мы предполагаем, что более 10 миллионов Таким образом можно сэкономить евро в год», — объясняет Михаэль Берцен. «Полимеры могут быть индивидуально адаптированы к конкретному применению, например, для сплавов или проволоки со специальным покрытием».

Однако потенциал полимерных смазок выходит далеко за рамки волочения проволоки: другие области обработки металлов также могут получить выгоду от их развития, например, волочение труб или холодная ковка. И здесь смазочные материалы играют решающую роль. Chemie Wocklum уже может производить образцы смазочного материала в трехзначном килограммовом диапазоне и предоставлять их заинтересованным сторонам для промышленных испытаний.