Festschmierstoff und seine Verwendung

Abstract

 Die Erfindung beschreibt einen Festschmierstoff, der 70 bis 95 Gew.-% an einem oder mehreren anorganischen Fluorkomplexen, vorzugsweise Kryolith, und 30 bis 5 Gew.-% an einem oder mehreren Schwermetallsulfiden, vorzugsweise Molybdändisulfid enthält und seine Verwendung in Kombination mit mineralischen und/oder synthetischen Schmierstoffen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen neuen Festschmierstoff und seine Verwendung.

[0002] Es ist bekannt, daß sich Schwermetallsulfide, und insbesondere Molybdändisulfid, hervorragend als Festschmierstoff unter extremen Bedingungen, wie insbesondere bei hohen Drucken und hoher Temperatur, eignen. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, durch Zusätze zum Molybdändisulfid die Schmierwirkung noch zu verbessern und/oder die Gestehungskosten zu senken. Dabei wurde gefunden, daß jeder Zusatz die Schmierwirksamkeit verschlechtert.

[0003] Aus der DE-AS 1 594 479 ist die Verwendung einer Kombination von (a) schmierwirksamen Feststoffen und (b) wasserunlöslichen Salzen der Phosphorsäure mit Metallen der II. Gruppe des Periodensystems, mit Zink, Aluminium und Eisen als Zusatzstoff in fein verteilter Form für Schmierstoffe zur Verbesserung der Hochdruckeigenschaften eines Schmierstoffes auf der Basis mineralischer oder synthetischer Schmieröle und Schmierfette bekannt, wobei als schmierwirksamer Feststoff insbesondere auch Molybdändisulfid genannt wird. Diese Kombination wird aber nicht als Festschmierstoff selbst eingesetzt, sondern als Zusatz zur Verbesserung der Hochdruckeigenschaften eines mineralischen oder synthetischen Schmieröles.oder Schmierfettes.

[0004] Die DE-AS 22 30 701 beschreibt Trockenschmierkörper für Bornitrid-Schleifscheiben zum Trockenschleifen. Derartige Trockenschmierkörper bestehen aus Zinksulfid und/oder Kryolith und einem Bindemittel. Gegebenenfalls können diese Trockenschmierkörper als sekundären Festschmierstoff auch noch Graphit, Molybdändisulfid oder hexagonal kristallines Bornitrid enthalten. Bei dem Bindemittel handelt es sich um ein organisches Harz oder einen anorganischen, nichtmetallischen Stoff.

[0005] Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung war deshalb die Bereitstellung eines Festschmierstoffes auf Schwermetallsulfid-, insbesondere Molybdändisulfid-Basis, der ohne wesentliche Verringerung der Schmiereigenschaften weitere Zusätze enthalten kann.

[0006] Diese Aufgabe wurde mit der vorliegenden Erfindung gelöst. Gegenstand der Erfindung ist ein Festschmierstoff enthaltend 70-bis 95 Gew.-% an einem oder mehreren anorganischen Fluorkomplexen und 30 bis 5 Gew.-% an einem oder mehreren Schwermetallsulfiden. Vorzugsweise beträgt der Anteil an anorganischen Fluorkomplexen 80 bis 90 Gew.-%, der Anteil an Schwermetallsulfiden 20 bis 10 Gew.-%.

[0007] Schwermetallsulfide sind z. B. die Sulfide der Gruppe VIa des Periodensystems, vorzugsweise Wolframdisulfid und insbesondere Molybdändisulfid. Anorganische Fluorkömplexe sind z. B. Komplexsalze wie M₂^I [CuF₄],

[CoF₄],

[NiF₄],

[AIF₆],

[FeF_6] und

[PbF₈], worin M^I ein einwertiges Metall ist, vorzugsweise die Hexafluorkomplexe vom Kryolith-Typ, und insbesondere Kryolith. Daneben kommen auch noch die Fluoroborate M^IBF₄ und die Fluorosilikate

SiF₆ in Betracht.

[0008] Enthält der erfindungsgemäße Festschmierstoff mehrere anorganische Fluorkomplexe, so ist vorzugsweise mindestens einer davon vom Kryolith-Typ, und insbesondere Kryolith. Enthält der Festschmierstoff mehrere Schwermetallsulfide, so ist vorzugsweise mindestens eines davon Molybdändisulfid. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Festschmierstoffes besteht aus Kryolith und Molybdändisulfid und ist z. B. eine Mischung aus 90 Gew.-% Kryolith und 10 Gew.-% Molybdändisulfid.

[0009] Neben den anorganischen Fluorkomplexen und den Schwermetallsulfiden kann der erfindungsgemäße Festschmierstoff auch noch andere übliche Festschmierstoffe, wie z. B. Selenide und/oder Telluride von Molybdän und Wolfram, Graphit, Metallhydroxide, wasserunlösliche anorganische Fluoride, wie z. B. Calciumfluorid, und Zinksulfid in Mengen enthalten, die die Schmierwirkung nicht wesentlich beeinträchtigen.

[0010] Der erfindungsgemäße Festschmierstoff, der zu einem hohen Prozentsatz aus anorganischen nicht wasserlöslichen Fluorkomplexen aufgebaut istweist auch schon im trockenen Zustand als Pulver Schmierstoffeigenschaften auf, die nicht wesentlich schlechter sind als die der reinen Sulfide. Dies war in hohem Maß überraschend, denn anorgani= sche Fluorkomplexe besitzen gegenüber den Schwermetallsulfiden wesentlich schlechtere Schmiermittelei.genschaf- ten, so daß mit zunehmendem Gewichtsanteil an Fluorkomplexen eine zunehmende Verschlechterung der Schmiermitteleigenschaften zu erwarten war. überraschenderweise hat sich aber gezeigt, daß im erfindungsgemäßen Konzentrationsbereich ein synergistischer Effekt eintritt. Figur 1 veranschaulicht diesen Effekt am Beispiel einer Mischung aus Molybdändisulfid und Kryolith: im erfindungsgemäßen Bereich wurden im Press-Fit-Test Reibbeiwerte gemessen, die überraschend niedriger waren als die additiv zu erwartenden Werte. So betragen die gefundenen Werte bei einem Anteil von 80 bis 90 Gew.-% Kryolith ca. 0,07, zu erwarten waren aber Werte von ca. 0,14 bis 0,16. Die mit der Almen-Wieland-Maschine (AWM) gemessenen Werte sind genauso gut wie die Press-Fit-Werte.

[0011] Mit dem erfindungsgemäßen Festschmierstoff wird somit aufgrund seines hohen Gehaltes an zum Teil billigen und, wie z. B. bei Kryolith, großtechnisch verfügbaren anorganischen Fluorkomplexen ein preiswerter Festschmierstoff bereitgestellt, der in seinen Schmiermitteleigenschaften mit den reinen Schwermetallsulfiden vergleichbar ist.

[0012] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Festschmierstoffes läßt sich auch bei der Verwendung bei höheren Temperaturen erkennen: Es ist bekannt, daß bei Temperaturen ab etwa 450°C bei Luftzutritt eine merkliche Oxidation von Molybdändisulfid zu Molybdäntrioxid eintritt. Aufgrund des hohen Anteiles an Fluorkomplexen fällt diese Oxidation bei den erfindungsgemäßen Festschmierstoffen bei etwa gleichbleibendem synergistischem Effekt weniger ins Gewicht.

[0013] Neben seiner Anwendung in trockenem Zustand, also ohne jeden anderen Zusatz, kann der erfindungsgemäße Festschmierstoff auch in Kombination mit mineralischen und/ oder synthetischen,Schmierstoffen, wie ölen, Fetten oder Lacken, also z. B. in Form einer Paste, eines öles, Fettes oder Lackes verwendet werden, was insbesondere zur Verbesserung der Hochdruckbelastbarkeit und Temperaturbeständigkeit von Schmierstoffen von Bedeutung ist.

[0014] Der synergistische Effekt bleibt dabei erhalten. So werden z. B. mit Pasten aus _'einem erfindungsgemäßen Festschmierstoff, der Kryolith und Molybdändisulfid enthält, Schmiereigenschaften erhalten, die mindestens so gut sind wie eine vergleichbare Molybdändisulfid-Paste.

[0015] Gegenstand der Erfindung ist deshalb auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Festschmierstoffe in Kombination mit einem oder mehreren mineralischen und/oder synthetischen Schmierstoffen.

[0016] Als mineralische und/oder synthetische Schmierstoffe kommen dabei alle üblichen Schmierstoffe in Betracht, wie sie z. B. auch in Kombination mit Molybdändisulfid verwendet werden. Sie können eine beliebige Konsistenz aufweisen, die von harten Wachsen bis zu leicht beweglichen Flüssigkeiten reichen kann. Die Kombinationen können übliche Additive enthalten, wie z. B. Alterungsschutzmittel, Antioxidantien, Korrosionsschutzmittel, Netzmittel, Dispergiermittel, Viskositätsverbesserer, Schaumverhütungsmittel und Schmierfähigkeitsverbesserer, und gegebenenfalls auch noch weitere Höchst- und Hochdruck-Zusätze. Der Anteil an den erfindungsgemäßen Festschmierstoffen in der Kombination kann in weiten Grenzen, wie z. B. zwischen 0,1 und 95 Gew.-%, schwanken; er richtet sich insbesondere nach dem beabsichtigten Verwendungszweck und besitzt bei gleicher Zweckbestimmung in der Regel die gleiche Größe wie der Festschmierstoffanteil einer Kombination, die Molybdändisulfid enthält.

Ansprüche

1. Festschmierstoff enthaltend 70 bis 95 Gew.-% an einem oder mehreren anorganischen Fluorkomplexen und 30 bis 5 Gew.-% an einem oder mehreren Schwermetallsulfiden.

2. Festschmierstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 80 bis 90 Gew.-% anorganische Fluorkomplexe und 20 bis 10 Gew.-% Schwermetallsulfide enthält.

3. Festschmierstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der anorganischen fluorkomplexe Kryolith ist.

4. Festschmierstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Schwermetallsulfide Molybdändisulfid ist.

5. Festschmierstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er Kryolith und Molybdändisulfid enthält.

5. Verwendung eines Festschmierstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Kombination mit mineralischen und/ oder synthetischen Schmierstoffen.

Zeichnung