JPH06330077A - アルミニウム及びアルミニウム合金の極低温加工用潤滑剤及び極低温加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼板と同等以上の優れた成形性が得られるア
ルミニウム及びアルミニウム合金の極低温加工技術を提
供する。 【構成】 極低温加工用潤滑油は、縮合リン酸及びその
塩から選ばれる化合物の少なくとも１種以上を２〜２０
％含み、界面活性剤を０.１〜２.０％を含み、かつ、流
動点が−４０℃以上で、４０℃での粘度が２０mm²／sec
以下であることを特徴としており、−５０℃以下でのア
ルミニウム及びアルミニウム合金のプレス加工に適して
いる。この潤滑油をアルミニウム及びアルミニウム合金
板表面に塗布し、該板を液体窒素中に浸漬し、潤滑性の
皮膜を形成させた後、取り出して３０sec以内にプレス
加工する。加工の厳しいアルミニウム部品、例えば、自
動車部品を始め、電機機器部品、航空機部品などにおい
て加工が厳しく複雑な形状のアルミニウム製品に対して
有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム及びアルミ
ニウム合金板の加工に関し、より詳しくは、加工の厳し
いアルミニウム部品、例えば、自動車部品を始め、電機
機器部品、航空機部品などにおいて加工が厳しく複雑な
形状のアルミニウム製品に対して有効な成形技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】アルミ
ニウム及びアルミニウム合金は、その軽量性の他に耐食
性、成形性に優れているため、鉄鋼材料に次ぐ汎用金属
材料として、自動車を始め、様々な産業分野で多用され
ている。

【０００３】最近、自動車の軽量化を図るためにアルミ
ニウム及びアルミニウム合金板の使用が次第に増えつつ
あるが、アルミニウム及びアルミニウム合金板は、鋼板
に比較して成形性に劣るため、成形時の割れの発生や、
設計時に形状が制限されるなど問題が大きい。そのた
め、成形性の観点から、延性に優れた材料の開発(例、
特開昭６３−８９６４９号)が進められている。しか
し、鋼板に比較すると、なお劣ることから、加工面での
改善が必要となっている。

【０００４】この観点から、本発明者らは、アルミニウ
ム及びアルミニウム合金に適した加工法の改善を進めて
きた結果、先に極低温加工を開発し提案した(特願平２
−４１６２７９号)。これは、極低温領域におけるアル
ミニウム及びアルミニウム合金の伸びの向上を利用し
て、成形性向上を果たすものであり、更に詳細には、極
低温用の潤滑剤を用いて、板を極低温処理する方法であ
る。しかし、この方法によっても鋼板に比較すると成形
性に劣っており、生産性の劣化は避けられない。

【０００５】本発明は、かゝる状況のもとで、鋼板と同
等以上の優れた成形性が得られるアルミニウム及びアル
ミニウム合金の極低温加工技術を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するため、アルミニウム及びアルミニウム合金の成
形方法について鋭意研究を重ねた結果、潤滑条件及び成
形温度を制御することにより解決できることを見出し、
ここに本発明をなしたものである。

【０００７】すなわち、本発明は、縮合リン酸及びその
塩から選ばれる化合物の少なくとも１種以上を２〜２０
％含み、界面活性剤を０.１〜２.０％を含み、かつ、流
動点が−4０℃以上で、４０℃での粘度が２０mm²／sec
以下であることを特徴とする−５０℃以下でアルミニウ
ム及びアルミニウム合金をプレス加工する際に用いる極
低温加工用潤滑油を要旨としている。

【０００８】また、他の本発明は、上記潤滑油をアルミ
ニウム及びアルミニウム合金板表面に塗布し、該板を液
体窒素中に浸漬し、潤滑性の皮膜を形成させた後、取り
出して３０sec以内にプレス加工することを特徴とする
極低温加工方法を要旨としている。

【０００９】

【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。まず、潤
滑油について述べる。

【００１０】潤滑油は、一般に低温になるほど粘度が高
くなるが、極低温加工用潤滑油としてはワックス状に固
形化するものが潤滑性を高めるのに効果がある。この
際、流動点が−４０℃未満の潤滑油では、極低温領域下
でも固形化しにくく、潤滑性は向上しない。したがっ
て、潤滑油は流動点が−４０℃以上であるものが必要で
ある。

【００１１】また、潤滑油の粘度は高いほど潤滑性に優
れるが、４０℃における粘度が２０mm²／secを超えるも
のである場合は、成形性に優れるものの、脱脂工程にお
いて脱脂不良を生じ易く、後工程の塗装工程で塗装不良
の原因となったり、潤滑油を塗油した板同士を重ね合わ
せると剥がしにくい等の問題がある。したがって、潤滑
油は４０℃での粘度が２０mm²／sec以下であるものが必
要である。

【００１２】更に、潤滑油の成分としては、縮合リン酸
及びその塩から選ばれる化合物の少なくとも１種以上を
２〜２０％含み、界面活性剤を０.１〜２.０％含むもの
が好ましいことが判明した。

【００１３】すなわち、縮合リン酸及びその塩から選ば
れる化合物は、低温領域における潤滑性を付与する働き
をするが、添加量が２％未満では潤滑性が足りず、プレ
ス時の割れの原因となり、また２０％を超えると脱脂工
程において脱脂不良を生じ易く、後工程の塗装工程で塗
装不良の原因となる。したがって、上記添加剤の含有量
を２〜２０％に規定する。なお、上記化合物としては、
例えば、ポリリン酸、ピロリン酸、メタリン酸、及びこ
れらのナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。

【００１４】また、界面活性剤は潤滑油の塗布時に塗り
むらの発生を防止し、脱脂性を向上させる働きをする
が、含有量が０.１％未満では効果が少なく、また２.０
％を超えるとその効果が飽和するため、無駄となる。し
たがって、界面活性剤の含有量を０.１〜２.０％に規定
する。

【００１５】その外、使用目的に応じて、潤滑油に一般
に配合される添加剤、例えば、酸化防止材、ステイン防
止剤、防食剤等を含んでもよい。

【００１６】なお、ベースオイルについては特に制限は
ないが、なるべく低粘度で、極低温でワックス状に固形
化するものが望ましい。その１つに液体パラフィンが挙
げられる。

【００１７】上記潤滑油は、極低温加工方法に適してお
り、特に−５０℃以下でアルミニウム及びアルミニウム
合金のプレス加工に用いると高成形性が得られ、効果的
である。

【００１８】次に、上記潤滑油を用いた好ましい成形加
工方法について述べる。

【００１９】成形材料のアルミニウム及びアルミニウム
合金板を液体窒素に浸漬し取り出してプレス加工する
際、取り出してから３０sec以上経過すると、材料及び
潤滑油の温度が上昇し、成形性は常温と対して変化しな
い。したがって、成形材料を液体窒素から取り出してプ
レスするまでの時間を３０sec以内に規定する。

【００２０】なお、成形材料であるアルミニウム及びア
ルミニウム合金の材質等について特に制限はなく、最終
製品の要求性能により、適宜の成分系及び組成のものを
選択すればよい。例えば、強度の高いものが必要な場合
には、Ａl−高Ｍg(３〜６％Ｍg)系が望ましい。

【００２１】次に本発明の実施例を示す。

【００２２】

【実施例１】

【００２３】供試材として、ＪＩＳ ５１８２−Ｏ材、
板厚１mmのものを使用した。これらの供試材について、
表１に示す組成及び特性の潤滑油を用いて成形性、脱油
性を調査した。その結果を表２に示す。

【００２４】なお、潤滑油の粘度、流動点等はベースオ
イルとなる液体パラフィン及び鉱物油の種類を変えるこ
とにより調整した。

【００２５】成形性の評価：８０トンクランクプレスを
用いて、下記の条件で張出し試験を行い、割れの生じる
までの最大張出し高さにより評価した。なお、試験片を
液体窒素中に浸漬し、取り出してから１０sec後にプレ
スした。

【００２６】・しわ押さえ力：６.５トン ・ブランク径：１２０mmφ ・ポンチ径：５０mmφ球頭 ・加工速度：３００mm／sec ・塗油条件：試験直前にはけ塗り ・評価基準：○…２７.０mm以上(鋼板以上の成形性) △…２７.０mm未満、２３.０mm以上 ×…２３.０mm未満

【００２７】脱脂性の評価：板表面に潤滑油を塗油した
ものを用い、以下に示す条件で脱脂試験を行い、水濡れ
性を水濡れ面積率(％)で示し、脱油性を評価した。試験
はｎ＝３で行い、その平均値を用いた。

【００２８】塗油条件：試験直前にはけ塗り 脱脂液：市販アルカリ脱脂液(ｐＨ１１) 脱脂条件：４０℃、２分間の脱脂液に２分間静止浸漬 洗 浄：１分間、流水洗浄 評価基準：○…８０％以上 △…５０％以上、８０％未満 ×…５０％未満

【００２９】表２に示すように、本発明例は、極低温下
で優れた成形性が得られていると共に、脱脂性も良好で
あることがわかる。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【実施例２】

【００３３】試験片に表１の潤滑油Ｎo.２を塗油した
後、液体窒素中に浸漬、取り出してからプレスするまで
の時間を変化させ、成形性を調査した。その結果を表３
に示す。なお、比較材として鋼板(ＳＰＣＣ、板厚１mm)
を使用した。

【００３４】表３より明らかなように、本発明に従い液
体窒素中に浸漬、取り出してから３０sec以内にプレス
加工することにより、鋼板以上の成形性が得られる。

【００３５】

【表３】

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
鋼板以上の優れた成形性が得られるので、従来プレス加
工が困難であった形状でも成形が可能になり、アルミニ
ウム及びアルミニウム合金板の適応範囲の拡大に寄与す
る効果は極めて大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 101:02 125:24） Ｃ１０Ｎ 20:02 30:02 40:24 Ａ 8217−4Ｈ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縮合リン酸及びその塩から選ばれる化合
   物の少なくとも１種以上を２〜２０％含み、界面活性剤
   を０.１〜２.０％を含み、かつ、流動点が−４０℃以上
   で、４０℃での粘度が２０mm²／sec以下であることを特
   徴とする−５０℃以下でアルミニウム及びアルミニウム
   合金をプレス加工する際に用いる極低温加工用潤滑油。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の潤滑油をアルミニウム
   及びアルミニウム合金板表面に塗布し、該板を液体窒素
   中に浸漬し、潤滑性の皮膜を形成させた後、取り出して
   ３０sec以内にプレス加工することを特徴とする極低温
   加工方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の加工方法により得られ
   るアルミニウム及びアルミニウム合金プレス成形品。