JPS6254795A - 金属の冷間加工用酸性潤滑剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄鋼等の金ｆｆｌ製品を冷間加工ずる場合に
その加工前に此等の金属製品に塗布する酸性１１ｍ剤に
関するものである。

［従来技術１ 従来、鉄工等の金属材料を冷間で引抜き、押出し、鍛造
、強度のプレスなどの加工を行なう場合に、りんｍｔ塩
皮膜を形成さＵたのち、金属石鹸を構成成分とするｉｌ
ｌ滑処理液でｌｌ１滑皮膜を形成させるのが通例であっ
た。

しかしながら、前述の方法では化成処理においてもｎ消
処理においても通常６０℃以上の高温で処理するのが条
件となっており、かつ処理時間も５分以上要すること、
化成処理と潤滑処理との間に化成処理後の水洗工程と、
それに引続いて行．なわれる中和工程を必要とすること
及びｒ：Ｕ消処ｌ！Ｉ！ｉに乾燥を必要とすること等が
条件付けられるので、此等がしばしば問題として取り上
げられ、生産性向上並びに省力・省エネルギーの面から
前述の処理に代るｉＴｌ！滑処理技術の開発が望まれて
いた。又前述の化成処理ど潤滑処理を施した金属材料の
冷間加工において、工具によりしごき取られた余剰の石
鹸潤滑皮膜が工具に固着し易いので、加工後の金属の寸
法精度を低下させること及び加］二後の金属表面に潤滑
皮膜の一部がスケール状に残存覆るので金属地肌が１が
られなく、その皮膜を化学的に除去した場合に金属表面
が梨地肌になること等がしばしば問題視され従って冷間
加工において加工精度が高くしかも加工後に平滑な、外
観の優れた金属表面が得られるような潤滑剤の開発も要
求されるようになってぎた。

［発明の目的］ 本発明は、前述のような諸問題を解決するためになされ
たものであって、化成処理−水洗一中和−潤滑処理の工
程を一工程で行なうこと、潤滑処理が比較的に低温短時
間で可能であること及び潤消処理侵乾燥することなく直
ちに冷間加工ができることなどを可能どし、更に冷間加
工において加工精度が高くしかし平滑性に富み外観の優
れた金属表面が１１られる潤８１剤を見出Ｊことを目的
とする。

［発明の構成］ 本発明の潤滑剤はしゅうＭ酸性の潤滑剤であってしゅう
酸０．１〜５％（１旦）、水０．１〜２０％（重ｆｆ１
）及び炭化水素化合物７５〜９９．８％（１伍）を必須
成分として含むものである。本発明にお（プるパーセン
トは全てｆｎｆｆｌｎｆｆｌバーセンり、以下型ａの表
示を省略する。

炭化水素化合物は、成分的に人別してしゅう酸溶解成分
と８１滑成分とを含むものであって、しゅう酸溶解成分
は、アルコール化合物、アルキルアミン化合物と界面活
性剤との況合物及び界面活性剤の１種又は２種以上を含
むものであって、その含有量は炭化水素化合物に対し２
〜５７％である。

次に、ａ１￥１成分は鉱油、油脂、脂肪酸、合成エステ
ル化合物の１種又は２杯以上を含むものであって、その
含有量は炭化水素化合物に対し４３〜９８％である。

本発明の別の望ましい潤滑剤としては、しゅう酸０．１
・〜５％、水０．１〜２０％及び炭化水素化合物７５〜
９９，８％を含む潤滑剤と極圧添加剤との配合比を重Ｒ
比で３ニア〜９：１とし、この比で配合されたものであ
る。

［組成の説明］ 本発明に係る酸性潤滑剤の各成分の濃度について説明す
る。

しゅう酸の濃度は０．１〜５％が適切である。

０．１％よりも少いとぎは金属としゅう酸との反応が弱
いのでｒ８潤滑処理のしゅう酸塩皮膜の形成が不充分で
あり、５％より多くなると溶解性が悪くなり、従って均
一なｌＷｌ消剤を造ることができ６いので好ましくない
。より好ましくは０．５〜２．０％である。

尚、しゅう酸以外に必要に応じて皮膜形成助剤として例
えば弗酸又は弗化物を適量配合することも本発明に含ま
れる。次に、水分としては０．１〜２０％が適切であっ
て、０．１％より少いときはしゅう酸塩皮膜形成作用が
弱く、２０％よりも多いときは１１消性の低い皮膜を形
成するので何れの場合も好ましくない。

次に、炭化水素化合物の適切な濃度範囲は７５〜９９．
８％であって、１５％よりも少いときは潤滑性の低い皮
膜を形成するので好ましくない。又９９．８％の上限は
、しゅう酸と水の夫々の最小濃度により限定される。

次に、本発明の特許請求の範囲第２項及び第３項記載の
各成分について、先づしゅうＰａ溶解成分から説明する
。

アルコール化合物としては、分子中の炭素数が１〜２０
を有するものであり１分子中に水酸基が１〜７個含有す
るものが適用できるが、その中で水酸基が１個含有する
ものが特に好ましい。水Ｍ塁を１ｇ含むものとしてはメ
チルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコー
ル、ブチルアルコール、アリルアルコール、アミルアル
コール、ヘキシルアルコール、シクロヘキサノール、オ
クヂルアルコール、カプリルアルコール、ラウリルアル
コール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ス
テアリルアルコール、オレイルアルコール等が挙げられ
るが特に此等を限定するものではない。水酸基を２個含
むものとしては例えばニブレンゲリコールが挙げられ、
３個含むものとしては例えばグリセリンが挙げられるが
此等を特定するものではない。

アルキルアミン化合物は分子中の炭素数１〜２０有する
脂肪族アミンであり、第１級アミンとしては、例えばカ
プリルアミン、カプリンアミン、ラウリルアミン、ミリ
スチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、
オレイルアミン、リノールアミン、エルカアミンなどが
挙げられる。次に、第２級アミンとしては、例えばシカ
プリルアミン、シカプリンアミン、ジラウリルアミン、
ジオレイルアミン、シリノールアミン、ジエルカアミン
などが挙げられる。次に、第３級アミンとしては、トリ
カプリルアミン、トリカプリンアミン、トリラウリルア
ミン、トリミリスチルアミン、トリバルミヂルアミン、
トリステアリルアミン、トリオレイルアミン、トリリノ
ールアミン、トリエルカアミンなどが挙げられる。何れ
のアミンにおいても此等を特定するものではないがより
好ましくしよＣ８，〜２２の詣肪族第１級アミンである
。

次に、界面活性剤としては、非イオン系、アニオン系、
カチオン系、両性イオン系の何れも適用できるが、特に
非イオン系のものが好ましい。例えば、ポリオキシエチ
レンノニルフェノールエーデル、ポリオキシエチレン高
級アルコールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸ニス
デルなどが挙げられる。

次に、アル：１ルアミン化合物と界面活性剤との混合物
においては、夫等の配合比は特定するものではなく、均
一な酸性潤滑剤とすることを条件として任意に夫等の配
合比を選択できる。

しゅう酸溶解成分のａ度は２〜５７％の範囲が好ましい
。本発明の酸性潤滑剤は、しゅう酸含有ｍをその［１剤
中の水分への溶解量まりも多くし、しゅう酸溶解成分に
よりａｉ潤滑成分もしゅう酸を溶解させることによって
その潤滑性能を高度に保持してかつ反応性に冨む様工夫
がなされたものであって、２％よりも低いときは、しゅ
う酸の潤滑成分への溶解が不充分となり従ってｌ１ＩＷ
Ｉ剤に未溶解しゅう酸が沈殿するので好ましくない。５
７％よりも多いとぎは炭化水素化合物の１ｌｌｔ’１ｍ
成分１１度が低くなり従って酸性潤滑剤の潤滑性能を低
下させるので好ましくない。

次に、潤滑成分について説明する。

鉱油としては、例えばマシン油が挙げられ、油脂として
は例えば菜種油、ラード油、ヤシ油、ヒマシ油、牛脂等
が挙げられる。脂肪酸としては、１１１１Ｊ植物脂肪酸
と合成脂肪酸が挙げられ、具体的にはカプリル酸、カプ
リン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ス
テアリン酸、オレイン酸、リノール酸、エルカ８１など
が挙げられる。次に、合成エステルとしては、例えばジ
オクヂルセバケート、ペンタエリスリトール誘導体等を
挙げることができる。しかしながら、以上のｖａｍ成分
は何れも特定するものではない。

次に、炭化水素化合物のｒＡ潤滑成分濃度は４３〜９８
％の範囲が好ましく、此の濃度は炭化水素化合物に含ま
れるしゅう酸溶解成分１度との兼合いにより決められる
。

次に、本発明の特許請求の範囲第４項記載の酸性潤滑剤
について説明する。

このｒａＷＪ剤は、特許請求の範囲第１項記載の酸性Ｔ
ａ滑剤に極圧添加剤を配合したものであって、前記ｉ１
滑剤と極圧添加剤との配合比を重倒比で３ニア〜９：１
とし、この比率の８！囲以内で造られるものである。

極圧添加剤は金属の強度の冷間加工において境界潤滑領
域における潤滑作用を強化するために配合されるが、例
えば、硫黄系のものとしては硫化鉱油、硫化脂肪酸、硫
化油１１（硫黄分１０〜２０％）、ジベンジルサルファ
イド、ポリフェニレンサルファイドが挙げられ、リン系
のものとしてはリン酸エステル化合物、リンｓ２塩化合
物、次亜リン酸エステル化合物、具体例としてトリクレ
ジルフォスフェート、オレイルアルコールのリン酸エス
テル、ラウリルアルコールのリン酸中和物などが挙げら
れる。次に塩素系のものとしては、例えば塩素化パラフ
ィン、塩素化脂肪酸などが挙げられるが、何れの系統の
ものからも任意に選Ｉυで使用することができる。　　
゛ 酸性ｆＪ潤滑剤に対する極圧添加剤の配合比を７よりも
多くすると、酸性潤滑剤の粘度が非常に高くなり作業性
を悪くするので好ましくない。又酸性潤滑剤９に対づる
極圧添加剤の配合比を１よりも低くすると極圧添加剤の
添加によるＴ８滑性能の向上が不充分となるので極圧添
加剤を含まない酸性！ＩＷＩ剤の性能と比較して明らか
４ｒ竹能差が得られない。

本発明の酸性潤滑剤には、必要に応じて例えばグラフ７
イト、二硫化モリブデン、テフロンなどの固形潤滑剤を
配合することができる。又、本発明の酸性潤滑剤は、そ
の構成成分の選択により各種粘度のものかできるので、
粘度を向上させる必要がある場合にはその潤滑剤に増粘
剤を配合することも差し支えない。

最後に本発明の酸性潤滑剤の使用条件について説明する
。冷間加工づべさａ属材料を表面清浄にしたのち、室温
ないし６０℃の温度に保持した酸ｆ［潤滑剤に５秒〜５
゛分間浸直又は八り性潤滑剤を塗布したのち金属表面の
余剰の潤滑剤のタレを落しその後乾燥することイｉく直
ちに冷間加［を行なうことができる。塗布法として【よ
冷間加工直前に金属材料表面に前記の温度以内に保１）
シた酸性潤滑剤をハク塗り、流しかけ又はスプレーなど
何れの方法し適用できる。

［作用効果］ 本発明の酸性ｒＡ潤滑剤、皮膜形成礪能とｉｌｉ：Ｉ　
ｆｆ＋椴能とを合せ持つ新規なａ１滑剤であって、表面
清浄な金属材料に一工程の潤滑処理にＪ：り行なわれる
のである。処理法が金属の冷間加工直前の酸性潤滑剤の
ハク塗り、流しかけ又はスプレーなどによる塗布法は比
較的に軽度の冷間加工の際に適用される。従って、高度
の冷間加工の場合には、被加工金属を本発明の酸性潤滑
剤に浸漬してその金属表面へのしゅう酸塩皮膜の形成を
進行させてから冷間加工を行なうか又は極圧添加剤を配
合した酸性潤滑剤を塗布したのち冷間加工を行なう。極
圧添加剤はｆｆ清性能を向上させる効力を有するのであ
る。又、抽伸後更にバイブのサイズを小さくする場合、
再び抽伸゛ツることがあるが、材料が加工硬化し表面粗
度も少なくなるため焼付きが発生Ｊる場合がある。この
場合にしゅう酸塩皮膜が形成していると焼付かないので
ある。

本発明の酸性潤滑剤による金属のｒ８消処理は省エネル
１ニー型ならびに省力型であって、工場にお１ノるｉ１
１潰処理の床面積が少なくてすみかつこの処理過程で排
水が拌なわないのでクローズド型としても重宝されるの
である。

本発明の酸性潤滑剤により金属表面に形成されるしゅう
′ＦａＷＡ皮膜は従来の化成処理液により形成される皮
膜と比較して非常に薄いので、本発明の酸性潤滑剤を金
属表面に適用１゛ることにより、冷間加工後に加工精度
においても外観においても優れた結果が得られるのであ
る。

以下に実施例と比較例とにより本発明の効果を具体的に
説明する。

実施例　１〜６ 表−１に掲げる６ｉ類の酸性潤滑剤をそれぞれ槽に収容
し、該潤滑剤の温度を５０℃に保持してその中に個々に
表面Ｍ浄な５−ＴＰＧ３８のシームレスバイブ（２５，
４φＸ　３．Ｏｔ　ｘ２０００Ａ　（ｍｍ）　）を３０
秒間浸漬し、次いで該バイブを槽から引き上げバイブに
付着した余剰の酸性ｌＩＩ滑剤のタレ切りをした後、た
だちに表−２の加工条件にてそれぞれ冷間引抜ぎ試験を
行った。この結果表−６に示す如〈実施例１〜５の場合
においては何れの場合もバイブの焼付き発生はなく（耐
焼付性に異常なし）引抜き加工時にお【ノるダイス力、
芯金力の値が低く、潤滑性は良好であり引抜き後のバイ
ブの表面粗さも低い値となり、高級な仕上げに適してい
た。実施例６の場合には適用した酸性潤滑剤中のしゅう
酸溶解成分が比較的に高く、潤浩成分が比較的に低いた
めに実施例１〜５と比較してダイス力、芯金力共に高い
値を示したが、バイブの焼付き発生は認められずかつ引
１友き後のパイプ表面粗さが低く良好であった。

実施例　７〜８ 表−３に掲げる２種類の酸性潤滑剤をそれぞれ槽に収容
し、該潤滑剤の温度を５０℃に保持してその中に個々に
表面清浄なシームレスパイプ（材質・寸法共に実施例１
〜５の場合と同じ）を３０秒間浸漬し、次いで該パイプ
を槽から引き上げパイプに付着した余剰の酸性潤滑剤の
タレ切りをした後、た゛だちに表−４の加工条件にてそ
れぞれ冷間引抜き試験を行った。この結果、表−６に示
す如くパイプの焼付き発生はなく引扱き加工後における
ダイス力、芯金力の値が低く、潤滑性は良好であり、引
抜ぎ後のパイプの表面粗さも、低い値となり高級な仕上
げに適していた。

比較例　９〜１０ 表−５に掲げる２種類の酸性潤滑剤をそれぞれ適用し、
被加工バイブ、潤滑処理条件及び引扱き条件を実施例１
〜６と同様にしてそれぞれ冷間引１友き加工を行った。

この結果表−６に示す如く、何れの場合においてもパイ
プに焼付きが発生したために潤滑性能としては不満足で
あった。

表−２引扱き条件 表−３ 表−４引抜き条件 表　　−６ ※　ＪｒＳ　３０６０１−１９７６による特Ｒ１出願人
　日本バー力ライジング株式会社同　　住友金属工業株
式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）しゅう酸０．１〜５％、水０．１〜２０％及び炭
   化水素化合物７５〜９９．８％を必須成分として含むこ
   とを特徴とする金属の冷間加工用酸性潤滑剤。
2. （２）前記炭化水素化合物が、しゅう酸溶解成分として
   アルコール化合物、アルキルアミン化合物と界面活性剤
   の混合物、界面活性剤の１種又は２種以上と潤滑成分と
   して鉱物油、油脂、脂肪酸、合成エステル化合物の１種
   又は２種以上とを夫々含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の金属の冷間加工用酸性潤滑剤。
3. （３）前記炭化水素化合物中のしゅう酸溶解成分の含有
   率が２〜５７％であり、潤滑成分の含有率が４３〜９８
   ％であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   金属の冷間加工用酸性潤滑剤。
4. （４）前記第１〜３項記載の潤滑剤と極圧添加剤の配合
   比を重量比で３：７〜９：１としたことを特徴とする金
   属の冷間加工用酸性潤滑剤。