JPS6395140A - 酸化物系表面処理剤 - 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、熱間加工の際における素材加熱時にビレット
やスラブなどの素材の酸化を防ぎ、かつ加工中の潤滑の
役割を同時にはたす表面処理剤に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） −ｉに熱間加工時において、素材に発生する酸化物は歩
留り低下の原因となる他製品に押込まれて疵の原因とな
るため、極力少量にとどめることが望まれているが、コ
スト上昇の問題もあり適当な方法がないのが現状である
。

一方、熱間加工中の摩擦は特殊な場合を除いて小さい方
が加工動力が少なくてすむこと、及び工具の損傷が少な
いこと等の理由により潤滑が行なわれるのが普通である
。

ところで、酸化防止効果を得るには、原理的には鋼材と
加熱雰囲気との境界に酸素および鉄イオンの拡散番抑制
する層（Ｌａｙｅｒ）を形成させればよく、その層を形
成する物質としては成分により多少効果に差はあるもの
の溶融ガラスがよいことは概ね判っている。

一方、潤滑剤としては油脂、黒鉛、溶融ガラスなどがあ
り、加工法や期待する効果により使いわけられているの
が現状であるが、このうち溶融ガラスについては潤滑剤
としていかなる条件が必要であるかは必ずしも明確でな
い。

すなわち、溶融ガラスは前記したように酸化防止効果と
潤滑効果の両者を共に満足させるものではあるが、現在
では前記溶融ガラスにいかなる制約条件を課すと前記両
効果を十分に満足させることができるかが明らかではな
い。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、前
記した二つの効果を同時に達成できる表面処理剤を提供
せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る酸化物系表面処理剤は、熱間加工時の素材
加熱温度における粘度が１０００〜８０００ポアズで平
均粒径が１０μｍ以下のガラス粉末と有機系接着剤とか
らなることを要旨とするものである。

すなわち、本発明者はガラス物質を酸化防止と潤滑の２
つの目的に使うためには、ガラス物質にどのような制約
条件を課さなければならないかを系統的に研究、実験を
行なった結果本発明を成立せしめたのである。

本発明において、ガラス粉末の熱間加工時の素材加熱温
度における粘度が１０００〜８０００ポアズで平均粒径
が１０８ｍとしたのは後述する実施例に示す実験結果に
基づくものである。

（作　　　用） 本発明に係る酸化系表面処理剤は、熱間加工時の素材加
熱温度における粘度が１０００〜８０００ポアズで平均
粒径が１０μｍ以下のガラス粉末と有機系接着剤とから
構成したものである為、例えばビレット加熱前に本発明
表面処理剤を塗布した後ビレットを加熱すればビレット
表面に溶融皮膜が形成され、酸化防止効果と潤滑効果が
同時に達成される。

（実　施　例） 以下、本発明を成立せしめるために本発明者が行なった
実験について説明する。

実験方法は、第３図に示すように大気中に置かれた厚さ
３０鶴、直径１００ｆｌのシリンダ１の側面にガラス粉
末を有機系接着剤で塗布した後、高周波加熱装置２で所
定の温度に加熱して１０分間保持後、酸化防止効果と潤
滑性を評価した。

酸化防止効果は１０分間保持後冷却し、ガラス除去した
後の酸化の程度から判断した。

一方、潤滑効果は１０分間保持後高温の状態ですべり速
度３ｍ／分で回転しているシリンダ１の側面に熱間工具
鋼５ＫＤ６１製の１ｏｘｔｏｘ５０寵のブロック３を５
０　ｋｇ　ｆで押し付けて摩擦実験を行ない摩擦係数の
測定結果より判断した。

なお、本実験で用いた諸条件は次の通りである。

■シリンダ材質：純チタン及び５ＵＳ３０４ステンレス
鋼。

■加熱温度：純チタンは８００〜１０００℃。

５ＵＳ３０４ステンレス鋼は １０００〜１２５０℃。

■ガラス粉末：平均粒径が５〜１００μｍの２種類（下
記表に示すＡとＢ）のガラ ス。但しＡは純チタン対象、Ｂは ５ＵＳ３０４ステンレス鋼対象。

■ガラス塗布条件：粉末ガラス　５０重量％有機系接着
剤（ポリアクリル 酸エステル）５０重四％。

塗布厚さ　１００μｍ。

■摩擦条件：荷重５０　ｋｇ　ｆ　、すべり速度３ｍ／
分。

表　実験に使用したガラス粉末の組成 （単位：重量％） 次に実験結果を示す。

１）酸化防止効果について 第１図（イ）は純チタンに対してガラス粉末Ａを用いた
場合の酸化防止効果を、また第１図（ロ）はＳＵＳ　３
０４ステンレス鋼に対してガラス粉末Ｂを用いた場合の
酸化防止効果を示した。

同図より明らかな如く、純チタン、５ＵＳ３０４ステン
レス鋼とも加熱温度における粘度が１０００〜１０００
０ポアズで平均粒径が１０μｍ以下の場合にのみ酸化防
止効果が認められる。

粘度が１０００ポアズ未満で効果が少ないか、あるいは
効果がないのは溶融ガラスが流出してしまうためであり
、１００００ポアズを超えた場合に効果がないのは十分
溶融して連続的皮膜にならないためである。

また、ガラス粉末の平均粒径が２０．ｃｒｍを超えた場
合に効果が少ないか、あるいは効果がないのは均一な皮
膜が早期に形成されないためである。

２）潤滑効果について 第２図は摩擦実験結果を示したものである。同図より明
らかな如く、純チタン、５ＵＳ３０４ステンレス鋼とも
粘度が５００ポアズ未満、８０００ポアズを超えた場合
に摩擦係数が大きくなっている。

これは、粘度が５００ポアズ未満では潤滑膜が形成され
にくいためであり、一方、８０００ポアズを超えた場合
には粘性抵抗が大きすぎるためである。

以上述べた酸化防止効果と潤滑効果についての結果より
、両効果をうるためにはガラスの粘度は素材加熱温度で
１０００〜８０００ポアズ、ガラス粉末の平均粒径は１
０μｍ以下が必要であることが演えきされた。

なお、ガラスの種類の影響については、上述のもの以外
のガラスについても実験を行なったが組成の影響はほと
んどなかった。

また有機系接着剤として上述実験ではポリアクリル酸エ
ステルを用いたが、ポリエステル、ウレタン、アリキッ
ド、エポキシ樹脂、エチレン−酢酸ビニルコポリマなど
工業用接着剤はいずれも同様な目的に使用可能であるこ
とを１ＩＩＩ認している。

（発明の効果） 以上説明したように本発明に係る酸化系表面処理剤は、
熱間加工時の素材加熱温度における粘度が１０００〜８
０００ポアズで平均粒径が１０μｍ以下のガラス粉末と
有機系接着剤とから構成したものである為、例えばビレ
ット加熱前に本発明表面処理剤を塗布した後ビレットを
加熱すればビレット表面に溶融皮膜が形成され、酸化防
止効果と潤滑効果が同時に達成される。すなわち、本発
明によれば熱間加工時におけるビレットやスラブ等の素
材の酸化防止と加工中における潤滑の役割を同時にはた
すことができるという大なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は酸化防止効果の実験結果を示す図
、第２図は潤滑効果の実験結果を示す図、第３図は本発
明成立のための実験方法の概略説明図である。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間加工時の素材加熱温度における粘度が１００
   ０〜８０００ポアズで平均粒径が１０μｍ以下のガラス
   粉末と有機系接着剤とからなることを特徴とする酸化物
   系表面処理剤。