JPH01299896A - 塑性加工用水溶性潤滑剤 - Google Patents

塑性加工用水溶性潤滑剤

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JPH01299896A
JPH01299896A JP13010088A JP13010088A JPH01299896A JP H01299896 A JPH01299896 A JP H01299896A JP 13010088 A JP13010088 A JP 13010088A JP 13010088 A JP13010088 A JP 13010088A JP H01299896 A JPH01299896 A JP H01299896A
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lubricant
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Yasutaka Sakai
阪井 康孝
Fumitaka Ito
文隆 伊藤
Yasuhiro Yoshikawa
吉川 泰博
Takashi Kojima
貴 小島
Shogo Oda
小田 昭午
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIKKA CHEM CO Ltd
Nikka Chemical Industry Co Ltd
Omi Kogyo Co Ltd
Omi Mining Co Ltd
Aichi Steel Corp
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NIKKA CHEM CO Ltd
Nikka Chemical Industry Co Ltd
Omi Kogyo Co Ltd
Omi Mining Co Ltd
Aichi Steel Corp
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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、塑性加工用水溶性潤滑剤に関する。
この潤滑剤は、塑性加工すなわち鍛造、押出し、圧延、
プレス、伸線等の金属加工、特に黒鉛系潤滑剤を使用す
る熱間もしくは温間の鍛造や熱間押出しの金属加工の際
、離型を目的として、黒鉛系の潤滑剤にかわって使用さ
れる非黒鉛系潤滑剤として有用である。
(従来の技術〕 金属の塑性加工を行う際の潤滑剤には、通常油分数ある
いは水分散状の黒鉛が使用されている。
前者は、鉱物油に極圧添加剤、ワックス類等を配合した
ものの中に、黒鉛を分散させたものであるが、加工の多
くは熱間で行う為、引火の恐れや、発煙が伴い、作業環
境や健康上において、大きな問題が有る。後者は、水に
極圧添加剤を添加し、黒鉛を分散させたものである。潤
滑性は、前者の油分数のものと同じで有り、引火性の問
題も無く、作業性も若干改良されているが、黒鉛を使用
する限り、作業者及び作業環境を黒く汚染する事には変
わりなく、健康上も問題が残る。
これら作業環境上の問題点を解決する為に、黒鉛を使用
しない塑性加工用潤滑剤の開発が試みられている。例え
ば、芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩にガラス組成物
を含有せしめた潤滑剤(特開昭60〜1293)や、フ
タル酸のアルカリ金属塩を用いた潤滑剤(特開昭58−
8489)等が有る。しかしながら、これら潤滑剤にお
いても、前者の場合には、ガラス組成物が、型の凹部に
堆積しゃすく欠肉が発生しやすいことや、型の温度が低
い時には良好な潤滑性が得られ無いこと、水で簡単に型
の洗浄が出来ないこと、またガラス組成物をスプレーす
ることは作業者の健康上も良いとは言えないこと等の問
題点が有る。また、後者では、毒性も低く、健康上の問
題も特に無く、型の水洗いも容易に出来る等の良い点も
有るが、黒鉛に比べて潤滑性がやや劣ったり、また離型
性が悪いという欠点が、使用上確認される。
〔発明が解決しようとする課題〕
塑性加工用潤滑剤として、専ら使用されている黒鉛を主
剤とする潤滑剤は、上記の如く作業者あるいは作業環境
を黒く汚染すること、健康阻害の影響が考えられること
、またこの潤滑剤が油性の場合は引火の危険が有ること
等の問題を有している。
したがって、潤滑性が良好で、汚染が無く、引火せず、
洗浄し易く、かつ健康上の心配の無い潤滑剤が要望され
ている。更に、潤滑剤は一般には水で希釈して使用され
るが、高希釈でも所定の性能を有することが要望される
本発明の目的は、このような要求を充足し得る塑性加工
用潤滑剤を提供することに有る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、フマル酸のアルカリ金属塩とアジピン酸のア
ルカリ金属塩との混合物0.1〜30重量%と、水溶性
高分子化合物0.01〜20重量%とを含有する水性組
成物からなる塑性加工用水溶性潤滑剤を提供する。
本発明の潤滑剤は、さらに、添加剤として、掻圧添加剤
、殺菌剤、腐蝕抑制剤、及び起泡調整剤から選ばれる添
加剤を含んでいてもよい。
塑性加工、特に熱間鍛造用の潤滑剤は、金型の温度が約
300°Cと高温であるため、この付近の温度で分解消
失するものでは使用できず、一方潤滑剤としての物性を
有しながら、1000°C以上の被鍛造金属と接触して
いる間に消失するものであることが望ましい。
この点で黒鉛は有用なものであるが、白色のもので近似
の性質を示すものとして、二塩基酸のアルカリ金属塩が
挙げられる。ここで、プラスチックの滑剤として金属石
鹸すなわち一塩基酸である飽和脂肪酸の金属塩が多用さ
れているが、これらは塑性加工用潤滑剤としては、均一
な塗布ができないために、有用とは言えない。
上記の二塩基酸としては、コハク酸、アジピン酸等の飽
和脂肪酸、フマル酸、マレイジ酸等の不飽和脂肪酸、お
よびフタル酸、イソフタル酸等の芳香族カルボン酸が挙
げられるが、それらのアルカリ金属塩を潤滑剤主成分と
して本発明の目的に使用した場合、摩擦係数が小さく、
したがって欠肉は生じにくいが焼付きを生じ易いとか、
また逆に焼付きは発生しないが欠肉を生じ易いとかの問
題があり、充分満足のいく結果は得られない。しかし、
フマル酸のアルカリ金属塩とアジピン酸のアルカリ金属
塩を混合使用することによって、上記の問題点を完全に
解消し、良好な結果をもたらすということが見出された
のである。その理由としては、混合物が水溶液の状態か
ら、金型へ塗布されて結晶化するまでの段階において、
それぞれの塩を単独で用いた場合に比べ、結晶の乱れが
生じる即ち結合エネルギーの小さい結晶になるため、混
合物の融点降下現象により潤滑性が早く現れ、かつ熱分
解にともなう有効成分の残存量は低い方の物質よりは高
く (高い方の物質よりは低い)現れるため、結果とし
て潤滑離型の優れた性能を示すためであると推察される
上記酸をアルカリ金属塩として用いるのは、熱安定性を
得るためであって、特に製品として水溶性を得るために
は、アルカリ土類金属の塩は使用しがたい。アルカリ金
属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩
が良好であるが、特にナトリウム塩が望ましい。
前述のアルカリ金属塩の混合物は、潤滑剤主成分として
、組成物中に0.1〜30重量%、好ましくは5〜15
重量%の量で含有されなければならない。これは、0.
1重量%未満では潤滑剤として必要な低摩擦係数が得ら
れず、30重量%を越える場合には安定な製品状態が得
られないためである。またフマル酸のアルカリ金属塩と
アジピン酸のアルカリ金属塩との重量組成比は、1:9
〜9:1、好ましくは3ニア〜7:3であるのが望まし
い。
潤滑剤は、−iにスプレーによって金型へ噴霧塗布され
る。この際・潤滑主剤だけを塗布することもできるが、
より均一な膜として付着させるための付着剤として、水
溶性高分子化合物が使用される。水溶性高分子化合物の
例としては、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース、ポリカルボン酸ナトリウム、ポリカ
ルボン酸アンモニウム等を挙げることが出来る。水溶性
高分子化合物の添加量は、0.01〜20重量%、好ま
しくは0.1〜5重星%であるのがよい。これは、0.
01重量%未満では付着剤としての効果が得られず、2
0重量%を越える場合には粘度が著しく上昇することに
より製品としての取扱いが煩雑になるためである。
以上の組成物を塑性加工の潤滑剤として充分使用し得る
が、加工がより苛酷な操作条件のもとで行われるような
場合、焼付きが起こる可能性も有るため、これを防止す
る目的で極圧添加剤を添加してもよい。さらに、防腐を
目的とする殺菌剤の添加、防錆を目的とする腐蝕抑制剤
の添加、スプレー時の発泡を抑えることを目的とする消
泡剤の添加も可能である。
本発明の塑性加工用水溶性潤滑剤は、原液のまま使用し
てもよいが、好ましくは状況に応じて10倍ないし50
倍に希釈して使用する。性能の点からは、塗布された固
形分量が適正かどうかが重要であり、希釈倍率を高くし
て塗布量を増減することもできるが、塗布と加工あタイ
ミングやノズル形状等からの制約により、希釈倍率を調
整することにより潤滑剤固形分の塗布量を変えるのがよ
い。尚、先に説明した組成濃度は、慣例的に希釈前の濃
度をとっている。金型への塗布は、どのような方法をと
ってもよいが、一般にはスプレーにて塗布するのがよい
。また、塑性加工用潤滑剤として、熱間鍛造その他の鍛
造条件または押出しで使用してもよい。
〔発明の効果〕
本発明の組成物を塑性加工の潤滑剤として使用すること
により、黒鉛以上の潤滑性能及び離型性を得る事ができ
、白物であるため作業環境の汚染も無く、作業者の健康
継続上も優れ、また洗浄性の問題も無くなる。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例により更に説明する。なお、実施
例中の部及び%は、特記しない限り重量を基準とする。
実施例1 リング圧縮実験により摩擦係数を求めた。
φ120 X 50mmの金型(SKD 61、焼入れ
)上下各1個を約270’Cに加熱し、30倍希釈した
潤滑剤10mAを、上下金型のリングとの接触する面に
スプレー塗布(圧力5kg/c+fl)する。一方、φ
60×φ30 X 15mmのリング(345C材)を
Ar雰囲気の電気炉にて1000’Cに加熱する。金型
及びリングの高さの減少率(加工度)と内径の変化率を
「1藤によるエネルギー法」(Proc、 5th、 
Japan Nat。
Cong、 Appl、 Mech、 (1955)、
 75)により求められる理論曲線にプロットして、摩
擦係数を求めた。
尚、比較のため、潤滑剤の金型への塗布量を15倍希釈
50mj!(上記塗布量の固形分で10倍量)の場合に
ついても行った。
〜実験に用いた潤滑剤組成〜 (実施例2,3でも同様組成) 二塩基酸    11.0部 水酸化ナトリウム        7.5部ヒドロキシ
エチルセルロース   2.0部パーマケム 5K−7
微 量 水      残部 100.0部 〜実験に用いた二塩基酸〜 1  4.0部    ′1.0部 2  5.5部    5.5部 3  7.0部    4.0部 4  11.0部    □部 5   □部   11.0部 結果を下記第1表に示す。
リング圧縮試験の結果、フマル酸のナトリウム塩とアジ
ピン酸のナトリウム塩との好ましい配合組成物は、それ
ぞれ単独で用いた場合よりも低い摩擦係数を示し、特に
高希釈倍率に於いても良好な摩擦係数を示した。
実施例2 後方押出し実験により、焼付性の有無を確認した。φ3
8mm、抜は勾装置゛のポンチ型(SKD 61、焼入
れ)を、約300″Cに加熱し、10倍に希釈した潤滑
剤を自動スプレー(4kg/c++!、2mI27秒)
で、0.3秒×4回(計2.4mf 、但しロス多い)
スプレー塗布する。一方、φ36.5X5(Jamのテ
ストピース(345C材)をAr雰囲気の電気炉にて1
000°Cに加熱する。ポンチ型及びテストピースを1
20ton油圧プレスにセットし、圧縮する。同様の操
作をテストピースをかえ、5回繰り返し、終了後のポン
チ型の状態を観察する。尚、テストピースとポンチ型が
焼付いた場合でも、引抜く際に両者が分離できる様に装
置を工夫して用いた。比較のため潤滑剤のポンチ型への
塗布をハンドスプレーにて5倍希釈液にて5++/ (
固形分で上記塗布量の4倍量になるが、実質的にはロス
が少なく、それ以上の量となる)塗布した場合に袂契つ
いても行った。
結果を下記第2表に示す。
】−じL−表 フマル酸のナトリウム塩又はアジピン酸のナトリウム塩
単独では、ポンチ型のR部分に焼付きによる縦疵が生じ
た。しかし、フマル酸のナトリウム塩とアジピン酸のナ
トリウム塩との好ましい配合物においては、焼付きは生
じなかった。
実施例3 実機による評価を行った。
1600tonプレスおよび6000 tonブレスに
て、自動車用部品(材質345C)の熱間鍛造を行った
(材料温度約1250°C1金型温度約350〜400
°C)。用いたスプレーは圧力5kg/cfflのエア
レス弐の自動スプレーであり、金型が開いている間約2
〜3秒間スプレーを行う、希釈倍率は30倍である。
結果を下記第3表に示す。
評価基準   ◎:非常に良好  ○:良好Δ:やや不
良   ×:不良 実機評価の結果、本発明の潤滑剤(この実施例ではNa
5)は、従来報告されている二塩基酸塩の単一物質での
水溶性潤滑剤に比べ、潤滑性、離型性、耐焼付き性とも
優れた性能を有し、更にそのだめの作業性も改善される
ことが確認された。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、フマル酸のアルカリ金属塩とアジピン酸のアルカリ
    金属塩との混合物0.1〜30重量%と、水溶性高分子
    化合物0.01〜20重量%とを含有する水性組成物か
    らなる塑性加工用水溶性潤滑剤。
JP13010088A 1988-05-30 1988-05-30 塑性加工用水溶性潤滑剤 Granted JPH01299896A (ja)

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JP13010088A JPH01299896A (ja) 1988-05-30 1988-05-30 塑性加工用水溶性潤滑剤

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JP13010088A JPH01299896A (ja) 1988-05-30 1988-05-30 塑性加工用水溶性潤滑剤

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JPH01299896A true JPH01299896A (ja) 1989-12-04
JPH0577719B2 JPH0577719B2 (ja) 1993-10-27

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