JPH03250098A - 温・熱間鍛造用潤滑剤組成物 - Google Patents

温・熱間鍛造用潤滑剤組成物

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JPH03250098A
JPH03250098A JP33422590A JP33422590A JPH03250098A JP H03250098 A JPH03250098 A JP H03250098A JP 33422590 A JP33422590 A JP 33422590A JP 33422590 A JP33422590 A JP 33422590A JP H03250098 A JPH03250098 A JP H03250098A
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JP
Japan
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molecular weight
lubricant composition
lubricant
ultra
water
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JP33422590A
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Satoshi Kashiwatani
智 柏谷
Itaru Ishibashi
格 石橋
Tamotsu Nakamura
保 中村
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Sumico Lubricant Co Ltd
Original Assignee
Sumico Lubricant Co Ltd
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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Tま温・熱間鍛造用の白色または淡色系の潤滑剤
組成物に関する。
〔従来の技術〕
金属、合金素材を加熱して鍛造する温・熱間鍛造におい
ては、金型を100〜400℃に加熱してtfi造が行
われる。
この鍛造では、耐熱性の潤滑剤を用いる必要がある。
耐熱性の鍛造用潤滑剤は、従来、黒鉛、二硫化モリブデ
ン等の無機固体潤滑剤を水、鉱物油、合成油等に分散さ
せた黒色系潤滑剤が主に用いられている。これらの固体
潤滑剤が高温での潤滑性に優れているためである。
近年、黒色系潤滑剤は周囲を汚し、あるいは導電性を有
する等作業環境上の問題から、潤滑剤として無害で白色
系のものが要望されているが、通常の白色系鍛造用潤滑
剤は、黒鉛等の潤滑剤に比較して温・熱間鍛造温度領域
での摩擦係数が大きいという問題があった。
一方、従来の黒色系潤滑剤にしても、温・熱間鍛造温度
領域での摩擦係数が充分小さいとは言えず、金型へ焼き
付くこともあり、又鍛造物の離型性も必ずしも満足しう
るものでは無かった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、上記の事情から、人に無害で温・熱間鍛造温
度領域での摩擦係数が充分小さく、金型に対する離型性
及び耐焼き付き性に優れた白色または淡色系の温・熱間
鍛造用潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の課題を解決するための、第一の発明は水又は油か
らなる媒質中に、分子量が100万以上の超高分子量ポ
リエチレン粉末を分散含有せしめたことにある。又、第
二の発明は、水又は油からなる媒質中に、分子量がlo
o万以上の超高分子■ポリエチレン粉末と、白色系又は
淡色系の色を有する無機固体潤滑剤粉末とを分散含有せ
しめたことにある。更に、第3の発明は、水からなる媒
質中に、分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレ
ン粉末と、融点が80〜120”Cの酸化ポリエチレン
粉末とを分散含有せしめたことにある。
本発明は、上記のように超高分子量ポリエチレン粉末を
潤滑剤として用いる点に特徴を有するが、この物質は白
色で人に無害であり、常温付近で自己潤滑性に優れてい
ることが知られている。
本発明に用いる超高分子量ポリエチレン粉末は、粒径が
30μm程度以下のもが好ましい。これより大きい場合
には適宜粉砕して用いると良い。
本発明に用いる媒質としては、水又は油が用いられる。
油は鉱物油、動物油、合成油等から使用条件に合わせて
適宜に選択すれば良い。しかし本発明の白色系又は淡色
系潤滑剤を提供するという目的からして、なるべく透明
なものや、白色あるいは淡色系のものを用いるのが良い
このような媒質に、分子量が100万以上の超高分子量
ポリエチレン粉末を分散含有せしめれば、潤滑剤組成物
を得ることが出来るが、この組成物に公知の界面活性剤
、防腐剤、増粘剤、その他の無機固体潤滑剤等を含有せ
しめることができる。
これらの添加剤は潤滑効果を相乗的に増大できる外、組
成物の安定性を高め、潤滑性能を安定させる効果を有す
る。
界面活性剤としては、アニオン系、ノニオン系、カチオ
ン系何れのタイプのものも分散媒質に適したものなら使
用できる。
防腐剤、増粘剤としては、潤滑剤組成物に一般に使用さ
れているものを使用できる。
界面活性剤、防腐剤、増粘剤の添加量は通常この種潤滑
剤に添加されている0、1−10重量%の量をそれぞれ
使用すればよい。
無機固体潤滑剤粉末としては、白色無機固体潤滑剤粉末
として、窒化硼素(BN) 、フッ化セリウム(CeF
s)、硫化亜鉛(ZnS)、三酸化アンチモン(Sb、
0.)、酸化亜鉛(Z n O)、フッ化カルシウム(
Ca F y) %白色雲母があり、淡色系無機固体潤
滑剤粉末としては、緑色雲母、淡褐色雲母があり、ベン
トナイトやカオリン、その他の白色ないし淡色粘土鉱物
を用いることもできる。
更に、水を媒質としたとき、潤滑剤粉末として、融点が
80〜120℃の酸化ポリエチレン粉末を併用すること
ができる。
本発明組成物は、超高分子量ポリエチレン粉末と、媒質
と、上記の添加剤を混合することによって容易に得られ
る。この潤滑剤組成物はスプレー又は刷毛で、あるいは
浸漬等して金型に塗布して用いる。
〔作用〕
本発明で超高分子量ポリエチレン粉末として、分子量が
100万以上のものを用いるのは、分子量が100万未
満では、温・熱間鍛造温度領域で完全に揮発し、潤滑性
を得ることができないからである。分子量が100万以
上のものは400℃程度まで炭化しても完全に揮発する
ことなく、この炭化物が潤滑性を維持し、高温の潤滑面
で熔融した場合でも、炭化物となった場合でも、追従性
に優れ、低い摩擦係数を示すと共に金型と鍛造物との間
の直接接触を防ぎ焼き付きを防止する。そして−見金型
が冷却されれば、金型表面に比較的硬質の膜を形成しこ
れが良好な離型性をもたらすものである。
超高分子量ポリエチレン粉末は、0.1〜40重量%の
範囲で用いることが出来る。0.1重量%未満では高温
において炭化した場合の残存量が少なすぎて焼き付きを
生ずる恐れがあり、40重量%を超えて配合しても潤滑
性能がそれ以上改善される訳でもなく、金型凹部への詰
まりの原因となる。好ましい配合量は5〜20[1ff
i%である。
白色系又は淡色系の色を有する無機固体潤滑剤粉末は0
.1〜40重量%の範囲で配合できる。
超高分子量ポリエチレン粉末と併用して効果を生ずるの
が0.1重量%程度からであり、40重量%を超えて配
合しても潤滑性能がそれ以上改善される訳でもな(、金
型凹部への詰まりの原因となる。好ましい配合量は5〜
20重量%である。
この無機固体潤滑剤粉末は、超高分子量ポリエチレン粉
末の存在により、媒質に無機固体潤滑剤粉末のみを配合
した場合には得られない潤滑効果を示す。この理由は明
らかではないが、鍛造温度が高温で、超高分子量ポリエ
チレンが揮発してしまうような条件下でも、無機固体潤
滑剤粉末表面の凹部に保持された液状の超高分子量ポリ
エチレンあるいはその炭化物が無機固体潤滑剤粉末の表
面の摩擦係数を低下させることによるものと考えられる
超高分子量ポリエチレン粉末配合の潤滑剤組成物におい
て、スプレーで潤滑剤組成物を金型に供給する場合、媒
質が水であると、超高分子量ポリエチレン粉末の金型へ
の付着性が乏しいので、付着量が不充分なときには摩擦
係数が低下し、金型への焼き付きを生ずることがある。
これを防止するために酸化ポリエチレンを添加するとよ
い。酸化ポリエチレンは低温で軟化熔融し、超高分子量
ポリエチレン粉末の金型への付着を容易にし、摩擦係数
を向上せしめる作用がある。
酸化ポリエチレン粉末の融点が80℃未満では、早期に
分解が起こり、超高分子量ポリエチレン粉末の高温の金
型への付着性を向上出来ない。又融点が120℃を超え
る酸化ポリエチレン粉末では、水への分散性が低下する
ので、酸化ポリエチレン粉末を融点が80〜120℃の
ものとするものである。
酸化ポリエチレン粉末の配合量は、0.5〜20重量%
がよい。0,5重量%未満では付着性が充分えられず、
20重量%を超えて配合してもそれ以上付着性が改善さ
れる訳でもないからである。
好ましい配合量は0.8〜2重量%である。
〔実施例〕 実施例1 第1表に示す各種の成分を用い、第2表に示す割合で配
合して合計23種の潤滑剤組成物を調整した。
試験は鍛造加工のような面積増加を伴う変形時の摩擦係
数の推定に広く利用されているリング圧縮試験法によっ
た。
鍛造用試験片としては、JIS  H3250、C−3
771鍛造用黄銅(実験No、1〜15)アルミニウム
A−6061、(実験No、16〜19)、低炭素鋼5
WC810K (実験No、20〜23)で、外径21
.0mm、内径10.5mm、厚さ7゜0mmのリング
試験片の円板状の二つの面を表面粗さ0.3〜0.6μ
mに仕上げたものを用いた。
加圧工具は合金工具113KD61で、平行な加圧面を
表面粗さ0.02μmに仕上げたものを用いた。
加圧工具の平行な加圧面に、円板状の二つの面が接する
ように試験片を挿入し、0.1 mm7秒の圧下速度で
圧縮率50%まで圧縮した。
実験No、1〜l0116〜23では、加圧工具の加圧
面にそれぞれ常温で約0゜1gの潤滑剤組成物を刷毛塗
りで塗布した後、350℃まで加熱し、黄銅で700℃
、アルミニウムで500℃、低炭素鋼で800°Cに加
熱した試験片を加圧工具温度が300℃となった時点で
圧下し、実験No。
11〜15では350℃に加熱した加圧工具に、ノズル
径0.8mm、スプレー圧力174kpa(1,5kg
f/cm’)のスプレーガンを用い、潤滑剤組成物を1
秒間噴射塗布した後、実験No。
1〜10,16〜23と同様のリング圧縮試験を行った
。結果を第2表に示す。
第2表において、離型性の評価は次の通りである。即ち 良:鍛造物が金型から離脱状態にあり、特に離脱の為の
操作を必要としなかった場合可:鍛造物が金型から離脱
してはいないが、通常の操作により金型から外れた場合 不可:鍛造物が金型に焼き付き、通常の操作では離脱で
きない場合 である。
第1表 注 Mは水溶性植物油誘導体からなる界面活性剤、Nの
防腐剤は有a窒素硫黄系防腐剤、増粘剤はセルロース系
樹脂増粘剤を使用 刷毛塗り法では、第2表の実験No、4〜10.18.
19.22.23から分列100万以上の超高分子量ポ
リエチレン以外の潤滑剤粉末を媒質に配合したものでは
、何れも摩擦係数が一桁程大きく、実験No、]〜3.
16.17.20.21から媒質が水、油の何れであっ
ても分子量100万以上の超高分子量ポリエチレン粉末
を配合した潤滑剤組成物は極めて優れた潤滑性能を有す
ることが判る。
実験No、11〜15はスプレー塗布によるもので、実
験No、2と13.6と15を対比すると判るように、
スプレー塗布による場合は、刷毛塗りよりも摩擦係数が
大きくなる。しかし実験No、11と13を比較すると
判るように、酸化ポリエチレンを添加すると、摩擦係数
を大きく低下させることが出来る。実験No、]4から
は、分子量100万以上の超高分子量ポリエチレンが0
.05重量%では少な過ぎることが分る。
実施例2 試験片材料としてJIS  G4303.5US630
ステンレス鋼を、加圧工具材料は合金工具鋼5KD61
を用いた。試験片の圧下速度約152mm/秒、圧縮率
約55%、圧下時の加圧工具の温度200℃、とし、下
記の潤滑剤組成物を媒質が水のものでは5倍に水で薄め
、20cmの距離から2秒間金型に噴射塗布した後、1
100℃に加熱した試験片を直ちに圧下した。他の試験
条件は実施例1と同じである。
下表に使用した潤滑剤組成物と摩擦係数を示す。
潤滑剤組成物 実験No、24(本発明例)   重量%超高分子量ポ
リエチレン 平均分子量200万 平均粒径20〜30μm  lO nS 平均粒径0.1〜5μm    10 界面活性剤          2 防腐剤、増粘剤        8 水                     70摩
擦係数  0.17 実験No、25(本発明例) 超高分子量ポリエチレン 平均分子量200万 平均粒径20〜30μm 親油処理ベトナイト 粒径0.5μm以下 (市販品商品名ニスベン) 流動パラフィン 40°C粘度16c s t。
摩擦係数  0.12 実験No、26(比較例) 超高分子量ポリエチレン 平均分子f1200万 平均粒径20〜30μm 界面活性剤 防腐剤、増粘剤 水 重量% 重量% 摩擦係数  0.20 実験No、27(比較例) 親油処理ベトナイト 重量% 市販品商品名ニスベン   20 流動パラフィン 40℃粘度16cst、    80 摩擦係数  0.25 実験No、28(比較例) 黒鉛25重量%含有市販水系潤滑剤 摩擦係数  0.19 実験No、29(比較例)    重量%nS 平均粒径0.1〜5μm    10 界面活性剤          2 防腐剤、増粘剤        8 水                     80摩
擦係数  0.23 以上のように、分子量100万以上の超高分子量ポリエ
チレン粉末と、無機固体潤滑剤粉末とを併用すると、無
機固体潤滑剤のみを媒質に分散した従来の潤滑剤組成物
よりも高温での摩擦係数を小さく出来る。
〔発明の効果〕
本発明の潤滑剤組成物よれば、高温での金型への耐焼き
付き性、離型性に優れた、従来の黒色系の潤滑剤組成物
のように作業環境等を悪くすることのない白色または淡
色系の潤滑剤組成物を提供できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水又は油からなる媒質中に、分子量が100万以
    上の超高分子量ポリエチレン粉末を分散含有せしめてな
    る温・熱間鍛造用潤滑剤組成物。
  2. (2)水又は油からなる媒質中に、分子量が100万以
    上の超高分子量ポリエチレン粉末と、白色系又は淡色系
    の色を有する無機固体潤滑剤とを分散含有せしめてなる
    温・熱間鍛造用潤滑剤組成物。
  3. (3)水からなる媒質中に、分子量が100万以上の超
    高分子量ポリエチレン粉末と、融点80〜120℃の酸
    化ポリエチレン粉末とを分散含有せしめてなる温・熱間
    鍛造用潤滑剤組成物。
JP33422590A 1990-01-11 1990-11-30 温・熱間鍛造用潤滑剤組成物 Pending JPH03250098A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009286970A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Sumikin Kiko Kk 冷間塑性加工用潤滑剤組成物およびそれを用いた鋼製管継手の製造方法
US8205475B2 (en) * 2007-03-22 2012-06-26 Stork David J Warm-forming A1 lubricant
JP2013227438A (ja) * 2012-04-26 2013-11-07 Mitsui Chemicals Inc 潤滑剤組成物
JP2022123979A (ja) * 2021-02-15 2022-08-25 日立金属株式会社 高分子材料及びその品質管理方法、樹脂組成物の製造方法、ケーブル又はチューブ及びそれらの品質管理方法、並びにファクトリーオートメーション又はファクトリーオートメーションロボット

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