JPH0448839B2

JPH0448839B2 -

Info

Publication number: JPH0448839B2
Application number: JP62046730A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nagaei; Koji Totsugi; Yoshihiko Sawazaki; Takashi Morikawa; Nozomi Tanifuji
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-03-03
Filing date: 1987-03-03
Publication date: 1992-08-07
Also published as: JPS63215797A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、炭素鋼、合金鋼の線、棒、管の冷間
引抜きに際しての潤滑方法に関するものである。
更に詳しくは、本発明は例えば、断面減少率が30
％以上の強加工度の冷間引抜に適した方法で、又
引抜加工後の成品の表面を平滑で光沢のあるよう
にすることもその目的としている。［従来の技術］炭素鋼や合金鋼（本明細書では鋼と総称する）
の冷間引抜加工においては、引抜工具と材料の摩
擦を軽減し、工具の摩耗を低減し、焼付疵の発生
を防止するための潤滑が重要である。従来、鋼の線、棒、管を高加工度（断面減少率
30％以上）で冷間引抜するに際しては、線、棒、
管の表面にりん酸塩皮膜を形成し、その上に石け
ん処理を施した潤滑方法が広く行われて来た。し
かしこの方法は、りん酸塩処理や石けん処理が通
常75〜80℃の高温で行われるため、昇温の手間を
要し余分なエネルギー消費を伴う。又処理工程も第１表の如く８工程にも及ぶた
め、更に簡易且つ迅速な潤滑処理方法が望まれて
いる。

【表】更に高級な引抜製品では、冷間引抜後の製品の
表面の平滑さや光沢が望まれるが、りん酸塩処理
は化学反応により鋼材表面を腐食するため表面グ
レードを向上させることが難しい。表面グレードを向上させる場合は、極圧添加
剤、例えば硫黄系のものとしては硫化鉱油、硫化
脂肪酸、硫化油脂（硫黄分８〜15％）、ジベンジ
ルサルフアイド、ポリフエニレンサルフアイド等
を含んだ潤滑油を使用しているが、これらは低加
工度の冷間引抜加工が出来るものの、高加工度で
は油膜強度が不足し、焼付が発生して引抜工具や
被加工材料に疵が発生するという問題がある。［発明が解決しようとする問題点］本発明は、鋼の線、棒、管を高加工度（断面減
少率で30％以上）で冷間引抜する際の潤滑処理
を、省エネルギーで且つ、第２表に示した短縮し
た処理工程で行い、更に冷間加工後の被加工物の
表面グレードを向上させることを目的としてい
る。

【表】［問題点を解決するための手段］本発明で第２表の潤滑処理に用いる潤滑油は、
硫黄分が30重量％以上のジアルキルポリサルフア
イド５〜40部（本明細書では化合物の配合の重量
％を部と表示する）と、油脂とオレフインとの化合物であつて該化合物
中に硫黄分が15％以上結合したもの、不飽和高級
脂肪酸と不飽和高級アルコールとの高級エステル
化合物であつて該化合物中に硫黄分が15％以上結
合したもの、および高級エステル化合物とオレフ
インとの化合物であつて該化合物中に硫黄分が15
％以上結合したものの中から選ばれた１種又は２
種以上の20〜70部とを混合し、粘度が20℃で100
〜3000センチポイズになるように増粘剤、油脂、
合成油、鉱物油、高級脂肪酸及びそのアミン塩で
調整した潤滑油である。以下に本発明を更に具体的に説明する。本発明における硫黄分が30重量％以上のジアル
キルポリサルフアイドは、下記の一般式のもので
ある。Ｒ−Sx−Ｒ但し、Ｒ：アルキル基（炭素数：６〜12）、
Sx：硫黄（ｘ：３〜６）．アルキル基は、エチレンやプロピレンの２〜６
量体を用いる。この合成は例えば、アルキルメル
カプタン化合物と硫黄を塩基性触媒（例えばジ−
ｎ−ブチルアミン）の存在下で、140〜150℃で３
時間反応させた後減圧蒸留を行つて未反応留分を
除去し、更に80℃で通気して硫化水素を除去して
得られる。本発明の油脂とオレフインとの化合物であつて
該化合物中に硫黄分が15％以上結合したものは、
例えば不飽和動植物油脂１モルに、オレフインの
メルカプタン化合物１モル及び硫黄を、塩基性触
媒（例えばジ−ｎ−ブチルアミン）の存在下で、
150〜160℃で３時間反応させた後、減圧蒸留を行
つて未反応留分を除去し、更に80℃で通気して硫
化水素を除去して得られる。本発明の不飽和高級脂肪酸と不飽和高級アルコ
ールとの高級エステル化合物であつて該化合物中
に硫黄分が15％以上結合したものは、高級エステ
ル化合物に硫黄を混合し、160〜190℃で５〜８時
間反応させた後、80℃で通気して硫化水素を除去
して得られる。本発明の高級エステル化合物とオレフインとの
化合物であつて該化合物中に硫黄分が15％以上結
合したものは、高級エステル化合物にオレフイン
のメルカプタン化合物及び硫黄を塩基性触媒の存
在下で、前記と同様の方法で製造される。本発明は粘度を20℃で100〜3000CP（センチポ
イズ）に調整するが、増粘剤としては、平均分子
量5000〜300000のポリイソブチレン系、平均分子
量10000〜1000000のオレフイン共重合体系（エチ
レン−プロピレン−ブチレン系）、平均分子量
20000〜1500000のポリメタクリレート系が挙げら
れるが、好ましのはポリメタクリレート系であ
る。ポリメタクリレートは下記の一般式のポリメ
タクリレートの中から選ばれた１種以上を用い
る。

【式】又は

【式】但し、Ｒ：C₈〜C₁₆、R′：Ｈ又はCH₃、Ｘ：極
性基前記構造式における極性基の極性モノマーとし
ては、ジエチルアミノエチルメタクリレート
（）、２−メチル−５−ビニルピリジン（）な
どのアミン、Ｎ−ビニルピロリジノン（）など
のアミドポリアルキレングリコールエステル
（）や無水マレイン酸（）がある。又油脂としては、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。合成油としては、例えばジオクチルセバケー
ト、ペンタエリストール誘導体等が挙げられる。鉱物油としては、例えばマシン油等が挙げら
れ、高級脂肪酸としては動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、ニルカ
酸などが挙げられる。アミンとしては炭素数12〜22の１級アミンがあ
り、オレイルアミンが良好である。尚本発明は、潤滑油の成分に固体潤滑剤のタル
ク、グラフアイト、窒化ボロン、炭酸カルシウ
ム、２硫化モリブデン等の粉末の添加をこばむも
のではない。固体潤滑剤は引抜工具と被加工材の
間に持込まれて、直接の接触を防止し焼付きの発
生を防止する。又本発明では、引抜後の潤滑油のアルカリ脱脂
の除去効率を高めるために界面活性剤を使用して
もよい。冷間加工に用いる引抜工具は通常、超硬合金の
タングステンカーバイド系を多く用いているが、
耐焼付き性の向上を図るために引抜工具への例え
ばチタンカーバイド、チタンナイトライド、ホウ
素−チタン系、ホウ素−ジルコニウム系等のコー
テイングや、又セラミツクスを焼結した引抜工具
の使用等も拒むものではない。鋼の冷間引抜では、被加工材の表面に皮膜を形
成させた方が酸洗肌よりも焼付きにくいため、通
常はりん酸塩皮膜やシユウ酸塩皮膜が施され、又
錆や焼鈍酸化スケール等も焼付き防止の効果があ
るが、しかし本発明では冷間引抜加工後の表面グ
レードを向上させるために、潤滑油処理前に酸洗
処理を行う。本発明における酸洗液の例としては、５〜20％
硫酸水溶液、５〜20％塩酸水溶液、５〜20％リン
酸水溶液等を用いる。酸洗液の温度は、硫酸水溶
液の場合は35〜60℃、塩酸水溶液の場合は常温〜
40℃、リン酸水溶液の場合は35〜60℃が適当で、
処理時間は被処理材表面の錆やスケールが除去出
来る時間が必要であるが、通常は10〜30分の浸漬
を行う。酸洗後の中和液としては、例えば0.2〜
５％カ性ソーダ水溶液や、0.2〜５％炭酸ソーダ
水溶液や、0.2〜５％ホウ酸ソーダ水溶液や、0.2
〜５％リン酸ソーダ水溶液や、0.2〜10％石灰水
溶液等が用いられる。中和処理は、常温〜90℃で
５秒〜５分間浸漬して行うことができる。又潤滑油の塗油方法としては、浸漬法、流しか
け法、スプレー法などにより行う。［作用］鋼を潤滑油を用いて冷間引抜を行う際は、潤滑
油は高粘度にした方が、引抜工具と被加工材の間
に潤滑油が持ち込まれやすくなり、滑り性及び耐
焼付き性も向上する。粘度が100CP未満の場合は、工具と被加工材の
間への潤滑油の持ち込み量が少なくなる。従つて
本発明では粘度を100CP以上に調整する。又粘度
が3000CPを超えると潤滑油の持ち込み量が多く
なり潤滑性は向上するが、材料への塗付性や取扱
いが困難となり作業性が低下する。従つて本発明
では潤滑油の粘度を20℃で100〜3000CPに調節す
るが、20℃で500〜1500CPの粘度が特に好まし
い。冷間加工の条件が厳しい場合、例えば引抜き速
度が速かつたり断面減少率が大きい場合は、被加
工材の表面温度は高くなり、又工具と被加工材の
境界の潤滑領域では油膜が薄くなり、焼付き易く
なる。このために硫黄系極圧添加剤を用いて、被
加工材表面に剪断力の低いFeS、Fe₂Sなどの皮膜
を形成させて焼付きの防止を図る。本発明におけ
る、硫黄が30重量％以上のジアルキルポリサルフ
アイドは、160〜280℃の低温領域で分解され、鉄
と硫黄の化合物を形成する。ジアルキルポリサル
フアイドの配合割合が５部未満では、FeS，Fe₂S
の生成量が少ないため焼付き易い。又配合割合が
40部を超えると悪臭が強く作業環境が悪くなり、
作業性が低下する。従つて本発明ではジアルキル
ポリサルフアイドの配合割合は５〜40部とする
が、15〜30部が特に好ましい。冷間加工の条件が厳しく、冷間引抜中の被加工
材の表面温度が高くなると、硫黄が30重量％以上
のジアルキルポリサルフアイドは素早く鉄と反応
して硫化物を生成するため焼付きが防止できる
が、ジアルキルポリサルフアイドは摩擦係数が高
く滑り性が悪くなるため、連続加工により引抜工
具に熱がさらに蓄積してくるために焼付きが発生
する。これについて改善を図るため、本発明では
油脂とオレフインとの化合物であつて該化合物中
に硫黄分が15％以上結合したもの、不飽和高級脂
肪酸と不飽和高級アルコールとの高級エステル化
合物であつて該化合物中に硫黄分が15％以上結合
したもの、高級エステル化合物とオレフインとの
化合物であつて該化合物中に硫黄分が15％以上結
合したものを配合する。これ等は鉄と硫黄との反
応性がジアルキルポリサルフアイドより若干劣る
が良好であり、且つ摩擦係数も低く滑り性も良好
であるため、引抜工具への蓄熱が少なくなり、焼
付き性の改善と冷間引抜時の異音即ちナキの発生
の防止が可能となる。各化合物の硫黄は各々15重
量％以上であるが、最大の硫黄分は油脂、高級エ
ステル、オレフイン等の分子量とヨウ素価により
ほぼ決つており、油脂とオレフインとの化合物系
では約35重量％以下であり、不飽和高級脂肪酸と
不飽和高級アルコールとの高級エステル化合物系
では約30重量％以下であり、高級エステル化合物
とオレフインとの化合物系では35重量％以下であ
る。又潤滑油への配合量が20部未満ではナキが発
生し易く、又70部を超えると悪臭が強くなり作業
性が低下する。従つて本発明では20〜70部とする
が30〜50部が特に好ましい。本発明における潤滑油組成中の全硫黄量は、多
ければ多い程よいが、反対に悪臭が強くなり作業
環境が悪くなる。このため15〜30重量％の範囲が
適当である。［実施例］実施例１第３表の潤滑剤の番号１，２，３を用い、炭素
含有量0.1％の炭素鋼シームレス鋼管の冷間引抜
加工を第４表の条件で行つた。この結果は第５表
のNo.１，２，３に示す如く、鋼管に焼付きの発生
はなく潤滑性は良好であり、引抜後の鋼管の表面
も緻密で平滑であり高級な仕上げに適したもので
あつた。実施例２第３表の潤滑剤の番号１，２，３を用いて、炭
素含有量0.7％の鋼線の伸線を、第６表の条件で
行つた。この結果は第７表のNo.１，２，３に示す
如く、３パス目でも焼付の発生はなく、潤滑性は
良好であつた。比較例１第３表の潤滑剤番号４，５，６を用いて、実施
例１と同じ炭素鋼シームレス鋼管を第４表と同じ
条件で引抜加工した。この結果は第５表のNo.３，
４，５

【表】に示す如く、鋼管に焼付きが発生し又No.４，５で
は悪臭が発生した。

【表】

【表】＊ ×：悪臭、▲：中程度の悪臭、△：軽度の
悪臭、○：ナシ
比較例２第３表の潤滑剤番号４，５，６を用いて、実施
例２と同じ鋼線を、第６表と同じ条件で伸線加工
した。

【表】

【表】この結果は第７表のNo.４，５，６に示した如
く、３パス目で焼付きが発生した。又No.４，５で
は悪臭が発生した。［発明の効果］本発明の冷間引抜の潤滑方法は、潤滑処理工程
が短く、潤滑処理溶液の昇温も殆ど不必要であ
り、冷間引抜に際して臭気が少なく焼付きの発生
がなく、更に引抜加工後の被加工材の表面の仕上
りが極めて優れている。

Claims

【特許請求の範囲】１炭素鋼、合金鋼の線材、棒材または管材を酸
洗処理したのち、該材料表面に、硫黄分が30％
（重量％以下同じ）以上のジアルキルポリサルフ
アイドの５〜40％と、油脂とオレフインとの化合物であつて該化合物
中に硫黄分が15％以上結合したもの不飽和高級脂肪酸と不飽和高級アルコールとの
高級エステル化合物であつて該化合物中に硫黄分
が15％以上結合したものおよび高級エステル化合物とオレフインとの化
合物であつて該化合物中に硫黄分が15％以上結合
したものから選ばれる１種または２種以上の化合物の20
〜70％と、油脂、合成油、鉱物油および高級脂肪酸から選
ばれる１種または２種以上のベース油と、ポリイ
ソブチレン系増粘剤、オレフイン共重合体系増粘
剤およびポリメタクリレート系増粘剤から選ばれ
る少なくとも１種以上の増粘剤とから成り立ち且
つ粘度が20℃で100〜3000センチポイズである潤
滑油を塗油して冷間引抜き加工を行うことを特徴
とする冷間引抜き潤滑方法。２硫黄分が30％以上のジアルキルポリサルフア
イドが、アルキル基の炭素数が６〜12のジアルキ
ルポリサルフアイドである、特許請求の範囲第１
項の冷間引抜き潤滑方法。３油脂とオレフインとの化合物であつて該化合
物中に硫黄が15％以上結合したものが、油脂がナ
タネ油、綿実油、キリ油、ラード油、牛脂、チキ
ン油の何れかあるいは２種以上の混合油であり、
オレフインが炭素数が６〜12のオレフインである
化合物であり、又不飽和高級脂肪酸と不飽和高級アルコールとの
高級エステル化合物であつて該化合物中に硫黄分
が15％以上結合したものが、不飽和高級脂肪酸が
炭素数が14〜22の不飽和高級脂肪酸であり、不飽
和高級アルコールが炭素数が14〜22の不飽和高級
アルコールである高級エステル化合物であり、又
高級エステル化合物とオレフインとの化合物であ
つて該化合物中に硫黄分が15％以上結合したもの
が、高級エステル化合物が炭素数が14〜22の不飽
和高級脂肪酸と炭素数が14〜22の不飽和高級アル
コールよりなる高級エステル化合物であり、オレ
フインが炭素数が６〜12のオレフインである化合
物である、特許請求の範囲第１項または第２項の
冷間引抜き潤滑方法。４酸洗処理が、酸洗−水洗−中和−乾燥の工程
からなる酸洗処理である、特許請求の範囲第１項
または第２項または第３項の、冷間引抜き潤滑方
法。