JPH0739585B2

JPH0739585B2 - 金属加工潤滑剤

Info

Publication number: JPH0739585B2
Application number: JP2170877A
Authority: JP
Inventors: 裕滋村田; 淳一浅見; 和雄森河
Original assignee: Tokyo Metropolitan Government
Current assignee: Tokyo Metropolitan Government
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0457891A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、線材やパイプ材の引抜き加工や薄板の深絞り
加工のような塑性変形による加工に使用される金属加工
潤滑剤であって、特に、チタン材のような焼付きの大き
い難加工材の加工に最適な金属加工潤滑剤に関する。

［従来の技術］従来、金属の引抜き加工や絞り加工では、主に鉱物油，
動物油，植物油等に、油性向上剤や極圧剤等を適宜加え
た潤滑油が使用されている。

［発明が解決しようとする課題］上記、従来の潤滑油にあっては、潤滑性能として一応の
評価は得ているものの、チタン材，ステンレス鋼やニッ
ケル基，クロム基，コバルト基等の超合金，その他の難
加工材料の加工に対応できるまでの潤滑性能が無い。こ
のため、上記難加工材の加工に従来の潤滑油を使用する
と、加工材と金型・工具との焼付きが生じ易く、高品質
の製品加工が難しいといったことや、金型・工具等の寿
命も短く生産性が悪いといった問題がある。

本発明は、上記点に鑑み潤滑性能を向上させ、難加工材
の加工性の向上と製品の高品質化を図ることを課題とし
た金属加工潤滑剤を提供するものである。

［課題を解決するための手段］本発明者は上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、銅
及び銅合金がチタン材との摩擦状態において他の金属に
比較してはるかに親和性が小さい（焼付けが生じ難い）
ことを見出して銅を利用することに着目し、本発明を完
成するに至った。

即ち本発明は、潤滑油に20μ〜180μの大きさの銅をコ
ーティングしたグラファイト粒子、銅をコーティングし
た二硫化モリブデン粒子のいずれか１種又は２種をその
容積において１〜６％添加した構成とした。

［作用］本発明によれば、潤滑油に添加した銅をコーティングし
たグラファイト粒子、銅をコーティングした二硫化モリ
ブデン粒子のコーティング材である銅が耐焼付き性とな
じみ性を有し、この銅が高い耐荷重性を発揮し、かつグ
ラファイト、二硫化モリブデンの潤滑性により潤滑性能
が向上し、そして金属材料と金型・工具との間に入った
銅が両者の直接接触を防止するので、金属材料と金型・
工具との間で焼付きを防止し、高精度の加工を容易にす
る。

［実施例］以下、本発明の実施例を説明する。

本発明は、潤滑油に、銅をコーティングしたグラファイ
ト粒子、銅をコーティングした二硫化モリブデン粒子の
いずれか１種又は２種を添加したものからなる。

上記潤滑油にあっては、従来金属加工用として使用され
ている潤滑油であればよく、特に限定されるものではな
い。

また、銅合金としては、黄銅，リン青銅，鉛青銅，ケル
メット，アルミニウム青銅が主に使用される。また、銅
をコーティングしたグラファイト及び二硫化モリブデン
にあっては、コーティングした銅の厚さが５μ以上であ
ることが好ましい。

また、上記銅粉，銅合金粉，銅をコーティングしたグラ
ファイトや二硫化モリブデンの粒子は、立体的（塊状）
な形状をもち、その大きさは20μ〜180μであることが
好ましい。

また、潤滑油に、銅をコーティングしたグラファイト粒
子、銅をコーティングした二硫化モリブデン粒子のいず
れか１種又は２種を添加する添加量にあっては、その容
積において１〜６％であり、これは銅をコーティングし
たグラファイト、銅をコーティングした二硫化モリブデ
ンの１種又は２種を添加した潤滑油が、金属加工物の表
面に付着可能な粘度を保有し、かつ金属加工潤滑剤とし
て耐焼付き性となじみ性を有し、そして経済的な面から
も最適な範囲である。

次に、本発明を使用した金属板の加工試験の結果を示
し、本発明の特徴を例証する。

試験方法（１）被加工材試験に用いた被加工材は、厚さ1.0mmの純チタン板であ
る。

純チタンは常温において稠密６方晶の結晶体であり、焼
付きが生じ易く加工性はあまりよくない。

（２）金型工具鋼金型を使用した。

（３）潤滑剤潤滑油（基油）は従来一般に金属加工用として使用され
ている、塩素系および硫黄系化合物を主添加剤とした市
販油を用いた。

この潤滑油を基油にして、銅粉，銅をコーティングした
グラファイト，銅をコーティング二硫化モリブデン、ま
た比較例としてグラファイト，二硫化モリブデンを、容
積量で５％をそれぞれ単独で加えた５種類の潤滑剤を試
験に供した。

（４）加工条件および分析先ず、被加工剤のチタン板を円形（ブランク）に打抜
き、これを旋盤で所定の大きさに切削加工した。これら
の円形のチタン板を工具銅で深絞り加工を行い加工性に
及ぼす潤滑油の影響を調べた。

次に、その結果をもとに絞り比1.875（ブランク直径:6
0.mm）の一定の大きさのブランクを用いて、同一条件で
30枚の深絞り加工を行い、そのときの最大絞り力の変化
を測定した。また、加工品の表面状態は表面粗さ計、走
査型電子顕微鏡（SEM）および金属顕微鏡で観察した。
被加工物の金型への焼付き状態は、SEMのエネルギー分
散で面分析した。

試験結果（１）深絞り加工性第１図は工具鋼金型を用いて加工したとき、銅粉を添加
した潤滑剤の加工性に及ぼす潤滑剤の影響を示す。

すなわち、この図に示された試験結果によれば、基油に
おける限界絞り比は1.875であるのに比較して、二硫化
モリブデンを加えた潤滑剤では1.900（ブランク径:60.8
mm）でわずかながら向上がみられる。グラファイトを加
えた潤滑剤では限界絞り比は2.00（ブランク径:64.0m
m）になる。これに対し、銅粉を加えた潤滑剤では限界
絞り比が2.050（ブランク径:65.6mm）に達する。この値
は基油に比べて７段階、ブランク径では60.0mmから65.6
mmまで大きな加工ができ、明かに銅粉を添加したことに
よる効果が認められる。

第２図はグラファイトおよび銅をコーティングしたグラ
ファイトを添加した潤滑剤の加工性に及ぼす影響を示
す。

すなわち、この図に示された試験結果によれば、グラフ
ァイト粉末を添加えた潤滑剤では、限界絞り比が2.000
（ブランク径:64.0mm）であったが、銅をコーティング
したグラファイトを添加した潤滑剤では2.050（ブラン
ク径;65.6mm）で加工性の向上がみられ、明かに銅をコ
ーティングしたグラファイトを添加したことによる効果
が認められる。

第３図は二硫化モリブデンおよび銅をコーティングした
二硫化モリブデンを添加した潤滑剤の加工性に及ぼす影
響を示す。

すなわち、この図に示された試験結果によれば、二硫化
モリブデンを添加した潤滑剤では、限界絞り比が1.900
（ブランク径:60.8mm）であるが、銅をコーティングし
た二硫化モリブデンを添加した潤滑剤では2.050（ブラ
ンク径:65.6mm）で加工性の向上がみられ、明かに銅を
コーティングした二硫化モリブデンを添加したことによ
る効果が認められる。

以上のように一般市販油（基油）に銅をコーティングし
たグラファイト粒子、銅をコーティングした二硫化モリ
ブデン粒子を添加すると、加工性が著しく向上すること
が認められた。

（２）最大絞り力の変化第４図は工具鋼金型で加工した時、銅粉を添加した潤滑
剤の最大絞り力の変化に及ぼす影響を示す。

この図に示された試験結果によれば、各潤滑剤とも金型
面にまだ焼付きの無い状態である１個目での加工では絞
り力が小さい。２個面以後では著しく増加する。市販油
（基油）で最大絞り力が最も大きく、約4.7〜4.3tonfの
範囲で変化する。次いで二硫化モリブデンを添加した潤
滑剤で約4.6〜4.3tonfで加工が行われる。グラファイト
を添加した潤滑剤では、約4.0〜3.8tonfの範囲で加工が
行われる。これに対し、銅粉を添加した潤滑剤）では約
4.0〜3.8tonfの範囲で加工が行われる。

即ち、グラファイトを添加した潤滑剤と銅粉を添加した
潤滑剤で最大絞り力が著しく低下し、平均すると銅粉を
添加した潤滑剤で絞り力の低下が最も大きいことが認め
られる。

第５図はグラファイトを添加した潤滑剤と銅をコーティ
ングしたグラファイトを添加した潤滑剤で加工した時
の、最大絞り力の変化を示す。

この図に示された試験結果によれば、市販油（基油）で
加工した時には平均約4.5tonf程度、グラフィイトを添
加した潤滑剤では3.9tonf程の絞り力で加工が行われ
る。これに対し、銅をコーティングしたグラファイトを
添加した潤滑剤では３箇所突起しているものを除くと、
3.9〜3.8tonf程度の絞り力で加工されることが認められ
る。

第６図は二硫化モリブデンを添加した潤滑剤と銅をコー
ティングした二硫化モリブデンを添加した潤滑剤加工し
た時の、最大絞り力の変化を示す。

この図に示された試験結果によれば、市販油（基油）と
二硫化モリブデン添加の潤滑剤では、最大絞り力が約4.
7〜4.3tonfで加工が行われ両者の間で顕著な違いは無
い。これに対し、銅をコーティングした二硫化モリブデ
ン添加の潤滑剤では約3.8tonfで加工され、およそ0.5to
nfの低下が認められる。

以上のように、最大絞り力の低下は、銅をコーティング
したグラファイト、および銅をコーティングした二硫化
モリブデンを添加した潤滑剤で、その効果が認められ
た。

（３）加工面の表面粗さ第７図は銅粉を添加した潤滑剤の加工面の表面粗さに及
ぼす影響を示す。

この図に示された試験結果によれば、各潤滑剤とも加工
数が増加するに従い表面粗さの大きさは増加の傾向にあ
り、市販油（基油）を使用した時に最も大きく、30個目
で約6.7μｍ、グラファイト及び二硫化モリブデン添加
の潤滑剤ではそれよりやや小さい。また、銅粉を添加し
た潤滑剤では最も小さく、30個目で約6.2μｍとなるこ
とが認められる。

第８図はグラファイト添加の潤滑剤及び銅をコーティン
グしたグラファイトを添加した潤滑剤で加工した時の表
面粗さに及ぼす影響を示す。

この図に示された試験結果によれば、銅をコーティング
したグラファイトにおける加工面の粗さは市販品やグラ
ファイトを加えた潤滑剤より小さく約6.35μｍであるこ
とが認められる。

第９図は二硫化モリブデン添加の潤滑剤及び銅をコーテ
ィングした二硫化モリブデンを添加した潤滑剤で加工し
た時の加工面の表面粗さに及ぼす影響を示す。

この図に示された試験結果によれば、市販品（基油）に
比べ二硫化モリブデン添加の潤滑剤ではわずかにその効
果がみられ30個目の値は6.6μｍ程である。これに対
し、銅をコーティングした二硫化モリブデンでは5.9μ
ｍであることが認められる。

以上のように加工面の表面粗さに及ぼす潤滑剤の影響は
銅をコーティングした二硫化モリブデンを添加したもの
である時に最も小さく、銅をコーティングしたグラファ
イトにも、その効果が認められ、コーティング材である
銅と潤滑性のある二硫化モリブデン、グラファイトが有
効に関与していることがわかった。

［発明の効果］以上のように、本発明に係る潤滑剤によれば、金属加工
した時に、従来の潤滑油に比べ、加工性が良く、最大絞
り力の変化が小さいので、金属の引抜き加工や絞り加工
のような塑性変形による加工を容易に行うことができ、
そして加工面の表面の粗さが小さく高精度の加工を行う
ことができ、更には、従来の潤滑油では加工が困難視さ
れていた、チタン材のような焼付きの大きい難加工材で
あっても容易に且つ高精度の加工をすることができる
等、金属加工潤滑剤として優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は銅粉添加の潤滑剤の深絞り加工性に及ぼす影響
を示す特性図、第２図は銅をコーティングしたグラファ
イト添加の潤滑剤の深絞り加工性に及ぼす影響を示す特
性図、第３図は銅をコーティングした二硫化モリブデン
添加の潤滑剤の深絞り加工性に及ぼす影響を示す特性
図、第４図は銅粉添加の潤滑剤の最大絞り力の変化に及
ぼす影響を示す特性図、第５図は銅をコーティングした
グラファイト添加の潤滑剤の最大絞り力の変化に及ぼす
影響を示す特性図、第６図は銅をコーティングした二硫
化モリブデン添加の潤滑剤の最大絞り力の変化に及ぼす
影響を示す特性図、第７図は銅粉添加の潤滑剤の加工面
の表面粗さに及ぼす影響を示す特性図、第８図は銅をコ
ーティングしたグラファイト添加の潤滑剤の加工面の表
面粗さに及ぼす影響を示す特性図、第９図は銅をコーテ
ィングした二硫化モリブデン添加の潤滑剤の加工面の表
面粗さに及ぼす影響を示す特性図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｎ 10:12 20:06 Ａ 40:24 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潤滑油に20μ〜180μの大きさの銅をコー
ティングしたグラファイト粒子、銅をコーティングした
二硫化モリブデン粒子のいずれか１種又は２種を、その
容積において１〜６％添加してなる金属加工潤滑剤。