JPS62236896A - 鉄又はその合金の冷間引抜き潤滑方法 - 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、潤滑油を用いる鉄又はその合金からなる線又
は管の冷間引抜き加工における潤滑方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 鉄又はその合金の冷間引抜き加工においては、金型工具
と金属材料の摩擦や摩耗の低減及び焼付きによるキズ発
生防止を図るため潤滑が必要である。

従来、鉄又はその合金からなる線又は管を冷間引抜き加
工するに際し、高加工度（断面減少率３０％以上）の場
合、鉄鋼材料表面にりん酸塩皮膜を化成しその上に石ｔ
Ｊん処理をした潤滑処理法が主に行われてきた。りん酸
塩処理は通常７５〜８５℃で処理されているが、近年エ
ネルギー消費の低減が重要な課題となっており、低温処
ｙ１！薬剤の開発が進められている。しかし処理液の低
湿化は鉄鋼材料表面との反応性が低下するため難しく、
現況では５０〜６０℃が限度である。又、石けん処理も
７５〜８５℃で行われており、これによるエネルギー消
費も大きい。りん酸塩処理工程は次表−１の如く８工程
あり、処理時間が長い。

表　１　　りん酸塩処理工程 又、高級仕上げの場合、冷間加工後の製品の表面グレー
ドの向上が必要となっているが、りん酸塩処理は、化学
反応により鉄鋼材料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。

従って表面グレードの向上を図る場合は、極圧添加剤、
例えば、硫黄系のものとして硫化鉱油、硫化脂肪酸、硫
化油脂（Ｔａ黄分１０〜２０％）、ジベンジルサルファ
イド、ボリフエニレンサルフフイドを含んだ潤滑油を使
用しているが、これらは低加工度では伸線又は伸管出来
るものの、高加工度では油膜強度が不足し焼イ］きが発
生して金型工具や被加工材料にきづが発生する問題があ
る。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明は、鉄又はその合金の線又は管についての高加工
度（断面減少率３０％以上）冷間引抜き潤滑処理工程に
おける省エネルギー、処理工程の短縮、及び冷間加工後
の前記被加工物の表面グレードの向上を目的としている
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、次表−２の■稈にて処理することにより前記
目的を達成させることが出来る。

表−２本発明が適用されるＴＩＵ滑処卵処理工程第１明
は、上記表の潤滑油処理工程における潤滑油はベース油
１０〜６０重量％と、低温痩分解型硫黄系極圧添加剤１
０〜６０重量％と増粘剤３５重量％以下を混合して、４
０℃で粘度が１００〜５０００ｃｐになるように調整さ
れた潤滑油を用いる。ベース油としては、鉱物油、動植
物油脂、合成油、脂肪酸などが挙げられる。

鉱物油としては、例えばマシン油が挙げられ、油脂とし
ては例えば菜種油、ラード油、Ｖシ油、ヒマシ油、牛脂
等が挙げられる。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、■ルカ酸などが挙げら
れる。次に、合成油としては、例えばジオクヂルセバケ
ート、ペンタエリスリトール誘導体等を挙げることがで
きる。

増粘剤としては、平均分子間５，０００〜３００．００
０のポリイソブチレン系、平均分子間１０，０００〜１
．０００，０００才レフイン共重合体系（エヂレンープ
ロピレンーブチレン系）、平均分子ｆｆｉ　２０．００
０〜１．５００，０００のポリメタクリレート系が挙げ
られる。

好ましいのは、ポリメタクリ１ノート系である。

ポリメタクリレートは、−・般式 からなる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。

前記構造式における極性基の極性上ツマ−としてはジエ
チルアミノエチルメタクリレ−ｈ（Ｉ＞、２−メチル−
５−ビニルピリジン（Ｉ）などのアミン、Ｎ−ビニルピ
ロリジノン（Ｉ［［）などのアミドポリアルキレングリ
コールエステル（ＩＶ）や無水マレイン酸（Ｖ）がある
。本発明における低湿度分解型硫黄系極圧添加剤として
のジアルキルポリサル□ファイドは、アルキル基として
、プロピレンの３量体、４吊体、５量体を用いてこれに
硫黄を３〜８分子反応させたものである。一般式はＲｙ
−（Ｓ）ｘ−Ｒｚである。この化合物中の硫黄含有量が
２５〜５０重量％が良好でありプロピレンと硫黄の比率
を下記表−３に示す。

表−３ −〇　　− 第２の発明は、前記第１の発明の潤滑油成分に、高温度
分解型硫黄系極圧添加剤を添加する。

つまり、ベース油１０〜６０重量％と低湿度分解型硫黄
系極圧添加剤１０〜６０重量％と、高温度型硫黄系極圧
添加剤２０〜６０重量％と増粘剤３５％以下を混合して
粘度が４０℃で１００〜５，０ＯＯｃｐになるように調
整された潤滑油である。

高温度分解型硫黄系極圧添加剤は、硫化油脂系であり、
油脂としては、植物油として、なたね油、綿実油、動物
油として、ラード油、牛脂、マツコラ油、オレンジラフ
イー油などがあり、硫黄の含有量は１０〜２０重量％で
ある。

第３の発明は、前記第１の発明及び第２の発明における
増粘剤を除いた潤滑油成分に、タルク粉末（３５０ｍｅ
ｓｈパス）を添加したものである。

ベース油１０〜６０重量％、低温度分解型硫黄系極圧添
加剤１０〜６０重量％、高温度分解型硫黄系極圧添加剤
２０〜６０重量％、タルク１０〜４０重量％を混合して
粘度が４０℃で１００〜５，０ＯＯｃｐになるように調
整された潤滑油である。

タルクは５ｔＯ２とＭ（１０との化合物であり、粒度は
３５０メツシュパスが良好であり、平均粒径は、１０μ
以下がよい。

本発明における酸洗液は、５〜２０％硫酸水溶液、５〜
２０％塩酸水溶液、５〜２０％す／Ｖ酸水溶液等を用い
る。酸洗液温度は、硫酸水溶液の場合３５〜６０℃、塩
酸水溶液の場合常温〜４０℃、りん酸水溶液の場合３５
〜６０℃で用い、処理時間は被処理物表面の金属及びス
ケールが除去出来る時間が必要であるが、普通１０〜３
０分の浸漬を行う。

本発明における中和液は、０．２〜５％苛性ソーダ水溶
液、０．２〜５％炭酸ソーダ水溶液、０．２〜５％１ａ
Ｍソーダ水溶液、０，２〜５％りん酸ソーダ水溶液、０
．２〜１０％石灰水溶液等を用いる。処理温度は常温〜
９０℃で用い、５秒〜５分間浸漬する。

潤滑油の塗油方法は、浸漬法、流しかけ法、スプレー法
などにより行う。

［作　用］ 本発明における潤滑油中のベース油は滑り性について効
果があり、配合割合が１０重量％未満になると滑り性が
低下して、よくない。

又６０％を超えると他の成分が減少するため、耐焼付ぎ
性が低下するため、よくない。好ましくは１０〜３０％
であり、なたね油が好ましい。

増粘剤の作用効果は、高粘度にした方が、工具と被加工
材の間に潤滑油が持込まれやすくなり、滑り性及び耐焼
付き性も向上する。

粘度が４０°Ｃで１００Ｃｐ未満の場合■貝と被加工材
の間への潤滑油の持込み量が少なりイ【つてよくないた
め、増粘剤を混合する。

粘度が４０℃で５，０００ｃｐより高くなると、潤滑油
の持込み吊が多くなって潤滑性は向上するが、材料への
塗布性や、取扱いが困難となり作業性が低下するため、
よくない。好ましい増粘剤の添加量は、１０〜２５重量
％で重量、粘度は４０℃で５００〜１゜５００ｃｐが好
ましい。工具と被加工材の境界潤滑領域では油膜が薄く
なり又、高温度となるため焼付き易くなる。このため硫
黄系極圧添加剤を用いて、被加工材表面にせん断力の低
いＦｅＳ、Ｆｅ２５などの皮膜を形成させて焼付きの防
止を図っている。冷間用■の条件が軽度の場合（例えば
加工速度が遅い、加工度が低いなど）液加ＩｔＪ表面の
温度が高くならないため、低温度で分解して反応する極
圧添加剤が必要１ある。

第１の発明における低温度分解型硫黄系極圧添加剤とし
てのジアルキルポリサルファイドの分解温度は、１６０
〜２８０℃であり２３０℃で最大量が分解される。従っ
て１６０〜２３０℃の低温疾域で鉄と硫黄の化合物を形
成する。

ジアルキルサルファイドと鉄との反応性は、硫黄分が多
い方がよく、硫黄分として、分子中に２５重量％以上の
ものが優れている。分子中の硫黄分が２５重量％未満で
は、低温ｍにおいて、鉄との反応性が低下して焼付きや
すい。又５０重量％を超えると化合物が不安定となるた
めよくない。

ジアルキルポリサルファイドの潤滑油への配合割合いが
１０重量％未満になるとＦｅ８％Ｆｅ２５の生成量が少
ないため焼付きやすい。又６０重量％を超えると悪臭が
強くなり作業環境が悪くなり作業性が低下する。好まし
くは、３０〜５０重量％である。

第２の発明においては、低温度分解型硫黄系極圧添加剤
と高温度分解型硫黄系極圧添加剤を併用することにより
、低温度から高温面領域の潤滑をカバーすることが出来
、焼付き防止が数段によくなった。

すなわち、冷間加工の条件が強度の場合（加工速度が速
く、加工度が高い等）、被加工材表面の温度が高くなる
ため工具と被加工材の間に持込まれた低温度分解型硫黄
系極圧添加剤は鉄又はその合金の境界面に達する前に分
解されてしまい、効果が少なくなる。′このため、高温
度分解型硫黄系極圧添加剤を用いることにより高温度で
も効果的に潤滑をスムーズにすることが可能となった。

高温度分解型硫黄系極圧添加剤としての硫化油脂は、そ
の分解温度が２２０〜３６０℃の範囲であり、２８０℃
で最大量が分解され高温度域で鉄と硫黄の化合物を形成
する。

分子中の硫黄含有比率としては、１０〜２０重量％が良
好であり、硫黄分の多い方が鉄との反応性がよい。

高温度分解型硫黄系極圧添加剤の潤滑油への配合割合い
が２０重間％未満になると高温度においてＦｅＳ、Ｆｅ
２５の生成量が少ないため、焼付きやずい。６０重量％
を超えると悪臭が強くなり、作業性が低下する。好まし
くは２５−４５重間％である。

他の極圧添加剤（Ｐ、ＣＪ））の添加をこばむものでは
ない。

第３の発明は、前記第１及び第２の発明の増粘剤を除い
てタルクを配合することである。

タルクは、固体潤滑剤としての働きがあり、■貝と被加
工材の間に持込まれて、直接の接触を防止して、耐焼付
き性の向上を図った。

これは無機化合物のため、高温になっても分解しないた
め、特に高温度の領域において効果がある。又この配合
により、増粘するため、増粘剤を使用しなくてもよい。

タルクの配合割合が、１０％未満では、粘度も低下し、
又、■貝と被加工材の接触防止効果が少ない。

４０％を超えると粘度が高くなりすぎ作業性が低下して
よくない。

好ましいのは２０−３０％である。又タルク以外の固体
潤滑剤の添加をこばむものではない。

実施例　１〜３ 表−５の潤滑油を用いて５ＩＩＪ−２のシームレスパイ
プの冷間引抜き加工を表−４の引抜き条件によって行っ
た。

この結果表−８に示Ｊ如くパイプの焼付き発生はなく潤
滑性は良好であり引扱き後のパイプの表面粗さも低い値
となり高級な仕上げに適していた。

表−４引扱き条件 表−５潤滑油組成 （単位二重量パーセント） 一　　１６　　一 実施例　４〜６ 表−５の潤滑剤を夫々用いて、Ｓ　−７０Ｃの高炭素鋼
線材の伸線を表−６の伸線条件によって行った。この結
果は、表−９に示す如く３パス目の伸線条件が１．８８
φ→１．７２φ（１６％）でも焼付きの発生はなく、い
ずれも潤滑性が良好であった。

表−６伸線条件 比較例　１〜２ 表−７の潤滑剤を用いて、実施例１と同様の５ＵＪ−２
のシームレスパイプを表＝４の引複き条件によって冷間
引抜き加工を行った。この結果表−９に示す如く、ダイ
スの焼付きが発生した。

比較例　３〜６ 表−７の組成の潤滑剤を夫々用いて実施例４と同様のＳ
　−７０Ｇの高炭素鋼線材の伸線を表−６の仲線条性に
よって行った。

この結果表−９に示す如く、２パス後３パス目で焼付き
が発生した。特に比較例６においては１パス１２パス目
で焼付きが発生した。

表−７比較潤滑油組成 （！１１位：重吊軍部セント） 一　　１９　− 表−８冷間引抜き加工 表−９伸線試験 ＮＧ：焼付き発生 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る潤滑方法によれば、線
又は管の断面減少率が３０％以上の冷間引抜き加工に際
しても油膜強度が充分で焼付きが発生せず、しかも処理
工程及び処理時間が著しく短縮され作業能率が大巾にア
ップすると共に使用される処理液即ち潤滑油組成物を常
温で使用できるので省エネルギーに大いに寄与するとい
う種々の優れた効果を奏する。

更に、断面減少率が３０％を超えて冷間加工されても、
表面粗度が低下するわけではなく、又素材も腐食しない
ので処理製品の表面のグレードアップが図れるという優
れた効果も奏する。

特許出願人　日本パー力ライジング株式会社同　　住友
金属工業株式会社

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄又はその合金からなる線又は管の断面減少率が
   ３０％を以上に冷間引抜き加工されるに際し、その線又
   は管を酸洗した後ベース油１０〜６０重量％と、低温度
   分解型硫黄系極圧添加剤のジアルキルポリサルファイド
   １０〜６０重量％と増粘剤３５重量％以下とを混合し、
   ４０℃で粘度が１００〜５０００センチポイズ（ｃｐ）
   になるように調整した潤滑油を用いることを特徴とする
   鉄又はその合金の冷間引抜き潤滑方法。
2. （２）鉄又はその合金からなる線又は管を断面減少率が
   ３０％以上に冷間引抜き加工するに際し、その線又は管
   を酸洗した後、ベース油１０〜６０重量％と低温度分解
   型硫黄系極圧添加剤のジアルキルポリサルファイド１０
   〜６０重量％と、高温度分解型硫黄系極圧添加剤２０〜
   ６０重量％と増粘剤３５重量％以下とを混合し、４０℃
   で粘度が１００〜５０００センチポイズになるように調
   整した潤滑油を用いることを特徴とする鉄又はその合金
   の冷間引抜き潤滑方法。
3. （３）鉄又はその合金からなる線又は管を断面減少率が
   ３０％以上に冷間引抜き加工するに際し、その線又は管
   を酸洗した後ベース油１０〜６０重量％と、低温度分解
   型硫黄系極圧添加剤のジアルキルポリサルファイド１０
   〜６０重量％と、高温度分解型硫黄系極圧添加剤２０〜
   ６０重量％と、タルク粉末（３５０メッシュパス）１０
   〜４０重量％を混合して、４０℃で粘度が１００〜５０
   ００センチポイズになるように調整した潤滑油を用いる
   ことを特徴とする鉄又はその合金の冷間引抜き潤滑方法
   。
4. （４）潤滑油成分のベース油は、鉱物油、動植物油、合
   成油、高級脂肪酸などから選ばれたものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項記載の
   鉄又はその合金の冷間引抜き潤滑方法。
5. （５）潤滑油成分の低温度分解型硫黄系極圧添加剤のジ
   アルキルポリサルファイドの一般式は、下記の如くであ
   り、 Ｒ＿ｙ−（Ｓ）＿ｘ−Ｒ＿ｚ 式中Ｒはプロピレン基を示し、ｙ及びｚは３〜５であり
   、 これに硫黄（Ｓ）を反応させたものであり、ｘの量が３
   〜８で硫黄含有量が２５重量％〜５０重量％であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項記
   載の鉄又はその合金の冷間引抜き潤滑方法。
6. （６）潤滑油成分の高温度分解型硫黄系極圧添加剤は硫
   化油脂系であり、油脂としては、植物油としてなたね油
   、綿実油等があり、動物油として、ラード油、牛脂、オ
   レンジラフィー油（魚の種類）などがあり硫黄の含有量
   が１０〜２０重量％であることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項、第３項記載の鉄又はその合金の冷間引抜き
   潤滑方法。
7. （７）潤滑油成分の増粘剤は、ポリイソブチレン、オレ
   フィン共重合体、ポリメタクリレートなどであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項記載の鉄又は
   その合金の冷間引抜き潤滑方法。