JP2000178574A - 脱脂性に優れた潤滑アルミニウム合金板 - Google Patents

脱脂性に優れた潤滑アルミニウム合金板

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JP2000178574A
JP2000178574A JP35426498A JP35426498A JP2000178574A JP 2000178574 A JP2000178574 A JP 2000178574A JP 35426498 A JP35426498 A JP 35426498A JP 35426498 A JP35426498 A JP 35426498A JP 2000178574 A JP2000178574 A JP 2000178574A
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Kaoru Ueda
薫 上田
Hideo Ito
秀男 伊藤
Tsutomu Usami
勉 宇佐見
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑油を使用することなしにプレス成形が可能
であり、脱脂性も兼ね備え、鋼板のプレス成形ラインが
そのまま適用し得る脱脂性に優れた潤滑アルミニウム合
金板を提供する。 【解決手段】 (式中、R1 はアルキル基、R2 は水素原子あるいはメ
チル基)で表されるカルボン酸とアミンとの塩を必須成
分とする組成物をアルミニウム合金板の表面に塗布す
る。上記のカルボン酸は、R1 が炭素数8〜18のアル
キル基であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱脂性に優れた潤
滑アルミニウム合金板に関し、詳しくは、自動車のボデ
ィパネル、家電製品、建材、器物等のプレス成形品用、
特に自動車のボディパネル用として好適に使用される潤
滑アルミニウム合金板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用のボディパネルとして
は、冷延鋼材が主に使用されてきたが、燃費の向上を図
るための軽量化の一環として、アルミニウム合金板が使
用されるようになってきた。ボディパネルをプレス成形
する場合、冷延鋼材においては、プレス成形を円滑に行
うために予め潤滑油を塗布する。使用する潤滑油として
は、後の塗装工程を考慮して脱脂し易い低粘度の洗浄防
錆油が適用されている。
【0003】これに対して、アルミニウム合金板の場合
は、冷延鋼材に比べて成形性が劣るため、例えば、ドア
の内板のような複雑な形状のものを成形する場合には、
上記低粘度の洗浄防錆油を使用してもプレス割れを起こ
すことがある。プレス割れを防止するために、プレス成
形時にアルミニウム合金の金型への流入量を多くするた
め、アルミニウム合金板にプレス油と呼ばれる高粘度油
を塗布したり、また、アルミニウム合金板にポリ塩化ビ
ニルフィルムを貼り付けたりする等の手段が講じられて
いた。
【0004】しかしながら、高粘度油を使用する方法
は、潤滑性が向上してプレス割れを防止できるが、脱脂
工程で十分にプレス油を除去するのが困難である。ま
た、フィルムを使用する方法はプレス割れを防止できて
も、プレス成形時にポリ塩化ビニルフィルムが破損して
金型に付着し易く、その剥離作業が必要となる等煩わし
い問題が生じ、いずれも量産に適したものとはいえな
い。
【0005】このような不都合な点を解消するものとし
て、本出願人は、上記の洗浄防錆油等の低粘度油を用い
ても良好な潤滑性が得られ、かつ脱脂性を損ねることな
く、円滑にプレス成形できる成分として、高級脂肪酸の
アルカリ金属塩又は低・中鎖脂肪酸のアルカリ金属塩が
有効であることを解明し、その成分を表面に塗布した自
動車ボディパネル用アルミニウム合金板を提案した(特
公平7−103389号公報、特開平5−279775
号公報)。
【0006】しかしながら、これらのアルミニウム合金
板においても、高級脂肪酸のアルカリ金属塩又は低・中
鎖脂肪酸のアルカリ金属塩をアルミニウム合金板に塗布
乾燥したものは、プレス成形に際して、通常の潤滑油、
例えば、上記低粘度の洗浄防錆油を使用すれば、アルミ
ニウム合金板自体の成形性不足に起因するプレス割れを
防止でき、脱脂性も損なわないものの、やはり潤滑油を
使用しなければならず、潤滑油の塗布作業を伴うためプ
レス工程の能率向上、プレス設備周辺の作業環境の清浄
化などの点で問題が残る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ム合金板をプレス成形、特に自動車ボディパネルとして
プレス成形する場合における上記従来の問題点を解消す
るためになされたもので、その目的は、冷延鋼材用のプ
レス設備や洗浄防錆油を変更する必要がなく、特に潤滑
油を使用しなくても、潤滑性が良好でプレス割れを生じ
ることがなく、脱脂性(洗浄性)も兼ね備えた脱脂性に
優れた潤滑アルミニウム合金板を提供することにある。
自動車用ボディパネルの製造ラインにおいては、特にア
ルミニウム合金板用のラインを設けることなく、従来の
冷延鋼材用成形ラインにおいてプレス成形が可能とな
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の請求項1による脱脂性に優れた潤滑アルミ
ニウム合金板は、下記の化学式で表されるカルボン酸と
アミンとの塩を必須成分とする組成物をアルミニウム合
金板の表面に塗布したことを特徴とする。 (式中、R1 はアルキル基、R2 は水素原子あるいはメ
チル基)
【0009】本発明の請求項2による脱脂性に優れた潤
滑アルミニウム合金板は、前記の化学式で表されるカル
ボン酸は、R1 が炭素数8〜18のアルキル基であるこ
とを特徴とし、請求項3によるアルミニウム合金板は、
その表面に生成した酸化皮膜及び油脂を除去したもので
あることを特徴とする。
【0010】前記カルボン酸は、上記の化学式を有する
ものであれば良いが、この化学式中、R1 のアルキル基
における炭素数は、8〜18の範囲にあるものが好まし
い。炭素数が7以下ではアミンとの中和反応により得ら
れる塩の潤滑性が低下し、炭素数が18以上では潤滑性
が低下するとともに、得られた塩は水への溶解性が低下
するため、水に溶解させて水溶液としてアルミニウム合
金板にロールコート法により連続して塗布することが難
しくなる。
【0011】前記化学式中、R1 のアルキル基における
炭素数が8〜18の範囲にあるカルボン酸としては、次
のようものが挙げられる。すなわち、オクチルチオプロ
ピオン酸、2−エチルヘキシルチオプロピオン酸、デシ
ルチオプロピオン酸、ドデシルチオプロピオン酸、テト
ラデシルチオプロピオン酸、ヘキサデシルチオプロピオ
ン酸、オクタデシルチオプロピオン酸、オクチルチオ−
2−メチル−プロピオン酸、(2−エチルヘキシル)チ
オ−2−メチル−プロピオン酸、デシルチオ−2−メチ
ル−プロピオン酸、ドデシルチオ−2−メチル−プロピ
オン酸、テトラデシルチオ−2−メチル−プロピオン
酸、ヘキサデシルチオ−2−メチル−プロピオン酸、オ
クタデシルチオ−2−メチル−プロピオン酸等である。
【0012】前記アミンは、特に限定されないが、例え
ば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1,3プ
ロパンジオール、2−アミノ−2−ヒドロキシル−1,
3プロパンジオール、1−アミノ−2−エチル−1,3
プロパンジオール等が挙げられる。これら例示のアミン
は、カルボン酸との中和反応で得られる塩として好適に
使用される。得られた塩に、潤滑性、脱脂性、水溶解性
等を損なわない範囲内で、極圧添加剤、油性向上剤、防
錆剤、抗菌剤、防かび剤、pH調整剤、界面活性剤等を
添加して前記本発明の組成物を得る。
【0013】本発明において使用されるアルミニウム合
金板は、特に限定されないが、用途に適した強度の他
に、加工性、耐食性等が要求され、自動車ボディパネル
用としては、Al−Mg系、Al−Mg−Cu系、Al
−Mg−Si系合金等が使用される。これらのアルミニ
ウム合金板は、その表面に生成した酸化皮膜及び油脂を
除去したものであることが望ましい。
【0014】すなわち、アルミニウム合金板は、圧延あ
るいは熱処理工程中に、アルミニウムと合金元素との金
属酸化物並びに圧延油等の油脂が混ざった不均一な酸化
皮膜が生成し、これに上記の本発明に係る塩の水溶液を
塗布すると、しばしばハジキが生じ、アルミニウム合金
板上への水溶液の均一塗布が困難となるから、アルミニ
ウム合金板上の酸化皮膜及び油脂は、酸、アルカリ、そ
の他の化学薬品により予め除去しておくのが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の脱脂性に優れた潤滑アル
ミニウム合金板(以下潤滑アルミニウム合金板という)
の製造は、まず、上記記載のカルボン酸とアミンとを混
合モル比を1:(0.6〜1.4)とし、40〜100
°Cの温度範囲で混合攪拌して、中和反応させることに
より得られた塩に、その潤滑性、脱脂性、水溶解性等を
損なわない範囲で、上記各種の添加剤を加えて組成物を
調製し、次に、このカルボン酸とアミンとの塩を必須成
分とする組成物を水に溶解して水溶液とし、これをアル
ミニウム合金板に塗布することによって行われる。
【0016】アルミニウム合金板は、上記のように、
酸、アルカリ、その他の化学薬品により表面に生成して
いる酸化皮膜や油脂を予め除去した後、上記水溶液を均
一に塗布し乾燥させることにより、本発明の潤滑アルミ
ニウム合金板を得ることが出来る。なお、塩の塗布量
は、成形性の難易、すなわち、成形により得られるパネ
ル形状の複雑さにより適宜変えるのが望ましいが、通
常、0.1〜3.0g/m2の範囲の塗布が行われる。
塗布量が0.1g/m2 未満では潤滑性不足となり易
く、3.0g/m2 を越えると潤滑性付与効果が飽和す
る。
【0017】このようにして製造された潤滑アルミニウ
ム合金板は、特に潤滑油等を塗布することなく、プレス
成形することが出来、目的のパネル形状とすることが可
能となる。プレス成形後、成形品の脱脂処理として、水
系の洗浄剤が使用されるが、本発明の塩は水溶性である
ため、成形されたアルミニウム合金板から容易に除去さ
れ、後工程の塗装にも支障が生じることはない。
【0018】なお、本発明に係るカルボン酸とアミンと
の中和により得られる塩は、常温で洗浄防錆油等の鉱油
に溶解することはないから、出荷後のハンドリング等で
付着した異物を除去するため、プレス成形直前に洗浄防
錆油で洗浄しても、その成形性に何ら影響を与えること
はない。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
なお、これらの実施例は、本発明の好ましい一実施態様
を説明するためのものであり、これによって本発明が制
限されるものではない。
【0020】実施例1〜11 厚さ1mmのアルミニウム合金板(合金組成:Mg4.
5重量%、Cu0.3重量%、残部Alおよび不純物、
焼鈍材)を用い、塗布前処理として酸性洗浄した後、表
1の実施例1〜11に示すカルボン酸とアミンとを中和
反応させて得た各塩の水溶液にアルミニウム合金板を浸
漬塗布して、50℃の温度に保持された乾燥器内で乾燥
する。塩の塗布量は、乾燥後の塩重量が2g/m2 (片
面当たり)となるように調整した。
【0021】このようにして作製した各アルミニウム合
金板について、下記要領に基づいて、脱脂性と潤滑性を
評価した。なお、アルミニウム合金板の出荷後に付着し
た異物を除去するため、プレス成形直前に洗浄防錆油で
洗浄しても、その成形性に影響しないかどうかを調べる
ため、実施例1〜6、8、9のアルミニウム合金板上に
洗浄防錆油(油研工業(株)製RP−75N)を1g/
2 塗油した。
【0022】(1)脱脂性 アルカリ系脱脂剤(日本パーカライジング(株)製ファ
インクリーナーL4480)1.8g/lの水溶液に、
洗浄防錆油(油研工業(株)製RP−75N)2g/l
を添加し、試験用の脱脂液とした。この脱脂液を43℃
に加熱して、その中に各実施例のアルミニウム合金板を
2分間浸漬した後、水道水に2分間浸漬して垂直に引き
上げ、各実施例のアルミニウム合金板の両面の水濡れ面
積の比率を観察し、下記基準によって脱脂性を判定し
た。 ○:100% △:80%以上100%未満 ×:80%未満
【0023】(2)潤滑性 図1に示す試験装置をダイクッション付クランクプレス
に設置し、ダイス2を押し下げて、各実施例のアルミニ
ウム合金板1にダイス2と板押さえ3とにより板押さえ
力Hを加える。次に、ポンチ4により、図2に示すよう
に円弧曲げ加工を施す。この際のポンチ4に作用する加
工力P及びダイス2に作用する加工力Pと板押さえ力H
との和(H+P)をロードセルで測定して、図3に示す
チャートを得、このチャートから下死点における板押さ
え力Hと加工力Pとを読み取る。ダイクッションの空気
圧を変えて同様の測定を行い、板押さえ力Hと加工力P
との関係を図4のように求め、図4における勾配μ(摩
擦係数)の大小から各実施例のアルミニウム合金板1の
潤滑性を評価した。潤滑性の評価は以下の基準により判
定した。 ○:0.1未満 □:0.1以上0.15未満 △:0.15以上0.2未満 ×:0.2を越える
【0024】比較例1〜5 比較例1〜5として、表2に示すカルボン酸とアミンと
を中和反応させて得た塩を用いること以外は実施例1〜
11と同様にして作製した各アルミニウム合金板につい
て、実施例1〜11と同じ要領で脱脂性と潤滑性を評価
した。なお、実施例1〜11と同じく、プレス成形直前
に洗浄防錆油で洗浄した場合の成形性の影響を調べるた
め、比較例1、2、4、5のアルミニウム合金板上に洗
浄防錆油を実施例1〜11と同様に塗油した。実施例1
〜11及び比較例1〜5における測定結果を表3に示
す。
【0025】
【表1】 《表注》※:2-アミノ-2- ヒドロキシル-1、3-プロパンジオール
【0026】
【表2】 《表注》※:2-アミノ-2- ヒドロキシル-1、3-プロパンジオール
【0027】
【表3】
【0028】表3に示すように、実施例1〜11の各ア
ルミニウム合金板は、脱脂性及び潤滑性のいずれも良好
であり、また、プレス成形直前に洗浄防錆油で洗浄した
場合の成形性についてもその影響が無かった。カルボン
酸における構造式中、R1 のアルキル基における炭素数
が8〜18の範囲外のカルボン酸を適用した比較例につ
いては、脱脂性及び潤滑性のいずれかに問題があった。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の組成物を
塗布したアルミニウム合金板は、、各種潤滑油あるいは
それに準ずる鉱油を使用しなくても、潤滑性に優れ、プ
レス割れを生じることがなく、脱脂性(洗浄性)も良好
で塗布した組成物を容易に除去でき、後工程の塗装に影
響を与えることがない。潤滑油を使用しないため、プレ
ス機回りの作業環境も改善される。
【0030】また、冷延鋼材で使用していたプレス設備
や洗浄防錆油をそのまま使用できるため、設備等の有効
利用を図ることが出来る。更に、本発明に係るカルボン
酸とアミンとから得た塩は常温で鉱油に溶解することが
ないから、アルミニウム合金板の出荷後に付着した異物
を除去するため、プレス成形直前に洗浄防錆油で洗浄し
ても、成形性が損なわれることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す潤滑アルミニウム合金
板の潤滑性の試験装置の概要図である。
【図2】図1の試験装置による試験状況を示す概要図で
ある。
【図3】図1の試験装置による測定結果を示すチャート
図である。
【図4】潤滑性の評価を示す板押さえ力Hと加工力Pと
の特性図である。
【符号の説明】
1 アルミニウム合金板 2 ダイス 3 板押さえ 4 ポンチ P 加工力 H 板押さえ力 μ 勾配
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇佐見 勉 東京都港区新橋五丁目11番3号 住友軽金 属工業株式会社内 Fターム(参考) 4H104 BG14A LA11 PA33 PA50 QA12 RA02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (式中、R1 はアルキル基、R2 は水素原子あるいはメ
    チル基)で表されるカルボン酸とアミンとの塩を必須成
    分とする組成物をアルミニウム合金板の表面に塗布した
    ことを特徴とする脱脂性に優れた潤滑アルミニウム合金
    板。
  2. 【請求項2】 (式中、R1 はアルキル基、R2 は水素原子あるいはメ
    チル基)で表されるカルボン酸は、R1 が炭素数8〜1
    8のアルキル基であることを特徴とする請求項1記載の
    脱脂性に優れた潤滑アルミニウム合金板。
  3. 【請求項3】前記アルミニウム合金板は、その表面に生
    成した酸化皮膜及び油脂を除去したものであることを特
    徴とする請求項1又は2記載の脱脂性に優れた潤滑アル
    ミニウム合金板。
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