JP2004018758A - Water-soluble lubricant composition for warm or hot plastic working - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温間及び熱間領域の塑性加工を対象とする水溶性潤滑剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属塑性加工の技術分野において、被加工材たる金属材料と工具や金型との間に生じる摩擦を低減して、金属材料の塑性変形を円滑に行うと共に、工具や金型の冷却及び保護、及び工具や金型からの金属材料の離型を容易にする目的で様々なタイプの潤滑剤が使用されている。
【０００３】
また、例えばいわゆるハテバ機に代表されるサイクルタイムが短い鍛造機械による加工の場合、金型を冷却することで金型寿命を延長する目的にも潤滑剤が必要とされている。このような潤滑剤としては、例えば、黒鉛粉末や雲母の微小薄片を基油又は水に分散した無機粉末系潤滑剤が使用されてきた。例えば、黒鉛、二硫化モリブテン（特開昭５４−１２５３６６号公報）、モンモリロナイト、酸化物（特開昭５６−１２５４９８号公報）、鉱物油、黒鉛、水、界面活性剤及び増粘剤（特開昭６３−３３４９６号公報）、雲母、ろう（特公昭６２−１０５５９号公報）を各々含むもの等が知られている。
【０００４】
しかしこのような無機粉末系潤滑剤は、塗布する際に黒鉛等の粉末が飛散したり、機械に付着したりして作業環境を悪化させるおそれがあるという問題があった。そこで、このような無機粉末系潤滑剤の問題点を解決するために、黒鉛等の無機粉末を含有しない潤滑剤が求められており、このような無黒鉛型の潤滑剤として、ガラス系潤滑剤およびカルボン酸系潤滑剤、及び、水溶性高分子系潤滑剤等が開発されてきた。
【０００５】
例えば、アジピン酸塩（特開昭５５−１３９４９８号公報）、フタル酸アルカリ金属塩（特開昭５８−８４８９８号公報）、リン酸及びその塩、ホウ酸、ケイ酸塩（特開昭５９−６４６９８号公報）、芳香族カルボン酸アルカリ金属塩（特開昭６０−１２９３号公報）、セルロース類、水溶性高分子化合物（特公昭６１−４１９６０号公報）、マレイン酸アルカリ金属塩、有機増粘剤（特開昭６１−１０３９９６号公報）、フマル酸アルカリ金属塩（特公昭６２−１２９６０号公報）、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩（特開昭６２−８１４９３号公報）、脂肪族三価カルボン酸又は脂肪族四価カルボン酸又は該カルボン酸の塩（特開平２−１４５６９３号公報）、シリコーンオイル、ガラス、ワックス、油状物及び界面活性剤（特公平２−５７１１７号公報）を各々含有するもの等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ガラス系潤滑剤、及び、カルボン酸系潤滑剤は潤滑性が不足している場合が多く、水溶性高分子系潤滑剤は冷却性が不足している場合が多い。つまり、これまでの無黒鉛型潤滑剤では、潤滑性と冷却性とを十分満足に兼ね備えた潤滑剤が提供されていないのが現状である。
【０００７】
そこで、本発明は、作業環境を悪化させる恐れが無く、潤滑性と冷却性とに優れる温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールと、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩、又はアンモニア中和塩とを併用することで、潤滑性と冷却性とに優れる潤滑剤を入手することができることを見出した。以下、前記課題を解決するための手段について具体的に説明する。
【０００９】
請求項１の発明は、ポリアルキレンオキシドの含有量が０．１〜５０質量パーセント、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩又はポリカルボン酸のアンモニウム塩の含有量が１〜４０質量パーセントである温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物により前記課題を解決する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物において、ポリアルキレンオキシドは、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、又は、ポリオキシプロピレングリコールのうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物において、ポリアルキレンオキシドの重量平均分子量は、３００以上２０００００以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項２に記載の温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物において、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールは構造式
ＨＯ−（ＥＯ）ｍ−（ＰＯ）ｎ−Ｈ
にて表されるとともに、前記構造式において
ＥＯは、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ− 基、
ＰＯは、−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｏ− 基、を示し、ｍ，ｎは２〜２０００の整数であって、ｍとｎの質量比率は５：９５〜９５：５であることを特徴とする。
【００１３】
これらの発明によれば、作業環境を悪化させる恐れが無く、潤滑性と冷却性とに優れる温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物を提供することができる。これらの発明において、ポリアルキレンオキシドは、濡れ性を付与することによる冷却性向上剤として機能するものと考えられる。また、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩又はポリカルボン酸のアンモニウム塩は、核沸騰による冷却性向上剤、及び潤滑性向上剤として機能するものと考えられる。特にポリアルキレンオキシドとポリカルボン酸のアルカリ金属塩又は、ポリカルボン酸のアンモニウム塩とを併用することにより、冷却性が飛躍的に向上することが認められている。
【００１４】
ポリアルキレンオキシドの配合量は０．１〜５０質量パーセント、更に好ましくは０．５〜１０％であることが望ましい。配合量が０．１質量％未満では冷却性を向上させるのに十分な濃度とはいえず、冷却性が不足するという欠点が出るので好ましくない。一方、配合量が５０質量％を超えるとポリカルボン酸のアルカリ金属塩又は、ポリカルボン酸のアンモニウム塩の潤滑性を阻害するという欠点が出るので、これも好ましくない。
【００１５】
ポリカルボン酸のアルカリ金属塩又はポリカルボン酸のアンモニウム塩配合量は１〜４０質量パーセント、更に好ましくは１０〜３０％であることが望ましい。配合量が１質量％未満では濃度が低すぎて十分な潤滑性を引き出すことができないという欠点が出るので好ましくない。一方、配合量が４０質量％を超えると、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩又はポリカルボン酸のアンモニウム塩が飽和濃度に達し、析出してくる場合があるので、これも好ましくない。
【００１６】
ポリカルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の飽和カルボン酸及びフマル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸を用いることができる。また、安息香酸、サリチル酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の芳香族酸を用いることができる。また、上記ポリカルボン酸塩のアルカリ（塩基）成分としては、アンモニア、ナトリウム及びカリウム等のアルカリ金属、カルシウム、バリウム及びマグネシウム等のアルカリ土類金属、アルキルアミン、モルホリン、エタノールアミン（モノ、ジ若しくはトリ）、第２級ブタノールアミン（モノ、ジ若しくはトリ）、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン及びＮ−シクロヘキシルジエタノールアミン等のアルカノールアミン等が挙げられる。
【００１７】
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールは、プルロニック型、プルロニックリバース型、ランダムブロック型の三種類の構造が存在し、本発明においては、これらいずれの構造も使用することができる。
【００１８】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施例に基づき具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２０】
＜１＞試料の調整
以下の表１に示すように実施例として８種の試料を調整した。
【表１】
また、以下の表２に示すように比較例として９種の試料を調整した。
【表２】
【００２２】
各表において、アスタリスクマーク（＊）と数字で表示する試料原材料の詳細は以下のとおりである。
＊１：ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとして、分子量２０００、ＥＯ／ＰＯ比が３０／７０であって、プルロニック型のものを使用した。
＊２：ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとして、分子量１００００、ＥＯ／ＰＯ比が８０／２０であって、プルロニックリバース型のものを使用した。
＊３：ポリエチレングリコールとして、分子量６０００のものを使用した。
＊４：ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとして、分子量３０００００、ＥＯ／ＰＯ比が４０／６０であって、プルロニック型のものを使用した。
＊５：ヒドロキシエチルセルロースとして、分子量９００００のものを使用した。
＊６：黒鉛は、平均粒径５μｍのものを使用した。
＊７：防腐剤としてプロクセルＣＲＬ２（Ｓ）（「プロクセル」は、アビシア リミテッド の登録商標）を使用した。
【００２３】
＜２＞ 潤滑性の評価
（１）試料の希釈調整
上記表１及び表２に示される実施例及び比較例の各試料を水で１０容量％となるように調整して、以下の潤滑性試験に供した。なお、黒鉛系潤滑剤（比較例８）は市場で広く使用されている潤滑剤であり、潤滑性に優れることが認められていることから比較対照に用いた。また、カルボン酸系潤滑剤（比較例４）は白色系潤滑剤の一つであり、一部の市場で実績があるため比較対照に用いたものである。
【００２４】
（２）潤滑性試験方法
プレス試験機（コマツマイプレス、「マイプレス」は、株式会社小松製作所の登録商標）を使用して、前方押し出し試験を実施した。この試験は、材質Ｓ４５Ｃの試験片（３０φｘ３０ｍｍ）の試験片を１０００℃に加温して、ダイス鋼金型に挟んで前方押し出し加工を行うものである。加工を受けたワークの押し出し長さ（ｍｍ）、加工時の最大押し出し荷重（トン）をもって、潤滑性を評価する。試験条件の詳細を表３に示す。また加工後のワーク形状を図１（ａ）に示す。
【００２５】
【表３】
（３）試験結果
実施例及び比較例の各試料に関する潤滑性試験結果を以下の表４及び５に示す。
【表４】
（４）評価
実施例１〜８、並びに比較例１、及び５にかかる試料は黒鉛系潤滑剤（比較例８）とほぼ同等の潤滑性を示した。また、比較例３にかかる試料は、黒鉛系潤滑剤（比較例８）に比べやや潤滑性に劣るが、カルボン酸系潤滑剤（比較例４）より潤滑性に優れる結果を示した。さらに、比較例２、及び６にかかる試料は、カルボン酸系潤滑剤（比較例４）とほぼ同等の潤滑性を示した。一方、比較例７及び９にかかる試料及び水は、カルボン酸系潤滑剤（比較例４）に比べ潤滑性に劣る結果を示した。
【００２８】
＜３＞ 冷却性の評価
（１）試料の希釈調整
上記表１及び表２に示される実施例及び比較例の各試料を水で１０容量％となるように調整して、以下の冷却性試験に供した。なお、金型冷却が重要な場合、水（比較例９）が使用されていることから、水を比較対照に用いた。また、黒鉛系潤滑剤（比較例８）は市場で広く使用されている潤滑剤であり、冷却性についても悪影響は認められていないことから、比較対照に用いた。
【００２９】
（２）冷却性試験方法
図１（ｂ）に示す浸漬式冷却性試験機を使用して冷却性能を比較した。この試験はビーカー中の４００ｍｌの試料を攪拌子にて一定速度で攪拌しつつ、そこへ７００℃に加熱した熱電対を投入して、投入された熱電対が５０秒間冷却されたときの最大冷却速度（℃／ｓｅｃ）を測定するものである。
試験条件の詳細を以下の表６に示す。
【００３０】
【表６】
（３）試験結果
実施例及び比較例の各試料に関する冷却性試験結果を以下の表７及び８に示す。（冷却性試験結果）
【表７】
（４）評価
実施例１〜８の各試料は水（比較例９）とほぼ同等の冷却性を示した。また、比較例４、及び７にかかる試料は、水（比較例９）に比べやや冷却性に劣るが、黒鉛系潤滑剤（比較例８）とはほぼ同等の冷却性を示した。一方、比較例１、２、３、５、及び６にかかる試料は黒鉛系潤滑剤（比較例８）に比べ冷却性に劣る結果を示した。
【００３３】
以上の潤滑性及び冷却試験結果から、実施例１〜８にかかる試料は、黒鉛系潤滑剤（比較例８）とほぼ同等の潤滑性を示し、かつ、水（比較例９）とほぼ同等の冷却性を示した。
【００３４】
＜４＞ 変形例
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。以下に示す変形例は、本願発明の技術的範囲に包含されることはもちろんである。
【００３５】
（１）上記「潤滑性の評価」及び「冷却性の評価」では、「試料の調整」の項で示した各実施例及び比較例の組成の試料を水で１０溶量％となるように希釈して使用する例を示したが、本発明の温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物はこれに限定されるものではなく、原液（すでに水が５０％以上含まれている。）から高希釈倍率に至るまでいずれの濃度でも使用可能である。一般的には、潤滑性能を重視するような場合には、低希釈倍率（高濃度）で使用すると良い。なお、希釈に使用する水は、加工液の性状を安定させる観点から、軟水を使用することが推奨される。
【００３６】
（２）上記「潤滑性の評価」においては、本発明の温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物を前方押し出し加工の潤滑剤として使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一般に加工が困難であるといわれている、引き抜き、転造、絞りなどの塑性加工や、アルミニウム、銅、真鍮など非鉄金属の熱間圧延、及び金属一般の冷間圧延における潤滑・冷却剤としても使用することが可能である。更に、通常の切削、研削、ラッピング、切断、ホーニングなどの用途にも潤滑剤として使用することができる。本発明の温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物は、潤滑性、及び冷却性に特に優れているからである。
【００３７】
（３）上記潤滑性試験は、試料の温度を室温に設定して実施したが、冷却性を重視する場合には、加工液タンク中に冷却器を設け、加工により温度上昇する加工液を常に冷却して一定温度に保持するようにすると良い。このようにすれば更に本願発明の温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物の冷却性能を引き出すことができる。
【００３８】
（４）本願発明にかかる温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物には、上記各成分のほかに、通常水溶性塑性加工用潤滑剤としての性能を保持するに用いられる成分を、本願発明の目的効果を逸脱しない範囲で添加して使用することができる。例えば水溶性金属防食剤として、本願出願人が特開平５−２７１９７０において開示した１−ヒドリキシ−２−ナフトエ酸からなる塩及び３−ヒドリキシ−２−ナフトエ酸からなる塩の少なくとも一方を含有する防食剤を使用することもできる。また適宜公知の酸化防止剤や、あわ立ち防止剤を使用することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、ポリアルキレンオキシドの含有量が０．１〜５０質量パーセント、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩又はポリカルボン酸のアンモニウム塩の含有量が１〜４０質量パーセントである組成物を、温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤として使用すれば、作業環境を悪化させる恐れが無く、潤滑性と冷却性とに優れるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は前方押し出し試験における加工後のワーク形状、（ｂ）は浸漬式冷却性試験機を示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-soluble lubricant composition intended for plastic working in warm and hot regions.
[0002]
[Prior art]
In the technical field of metal plastic working, while reducing the friction generated between the metal material to be processed and the tool or the mold, the plastic deformation of the metal material is smoothly performed, and the cooling and protection of the tool and the mold, Various types of lubricants are used for the purpose of facilitating release of a metal material from a tool or a mold.
[0003]
Further, for example, in the case of processing with a forging machine having a short cycle time represented by a so-called Hateva machine, a lubricant is required for the purpose of extending the life of the mold by cooling the mold. As such a lubricant, for example, an inorganic powder-based lubricant obtained by dispersing fine flakes of graphite powder or mica in base oil or water has been used. For example, graphite, molybdenum disulfide (Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-125366), montmorillonite, oxide (Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-125498), mineral oil, graphite, water, a surfactant and a thickener (Japanese Patent Application Laid-open No. And those containing mica and wax (Japanese Patent Publication No. 62-10559), respectively.
[0004]
However, such an inorganic powder-based lubricant has a problem that powder such as graphite may be scattered during application, or may adhere to a machine, thereby deteriorating the working environment. Therefore, in order to solve such problems of the inorganic powder-based lubricant, a lubricant containing no inorganic powder such as graphite is required. As such a graphite-free lubricant, a glass-based lubricant is used. And carboxylic acid-based lubricants, water-soluble polymer-based lubricants and the like have been developed.
[0005]
For example, adipic acid salt (JP-A-55-139498), alkali metal phthalate (JP-A-58-84898), phosphoric acid and salts thereof, boric acid, silicate (JP-A-59-14898). 64698), alkali metal salts of aromatic carboxylic acids (JP-A-60-1293), celluloses, water-soluble polymer compounds (JP-B-61-41960), alkali metal salts of maleic acid, organic thickeners (JP-A-61-103996), alkali metal fumarate (JP-B-62-12960), alkali metal salt or alkaline earth metal salt of ligninsulfonic acid (JP-A-62-81493) , Aliphatic trivalent carboxylic acids or aliphatic tetravalent carboxylic acids or salts of the carboxylic acids (JP-A-2-145693), silicone oils, glasses, waxes, oils And those containing each fine surfactant (KOKOKU 2-57117 JP) have been proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, glass-based lubricants and carboxylic acid-based lubricants often lack lubricity, and water-soluble polymer-based lubricants often lack cooling performance. In other words, at present, no graphite-free lubricant has been provided so far that sufficiently satisfies both lubricity and cooling performance.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working that has excellent lubricity and cooling performance without deteriorating the working environment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have made extensive studies and as a result, by using a polyoxyethylene polyoxypropylene glycol and an alkali metal salt of a polycarboxylic acid, or an ammonia neutralized salt in combination, are excellent in lubricity and cooling performance. It has been found that a lubricant can be obtained. Hereinafter, means for solving the above-mentioned problem will be specifically described.
[0009]
The invention according to claim 1 provides a warm / dry environment in which the content of the polyalkylene oxide is 0.1 to 50% by mass and the content of the alkali metal salt of polycarboxylic acid or the ammonium salt of polycarboxylic acid is 1 to 40% by mass. The above problem is solved by a water-soluble lubricant composition for hot plastic working.
[0010]
The invention of claim 2 provides the water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working according to claim 1, wherein the polyalkylene oxide is polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene glycol, or polyoxyethylene. It is characterized by being at least one of propylene glycol.
[0011]
The invention of claim 3 is the water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working according to claim 1 or 2, wherein the weight average molecular weight of the polyalkylene oxide is 300 or more and 200,000 or less. .
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working according to the second aspect, the polyoxyethylene polyoxypropylene glycol has a structural formula of HO- (EO) m- (PO) n-. H
And EO in the structural formula is a —CH 2 —CH 2 —O— group,
PO represents a —CH 2 —CH (CH 3 ) —O— group, m and n are integers of 2 to 2000, and the mass ratio of m and n is 5:95 to 95: 5. It is characterized by.
[0013]
According to these inventions, it is possible to provide a water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working that is excellent in lubricity and cooling performance without fear of deteriorating the working environment. In these inventions, the polyalkylene oxide is considered to function as a cooling enhancer by imparting wettability. Further, it is considered that the alkali metal salt of polycarboxylic acid or the ammonium salt of polycarboxylic acid functions as an agent for improving cooling performance by nucleate boiling and an agent for improving lubricity. In particular, it has been recognized that the combined use of a polyalkylene oxide and an alkali metal salt of a polycarboxylic acid or an ammonium salt of a polycarboxylic acid significantly improves cooling performance.
[0014]
It is desirable that the blending amount of the polyalkylene oxide is 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 10%. If the amount is less than 0.1% by mass, the concentration cannot be said to be sufficient to improve the cooling property, and there is a disadvantage that the cooling property is insufficient. On the other hand, if the compounding amount exceeds 50% by mass, the lubricating property of the alkali metal salt of polycarboxylic acid or the ammonium salt of polycarboxylic acid is impaired, which is not preferable.
[0015]
It is desirable that the compounding amount of the alkali metal salt of polycarboxylic acid or ammonium salt of polycarboxylic acid is 1 to 40% by mass, more preferably 10 to 30%. If the amount is less than 1% by mass, the concentration is too low and sufficient lubricity cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, if the compounding amount exceeds 40% by mass, the alkali metal salt of polycarboxylic acid or the ammonium salt of polycarboxylic acid reaches the saturation concentration and may precipitate, which is not preferable.
[0016]
As the polycarboxylic acid, a saturated carboxylic acid such as malonic acid, succinic acid, malic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecane diacid, and an unsaturated carboxylic acid such as fumaric acid, maleic acid, and itaconic acid are used. Can be. In addition, aromatic acids such as benzoic acid, salicylic acid, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and trimellitic acid can be used. Examples of the alkali (base) component of the polycarboxylate include ammonia, alkali metals such as sodium and potassium, alkaline earth metals such as calcium, barium and magnesium, alkylamine, morpholine, and ethanolamine (mono, di or monoamine). Tri), secondary butanolamines (mono, di or tri), alkanolamines such as dimethylethanolamine, diethylethanolamine, aminoethylethanolamine and N-cyclohexyldiethanolamine.
[0017]
Polyoxyethylene polyoxypropylene glycol has three types of structures, a pluronic type, a pluronic reverse type, and a random block type, and any of these structures can be used in the present invention.
[0018]
Such actions and advantages of the present invention will be apparent from embodiments described below.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
【Example】
[0020]
<1> Preparation of Samples As shown in Table 1 below, eight kinds of samples were prepared as examples.
[Table 1]
As shown in Table 2 below, nine kinds of samples were prepared as comparative examples.
[Table 2]
[0022]
In each table, the details of the sample raw materials indicated by an asterisk mark (*) and numbers are as follows.
* 1: Pluronic type polyoxyethylene polyoxypropylene glycol having a molecular weight of 2,000 and an EO / PO ratio of 30/70 was used.
* 2: Pluronic reverse type polyoxyethylene polyoxypropylene glycol having a molecular weight of 10,000 and an EO / PO ratio of 80/20 was used.
* 3: Polyethylene glycol having a molecular weight of 6000 was used.
* 4: Pluronic type polyoxyethylene polyoxypropylene glycol having a molecular weight of 300,000 and an EO / PO ratio of 40/60 was used.
* 5: Hydroxyethyl cellulose having a molecular weight of 90000 was used.
* 6: The graphite used had an average particle size of 5 μm.
* 7: Proxel CRL2 (S) ("Proxel" is a registered trademark of Avicia Limited) was used as a preservative.
[0023]
<2> Evaluation of Lubricity (1) Adjustment of Dilution of Sample Each sample of Examples and Comparative Examples shown in Tables 1 and 2 above was adjusted to 10% by volume with water, and the following lubricity test was performed. Was served. The graphite-based lubricant (Comparative Example 8) was widely used in the market, and was used as a comparative control because it was recognized that the lubricant was excellent in lubricity. The carboxylic acid-based lubricant (Comparative Example 4) is one of the white-based lubricants, and has been used in some markets, and was used as a comparative control.
[0024]
(2) Lubricity Test Method A forward extrusion test was performed using a press tester (Komatsu My Press, “My Press” is a registered trademark of Komatsu Ltd.). In this test, a test piece (30φ × 30 mm) of a material S45C is heated to 1000 ° C., and is extruded forward with a die steel die. The lubricating property is evaluated based on the extrusion length (mm) of the processed work and the maximum extrusion load (ton) during the processing. Table 3 shows the details of the test conditions. FIG. 1A shows the workpiece shape after processing.
[0025]
[Table 3]
(3) Test results Tables 4 and 5 below show the results of the lubricity test for each sample of the examples and comparative examples.
[Table 4]
(4) The samples according to Evaluation Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 5 exhibited almost the same lubricity as the graphite-based lubricant (Comparative Example 8). In addition, the sample according to Comparative Example 3 showed slightly inferior lubricity as compared with the graphite-based lubricant (Comparative Example 8), but showed superior lubricity than the carboxylic acid-based lubricant (Comparative Example 4). Further, the samples according to Comparative Examples 2 and 6 exhibited almost the same lubricity as the carboxylic acid-based lubricant (Comparative Example 4). On the other hand, the samples and water according to Comparative Examples 7 and 9 showed results inferior in lubricity as compared with the carboxylic acid-based lubricant (Comparative Example 4).
[0028]
<3> Evaluation of Coolability (1) Adjustment of Dilution of Sample Each sample of Examples and Comparative Examples shown in Tables 1 and 2 was adjusted to 10% by volume with water, and the following cooling test was performed. Was served. When mold cooling was important, water (Comparative Example 9) was used, so water was used as a control. The graphite-based lubricant (Comparative Example 8) is a lubricant widely used in the market, and has no adverse effect on the cooling performance.
[0029]
(2) Cooling test method The cooling performance was compared using an immersion cooling tester shown in FIG. 1 (b). In this test, a 400 ml sample in a beaker was stirred at a constant speed with a stirrer, and a thermocouple heated to 700 ° C. was injected into the beaker. The maximum cooling when the inserted thermocouple was cooled for 50 seconds. The speed (° C./sec) is measured.
Details of the test conditions are shown in Table 6 below.
[0030]
[Table 6]
(3) Test Results Tables 7 and 8 below show the cooling test results for each sample of the examples and comparative examples. (Coolability test results)
[Table 7]
(4) Evaluation Each of the samples of Examples 1 to 8 showed almost the same cooling performance as water (Comparative Example 9). In addition, the samples according to Comparative Examples 4 and 7 were slightly inferior in cooling performance to water (Comparative Example 9), but exhibited substantially the same cooling performance as the graphite-based lubricant (Comparative Example 8). On the other hand, the samples according to Comparative Examples 1, 2, 3, 5, and 6 exhibited results inferior in cooling performance as compared with the graphite-based lubricant (Comparative Example 8).
[0033]
From the above lubricity and cooling test results, the samples according to Examples 1 to 8 exhibited lubricity almost equal to that of the graphite-based lubricant (Comparative Example 8) and were almost equal to water (Comparative Example 9). It showed cooling.
[0034]
<4> Modifications As described above, the present invention has been described in relation to the most practical and preferable embodiment at the present time. However, the present invention is not limited to the embodiment disclosed in the present specification. The present invention is not limited to this, and can be appropriately changed within a scope not contrary to the gist or idea of the invention which can be read from the claims and the entire specification, and a water-soluble lubricant for warm / hot plastic working involving such changes Compositions should also be understood as falling within the scope of the invention. The following modifications are, of course, included in the technical scope of the present invention.
[0035]
(1) In the above “evaluation of lubricity” and “evaluation of cooling property”, the samples of the compositions of Examples and Comparative Examples shown in the section “Preparation of Samples” were adjusted to have 10% by weight of water in water. Although an example of dilution and use is shown, the water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working of the present invention is not limited to this, and a stock solution (water already contains 50% or more of water). ) To a high dilution ratio can be used at any concentration. Generally, when emphasis is placed on lubrication performance, it is preferable to use a low dilution ratio (high concentration). In addition, it is recommended to use soft water for the water used for dilution from the viewpoint of stabilizing the properties of the working fluid.
[0036]
(2) In the above “Evaluation of lubricity”, the water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working of the present invention was used as a lubricant for forward extrusion, but the present invention is not limited to this. Rather, it is said that processing is generally difficult, such as plastic working such as drawing, rolling and drawing, hot rolling of non-ferrous metals such as aluminum, copper and brass, and lubrication and cooling in general cold rolling of metals It can also be used as an agent. Further, it can be used as a lubricant in applications such as ordinary cutting, grinding, lapping, cutting, and honing. This is because the water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working of the present invention is particularly excellent in lubricity and cooling property.
[0037]
(3) The above lubricity test was performed with the temperature of the sample set to room temperature. However, when emphasis is placed on the cooling performance, a cooling device is provided in the processing fluid tank, and the processing fluid whose temperature rises due to processing is always It is good to cool and keep it at a constant temperature. By doing so, the cooling performance of the water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working of the present invention can be further brought out.
[0038]
(4) In addition to the above components, the water-soluble lubricant composition for warm / hot plastic working according to the present invention contains, in addition to the components described above, components usually used for maintaining the performance as a lubricant for water-soluble plastic working. It can be added and used within a range not departing from the purpose and effect of the present invention. For example, anticorrosion containing at least one of a salt composed of 1-hydroxy-2-naphthoic acid and a salt composed of 3-hydroxy-2-naphthoic acid disclosed by the present applicant in JP-A-5-271970 as a water-soluble metal corrosion inhibitor. Agents can also be used. In addition, known antioxidants and anti-wrinkling agents can be used as appropriate.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, a composition in which the content of the polyalkylene oxide is 0.1 to 50% by mass, and the content of the alkali metal salt of polycarboxylic acid or the ammonium salt of polycarboxylic acid is 1 to 40% by mass. When used as a water-soluble lubricant for warm / hot plastic working, there is no risk of deteriorating the working environment, and an effect of excellent lubricity and cooling performance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a diagram showing a work shape after processing in a forward extrusion test, and FIG. 1B is a diagram showing an immersion type cooling tester.
Claims (4)
ＨＯ−（ＥＯ）ｍ−（ＰＯ）ｎ−Ｈ
にて表されるとともに、前記構造式において
ＥＯは、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ− 基、
ＰＯは、−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｏ− 基、を示し、
ｍ，ｎは２〜２０００の整数であって、ｍとｎの質量比率は５：９５〜９５：５であることを特徴とする請求項２に記載の温間・熱間塑性加工用水溶性潤滑剤組成物。The polyoxyethylene polyoxypropylene glycol has the structural formula HO- (EO) m- (PO) n -H
And EO in the structural formula is a —CH 2 —CH 2 —O— group,
PO represents a —CH 2 —CH (CH 3 ) —O— group,
3. The water-soluble lubrication for hot and hot plastic working according to claim 2, wherein m and n are integers of 2 to 2000, and the mass ratio of m and n is 5:95 to 95: 5. Composition.
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