JP2007229743A - 塑性加工用金属材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面に潤滑皮膜を有する塑性加工用金属材料であって、前記潤滑皮膜は、表面に潤滑皮膜を有する塑性加工用金属材料であって、前記潤滑皮膜は、50〜230℃の融点を有する皮膜密着性向上成分を0.1〜5質量%含有し、残部:水酸化カルシウムである。前記皮膜密着性向上成分は、カルボン酸の金属塩及び/又は無機化合物であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明に用いられる皮膜密着性向上成分は、50〜230℃の融点を有している。融点が50℃未満では、皮膜の破壊(剥離)抑制作用が不充分であり、一方、融点が230℃を超えると、加工時の溶融が困難になり、皮膜の破壊抑制作用および皮膜との密着性向上作用が不充分であり、いずれの場合でも、所望の特性が得られない(後記する実施例および図1を参照)。融点の好ましい範囲は、100℃以上220℃以下である。
本発明に用いられる潤滑皮膜は、上記の皮膜密着性向上成分を含有し、残部:水酸化カルシウムである。
界面活性剤は、潤滑皮膜の作成過程で、必要に応じて添加される成分である。後に詳しく説明するように、上記潤滑皮膜は、前述した成分を含有する水溶液中に金属材料を浸漬して形成される(浸漬法)が、ステアリン酸塩などのような水に殆ど溶解しない皮膜密着性向上成分を用いる場合は、界面活性剤を添加して分散性(塗布性)を高めることが好ましい。また、界面活性剤は、金属材料の表面に吸着して防錆作用も有するため、耐食性も高められる。従って、例えば、硫酸マグネシウム・7水和物などのように水可溶性の皮膜密着性向上成分を用いる場合は、分散性向上の観点から界面活性剤を添加する必要はないが、耐食性などを更に高める目的で、界面活性剤を添加することが好ましい。
潤滑皮膜の摩擦係数を低減して潤滑性を更に高めるため、固体潤滑剤を含有してもよい。固体潤滑剤の種類は特に限定されず、例えば、パラフィンワックス、二硫化モリブデン、黒鉛、窒化硼素、雲母、フッ化黒鉛、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンなどが挙げられる。これらは、単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。これらの抗体潤滑剤は、潤滑皮膜中に0.1〜5%含有することが好ましい。
潤滑皮膜中には、耐食性を更に高める目的で、防錆剤を含有してもよい。防錆剤の種類は、特に限定されず、潤滑皮膜に通常含まれるものが用いられ得るが、例えば、モリブデン酸塩、バナジン酸塩、ポリアクリル酸、シリカ、ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
潤滑皮膜には、例えば、主成分である水酸化カルシウムと二酸化炭素との反応物(炭酸カルシウムなど)も含まれる。水酸化カルシウムは、空気中で二酸化炭素と徐々に反応するためである。
(供試材の作製)
鋼種SCM435を熱間圧延して得られた熱間圧延線材(線径10mm)を、760℃で球状化焼鈍した後、酸洗して脱スケールし、水洗した。この線材に、表2に示す種々の成分と、200g/Lの水酸化カルシウムとを含む処理液を用い、浸漬条件を変えて浸漬を行うことにより、種々の潤滑皮膜を備えたNo.1〜27の伸線用線材(直径10mm)を得た。皮膜の付着量は、すべて、約8g/m2である。本実施例で用いた皮膜密着性向上成分a〜hの種類および融点は、表1に示すとおりであり、c〜fは本発明の要件を満足する例、a〜bは、融点が本発明の範囲を下回る例、g〜hは、融点が本発明の範囲を超える例である。
φ4.2mm→φ3.6mmのときの伸線荷重を測定し、潤滑性を評価した。ここでは、焼き付きが生じていないもので、伸線荷重が650kgf未満(6370N未満)のものを「潤滑性に優れている」とした。
全ての供試材について、伸線加工後の表面状態(表面肌)を肉眼で観察した。ここでは、表面肌が良好で焼き付きが発生していないものを「耐焼き付き性に優れている」とした。
耐食性は、伸線後の各線材を、温度40℃、湿度90%の恒温恒湿試験器(タバイエスペックSH−221)内に2週間放置した後、線材側面の表面(15.7cm2)に発生した錆の面積率を目視で観察し、測定して評価した。
皮膜密着性向上成分の融点が耐焼き付き性に及ぼす影響を調べるため、前述した実施例1の一部の供試材(No.2、4、9、14、22、25、26)について、下記の摺動試験を行った。No.2は、融点が50℃未満の成分bを用いた比較例、No.25、26は、融点が230℃を超える成分g、hを用い比較であり、その他のNo.4、9、14、22は、融点が本発明の範囲を満足する成分c、d、e、fを用いた本発明例であり、いずれも、皮膜中に各成分を2.4%含有している。
Claims (6)
- 表面に潤滑皮膜を有する塑性加工用金属材料であって、
前記潤滑皮膜は、50〜230℃の融点を有する皮膜密着性向上成分を0.1〜5%(質量%の意味。以下、同じ)含有し、残部:水酸化カルシウムであることを特徴とする塑性加工用金属材料。 - 前記皮膜密着性向上成分は、カルボン酸の金属塩及び/又は無機化合物である請求項1に記載の塑性加工用金属材料。
- 前記カルボン酸の金属塩は、カルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルミニウム塩、または遷移金属塩である請求項2に記載の塑性加工用金属材料。
- 前記カルボン酸の金属塩は、脂肪酸の金属塩である請求項2または3に記載の塑性加工用金属材料。
- 前記無機化合物は、硫酸塩である請求項1〜4のいずれかに記載の塑性加工用金属材料。
- 更に、界面活性剤を0.1〜1%含有する請求項1〜5のいずれかに記載の塑性加工用金属材料。
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