JP2007314780A - 熱間押出加工用潤滑剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱間押出加工用潤滑剤組成物を、軟化点の異なるガラスフリットを複数含む構成とする。
【選択図】図1
Description
<第一のガラスフリット>
本発明の熱間押出加工用潤滑剤組成物に含まれる第一のガラスフリットは、高い軟化点を有するガラスフリットである。この第一のガラスフリットにより、加熱均熱炉内の温度が最高温度(例えば、1200〜1300℃)近傍である時、および素材が押出加工され加工熱、および摩擦熱が発生して高温状態にある時、潤滑剤は適正な粘度を有することができ、素材表面に満遍なく濡れ拡がる。かくして、高温状態において、潤滑剤が素材表面を覆うことにより素材表面と外気の接触を可能な限り抑制でき、外面疵の発生を防止できる。
本発明の熱間押出加工用潤滑剤組成物に含まれる第二のガラスフリットは、第一のガラスフリットより低い軟化点を有するガラスフリットである。この第二のガラスフリットにより、加熱均熱炉内の温度が比較的低温(例えば、400〜800℃)近傍である場合、潤滑剤は適正な粘度を有することにより、素材表面に満遍なく濡れ拡がる。かくして、加熱均熱炉内において、素材表面を覆うことにより素材表面と外気の接触を可能な限り抑制して、外面疵の発生を防止する。
本発明における分散懸濁剤は、熱間押出加工用潤滑剤組成物中に含まれるガラスフリット等の粉体成分を、水等の媒体中に分散、あるいは懸濁させる機能を有する物質をいう。例えば、ベントナイト、カオリン等の粘土類が挙げられる。粘土類を使用することで、従来の有機バインダー等を使用していた場合と異なり、加熱均熱炉内でのガス発生を抑制することができる。また、炉内で焼失することがないので、フリットの脱落を防止することができる。
本発明の熱間押出加工用潤滑剤組成物には、以上に示した各成分に加えて、その用途等に応じて適宜他の成分を添加することができる。他の成分の具体例としては、塗布性状の改良を目的として、各種無機電解質、例えば、亜硝酸ソーダや、有機バインダー等の粘性調整剤、およびpH調整を目的とした無機化合物等を挙げることができる。
製品である鋼管表面に、亜鉛、錫、銅等の低融点金属が付着していると、はんだ脆性の問題が生じる場合がある。特に、鋼管が使用されるのが発電設備等である場合、高い安全性が求められることから、はんだ脆性の可能性は完全に除去することが要求される。このような観点から、本発明の熱間押出加工用潤滑剤においては、低融点金属化合物の含有量が、潤滑剤組成物全体を基準(100質量%)として、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下に設定される。
本発明の第二の態様は、上記の熱間押出加工用潤滑剤組成物を加熱前の素材表面に塗布する工程を含む、熱間押出加工方法である。図1に、本発明の熱間押出加工方法の一例としての工程図を示す。第一工程S1においては、素材表面に本発明の第一態様にかかる熱間押出加工用潤滑剤組成物を均一に塗布する。塗布方法は、特に限定されず、例えば、はけ塗り、スプレー、どぶ付け等の方法を採用できる。続く第二工程S2においては、上記熱間押出加工用潤滑剤組成物を表面に均一に塗布した素材を加熱炉・均熱炉内に投入し、所定の温度、所定の時間保持する。必要に応じ昇温時間のコントロールも行う。素材がステンレス鋼、高合金鋼の場合、炉内最高温度は1200〜1300℃に調節される。次いで、第三工程S3において、上記加熱炉・均熱炉内の素材を取り出し、次の第四工程S4において、加熱された素材を押出加工する。
本発明の熱間押出加工用潤滑剤組成物が使用される鋼材としては、特に限定されず、炭素鋼や、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系のステンレス鋼を挙げることができる。また、マンネスマン法に比べて生産性が低いが、変形が主として圧縮変形加工であるため加工性がよいという押出加工法(ユージン法)の特徴から、ステンレス鋼等の合金鋼、中でも、15%Cr以上の高合金鋼、が好ましく使用される。
本発明の第三の態様は、上記熱間押出加工方法を使用した、継目無管の製造方法である。まず、連続鋳造設備により製造される断面形状円形の鋳片を所定長に切断したビレットを加熱した後、穿孔プレスによって断面形状円形中心部分を貫通するように孔を開ける。この穿孔プレスによる穿孔の際に発生する偏肉を防止するために、あらかじめビレットに機械加工によりパイロットホールを開けて、このパイロットホールを穿孔プレスによって拡管してもよい。
(1)評価用試料
材質:SUS304TP(硫黄入りステンレス鋼)
(2)加熱炉における加熱条件
予熱(炉床回転炉):900℃±30℃、100分
加熱(高周波加熱):1160℃、90秒
(3)押出条件
ビレット形状:175φ×28φi〜38φi(mm)
押出後形状:48.6φ×5.1t×22800L(mm)
(実施例1)
高軟化点ガラスフリットを24.5質量%、低軟化点ガラスフリットを1.8質量%、分散懸濁剤として粘土類1を2.0質量%、粘土類2を1.7質量%、水を70.0質量%含有してなる熱間押出加工用潤滑剤組成物を調製した。低軟化点ガラスフリット、高軟化点ガラスフリットの組成および粘度、粘土類1および2の組成を表1に示す。
調製した潤滑剤組成物を加熱炉内に投入前のビレット表面に均一に塗布し、大気中に4分間放置し乾燥させてから、炉内に投入し、上記の条件で熱処理および押出加工を行った。
高軟化点ガラスフリットを用いずに潤滑剤組成物を調製し、乾燥時間を30分とした以外は、実施例1と同様にして熱処理および押出加工を行った。
低軟化点ガラスフリットを用いずに潤滑剤組成物を調製し、乾燥時間を30分とした以外は、実施例1と同様にして熱処理および押出加工を行った。
酸化防止剤を塗布しないで鋼管を熱処理および押出加工した。
分散懸濁剤として、粘土類の代わりにアクリル酸エステルを用い、乾燥時間を30分とした以外は、実施例1と同様にして熱処理および押出加工を行った。
分散懸濁剤として、粘土類の代わりにアクリル酸エステルを用い、乾燥時間を90分とした以外は、実施例1と同様にして熱処理および押出加工を行った。
押出加工後の外面疵の有無について評価した(n数=500本)。外面疵がなくあるいは小さく実機に使用可能なレベルと判断されたものを「合格品」とし、使用不可能と判断されたものを「不合格品」として、以下の基準で評価した。
○:不合格品の割合が5%未満であった。
△:不合格品の割合が5%以上50%未満であった。
×:不合格品の割合が50%以上であった。
表3に示した亜鉛フリーの材料を用いて、実施例1と同一の組成で潤滑剤組成物を調製し、同様の条件で熱処理および押出加工を行った。この場合においても、スケールの発生が防止され、実施例1と同様の結果が得られた。本願の潤滑剤組成物は、亜鉛フリーにも対応できることが示された。
Claims (8)
- 軟化点の異なるガラスフリットを複数含むことを特徴とする、熱間押出加工用潤滑剤組成物。
- 前記複数のガラスフリットのうち、少なくとも一のガラスフリットは1200℃における粘度が103〜106dPa・sであるとともに、他の一のガラスフリットは700℃における粘度が103〜106dPa・sであることを特徴とする、請求項1に記載の熱間押出加工用潤滑剤組成物。
- 前記熱間押出加工用潤滑剤組成物が、常温において固形物である成分と液体である成分とを含むものであって、さらに前記液体中に前記固形物成分を分散懸濁させる分散懸濁剤を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の熱間押出加工用潤滑剤組成物。
- 前記分散懸濁剤が粘土類である、請求項3に記載の熱間押出加工用潤滑剤組成物。
- 低融点金属化合物の含有量が、前記熱間押出加工用潤滑剤組成物全体の質量を100質量%として、1質量%以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の熱間押出加工用潤滑剤組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の熱間押出加工用潤滑剤組成物を加熱前の素材表面に塗布する工程を含む、熱間押出加工方法。
- 前記素材表面に前記熱間押出加工用潤滑剤組成物を塗布してから、1時間以内に素材を炉内に投入する、請求項6に記載の熱間押出加工方法。
- 請求項6または7に記載の熱間押出加工方法を使用した、継目無管の製造方法。
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