JP2009073916A

JP2009073916A - プレス加工用の潤滑油とそれを用いた金属材料のプレス加工方法

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Publication number: JP2009073916A
Application number: JP2007243633A
Authority: JP
Inventors: Asami Kato; 麻美加藤; Teruo Fukaya; 輝雄深谷
Original assignee: Chukyo Kasei Kogyo Kk; Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Chukyo Kasei Kogyo Kk; Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: JP5148224B2

Abstract

【課題】加工性が劣るめっき付着量の低い電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工する場合においても、良好な耐焼付性や潤滑性を有するとともに、臭気が良好で速乾性にも優れる環境に優しい非塩素系の潤滑油を提供することにある。
【解決手段】めっき付着量が４０ｇ／ｍ²未満の電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工する潤滑油であって、パラフィン系炭化水素からなる基油に、潤滑成分として全量基準で４〜７重量％の調整油を配合してなり、調整油は、（ａ）硫黄系極圧剤と（ｂ）カルシウム系添加剤とを含み、（ａ）成分の硫黄含有量が、調整油全量基準で６〜７重量％、（ｂ）成分のカルシウム含有量が、調整油全量基準で０．５〜１．０重量％を満たす。
【選択図】なし

Description

本発明は、防錆鋼板のプレス加工、中でもめっき付着量の少ない電気亜鉛めっき鋼板のプレス加工にも好適に用いられ、加工後の被加工物に残留物を殆ど残さず速乾性及び潤滑性に優れた非塩素系の潤滑油と、該潤滑油を用いた金属材料の加工方法に関する。

自動車、建材、家電、電子機器等用として使用される金属材料は、絞り加工、曲げ加工、ブランク加工、ピアス加工、トリミング加工、カシメ加工、コンパウンド加工、バーリング加工などの、主にプレス加工によって所定形状に加工される。ところで、このような金属材料のプレス加工では、被加工物と金型又は工具との間における摩擦熱、及び被加工物の割れや加工面のバリ、ダレなどの発生を抑制するために、加工に際して金属材料と金型又は工具との間に潤滑油を供給する。これによって、摩擦熱による金型や工具の摩耗抑制、及び加工品の精度向上が図られている。

自動車部品等の金属材料としては圧延鋼板が使用されることが多いが、圧延鋼板のなかでも防錆鋼板の需要が高まってきている。防錆鋼板には、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金電気めっき鋼板、及び有機複合めっき鋼板などがあるが、特に電気亜鉛めっき鋼板は表面が平滑美麗、溶接容易、塗装容易、加工性良好、比較的安価などの特徴から自動車用鋼板や自動車用部品として多用されている。ここで、電気亜鉛メッキ鋼板の中でもめっき付着量の異なる種々のグレードのものがあり、ＪＩＳＧ３３１３では電気亜鉛めっき鋼板における標準めっき付着量が３〜５０ｇ／ｍ^２の間で段階的に規定されている。電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工するとき、被膜層の軟金属（亜鉛）が潤滑性に寄与するので、基本的には他の圧延鋼板などと比べて加工性が良い。しかし、電気亜鉛めっき鋼板は、そのめっき付着量が少なくなるにつれて加工性が低下することが知られている。すなわち、めっき付着量の比較的少ない電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工すると、加工面におけるバリや被加工物の割れなどが生じ易い。また、防錆鋼板をプレス加工する際の潤滑性が悪いと、パンチなどの加工工具との摩擦力によってカスが発生し、被加工物や工具などの表面に付着堆積する。被加工物の表面にカスが付着していると、品質向上のためカスを洗浄する必要があるが、当該洗浄工程が煩雑でありコストも嵩む。また、工具や金型の表面にカスが堆積すると、短い期間で洗浄や部品交換を行う必要があり、型保全費が嵩む。したがって、めっき付着量の少ない電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工する際は、一般的な圧延鋼板をプレス加工する際の潤滑油よりもさらに良好な潤滑性及び耐焼付性が求められる。

これに対し従来では、金属材料のプレス加工の際に使用される潤滑油として、耐焼付性や潤滑性に優れている塩素系潤滑油が使用されることが多かった。しかし、塩素系潤滑油は、加工時あるいは経時的にその中に含まれる塩素系添加剤成分が分解して被加工物や工具を錆びさせる問題点が指摘されている。また、塩素系潤滑油は、焼却処理時におけるダイオキシン等の有害物質の発生や、焼却炉の腐食・損傷等の問題が指摘されている。したがって、塩素系の物質を含有せず、しかも、塩素系潤滑油と同等の耐焼付性や潤滑性を有する金属材料加工用潤滑油が望まれている。そこで、塩素系の添加剤を含有しない金属材料加工用潤滑油として、例えば特許文献１及び２に記載のものが提案されている。特許文献１に記載の潤滑油は、潤滑油基油に（ａ）硫黄系極圧剤、（ｂ）有機亜鉛化合物及び／又は有機モリブデン化合物、及び（ｃ）イミド系添加剤を配合してなる切削加工用の潤滑油である。特許文献２に記載の潤滑油は、過塩基性金属のスルホネートと硫黄系極圧剤等を含有した切削加工油剤組成物について開示されている。

また、一般に金属材料加工用の潤滑油は不揮発性であるが、近年、生産工程の簡略化や環境問題の観点から、後工程における洗浄工程を省略できるタイプの加工用潤滑油が開発されている。具体的には、潤滑油基油が常温常圧の室内環境にて数時間〜数日放置すると、自然蒸発して不揮発分がほとんど無くなる基油を使用して、後工程を無洗浄にした速乾性潤滑油が実用化されている。しかし、この自然蒸発可能な速乾性潤滑油は潤滑性が低い傾向にあり、被加工物の欠損や金型寿命の低下を防ぐため、やはり従来では潤滑性能が良好な塩素系添加剤を添加した塩素系速乾性潤滑油が一般的であった。しかし、このような速乾性潤滑油も、塩素系であることにより上記と同様の問題を有する。そこで、非塩素系とした速乾性潤滑油が例えば特許文献３に提案されている。特許文献３の非塩素系速乾性潤滑油は、炭素数が６〜１６のパラフィン系炭化水素の１または２以上の混合物を主成分とする基油に、この基油に対して０．１〜１重量％のフッ化黒鉛を配合している。

特開２００２−１５５２９３号公報特開平８−２０７９０号公報特開平６−３３００７３号公報

しかし、上記特許文献１及び２に記載の金属材料加工用潤滑油は、鉱油を主体成分としているので臭気が悪く、鉱油は一般的に動粘度が高いので加工機器でのフィルター詰まりや洗浄性が悪い。また、特許文献１や２に記載の潤滑油は切削加工用の潤滑油であり、金属材料のプレス加工、特に、めっき付着量の少ない電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工用するための潤滑油として使用するには、耐焼付性や潤滑性が不十分であり、生産性が低下することが懸念される。そもそも特許文献１や２に記載の潤滑油は速乾性潤滑油ではないので、加工後に洗浄工程を要する。

特許文献３の非塩素系速乾性潤滑油は、曲げ加工において求められる潤滑性を満足するものの、やはりめっき付着量の少ない電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工用するための潤滑油として使用するには、耐焼付性や潤滑性が不十分である。そこで、これの解決策として、単純には潤滑成分の添加量を増加させることが考えられる。しかし、比較的多量の添加剤を添加すると、基油が蒸発した後に潤滑成分が被加工物や工具などの表面に残留し、結局は洗浄工程が必要になるという問題を有する。すなわち、潤滑油の速乾性を最大限発揮させて加工後の洗浄工程を不要とするなら、潤滑成分はできるだけ少ない方が良い。反面、加工時の潤滑性や耐焼付性を重視すると、潤滑成分はできるだけ多い方が良い。

そこで、このような事情に鑑みて本発明者らが鋭意検討の結果、速乾性に優れる基油に、できるだけ潤滑性及び耐焼付性などに優れる潤滑成分を、加工後の洗浄工程に悪影響を及ぼさない程度の最低限の量添加することで、上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成させるに至った。すなわち本発明の目的は、加工性が劣るめっき付着量の低い電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工する場合においても、良好な耐焼付性や潤滑性を有するとともに、臭気が良好で速乾性にも優れる環境に優しい非塩素系の潤滑油を提供することにある。

本発明のプレス加工用の潤滑油は、めっき付着量が４０ｇ／ｍ^２未満の電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工する際に使用される。当該潤滑油は、パラフィン系炭化水素からなる基油に、潤滑成分として潤滑油全量基準で４〜７重量％の調整油を配合して成る。その調整油は、（ａ）硫黄系極圧剤と、（ｂ）カルシウム系添加剤とを含み、以下の条件、
（ａ）成分の硫黄含有量が、調整油全量基準で、６〜７重量％、
（ｂ）成分のカルシウム含有量が、調整油全量基準で、０．５〜１．０重量％、
を満たしている。

潤滑油の基油は、炭素数８〜１６のパラフィン系炭化水素の１種または２種以上の混合油で、かつ沸点が２１０℃以下であることが好ましく、金属材料をプレス加工後、被加工材料に付着している油が常温常圧下で２４時間以内に自然蒸発することが好ましい。

また、本発明によれば、金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、上記プレス加工用の潤滑油を供給する工程を有する、金属材料のプレス加工方法を提供することができる。

本発明の潤滑油は非塩素系なので、加工時あるいは経時的に工具や金型などを錆びさせることがなく、環境にも優しい。そのうえで、潤滑成分として優れた潤滑性及び耐焼付性を有するような組成に調整された調整油を、潤滑油全量基準で４〜７重量％配合しているので、加工時に良好な潤滑性及び耐焼付性を担保できる。これにより、加工性に劣るめっき付着量の少ない電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工する場合にも、加工面のバリやダレ、被加工物の割れなどが生じていない品質の高い製品を得ることができる。しかも、潤滑成分が多くても潤滑油全量基準で７重量％しか配合されていないことから、基油の速乾性が阻害されることがなく、かつ蒸発後に被加工物の表面などに残留する残留物量が少ないので、加工後の洗浄工程を省略することができる。潤滑油基油としてパラフィン系炭化水素を使用しているので、臭気も良好である。

炭素数が８〜１６で沸点が２１０℃以下のパラフィン系炭化水素を使用すれば、より臭気が良好であり、かつ沸点が低いので速乾性に優れる。また、常温常圧下で２４時間以内に蒸発すれば、一般的な金属材料の生産過程において次工程への移行時間の最大である２４時間以内に被加工物に付着した潤滑油を蒸発させることができ、生産ラインを被加工物の乾燥のためにストップする必要がない。

金属材料の生産工程において、金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、上記のうような潤滑油を供給する工程を有していれば、被加工物の加工性や金型及び工具の寿命を向上できる。

［金属材料について］
本発明の加工対象となる金属材料としては、自動車、建材、家電、電子機器などの分野で広く使用されている、ステンレス鋼、合金鋼、炭素鋼などの一般的な圧延鋼板を使用できるが、中でも厳しい環境に晒される自動車においてよく使用され、被膜層の軟金属が潤滑性に寄与することで加工性の良い防錆鋼板が好適である。防錆鋼板としては、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金鋼板、有機複合めっき鋼板などがあるが、中でも表面が平滑美麗、溶接容易、塗装容易、加工性良好、比較的安価などの特徴から近年その需要が高まっている電気亜鉛めっき鋼板が好ましい。電気亜鉛めっき鋼板のめっき付着量も種々のものがあり、ＪＩＳＧ３３１３では標準めっき付着量が３ｇ／ｍ^２のＥＢ、標準めっき付着量が１０ｇ／ｍ^２のＥ８、標準めっき付着量が２０ｇ／ｍ^２のＥ１６、標準めっき付着量が３０ｇ／ｍ^２のＥ２４、標準めっき付着量が４０ｇ／ｍ^２のＥ３２、標準めっき付着量が５０ｇ／ｍ^２のＥ４０が規定されている。電気亜鉛めっき鋼板を加工するとき、皮膜層の軟金属である亜鉛が潤滑性に寄与し得るが、反面、めっき付着量が少なくなるにつれて加工性が低下する。しかし、本発明の潤滑油は良好な潤滑性が担保されているので、めっき付着量が４０ｇ／ｍ^２未満、少なくともめっき付着量が２０ｇ／ｍ^２の電気亜鉛めっき鋼板の加工に際しても問題なく加工できる。したがって、本発明の潤滑油は、特にめっき付着量が４０ｇ／ｍ^２未満の電気亜鉛めっき鋼板の加工に対して好適に使用できる。なお、外国製の電気亜鉛めっき鋼板にはめっき付着量が上記ＪＩＳ規格外のものも存在し得るが、めっき付着量が４０ｇ／ｍ^２未満の電気亜鉛めっき鋼板であれば、ＪＩＳ規格品とＪＩＳ規格外品とを問わず好適に使用できる。

また、本発明の潤滑油は、ファインブランキング加工（ＦＢ加工）、絞り加工、曲げ加工、ブランク加工、ピアス加工、トリミング加工、カシメ加工、コンパウンド加工、バーリング加工などのプレス加工で使用することができる。このように、電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工することによって、例えばハウジングバルブ、オイルフィルタ、プレートエンド、プレートロックなどの自動車製品を成形することができる。

プレス加工後の処理工程としては、一般的には加工物に付着した潤滑油を脱脂・洗浄する工程、防錆油を塗布して加工物の錆対策をする工程、めっき処理や塗装をする工程、熱処理をして加工物の強度を確保する工程、他の金属部品との溶接工程などがある。しかし本発明の潤滑油は、主体成分である基油は自然蒸発により消失し、その際の残留物も少量なので洗浄工程を省略することができる。また、残留物量が少ないので、加工後に被加工物表面を塗装をする場合でも、塗装斑が生じ難い。

次に潤滑油について詳しく説明する。本発明の潤滑油は、パラフィン系炭化水素からなる基油に、潤滑成分として適量の調整油を配合して成る。調整油には、（ａ）硫黄系極圧剤及び（ｂ）カルシウム系添加剤とを必須成分として添加されている。

［基油について］
本発明の主体成分である基油は、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２で表されるパラフィン系炭化水素（鎖式飽和炭化水素）であり、直鎖状炭化水素（ノルマルパラフィン）、分枝鎖状炭化水素（イソパラフィン）、及び環状炭化水素（シクロパラフィン）を含む。中でも炭素数８〜１６のパラフィン系炭化水素が好ましく、具体的には、オクタン（炭素数８）、ノナン（炭素数９）、デカン（炭素数１０）、ウンデカン（炭素数１１）、ドデカン（炭素数１２）、トリデカン（炭素数１３）、テトラデカン（炭素数１４）、ペンタデカン（炭素数１５）、ヘキサデカン（炭素数１６）とこれらの異性体であって、これらから選ばれる１種を使用してもよいし、２種以上の混合油を使用してもよい。しかし、１種のパラフィン系炭化水素のみで基油とする場合は、後述の特性により炭素数１３以下とすることが好ましい。なお、炭素数８〜１６のパラフィン系炭化水素は、常温において液体状である。

パラフィン系炭化水素は、これの炭素数が高いほどその沸点も高くなる傾向にある。したがって、炭素数が１６より大きいパラフィン系炭化水素は沸点が高く蒸発速度が遅いことに加え、一般的に常温において固体なので、これだけでは潤滑油基油として不適である。また、同様の理由から炭素数が１６に近いパラフィン系炭化水素も単体で使用するには難があるので、混合油として使用することが好ましい。炭素数が８より小さいパラフィン系炭化水素は、沸点が低い点では好ましいが、臭気が悪いという不都合がある。したがって、臭気さえ気にしなければ、炭素数５〜７のパラフィン系炭化水素も本実施形態の潤滑油基油として使用することも不可能ではない。しかし、炭素数１〜４のパラフィン系炭化水素は常温において気体なので、潤滑油基油として使用不可能である。炭素数８〜１３のパラフィン系炭化水素であれば、速乾性が特に優れる。

よって、炭素数８〜１６のパラフィン系炭化水素を基油とすれば、臭気及び速乾性が良好な潤滑油とすることができる。その場合、パラフィン系炭化水素の沸点は２１０℃以下とすることが好ましい。沸点が２１０℃以下であれば、常温常圧における揮発性が高くなるので、加工物に付着した潤滑油を数時間〜２４時間以内に自然蒸発させることができる。これにより、一般的な金属材料の生産過程において、加工した後、次工程へ移行させるまでに加工物に付着した潤滑油をほとんど揮発させることができ、生産ラインを加工物の乾燥のためにストップする必要がない。揮発性が高い、すなわち速乾性が良ければ、沸点の下限は特に限定されることはないが、本実施形態の潤滑油の中で最も沸点の低い炭素数８のパラフィン系炭化水素の沸点は、約７０℃である。

［調製油について］
本発明の調製油は、上記基油に付加的な性能を付与するために必要最低限量配合されるものである。潤滑油全量に対する調整油量が少量であることから、潤滑油全体に対する調整油の臭気の影響は小さい。したがって、調整油の基油となる油は特に制限されることなく、一般的に金属加工油として用いられている鉱油、合成油、及び油脂の中から選ばれる１種又は２種以上の混合油を使用できる。とくに、臭気の悪い鉱油であっても、潤滑油としての臭気には影響が小さい。

鉱油としては、石油精製業の潤滑油製造プロセスで常法を用いて精製される鉱油を使用することができる。より具体的には、原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理などの処理を１つ以上行って精製したものなどが挙げられる。合成油としては、例えばポリα−オレフィン、α−オレフィンコポリマー、ポリブテン、アルキルベンゼン、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、シリコーンオイルなどを挙げることができる。油脂としては、例えば牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、並びにこれらの水素化物などを挙げることができる。

次に、調製油に配合される必須成分、すなわち（ａ）硫黄系極圧剤と（ｂ）カルシウム系添加剤とについて説明する。これらの添加剤を適量添加することで、潤滑性や耐焼付性に優れた調製油を得ることができる。

［（ａ）硫黄系極圧剤について］
硫黄系極圧剤としては、硫黄原子を有し、極圧効果を発揮しうるものを使用することができる。硫黄系極圧剤の具体例としては、例えば、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ポリサルファイド類、チオカーバメート類、硫化鉱油などを挙げることができる。ここで、硫化油脂は硫黄と油脂（ラード油，鯨油，植物油，魚油等）を反応させて得られるものである。その具体例としては、硫化ラード、硫化なたね油、硫化ひまし油、硫化大豆油などを挙げることができる。硫化脂肪酸の例としては、硫化オレイン酸などを、硫化エステルの例としては、硫化オレイン酸メチルや硫化米ぬか脂肪酸オクチルなどを挙げることができる。

その他、硫黄系極圧剤の具体例としては、その分子内に硫黄原子を有する有機亜鉛化合物、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（以下、ＺｎＤＴＰという。）、及び、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛（以下、ＺｎＤＴＣという。）を挙げることができる。ＺｎＤＴＰ、及び、ＺｎＤＴＣのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。すなわち、ＺｎＤＴＰの構造式では、リン原子に対して酸素原子を介して２つのアルキル基が結合しているが、これらのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、ＺｎＤＴＣの構造式では、窒素原子に対して２つのアルキル基が結合しているが、これらのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。ＺｎＤＴＰ及びＺｎＤＴＣのアルキル基は、炭素数３以上のアルキル基又はアリール基が好ましい。

硫化オレフィンは、炭素数２〜１５のオレフィン又はその２〜４量体を、硫黄、塩化硫黄等の硫化剤と反応させることによって得られる。ポリサルファイド類の具体例としては、ジベンジルポリサルファイド、ジ−ｔｅｒｔ−ノニルポリサルファイド、ジドデシルポリサルファイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルポリサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジフェニルポリサルファイド、ジシクロヘキシルポリサルファイドなどを挙げることができる。チオカーバメート類の具体例としては、ジンクジチオカーバメート、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネートなどを挙げることができる。硫化鉱油とは、鉱油に単体硫黄を溶解させたものをいう。単体硫黄を溶解させる鉱油は特に制限はないが、例えば、上記基油の説明において例示された鉱油系潤滑油基油を使用することができる。

本発明において、上記（ａ）成分は１種用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その硫黄含有量は、調製油全量基準で６〜７重量％とすることが好ましい。硫黄含有量が調整油全量基準で６重量％未満であると、潤滑性能を有効に発揮できない場合がある。硫黄含有量が調整油全量基準で７重量％を超えると、潤滑性能は向上するが、防錆性が低下したり、潤滑油の速乾性を阻害するおそれがある。

［（ｂ）カルシウム系添加剤について]
カルシウム系添加剤の好ましいものとして、カルシウムスルフォネート、カルシウムサリシレート、カルシウムフェネートが挙げられる。特に動粘度、価格の点より、カルシウムスルフォネートが好ましい。より好ましくは、塩基性カルシウムスルフォネートである。更に好ましくは、塩基価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルフォネートである。

本発明においては、上記（ｂ）成分は１種用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、そのカルシウム含有量は、調製油全量基準で０．５〜１．０重量％が好ましい。カルシウム含有量が調整油全量基準で０．５重量％未満であると、潤滑性能を有効に維持できない場合がある。カルシウム含有量が調整油全量基準で１．０重量％を超えると、潤滑性能は向上するが潤滑油の速乾性を阻害するおそれがある。

［潤滑油について］
このように、上記（ａ）、（ｂ）成分を適量添加することで調整された調製油は、基油に対して潤滑油全量基準で４〜７重量％配合できる。潤滑成分としての調整油の配合量が潤滑油全量基準で４〜７重量％であれば、良好な潤滑性や耐焼付性などを確保しながらも、速乾性に優れ指で触っただけでは残留物を感じないほど乾燥している、いわゆる指触乾燥とできる。調整油の配合量が潤滑油全量基準で４重量％未満であると、速乾性は良いが潤滑性などが悪化し、高い加工性の要求される金属材料の加工には不向きとなる。調整油の配合量が潤滑油全量基準で７重量％を超えると、残留物の量が多くなって加工後に洗浄工程が必要となるだけでなく、加工後に被加工物の表面に塗装を施す場合に塗装斑が生じるおそれが高くなる。また、潤滑油の速乾性が阻害されるおそれもある。

潤滑油の４０℃動粘度は、２．０ｃｍ^２／ｓ以下であることが好ましい。潤滑油の４０℃動粘度が２．０ｃｍ^２／ｓ以下であれば、流動性が高いので被加工物への付着量が低減され、常温常圧において効率的な自然蒸発が可能である。好ましくは１．８ｃｍ^２／ｓ以下、より好ましくは１．５ｃｍ^２／ｓ以下である。一方、４０℃動粘度が２．０ｃｍ^２／ｓより大きくなると、流動性が悪くなって被加工物への付着量が多くなり、効率的な自然蒸発が阻害される。４０℃動粘度の下限は、４０℃動粘度が低いほど効率的な蒸発が可能なので特に限定されることはない。但し、４０℃動粘度があまりに低いと潤滑性を担保できないという問題も生じ得るので、少なくとも１．０ｃｍ^２／ｓ程度はあった方がよい。

さらに、潤滑油の引火点が４０℃以上、発火点が２４０℃以上の範囲を満たすことが好ましい。引火点が４０℃以上であれば、常温において安全に使用できる。逆に引火点が４０℃未満であると、常温において引火し易くなり、特に気温の高くなる夏季や亜熱帯地域での取り扱い時の危険性が高くなるので好ましくない。発火点が２４０℃以上であれば、金属材料の加工時に発生する火花や加工熱により引火するなどの危険性が低く、安全に加工できる。

なお、本発明の調整油には、金属材料加工油としての基本的な性能を維持するために、本発明の目的を阻害しない範囲で、その他公知の各種添加剤を適宜配合することができる。その添加剤としては、防錆剤、酸化防止剤、防食剤、着色剤、消泡剤、香料等が挙げられる。例えば防錆剤を適量添加しておけば、加工後の被加工物の錆の発生を防ぎ、加工後に被加工物表面を防錆処理する必要がなくなる。

防錆剤の種類は特に限定されるものでなく、具体例としては、カルシウム（Ｃａ），バリウム（Ｂａ），ナトリウム（Ｎａ）の各スルフォネート及びスルホン酸化合物、酸化ワックスのエステル化合物及びそれらのＣａ，Ｂａ，Ｎａの各塩のような酸化ワックス化合物、ソルビタンモノオレートのような多価アルコールエステル、ラノリン及びラノリンの金属石鹸、などを挙げることができる。なかでも、Ｃａ系防錆剤やＢａ系防錆剤が好ましい。本発明においては、上記防錆剤は１種用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、このような防錆剤は、調製油に溶け易くするため、鉱物油や合成油、エステルなどと混合されているのが一般的である。防錆剤は、調製油全量基準で１〜７重量％の範囲で配合することが好ましい。防錆剤の含有量が調整油全量基準で１重量％未満であると、加工後の被加工物の防錆性能を有効に維持できないおそれがある。防錆剤の含有量が調整油全量基準で７重量％を超えると、防錆性は向上するが、潤滑油の速乾性を阻害するおそれがある。

酸化防止剤としてはアミン系化合物やフェノール系化合物などを、防食剤としてはベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾールなどを、着色剤としては染料や顔料などを、必要に応じて適宜添加することができる。

金属材料をプレス加工する場合、本発明の潤滑油を被加工物である金属材料とダイスやパンチ等の工具との間に供給することによって、被加工物の割れやカジリを防いで加工精度が向上すると共に、工具寿命も長くなる。特に本発明の潤滑油は、他の鋼板と比べて加工に困難を伴う電気亜鉛めっき鋼板をファインブランキング加工する場合に、特に好適に使用できる。潤滑油の供給方法は特に限定されないが、例えばローラーによる金属材料表面への塗布、スプレーによる金属材料表面への塗布などの方法を使用することができる。また、加工時の温度設定は、一般的に使用されている周知の方法で行なえばよい。

（実施例）
以下、本発明に係る金属材料加工用の潤滑油の具体的な実施例について説明する。

［基油選定試験］
まず、潤滑油の基油として好ましいものを選定するため、自然蒸発可能な各種油の臭気を評価した。なお、基油選定試験では、添加剤を一切添加していない油１００％で評価した。基油選定試験で使用した各種油の種類は表１に示す通りである。

臭気の評価は、５００ｍｌガラス製ビーカーに各実施例及び比較例を１００ｍｌ入れ、臭気を５人以上にて嗅ぎ、評価を行った。その結果を表２に示す。なお、表２における評価基準は以下の通りである。
○：不快感なく問題なし △：臭気を感じる ×：不快臭が強い

表２から明らかなように、鉱油である基油４〜６は臭気が悪いが、炭素数８〜１６のパラフィン系炭化水素からなる合成混合油である基油１〜３は、臭気が良好であった。また、鉱油でなくとも炭素数が８〜１６以外のパラフィン系炭化水素を含む合成混合油である基油７は臭気を感じる。

（乾燥試験）
次に、蒸発速度すなわち速乾性に関する試験を行った。
各基油を、ＪＩＳＧ３１４１に規定されるＳＰＣＣ鋼板（８０×６０×１．０ｍｍ）に０．５ｇ塗布後、水平に放置したときの潤滑油の蒸発時間を測定した。その結果を表３に示す。

表３からも明らかなように、炭素数が低い程蒸発時間が早くなる傾向がある。これは、炭素数が低い程沸点が低いことに依存している。中でも、炭素数が１３以下のパラフィン系炭化水素であれば、極めて短時間での乾燥が可能であることがわかる。また、炭素数が１６以下でも乾燥するまでに１日強しか要せず、効果的な速乾性を有することがわかる。すなわち、炭素数８〜１６のパラフィン系炭化水素１００重量％の潤滑油であれば速乾性が良好であり、炭素数８〜１３潤滑油のパラフィン系炭化水素であれば速乾性に優れ２４時間以内で完全蒸発が可能であることがわかる。この表１及び表２の結果により、炭素数８〜１６、特に炭素数８〜１３の合成油であるパラフィン系炭化水素であれば、臭気及び速乾性が良好であり、潤滑油の基油として好適であることがわかった。

［調製油選定試験］
次に、上記基油選定試験で使用した基油１に各種潤滑成分を潤滑油全量基準で１０重量％添加したときの各潤滑油の潤滑性及び耐焼付性を評価するため、焼付き荷重及び被加工物表面に付着したカスの有無を評価した。その結果を表４に示す。なお、潤滑油１には、エステル系潤滑剤としてジエチルカーボネートを添加した。潤滑油２には、りん系潤滑剤として酸性りん酸エステルアミン塩を添加した。また、潤滑油３には、次に示す組成からなる調整油を配合した。
＜調整油組成＞
鉱物油４８．９重量％
（ａ）成分
ポリサルファイド（硫黄含有量：３０重量％）５重量％
硫化油脂（硫黄含有量：１５重量％）２５重量％
ＺｎＤＴＰ（硫黄含有量：１６質量％）１０重量％
（ｂ）成分：高塩基性Ｃａスルフォネート化合物（カルシウム含有量：１５重量％）５重量％
（その他）防錆剤：６．１重量％
なお、上記調整油中の硫黄分は、調整油全量基準で６．８重量％であり、カルシウム分は、調整油全量基準で０．７５重量％である。

＜試験条件＞
加工物１：一般電気亜鉛めっき鋼板（ＳＥＣＣ）めっき付着量２０ｇ／ｍ^２
板厚０．３ｍｍ
加工物２：一般電気亜鉛めっき鋼板（ＳＥＣＣ）めっき付着量４０ｇ／ｍ^２
板厚０．３ｍｍ
成形品：オイルフィルタ部品
加工条件：プレス加工６０〜７０ｓｐｍ
加工工具：パンチ・ダイスＳＫＤ１１
＜カスの有無＞
プレス成形後の被加工物表面を目視にて観察した。
＜焼付き荷重測定＞
ＪＩＳＫ２５１９に規定する四球試験にて測定した。
測定素材：上球、下球共にＳＵＪ２

表４から明らかなように、潤滑成分量が同じでも、エステル系潤滑剤を添加した潤滑油１は焼付き荷重が低い、すなわち潤滑性が悪く、カスも付着していた。また、りん系潤滑剤を添加した潤滑油２は、潤滑油１よりは焼付き荷重が良好ではあるが、めっき付着量が少なく加工性の劣る加工物１ではカスが付着しており、潤滑性が十分ではないことがわかる。これに対し、主に硫黄系潤滑成分が添加され適切な組成に調整された調整油が配合された潤滑油３では最も潤滑性に優れ、加工性に劣る加工物１に対しても、問題なくプレス加工できることがわかった。すなわち、潤滑成分として（ａ）硫黄系極圧剤と（ｂ）カルシウム系添加剤とを含み、（ａ）成分の硫黄含有量が、調整油全量基準で６〜７重量％、及び（ｂ）成分のカルシウム含有量が、調整油全量基準で０．５〜１．０重量％を満たす調整油を配合することが好ましいことがわかる。

（潤滑性試験）
上記表４の結果により、潤滑成分として主に硫黄系潤滑成分を含有する調整油を基油に配合すれば、良好な潤滑性及び耐焼付性が得られることがわかった。しかし、速乾性潤滑油を使用してプレス加工後の洗浄工程を省略するには、潤滑成分ができるだけ少ないほうが好ましい。そこで、調整油の配合量を段階的に変化させて、めっき付着量２０ｇ／ｍ^２の加工物１をプレス加工したときの、それぞれの潤滑性及びカス付着の有無を評価した。なお、ここでの潤滑性及びカス付着の有無も、上記調整油選定試験と同様の条件によって評価した。その結果を表５に示す。

表５から明らかなように、調整油の配合量が１０重量％の潤滑油３や、調整油の配合量が５重量％の潤滑油４は良好な潤滑性を有し、プレス加工に問題がなかった。これにより、良好な潤滑性を担保するには、調整油の配合量を潤滑油全量基準で少なくとも４重量％以上とする必要があることがわかった。

（蒸発試験）
一方、潤滑成分としての調整油の配合量が多くなる程、潤滑油の速乾性やその後の塗装などに悪影響を及ぼし得る。そこで、上記潤滑油３〜６の蒸発試験を行って、試験片表面の残留物付着量の経時的変化を測定した。その結果を図１に示す。また、蒸発試験の試験条件は次の通りである。
試験片：ＳＰＣＣ鋼板８０ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ
環境：２６℃の室内にて自然乾燥
方法：各潤滑油中に試験片を浸漬後取りだし、精密天秤にて蒸発重量を測定

図１の結果より、調整油の配合量が少ない程蒸発速度が速く、残留物の付着量が少ないことがわかる。具体的には、潤滑油４〜６は１時間後には付着量が０．００１ｍｇ／ｃｍ^２以下になったが、潤滑油３は１時間後でも付着量が０．００２ｍｇ／ｃｍ^２を超えていた。これにより、速乾性の観点からは、調整油の配合量を潤滑油全量基準で少なくとも７重量％以下とすることが好ましいことがわかった。

以上の結果から、炭素数８〜１６のパラフィン系炭化水素からなる基油に、（ａ）硫黄系極圧剤と（ｂ）カルシウム系添加剤とを含み（ａ）成分の硫黄含有量が、調整油全量基準で６〜７重量％、（ｂ）成分のカルシウム含有量が、調整油全量基準で０．５〜１．０重量％を満たす調整油を、潤滑油全量基準で４〜７重量％配合すれば、めっき付着量が４０ｇ／ｍ^２未満の電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工する場合でも、良好な潤滑性を担保できると共に、速乾性に優れた潤滑油とすることができることがわかった。

蒸発試験結果を示すグラフである。

Claims

めっき付着量が４０ｇ／ｍ²未満の電気亜鉛めっき鋼板をプレス加工する潤滑油であって、
パラフィン系炭化水素からなる基油に、潤滑成分として潤滑油全量基準で４〜７重量％の調整油を配合してなり、
前記調整油は、（ａ）硫黄系極圧剤と、（ｂ）カルシウム系添加剤とを含み、以下の条件、
（ａ）成分の硫黄含有量が、調整油全量基準で、６〜７重量％、
（ｂ）成分のカルシウム含有量が、調整油全量基準で、０．５〜１．０重量％、
を満たすことを特徴とするプレス加工用の潤滑油。
前記基油は、炭素数８〜１６のパラフィン系炭化水素の１種または２種以上の混合油で、かつ沸点が２１０℃以下である請求項１に記載のプレス加工用の潤滑油。
金属材料をプレス加工後、被加工物に付着している油が常温常圧下で２４時間以内に自然蒸発する請求項２に記載のプレス加工用の潤滑油。
金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、請求項１ないし３のいずれかに記載のプレス加工用の潤滑油を供給する工程を有する、金属材料のプレス加工方法。