JP2009209325A - ファインブランキング加工用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】活性硫黄化合物10〜50質量%及びチアジアゾール誘導体2〜10質量%を配合してなるファインブランキング加工用潤滑油組成物である。
【選択図】なし
Description
以上の点から、ファインブランキング加工には、非塩素系加工油の使用が検討されてきた。このような非塩素系加工油としては、一般に従来の冷間鍛造油の粘度を変更したものが主流であり、例えば特許文献1には、典型的な冷間鍛造油をファインブランキング加工に用いた例であって、活性硫黄を1%以上含む含硫黄化合物と過塩基性金属スルフォネートを含有する打抜き加工用潤滑油組成物が記載されている。また、特許文献2には、典型的な冷間鍛造油の改良であり、基油にエステル系油性剤を添加した例が開示されている。
また、ファインブランキング加工用ではないが、特許文献3には、チアジアゾール誘導体を主成分とする鉄系金属材料の加工用潤滑油組成物が記載されている。
また、特許文献2におけるように、エステル系油性剤を使用した場合は、塩素系油剤に匹敵するほどの効果を得ることは困難である。更に、特許文献3の潤滑油では、多種多様な材料の加工に適しておらず、また添加量が増加すると、作業者が耐え難い臭気に晒されることとなる。
以上の点から、本発明の目的は、環境に適した非塩素系加工油で、塩素系油剤に匹敵する金型寿命を得ることができ、かつ良好な製品形状を得ることができるファインブランキング加工用潤滑油組成物を提供することにある。
(1)活性硫黄化合物10〜50質量%及びチアジアゾール誘導体2〜10質量%を配合してなるファインブランキング加工用潤滑油組成物、及び
(2)活性硫黄化合物10〜50質量%及びチアジアゾール誘導体2〜10質量%を配合してなる潤滑油組成物を用いてファインブランキング加工を行う、ファインブランキング加工方法、
に関する。
また、製品形状の高精度化が達成され、良好な製品形状を得ることができ、後処理工程への負荷を低減することができる。
更に、本発明によれば、高性能且つ低粘度潤滑油での良好な加工が可能となり、十分な省エネ効果が得られる。
本発明者らは、金型磨耗を低減し、金型の長寿命化、即ち良好な製品を得るためには被加工材料の金型への凝着を防止することが有効であるとの観点から鋭意研究を行った結果、被加工材料の金型への凝着防止には活性硫黄化合物が有効であり、併せてチアジアゾール誘導体を添加することにより、さらに高性能化できることを見出した。
[ファインブランキング加工用潤滑油組成物]
(活性硫黄化合物)
本発明において、活性硫黄化合物とは、分子内に活性硫黄を含有する化合物を意味し、このような化合物であれば特に制限なく使用できるが、金型への凝着防止の点から、そのような活性硫黄をASTM D1622に準じた測定で1質量%以上含有する化合物であることが好ましく、3質量%以上含有する化合物がより好ましい。また、活性硫黄化合物には、銅板腐食試験(JIS K2513)において3以上の活性を示すものが好ましく使用できる。
金型への凝着防止及び金型摩耗防止の観点からは、これらの中では、ポリサルファイドがより好ましく、硫黄数が3〜6、炭素数が12〜40のポリサルファイドが更に好ましい。
また、粉末硫黄は、単独で使用することもできるが、鉱油等の基油への溶解度が低く、配合量が制限されるために、ポリサルファイド及び/又は硫化油脂と組み合わせて使用することが好ましい。
なお、本発明においては、活性硫黄化合物の添加比率を向上させるため、良好なせん断面が得られる利点を有する油脂系油性剤中に上記粉末硫黄を溶解して得られる硫化油脂を用いることも好ましい。
潤滑油組成物中の総硫黄含有量は、金型への凝着防止の点から、2〜15質量%であることが好ましく、より好ましくは、4〜15質量%である。
本発明の潤滑油組成物に用いられるチアジアゾール誘導体としては、1,4,5−チアジアゾール、1,2,4−チアジアゾール、1,2,5−チアジアゾール、1,3,4−チアジアゾールの各々の誘導体がいずれも使用でき、加工性向上の観点から、上記各々のチアジアゾール環を構成する炭素原子の少なくとも一つに−Sa−R基(Rは水素原子又はアルキル基を表わし、aは0〜8の整数を表わす)を有するもの、あるいは2,5−ビス(N,N−ジアルキルジチオカルバミル)−1,3,4−チアジアゾールが好ましい。
上記アルキル基としては、具体的にはメチル基,エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,sec−ブチル基,tert−ブチル基,各種ペンチル基,各種ヘキシル基,各種ヘプチル基,各種オクチル基,各種ノニル基,各種デシル基,各種ウンデシル基,各種ドデシル基,トリデシル基,テトラデシル基,ペンタデシル基,ヘキサデシル基,ヘプタデシル基,オクタデシル基,ノナデシル基,エイコシル基などを挙げることができる。
上記チアジアゾール誘導体は、本発明の潤滑油組成物中に、2〜10質量%含有される。上記含有量は、加工性向上、臭気がない等の点から、3〜10質量%であることが好ましく、3〜8質量%であることがより好ましい。
本発明の潤滑油組成物には、上記活性硫黄化合物とチアジアゾール誘導体に加えて、せん断面の粗さを小さくする等の点から、油脂類や高分子量エステル類等の油性剤を含有することが好ましい。
上記油脂類としては、例えば大豆、あまに、なたね、オリーブ、パーム等の植物油、牛脂やラード等の動物油等が好ましく用いられる。また、高分子量エステル類としては、ソルビタンエステルやペンタエリスリトールエステル類が好ましく用いられ、低温時の析出や沈殿を防止する点で、本発明においては、これらのうちオレイン酸エステルが好ましい。
上記油性剤の潤滑油組成物中の含有量に特に制限は無いが、せん断面の粗さを小さくし、潤滑油組成物の粘度調整を容易にする観点から、20〜60質量%が好ましく、より好ましくは20〜50質量%である。
使用する基油には特に制限はなく、通常加工油に使用されるものがいずれも用いられ、例えば、鉱油、合成油及び高分子化合物等が挙げられる。上記鉱油としては、様々なものを使用することができるが、一般に40℃における動粘度が1〜1000mm2/s、特に、2〜500mm2/sのものが用いられる。このような鉱油としては、種々のものを挙げることができる。例えば、パラフィン基系原油,中間基系原油あるいはナフテン基系原油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧蒸留して得られる留出油、またはこれを常法にしたがって精製することによって得られる精製油、例えば、溶剤精製油,水添精製油,脱ロウ処理油,白土処理油等を挙げることができる。
これらの鉱油,合成油,高分子化合物は単独で用いてもよく、また二種以上を組み合わせて用いても良い。
尚、本発明においては、カルシウムスルホネートやリン系極圧剤などは著しく摩擦係数を上昇させることがあるため、本発明の効果に影響を与える範囲においては、実質含有しないことが好ましい。すなわち、これらは、潤滑油組成物中において全く含有しないことがより好ましいが、本発明の目的、効果に影響を与えない限りにおいて、例えば5質量%以下の範囲で使用することができる。
本発明の潤滑油組成物の動粘度については、特に制限はないが、40℃において、30〜260mm2/sの範囲にあることが好ましい。動粘度が上記範囲であれば、加工性が良好で、引火性などの面からも安全性が確保でき、また塗布方法の制限や省エネの観点からも好ましい。この点から、上記動粘度は50〜250mm2/sであることがより好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、ファインブランキング加工、例えば精密打抜き加工等に使用することが好ましく、また、その適用される被加工材料に限定されることなく好適に使用できる。本発明の潤滑油組成物を適用しうる好ましい被加工材料としては、ステンレス鋼、合金鋼、炭素鋼、アルミニウム合金等が好ましく挙げられるが、本発明においては、ステンレス鋼、合金鋼についてより好ましい効果を得ることができる。本発明に係るファインブランキング加工においては、上記被加工材料の形状、特に厚みには特に制限はなく、多様な被加工材料の形状、板厚にも適用可能であるが、厚み1〜30mm、好ましくは厚み2〜25mm程度の厚さの加工材料においても、有効に効果を奏することができる。
本発明のファインブランキング加工方法は、活性硫黄化合物10〜50質量%及びチアジアゾール誘導体2〜10質量%を配合してなる潤滑油組成物を用いてファインブランキング加工を行うものである。
潤滑油組成物については、前述の通りである。本発明は、上記潤滑油組成物を用いて、前記加工材料としてファインブランキング用金型を用いて、例えば打抜き加工等の精密せん断加工するものである、加工条件としては通常のファインブランキング加工条件が適用でき、その用途に応じ適宜選択できる。
[ファインブランキング加工条件]
・プレス機:森鉄工製プレス機(400t)
・被加工材料:S45C(板厚 4mm)
・金型:ファインブランキング専用金型(日立金属製HAP−5R)
・加工部品形状:変形星型形状(35L×40W×4tmm)
・加工速度:25SPM
・潤滑油塗布方法:ロールコーター
・加工数量:10000ショット
・評価項目:10000個加工後のメインパンチおよびダイの状態観察(SEM観察)、製品形状観察(せん断面粗さ、二次せん断面の有無、ばり高さ、だれ量)
・動粘度:JIS K2283に従って測定した。
・工具磨耗:メインパンチ側面部の寸法減少量(μm)を測定し、これを磨耗量とした。
・工具欠け(チッピング):メインパンチ底部に生じたチッピング部の面積を測定し、底面積に対する面積割合(%)を評価した。
・ばり高さ:10000個加工後の製品について、最大ばり高さ(mm)を測定した。
・せん断面粗さ:10000個加工後の製品について、粗さ計を用いて測定したRa(μm)で評価した。
・二次せん断面:加工後における二次せん断面発生の有無を評価した。
・だれ量:10000個加工後の製品について、製品を側面から観察し、だれの起点からせん断部までの距離(mm)を測定した。
・ポリサルファイド:エルフアトケムジャパン製TPS32(ジーt−ドデシルポリサルファイド(硫黄数5))、硫黄分29.8質量%(活性)
・硫化油脂:大日本インキ製硫化ラード、硫黄分9.5質量%(活性)
・粉末硫黄:東興商事粉末硫黄(活性)
・チアジアゾール誘導体:大日本インキ製ダイルーブR−100(2,5−ビスー(n−ノニルジチオ)−1.3.4−チアジアゾール)、硫黄分33.5質量%(不活性)
・油性剤混合物:出光興産製(なたね油90質量%、オリーブ油7質量%、パーム油2質量%、ソルビタンオレイン酸エステル1質量%混合物)
・Caスルホネート:WITCO製Bryton C−500、硫黄分1.0質量%(不活性)
・塩素化パラフィン:東洋曹達製トヨパラックスA50
・Zn−DTP:オロナイトジャパン製OLOA267、硫黄分15.0質量%(不活性)
・鉱油:出光興産株式会社製パラフィン系鉱油。
上記ポリサルファイド、チアジアゾール誘導体、油性剤、鉱油を表1−1に示す量で混合し、40℃における動粘度が89mm2/sの潤滑油を得た。得られた潤滑油について上記方法で各加工性能を評価した。結果を表1−1に示す。
実施例1において、各潤滑油組成を表1−1に示すようにした以外は同様にして、表1−1に示す動粘度を有する潤滑油をそれぞれ得た。得られた各潤滑油について、実施例1と同様に加工性能を評価した結果を表1−1に示す。
実施例1において、潤滑油組成を、表1−2に示すように代えた以外は同様にして、表1−2に示す動粘度を有する潤滑油をそれぞれ得た。得られた各潤滑油について、実施例1と同様にして各加工性能をそれぞれ評価した。評価結果を表1−2に示す。
なお、ここで、比較例1は、潤滑油として代表的な塩素系ファインブランキング加工油である日本工作油製FBH−10Sを用いた例であり、比較例2は、特開2003−253287号公報(特許文献1)に記載された実施例3と同様の方法で調製された潤滑油を用いた例であり、比較例3は、特開2003-253284号公報(特許文献3)に準じてポリサルファイドを使用しないチアジアゾール誘導体単独の例であり、比較例4は、チアジアゾール誘導体の添加量が本発明の範囲外である例であり、比較例5はチアジアゾール誘導体を使用しないポリサルファイド単独使用の例である。
実施例4において、被加工材料を表2に示すように代えた以外は同様に加工性能を評価した結果を表2に示す。
また、塩素系加工油とほぼ同等の性能を低粘度で達成可能であり、消費電力等の省エネ化が可能であった。
Claims (5)
- 活性硫黄化合物10〜50質量%及びチアジアゾール誘導体2〜10質量%を配合してなるファインブランキング加工用潤滑油組成物。
- 活性硫黄化合物が、20質量%以上の硫黄分を含有するポリサルファイド、8質量%以上の硫黄分を含有する硫化油脂、及び粉末硫黄からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1記載の潤滑油組成物。
- 40℃における動粘度が30〜260mm2/sである、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 動植物油脂、ソルビタンエステル及びペンタエリスリトールエステルから選ばれる少なくとも2種を主成分とする混合物を10〜60質量%含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 活性硫黄化合物10〜50質量%及びチアジアゾール誘導体2〜10質量%を配合してなる潤滑油組成物を用いてファインブランキング加工を行う、ファインブランキング加工方法。
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