JP2692485B2 - 熱間加工用潤滑剤の製造方法 - Google Patents
熱間加工用潤滑剤の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延等の熱間加工
に使用する熱間加工用潤滑剤の製造方法に関する。
に使用する熱間加工用潤滑剤の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延等の熱間加工に使用される潤滑
剤として、酸化物粉末−水ガラス系潤滑剤がある。この
潤滑剤は、潤滑主剤としての酸化物粉末を水ガラスに常
温で混合して水溶液の状態で使用する。ここで、常温と
は水ガラス中の水分が解離・蒸発する温度（約２００
℃）以下を指す。潤滑剤の使用法としては、加熱された
圧延直前の被圧延材表面に潤滑剤を付着させる方法（特
開昭６０−１８４４１０号公報）が作業性、付着均一性
の面から好都合と言える。
剤として、酸化物粉末−水ガラス系潤滑剤がある。この
潤滑剤は、潤滑主剤としての酸化物粉末を水ガラスに常
温で混合して水溶液の状態で使用する。ここで、常温と
は水ガラス中の水分が解離・蒸発する温度（約２００
℃）以下を指す。潤滑剤の使用法としては、加熱された
圧延直前の被圧延材表面に潤滑剤を付着させる方法（特
開昭６０−１８４４１０号公報）が作業性、付着均一性
の面から好都合と言える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
酸化物粉末−水ガラス系潤滑剤がこのような使われ方を
すると、被圧延材表面に塗布された潤滑剤が、潤滑剤中
の付着バインダーの主成分である珪酸ソーダの溶融軟化
温度（１０８９℃）に達するまでは充分に溶融軟化され
ない。そのため、塗布直後は流体潤滑機能が充分に発現
せず、圧延初期における潤滑性を不足させるおそれがあ
った。
酸化物粉末−水ガラス系潤滑剤がこのような使われ方を
すると、被圧延材表面に塗布された潤滑剤が、潤滑剤中
の付着バインダーの主成分である珪酸ソーダの溶融軟化
温度（１０８９℃）に達するまでは充分に溶融軟化され
ない。そのため、塗布直後は流体潤滑機能が充分に発現
せず、圧延初期における潤滑性を不足させるおそれがあ
った。
【０００４】また、酸化物粉末−水ガラス系潤滑剤は、
圧延直前の被圧延表面に付着させた場合、被圧延材表面
のスケールと反応して、その表面に密着する特長があ
る。しかし、この特長を活用しようとすると、潤滑剤中
の付着バインダーの主成分である珪酸ソーダの溶融軟化
温度（１０８９℃）以上の温度を、被圧延材が保有して
いる必要がある。
圧延直前の被圧延表面に付着させた場合、被圧延材表面
のスケールと反応して、その表面に密着する特長があ
る。しかし、この特長を活用しようとすると、潤滑剤中
の付着バインダーの主成分である珪酸ソーダの溶融軟化
温度（１０８９℃）以上の温度を、被圧延材が保有して
いる必要がある。
【０００５】被圧延材の温度は、圧延の種類によって相
違するが、例えば代表的な継目無管製造法であるマンネ
スマン・マンドレル法では、ピアサー入側で約１１００
℃、マンドレル入側で約１０００℃、再加熱炉出側で約
９５０℃、レデューサー入側で約９００℃であり、ピア
サー入側を除けば、いずれも珪酸ソーダの溶融軟化温度
より低い。そのため、前述した表面スケールとの反応に
よる密着機能はピアサーでしか得られない。
違するが、例えば代表的な継目無管製造法であるマンネ
スマン・マンドレル法では、ピアサー入側で約１１００
℃、マンドレル入側で約１０００℃、再加熱炉出側で約
９５０℃、レデューサー入側で約９００℃であり、ピア
サー入側を除けば、いずれも珪酸ソーダの溶融軟化温度
より低い。そのため、前述した表面スケールとの反応に
よる密着機能はピアサーでしか得られない。
【０００６】同様にマンドレル・プラグミル法でも、ピ
アサー入側の約１１００℃を除けば、プラグミル入側で
約１０００℃、リーラ入側で約９００℃、サイザー入側
で約８００℃と、いずれも珪酸ソーダの溶融軟化温度よ
り低い。
アサー入側の約１１００℃を除けば、プラグミル入側で
約１０００℃、リーラ入側で約９００℃、サイザー入側
で約８００℃と、いずれも珪酸ソーダの溶融軟化温度よ
り低い。
【０００７】このように、従来の酸化物粉末−水ガラス
系潤滑剤は、その使用対象加工温度に比して付着バイン
ダー主成分の溶融軟化温度が総じて高い。そのため、加
工直前の被加工材表面に供給された場合には、初期潤滑
不足、密着性低下等の問題が生じ、潤滑主剤である酸化
物粉末が優れた潤滑性能を保有するにもかかわらず、そ
の性能を充分に享受できていなかった。
系潤滑剤は、その使用対象加工温度に比して付着バイン
ダー主成分の溶融軟化温度が総じて高い。そのため、加
工直前の被加工材表面に供給された場合には、初期潤滑
不足、密着性低下等の問題が生じ、潤滑主剤である酸化
物粉末が優れた潤滑性能を保有するにもかかわらず、そ
の性能を充分に享受できていなかった。
【０００８】本発明の目的は、酸化物粉末および珪酸ソ
ーダを使用した成分構成でありながら、初期潤滑性およ
び密着性に優れた熱間加工用潤滑剤の製造方法を提供す
ることにある。
ーダを使用した成分構成でありながら、初期潤滑性およ
び密着性に優れた熱間加工用潤滑剤の製造方法を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の熱間加工用潤滑
剤の製造方法は、金属酸化物及び／又は酸化珪素からな
る酸化物粉末と珪酸ソーダとの混合物を、その溶融軟化
温度以上の温度に加熱保持して充分に溶融軟化させたあ
と冷却し、得られたガラス質物質を粉砕して粉末化する
ことを特徴とする。
剤の製造方法は、金属酸化物及び／又は酸化珪素からな
る酸化物粉末と珪酸ソーダとの混合物を、その溶融軟化
温度以上の温度に加熱保持して充分に溶融軟化させたあ
と冷却し、得られたガラス質物質を粉砕して粉末化する
ことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明法で製造された熱間加工用潤滑剤は、加
熱後で且つ加工前の被加工材表面に直接塗布して使用す
る。塗布のタイミングは、加工前の１〜６０秒前がよ
い。これは、例えばマンネスマン・マンドレルミルライ
ンでのストレッチレデューサに供給される材料を対象と
した場合、レジューサー加工前の再加熱の前でも後でも
よいことを意味する。
熱後で且つ加工前の被加工材表面に直接塗布して使用す
る。塗布のタイミングは、加工前の１〜６０秒前がよ
い。これは、例えばマンネスマン・マンドレルミルライ
ンでのストレッチレデューサに供給される材料を対象と
した場合、レジューサー加工前の再加熱の前でも後でも
よいことを意味する。
【００１１】また、その塗布においては、水の含有によ
り潤滑剤の粘度調整を行うのがよい。望ましい粘度は２
００〜５０００ｃｐである（特願平３−１４００５
号）。ここにおける含有水は、例えば水溶性バインダー
により供給する。水溶性バインダーとしては、例えば含
水珪酸ソーダである水ガラスを挙げることができる。
り潤滑剤の粘度調整を行うのがよい。望ましい粘度は２
００〜５０００ｃｐである（特願平３−１４００５
号）。ここにおける含有水は、例えば水溶性バインダー
により供給する。水溶性バインダーとしては、例えば含
水珪酸ソーダである水ガラスを挙げることができる。
【００１２】而して、本発明法で製造される熱間加工用
潤滑剤は、酸化物と珪酸ソーダの加熱反応生成物を主成
分とする。この反応生成物の溶融軟化温度は、従来の酸
化物粉末−水ガラス系潤滑剤に付着バインダーとして使
用される水ガラスの主成分である珪酸ソーダの溶融軟化
温度より低い。従って、熱間加工直前の被加工材表面に
供給されて直後より流体潤滑機能を発揮する。また、被
加工材の温度が低い場合もその表面スケールと反応して
被加工材表面に密着する。潤滑剤に加えられる水溶性バ
インダーとしての水ガラス（含水珪酸ソーダ）は、潤滑
剤の低温溶融軟化の妨げにならない。
潤滑剤は、酸化物と珪酸ソーダの加熱反応生成物を主成
分とする。この反応生成物の溶融軟化温度は、従来の酸
化物粉末−水ガラス系潤滑剤に付着バインダーとして使
用される水ガラスの主成分である珪酸ソーダの溶融軟化
温度より低い。従って、熱間加工直前の被加工材表面に
供給されて直後より流体潤滑機能を発揮する。また、被
加工材の温度が低い場合もその表面スケールと反応して
被加工材表面に密着する。潤滑剤に加えられる水溶性バ
インダーとしての水ガラス（含水珪酸ソーダ）は、潤滑
剤の低温溶融軟化の妨げにならない。
【００１３】次に、本発明法における酸化物粉末と珪酸
ソーダとの混合溶融軟化プロセスについて説明する。
ソーダとの混合溶融軟化プロセスについて説明する。
【００１４】酸化物粉末と珪酸ソーダとの混合物をその
溶融軟化温度以上の温度に充分に加熱保持して溶融軟化
された後、これを冷却することによりガラス質物質が得
られる。このガラス質物質の溶融軟化温度は、珪酸ソー
ダの溶融軟化温度より１００〜３００℃程度低くなる。
これは、一般に、異なる物質を混合溶融して得られる反
応生成物質の溶融軟化温度が低くなるのと同様の理由に
よる。例えば、融点が１３６７℃の酸化鉄（ＦｅＯ）
と、融点が１０８９℃のメタ珪酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ
ｉＯ３）とを混合溶融して得られた反応生成物（Ｎａ２
Ｏ・ＦｅＯ・ＳｉＯ２）の融点は９７６℃である。
溶融軟化温度以上の温度に充分に加熱保持して溶融軟化
された後、これを冷却することによりガラス質物質が得
られる。このガラス質物質の溶融軟化温度は、珪酸ソー
ダの溶融軟化温度より１００〜３００℃程度低くなる。
これは、一般に、異なる物質を混合溶融して得られる反
応生成物質の溶融軟化温度が低くなるのと同様の理由に
よる。例えば、融点が１３６７℃の酸化鉄（ＦｅＯ）
と、融点が１０８９℃のメタ珪酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ
ｉＯ３）とを混合溶融して得られた反応生成物（Ｎａ２
Ｏ・ＦｅＯ・ＳｉＯ２）の融点は９７６℃である。
【００１５】ここで、酸化物粉末は、金属酸化物粉末又
は酸化珪素粉末、若しくは両者の混合である。金属酸化
物粉末としては、酸化鉄、酸化第二鉄、ヴスタイト、酸
化ニッケル、酸化クロム、酸化マンガン、酸化アルミニ
ウム、酸化チタンおよび酸化バナジウム等、被圧延材に
含有される金属成分の酸化物の粉末を１種又は２種以上
で用いることができる。
は酸化珪素粉末、若しくは両者の混合である。金属酸化
物粉末としては、酸化鉄、酸化第二鉄、ヴスタイト、酸
化ニッケル、酸化クロム、酸化マンガン、酸化アルミニ
ウム、酸化チタンおよび酸化バナジウム等、被圧延材に
含有される金属成分の酸化物の粉末を１種又は２種以上
で用いることができる。
【００１６】珪酸ソーダとしては、一般的なメタ珪酸ソ
ーダ（Ｎａ２ＳｉＯ３）の他、オルト珪酸ナトリウム
（Ｎａ４ＳｉＯ４）、およびＮａ２ＳｉＯ５、Ｎａ２Ｓ
ｉ４Ｏ９等を用いることができる。
ーダ（Ｎａ２ＳｉＯ３）の他、オルト珪酸ナトリウム
（Ｎａ４ＳｉＯ４）、およびＮａ２ＳｉＯ５、Ｎａ２Ｓ
ｉ４Ｏ９等を用いることができる。
【００１７】酸化物粉末と珪酸ソーダとの混合比は、混
合する系にもよるが、反応によって得られる複合生成物
が全体の混合物に支配的に存在し得るように、酸化物粉
末１０重量部に対して珪酸ソーダ５〜２０重量部とする
のが望ましい。
合する系にもよるが、反応によって得られる複合生成物
が全体の混合物に支配的に存在し得るように、酸化物粉
末１０重量部に対して珪酸ソーダ５〜２０重量部とする
のが望ましい。
【００１８】混合物の加熱温度は、酸化物粉末と珪酸ソ
ーダが共に溶融する温度に加熱すると反応は迅速になる
が、酸化物粉末の溶融軟化温度が１３００〜２０５０℃
と高いため実用的でない。そこで、その溶融軟化温度が
酸化物粉末に比べて低い珪酸ソーダの溶融軟化温度以上
（Ｎａ２ＳｉＯ３の場合、１０８９℃以上）に加熱し、
固液共存状態下で反応させることが推奨される。
ーダが共に溶融する温度に加熱すると反応は迅速になる
が、酸化物粉末の溶融軟化温度が１３００〜２０５０℃
と高いため実用的でない。そこで、その溶融軟化温度が
酸化物粉末に比べて低い珪酸ソーダの溶融軟化温度以上
（Ｎａ２ＳｉＯ３の場合、１０８９℃以上）に加熱し、
固液共存状態下で反応させることが推奨される。
【００１９】加熱保持時間は、混合する物質にもよる
が、複合生成物を充分に生成させるため前記固液共存状
態下に２時間以上保持するのが望ましい。なお、固液共
存状態とならない低温加熱での固相反応であっても所望
の複合生成物は生成するが、この場合には３０時間以上
保持する必要があって能率的でない。
が、複合生成物を充分に生成させるため前記固液共存状
態下に２時間以上保持するのが望ましい。なお、固液共
存状態とならない低温加熱での固相反応であっても所望
の複合生成物は生成するが、この場合には３０時間以上
保持する必要があって能率的でない。
【００２０】得られたガラス質物質は、粉砕して粉末化
することにより潤滑主剤として使用される。その粒度
は、水等の塗布用バインダーとの混合性、塗布作業性か
ら１００μｍ以下が望ましい。ちなみに、酸化物粉末の
粒度は、２０〜６０μｍ程度である。
することにより潤滑主剤として使用される。その粒度
は、水等の塗布用バインダーとの混合性、塗布作業性か
ら１００μｍ以下が望ましい。ちなみに、酸化物粉末の
粒度は、２０〜６０μｍ程度である。
【００２１】なお、本発明法で製造された潤滑剤は、
鉄、鋼、ステンレス鋼、ニッケルあるいはクロム基の高
合金、更にはアルミニウム、鋼、チタンなどの非鉄金属
またはそれらの合金等の金属全般の熱間加工に使用でき
る。熱間加工としては、薄板、厚板、棒材、線材、継目
無管の熱間圧延または熱間鋳造等を挙げることができ
る。特に有効なのは、継目無管の穿孔圧延後、延伸圧延
実施前のホローシェル外面に熱間で塗布し、延伸圧延用
外面潤滑剤として外面工具焼付き疵防止を目的に使用す
る場合である。
鉄、鋼、ステンレス鋼、ニッケルあるいはクロム基の高
合金、更にはアルミニウム、鋼、チタンなどの非鉄金属
またはそれらの合金等の金属全般の熱間加工に使用でき
る。熱間加工としては、薄板、厚板、棒材、線材、継目
無管の熱間圧延または熱間鋳造等を挙げることができ
る。特に有効なのは、継目無管の穿孔圧延後、延伸圧延
実施前のホローシェル外面に熱間で塗布し、延伸圧延用
外面潤滑剤として外面工具焼付き疵防止を目的に使用す
る場合である。
【００２２】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【００２３】酸化物粉末としてＦｅ２Ｏ３ 粉末，Ａｌ２
Ｏ３ 粉末，ＮｉＯ粉末（以上金属酸化物粉末），ＳｉＯ
２ 粉末（酸化珪素粉末）の１種または２種を使用し、ま
た珪酸ソーダとしてＮａ２ＳｉＯ３またはＮａ２Ｓｉ２
Ｏ５を使用し、両者を種々の割合で混合した。その混合
物を常温で乳鉢を用いて充分に粉砕混合し、これを８０
０℃，１０００℃，１２００℃にそれぞれ大気中で５時
間加熱保持した。冷却後ガラス質となったものをミル粉
砕して約２０μｍの粉末にした。
Ｏ３ 粉末，ＮｉＯ粉末（以上金属酸化物粉末），ＳｉＯ
２ 粉末（酸化珪素粉末）の１種または２種を使用し、ま
た珪酸ソーダとしてＮａ２ＳｉＯ３またはＮａ２Ｓｉ２
Ｏ５を使用し、両者を種々の割合で混合した。その混合
物を常温で乳鉢を用いて充分に粉砕混合し、これを８０
０℃，１０００℃，１２００℃にそれぞれ大気中で５時
間加熱保持した。冷却後ガラス質となったものをミル粉
砕して約２０μｍの粉末にした。
【００２４】冷却粉砕後のガラス質粉末は、スプレー塗
布での塗布作業安定性を期すため、水分４０％含有の含
有珪酸ナトリウム（水ガラス）に２：１の比率で加えて
水溶液化した。その水溶液の熱間加工用潤滑剤としての
性能をシリンダー・ブロック式高温摩擦摩耗試験機によ
り調査した。
布での塗布作業安定性を期すため、水分４０％含有の含
有珪酸ナトリウム（水ガラス）に２：１の比率で加えて
水溶液化した。その水溶液の熱間加工用潤滑剤としての
性能をシリンダー・ブロック式高温摩擦摩耗試験機によ
り調査した。
【００２５】この試験では、ＳＵＳ３０４からなる外径
５０ｍｍのシリンダを１０ｒｐｍで回転させると共に誘
導加熱し、そのシリンダー周面にＳＫＤ６（ＪＩＳ：５
Ｃｒ−１Ｖ熱間工具用鋼）からなる断面が２０ｍｍ角の
ブロックを約９８Ｎ／ｍｍ２の荷重で押し付け、このと
きの摩擦係数をトルク／（シリンダー半径２５ｍｍ×荷
重）により求める。
５０ｍｍのシリンダを１０ｒｐｍで回転させると共に誘
導加熱し、そのシリンダー周面にＳＫＤ６（ＪＩＳ：５
Ｃｒ−１Ｖ熱間工具用鋼）からなる断面が２０ｍｍ角の
ブロックを約９８Ｎ／ｍｍ２の荷重で押し付け、このと
きの摩擦係数をトルク／（シリンダー半径２５ｍｍ×荷
重）により求める。
【００２６】シリンダーを８００℃，１０００℃に加熱
してその周面に前記水溶液を空気式スプレーにより約４
０μｍの厚さに塗布して摩擦係数を調査した結果を表１
および表２に示す。摩擦係数はシリンダー２回転時の初
期摩擦係数とし、これが０．５未満を良好（○）、０．
５以上を不良（×）として評価した。
してその周面に前記水溶液を空気式スプレーにより約４
０μｍの厚さに塗布して摩擦係数を調査した結果を表１
および表２に示す。摩擦係数はシリンダー２回転時の初
期摩擦係数とし、これが０．５未満を良好（○）、０．
５以上を不良（×）として評価した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】製造時加熱なしは、酸化物粉末と珪酸ソー
ダの混合粉末をそのまま水ガラスに加えたもので、従来
の酸化物粉末−水ガラス系潤滑剤に相当する。いずれも
初期潤滑性が悪い。これに対し、この混合粉末をその溶
融軟化温度以上に加熱し冷却粉砕して得たガラス質粉末
を水ガラスに加えたものは、いずれも初期加工での潤滑
性が良好である。ただし、加熱温度が溶融軟化温度未満
の場合は、加熱なしの場合ほどではないが、いずれも初
期潤滑性が良くない。
ダの混合粉末をそのまま水ガラスに加えたもので、従来
の酸化物粉末−水ガラス系潤滑剤に相当する。いずれも
初期潤滑性が悪い。これに対し、この混合粉末をその溶
融軟化温度以上に加熱し冷却粉砕して得たガラス質粉末
を水ガラスに加えたものは、いずれも初期加工での潤滑
性が良好である。ただし、加熱温度が溶融軟化温度未満
の場合は、加熱なしの場合ほどではないが、いずれも初
期潤滑性が良くない。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の熱間加工用潤滑剤の製造方法は、珪酸ソーダより溶融
軟化温度が低い潤滑剤粉末を製造する。その粉末は、被
加工材表面への付着性が良好で、且つ供給初期より優れ
た潤滑性を示す。従って、熱間加工における潤滑性を改
善する。
の熱間加工用潤滑剤の製造方法は、珪酸ソーダより溶融
軟化温度が低い潤滑剤粉末を製造する。その粉末は、被
加工材表面への付着性が良好で、且つ供給初期より優れ
た潤滑性を示す。従って、熱間加工における潤滑性を改
善する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 103:06 ） Ｃ１０Ｎ 10:02 10:06 10:16 30:06 40:24 50:02 70:00
Claims (1)
- 【請求項１】 金属酸化物及び／又は酸化珪素からなる
酸化物粉末と珪酸ソーダとの混合物を、その溶融軟化温
度以上の温度に加熱保持して充分に溶融軟化させたあと
冷却し、得られたガラス質物質を粉砕して粉末化するこ
とを特徴とする熱間加工用潤滑剤の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10613692A JP2692485B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 熱間加工用潤滑剤の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10613692A JP2692485B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 熱間加工用潤滑剤の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271684A JPH05271684A (ja) | 1993-10-19 |
| JP2692485B2 true JP2692485B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=14425975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10613692A Expired - Lifetime JP2692485B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 熱間加工用潤滑剤の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692485B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1322101C (zh) * | 2004-08-26 | 2007-06-20 | 徐志国 | 玻璃润滑剂 |
| CN112195055B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-08-19 | 郑州机械研究所有限公司 | 一种药芯铜基钎料丝用拉拔润滑剂、拉拔润滑方法、药芯铜基钎料丝及其应用 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP10613692A patent/JP2692485B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05271684A (ja) | 1993-10-19 |
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