JP2900242B2 - 金属材料の塑性加工用潤滑油 - Google Patents

金属材料の塑性加工用潤滑油

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JP2900242B2 JP4780096A JP4780096A JP2900242B2 JP 2900242 B2 JP2900242 B2 JP 2900242B2 JP 4780096 A JP4780096 A JP 4780096A JP 4780096 A JP4780096 A JP 4780096A JP 2900242 B2 JP2900242 B2 JP 2900242B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属材料の塑性加工
用潤滑油、特に、高強度Al合金板のプレス成形に好適
な潤滑油に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、車両の軽量化を狙って、そのプレ
ス成形部品の構成材料としては高強度Al合金板が用い
られている。この場合、高強度Al合金板の成形限界が
鋼板のそれよりも30%程度低いため、その成形性を改
善すべく、高強度Al合金板には固体皮膜型潤滑剤が適
用される。この固体皮膜型潤滑剤としてはワックス系潤
滑剤および樹脂系潤滑剤が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の固
体皮膜型潤滑剤によると次のような問題があった。
【0004】(1) 固体皮膜の形成に当り、ロールコ
ータまたは静電塗装による塗布工程および乾燥工程を必
須とするので、固体皮膜の形成作業性が悪い。
【0005】(2) 他物との衝突、ブロッキングによ
り固体皮膜の一部が剥離し易く、また固体皮膜には自己
修復能がないから潤滑不良を招く。
【0006】(3) 一般に、プレス成形に先立って、
高強度Al合金板にはごみ等の異物を除去するためのレ
ベラー洗浄が施されるが、高強度Al合金板に固体皮膜
が形成されている場合には、その固体皮膜の脱落を招く
ため前記レベラー洗浄を行うことができない。そのため
固体皮膜を有するAl合金板の保管には多大な配慮を必
要とした。
【0007】若し、固体皮膜表面にごみ等の異物が付着
した状態でプレス成形を行うと、プレス成形部品表面に
ごみ等の異物の痕跡が生じるためプレス成形部品表面に
バフ仕上げ加工を施さなければならない。
【0008】(4) 固体皮膜の厚さにばらつきを生じ
易く、その結果、固体皮膜の厚い部分では電気抵抗値が
上昇するため溶接不良を招き、また脱脂液中への浸漬に
よる固体皮膜の除去をその全体に亘り均一に行うことが
できない、つまり脱脂不良を生じ、さらに皮膜厚さの不
均一はプレス成形部品表面に痕跡として残ることがあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体皮膜型潤
滑剤と同等若しくはそれ以上の優れた成形性を発揮し、
また油膜の形成作業性が良く、さらに油膜の厚さを厳密
に管理しなくても溶接不良および脱脂不良を生じること
がなく、その上、レベラー洗浄液として使用し得る前記
塑性加工用潤滑油を提供することを目的とする。
【0010】前記目的を達成するため本発明によれば、
含量C1 が20重量%≦C1 ≦60重量%である第1成
分と、含量C2 が2重量%≦C2 ≦10重量%である第
2成分と、残部である第3成分とよりなり、且つ40℃
における動粘度V1 がV1 ≦15cStである混合物で
あって、前記第1成分は炭素数N1 が16≦N1 ≦22
の不飽和脂肪酸メチルエステルおよび不飽和脂肪酸エチ
ルエステルの少なくとも一種であり、前記第2成分はア
ルキル基の炭素数N2 がN2 ≦18の油溶性ポリアクリ
ル酸アルキルエステルおよび油溶性ポリメタクリル酸ア
ルキルエステルの少なくとも一種であり、前記第3成分
は前記第1および第2成分に対して相溶性を有し、且つ
沸点Bpが250℃≦Bp≦310℃である炭化水素油
である、金属材料の塑性加工用潤滑油が提供される。
【0011】前記のように、第1〜第3成分およびそれ
らの含量を特定された潤滑油は低粘度であって略液状を
呈する。この潤滑油において、第1成分は油性向上剤と
して機能し、塑性加工に際しては工具および金属材料、
例えば高強度Al合金板間の摩擦力を減少すると共にそ
れらの焼付きを防止する効果を発揮する。また第2成分
は油膜切れを防止する効果を有する。さらにまた第3成
分は第1,第2成分の動粘度を下げる希釈効果を有す
る。
【0012】したがって、油膜の形成に当っては、はけ
塗り、スプレイ塗布等の手段を採用してその形成作業性
を良好にすることができる。また潤滑油は、その動粘度
1がV1 ≦15cStであることからレベラー洗浄液
として使用することが可能であり、この場合には、洗浄
後、例えば高強度Al合金板表面には油膜が残置される
ので、その形成作業は不要である。さらに、油膜は優れ
た成形性を発揮し、また脱脂性も良い。その上、油膜の
厚さ変化は、溶接性、脱脂性および、例えばAl合金製
成形品の表面性状に、実用上支障を来たすような悪影響
を及ぼすことがないので、その厚さ管理が容易である。
【0013】ただし、潤滑油において、その動粘度V1
(40℃)がV1 >15cStでは、油膜厚さが増すた
め脱脂性および溶接性が低下する。
【0014】第1成分において、その含量C1 がC1
20重量%では成形性が十分でなく、一方、C1 >60
重量%では溶接性が悪化する。また炭素数N1 が、N1
<16では成形性が十分でなく、一方、N1 >18では
第1成分の融点、したがって粘度が高くなるため取扱い
性および溶接性が悪化する。
【0015】第2成分において、その含量C2 がC2
2重量%では成形性が十分でなく、一方、C2 >10重
量%では前記動粘度V1 ≦15cSt(40℃)を達成
することができず、また脱脂性が低下する。さらにアル
キル基の炭素数N2 が、N2>18では第2成分の粘度
が高くなるため、第1,第3成分との相溶性が低下す
る。
【0016】第3成分、したがって炭化水素油におい
て、沸点BpがBp<250℃では、炭化水素油が常温
常圧下において徐々に揮発して残留分が濃縮されるた
め、溶接性および脱脂性が悪化し、一方、Bp>310
℃では炭化水素油の粘度が高くなるためその希釈効果が
失われる。
【0017】
【発明の実施の形態】第1成分において、炭素数N1
16≦N1 ≦18の不飽和脂肪酸メチルエステルにはオ
レイン酸メチル、パルミトレイン酸メチル等が該当す
る。また炭素数N1 が前記同様に16≦N1 ≦18の不
飽和脂肪酸エチルエステルにはオレイン酸エチル、パル
ミトレイン酸エチル等が該当する。
【0018】これら不飽和脂肪酸メチルエステルおよび
不飽和脂肪酸エチルエステルは、それぞれ単体またはそ
れらの混合物として用いられる。この場合、不飽和脂肪
酸メチルエステル自体および不飽和脂肪酸エチルエステ
ル自体がそれぞれ混合物であってもよい。
【0019】第2成分において、その分子量Mは、好ま
しくは、1×104 ≦M≦3×10 5 である。M<1×
104 では潤滑油成分としての効果が乏しくなるおそれ
があり、一方、M>3×105 では粘度が高くなって取
扱い性および脱脂性が低下するおそれがあるからであ
る。
【0020】ポリアクリル酸アルキルエステルには、ポ
リアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアク
リル酸ブチル、ポリアクリル酸2エチル−ヘキシル、ポ
リアクリル酸オクチル、ポリアクリル酸ドデシル、ポリ
アクリル酸ステアリル等が該当する。
【0021】ポリメタクリル酸アルキルエステルには、
ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポ
リメタクリル酸2エチル−ヘキシル、ポリメタクリル酸
イソオクチル、ポリメタクリル酸ドデシル、ポリメタク
リル酸ステアリル等が該当する。
【0022】ポリアクリル酸アルキルエステルおよびポ
リメタクリル酸アルキルエステルはそれぞれ単体または
それらの混合物として用いられる。この場合、ポリアク
リル酸アルキルエステル自体およびポリメタクリル酸ア
ルキルエステル自体がそれぞれ混合物であってもよい。
【0023】第3成分である炭化水素油には、鉱物油、
イソパラフィン、オレフィンおよびn−α−オレフィン
(不飽和結合がα位にある)の少なくとも一種が該当す
る。
【0024】以下、具体例について説明する。
【0025】第1成分としてオレイン酸メチルおよびパ
ルミトレイン酸エチルを、また第2成分としてポリメタ
クリル酸2エチル−ヘキシルおよびポリアクリル酸ステ
アリルを、さらに第3成分として、イソパラフィンおよ
び炭素数が16であるC16n−αオレフィンをそれぞれ
用意した。
【0026】第1〜第3成分をそれぞれ所定の含量にて
混合して、潤滑油の実施例1〜16を調製した。表1は
実施例1〜16の組成および40℃における動粘度V1
を示す。
【0027】
【表1】
【0028】また第1〜第3成分を選択的に使用すると
共に所定の含量にて混合して、潤滑油の比較例1〜5を
調製した。表2は比較例1〜5の組成および40℃にお
ける動粘度V1 を示す。なお、表2には、比較例6とし
て、市販のXコート(新日本製鉄社製、商品名、ワック
ス系潤滑剤)も挙げられている。
【0029】
【表2】
【0030】次に、実施例1〜16および比較例1〜5
を用いて、それらの成形性、溶接性および脱脂性を調べ
た。
【0031】各種評価試験方法は次の通りである。
【0032】(1) 成形性 油膜を有する試験材料を用いて、円筒深絞り試験機によ
り深絞り加工を行い、試験材料における、ポンチ底部外
周の丸み部分(いわゆるアール部分)に対応する部分が
破断するまでの絞り深さを求めた。したがって、絞り深
さが深ければ深い程成形性が良い、と評価される。
【0033】試験条件は次の通りである。試験材料:厚
さ1.0mm,直径86mmの高強度Al合金板(JIS
5182−Oミル材);油膜の形成:潤滑油を試験材料
の両面に、それぞれ略均一に2g/m2 となるようには
け塗り;ダイス:ダイス孔直径42.58mm,ダイス肩
半径9.0mm;ポンチ:直径40.0mm,ポンチ底部外
周の丸み半径4.5mm;ポンチ速度:20m/min ;し
わ押え力:1000kg. (2)溶接性 油膜を有する試験材料を用いてミグ(MIG)溶接を行
い、溶接部の外観の良否、つまりビードの安定性の有無
および溶接部内におけるブローホールの有無を調べた。
【0034】試験条件は次の通りである。試験材料:厚
さ2.5mm,縦250mm,横150mmの高強度Al合金
板(JIS 5182−Oミル材);油膜の形成:潤滑
油を試験材料の両面に、それぞれ略均一に2g/m2
なるようにはけ塗り;電力設定:140A,23V;溶
接ワイヤ:Al合金ワイヤ(JIS A5356W
Y),直径1.2mm;溶接速度:100cm/min ;前進
角:5度;トーチ間距離:10mm. (3) 脱脂性 油膜を有する試験材料を脱脂液中に浸漬し、次いで試験
材料の水濡れ率を求めた。したがって、水濡れ率が高け
れば高い程脱脂性が良い、と評価される。 試験条件は
次の通りである。試験材料:厚さ1.0mm,縦200m
m,横100mmの高強度Al合金板(JIS 5182
−Oミル材);油膜の形成:潤滑油を試験材料の両面
に、それぞれ略均一に2g/m2 となるようにはけ塗
り;脱脂液:サーフクリーナー53s(日本ペイント社
製、商品名)の0.5重量%溶液、液温45℃(一
定);浸漬時間:2分間. 比較例6の場合は、これを前記同様の試験材料の両面
に、それぞれはけ塗りし、その後乾燥を行って固体皮膜
を形成した。これについての各種評価試験方法およびそ
の他の試験条件は前記と同じである。
【0035】表3は各種評価試験結果を示す。
【0036】
【表3】
【0037】表3から明らかなように、実施例1〜16
は優れた成形性、脱脂性および溶接性を有することが判
る。実施例1〜16において、油膜の厚さにより成形
性、脱脂性および溶接性に関し若干の差が生じるが実用
上何等支障はないことが判明した。
【0038】比較例1は第1成分の含量C1 がC1 <2
0重量%であることから成形性が悪く、また動粘度V1
がやや高いことから脱脂性も低下傾向となる。
【0039】比較例2は第1成分の含量C1 がC1 >6
0重量%であることから溶接性が悪化し、また動粘度V
1 がV1 >15cStであることから脱脂性が低い。
【0040】比較例3は第1成分の含量C1 がC1 <2
0重量%であることから成形性が悪く、また動粘度V1
がやや高いことから脱脂性も低下傾向となる。
【0041】比較例4は第1成分の含量C1 がC1 >6
0重量%であることから溶接性が悪化し、また動粘度V
1 がV1 >15cStであることから脱脂性が低い。
【0042】比較例5は第1成分の含量C1 がC1 >6
0重量%であることから溶接性が悪化し、また第2成分
の含量C2 がC2 <2重量%(C2 =0重量%)である
ことから成形性も悪化する。
【0043】比較例6は固体皮膜を形成することから、
その形成作業が悪く、また固体皮膜の厚さのばらつきに
起因して脱脂性および溶接性も低下する。
【0044】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではない。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば前記のように構成するこ
とによって、油膜の形成作業性が良く、また優れた成形
性、脱脂性および溶接性を有し、さらにレベラー洗浄液
として使用し得る塑性加工用潤滑油を提供することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10M 105:04) C10N 20:00 20:02 30:00 40:24 (72)発明者 佐伯 芳久 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平2−169694(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 111/04 C10M 107/28 C10M 101/02 C10M 105/04 - 105/34 C10N 20:00 - 20:02 C10N 30:00 C10N 40:24 WPI/L(QUESTEL)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含量C1 が20重量%≦C1 ≦60重量
    %である第1成分と、含量C2 が2重量%≦C2 ≦10
    重量%である第2成分と、残部である第3成分とよりな
    り、且つ40℃における動粘度V1 がV1 ≦15cSt
    である混合物であって、前記第1成分は炭素数N1 が1
    6≦N1 ≦18の不飽和脂肪酸メチルエステルおよび不
    飽和脂肪酸エチルエステルの少なくとも一種であり、前
    記第2成分はアルキル基の炭素数N2 がN2 ≦18の油
    溶性ポリアクリル酸アルキルエステルおよび油溶性ポリ
    メタクリル酸アルキルエステルの少なくとも一種であ
    り、前記第3成分は前記第1および第2成分に対して相
    溶性を有し、且つ沸点Bpが250℃≦Bp≦310℃
    である炭化水素油であることを特徴とする、金属材料の
    塑性加工用潤滑油。
  2. 【請求項2】 前記炭化水素油は、鉱物油、イソパラフ
    ィン、オレフィンおよびn−αオレフィンの少なくとも
    一種よりなる、請求項1記載の金属材料の塑性加工用潤
    滑油。
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