JP3984159B2 - 金属材料塑性加工用水系潤滑剤および潤滑皮膜の形成方法 - Google Patents

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康夫 今井
秀二 永田
昌之 吉田
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Nihon Parkerizing Co Ltd
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Description

【０００１】
技術分野
本発明は、鉄鋼、ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属材料の表面に化成処理を施さず、優れた潤滑性を付与させるための金属材料用塑性加工用水系潤滑剤およびその処理方法に関するものである。より詳しく述べるならば、本発明は鍛造、伸線、伸管のような塑性加工を行う際に用いる鉄鋼、ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属材料表面に化成処理を施すことなく優れた潤滑性を有する皮膜を形成させる際に用いられる金属材料用の潤滑剤でありまた潤滑皮膜処理方法に関するものである。
【０００２】
背景技術
一般に鉄鋼、ステンレス等の金属材料を塑性加工する際には、被加工材と工具との金属接触により生ずる焼き付きやかじりを防止する目的で、金属表面に潤滑皮膜を生成させる。金属表面に生成させる皮膜としては、潤滑剤を金属表面に物理的に付着させるタイプのものと、予め化成処理を施して化学反応により金属表面に化成処理皮膜を生成させた後、潤滑剤を使用するタイプのものがある。金属表面に物理的に付着させる潤滑剤は金属表面に化成処理皮膜を生成させて使用するものに比べ、密着性が劣るため一般に軽加工用として使用される。
【０００３】
化成処理皮膜を使用するタイプのものは表面にキャリアとしての役割を有するリン酸塩皮膜や蓚酸塩皮膜を生成させた後、滑り性のある潤滑剤を使用する。このタイプはキャリア皮膜としての化成皮膜と潤滑剤との二層構造を有しており、非常に高い耐焼き付き性を示す。そのため伸線、伸管、鍛造などの塑性加工分野において非常に広い範囲で使用されてきた。特に塑性加工の中でも加工が厳しい分野には、りん酸塩皮膜や蓚酸塩皮膜を下地にし、その上に潤滑剤を使用する方法が多用されている。
【０００４】
化成処理皮膜上に使用される潤滑剤は使用方法で大きく二つに分ける事が出来る。一つは、化成処理皮膜に潤滑剤を物理的に付着させるタイプのもの、もう一つは、化成処理皮膜に潤滑剤を反応させて付着させるタイプのものである。
【０００５】
前者の潤滑剤としては、鉱油、植物油及び合成油を基油として、その中に極圧剤を添加したもの、又は黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤をバインダー成分とともに水に溶かし、付着乾燥工程で使用するもの等が挙げられる。これらの潤滑剤はスプレー塗布や浸漬塗布により簡便に使用できるので、液管理も殆ど必要が無いなどの利点があるが、潤滑性が低いため比較的軽い潤滑の場合に使用される事が多い。
【０００６】
一方後者は、潤滑剤としてステアリン酸ナトリウムのような反応型石けんによる処理が行われている。特に高い潤滑性が必要な場合は潤滑剤として反応型石けんを使用する。反応型石けんは、化成処理皮膜と反応することで高い潤滑性を持っている。
【０００７】
しかしながら反応型石けんの使用は、化学反応であるため、液の管理、化学反応を制御するための温度管理、液の劣化による廃棄更新が必要となる。近年の地球環境保全を目的に、産業廃棄物の低減は大きな課題となっている。このために、廃棄物が生じない潤滑剤や処理方法が望まれているのである。また、従来技術は、工程や処理液の管理が複雑であるために簡便な処理が望まれている。
【０００８】
このような問題点を解決するため、「水溶性高分子またはその水性エマルションを基材とし、固体潤滑剤と化成皮膜形成剤とを配合した潤滑剤組成物（特開昭５２−２０９６７号公報）」等が示されているが、化成皮膜処理に匹敵するようなものは得られていない。
【０００９】
また、これら問題点を解決する手段として、例えば、同一出願人が係わる特開平１０−８０８５号の発明が挙げられる。これは、（Ａ）水溶性無機塩、（Ｂ）固体潤滑剤、（Ｃ）鉱油、動植物油脂および合成油から選ばれる少なくとも１種の油成分、（Ｄ）界面活性剤および（Ｅ）水からなる、固体潤滑剤および油が均一にそれぞれ分散および乳化した、金属の冷間塑性加工用水系潤滑剤に関するものである。しかし、この発明による潤滑剤は油成分を乳化しているために工業的に使用するには不安定であり、高い潤滑性を安定的に発揮すには至っていない。
【００１０】
また、これら問題点を解決する手段として、例えば、同一出願人が係わる特開２０００−６３８８０号の発明が挙げられる。これは、（Ａ）合成樹脂、（Ｂ）水溶性無機塩および水を含有し、この固形分重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．２５／１〜９／１であって、合成樹脂が溶解または分散している、金属材料の塑性加工用潤滑剤組成物に関するものである。しかし、この発明による潤滑剤は合成樹脂を主成分としており、厳しい加工条件では十分な潤滑性を安定的に発揮するには至っていない。
【００１１】
したがって、本発明は上記従来技術の抱える問題を解決するためのものであり、地球環境保全を考慮し、各種金属材料に使用でき、且つ、簡便な処理が可能な化成処理を不要とする金属材料用塑性加工用水系潤滑剤およびその処理方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【発明の開示】
本発明者らは上記課題を解決するための手段について鋭意研究を行った結果、水溶性無機塩と、ワックスとを含有する水溶液、もしくは、さらに脂肪酸の金属塩とを特定の比率で配合した水溶液により優れた潤滑性能が発揮されることを見出し、本発明を完成するに至った。また、省エネルギー、省スペースにて、金属材料表面に特定の付着量を有する潤滑皮膜を形成させる処理方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、化成処理を施していない金属材料に用いる塑性加工用水系潤滑剤であって、（Ａ）硫酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種の水溶性無機塩と、（Ｂ）ワックスを、必要な場合は界面活性剤を加えて水に溶解または分散させた組成物で、特開２０００−６３８８０号公報に記載された「合成樹脂」を含有せず、固形分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．３〜１．５の範囲内にあることを特徴とする金属材料塑性加工用水系潤滑剤に関する。
【００１４】
また更に、上記に（Ｃ）脂肪酸の金属塩を、固形分濃度比（Ｃ）／（Ａ）が０．０１〜０．４の範囲内になるように添加した水系潤滑剤である。
【００１５】
ワックス（Ｂ）は水に分散した融点７０〜１５０℃の合成ワックスであることが好ましい。また、前記脂肪酸の金属塩（Ｃ）はＣ１２〜Ｃ２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム及びリチウムよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を反応させて得られたものであることが好ましい。
【００１６】
また、水系潤滑剤の使用量は、清浄化した金属材料を該水系潤滑剤に接触させ、次いで乾燥させることにより、金属材料表面に付着重量として０．５〜４０g/m２の潤滑皮膜を形成させる使用量であることが好ましい。なお、本発明を行う前の金属材料の表面はショットブラスト、サンドブラスト、アルカリ脱脂、および酸洗浄から選ばれる少なくとも１種が施された金属材料の表面であることが好ましく、前記金属材料を６０〜１００℃に加温してから、潤滑剤に接触させることが好ましい。
【００１７】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の内容をより詳細に説明する。本発明の金属材料用塑性加工用水系潤滑剤に使用される水溶性無機塩（Ａ）は皮膜に硬さと強度を付与するためのものである。そのため選ばれる水溶性無機塩は溶液中で均一に溶解し、乾燥時に強固な皮膜を形成する性質を持つことが必要である。そのような性質の水溶性無機塩として、硫酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種を使用することが好ましい。
【００１８】
一例として硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、ケイ酸カリウム、ホウ酸ナトリウム（四ホウ酸ナトリウム）、ホウ酸カリウム（四ホウ酸カリウム等）、ホウ酸アンモニウム （四ホウ酸アンモニウム等）、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上組み合わせても良い。
【００１９】
次に、ワックス（Ｂ）としては、構造や種類を特定するものではないが合成ワックスを使用するのが好ましい。ワックス成分は塑性加工時に発生する熱により融解し皮膜の滑り性を良くするために添加する。そのため加工初期に効果を発揮するように、融点が７０〜１５０℃で、更に水溶液中で安定でかつ皮膜強度を落とさないものが望ましい。例えば、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス等を挙げることが出来る。
【００２０】
これらは水ディスパージョンや水エマルジョンの形態で他成分と混合して本発明の塑性加工用水系潤滑剤に含有させるのが良い。ワックスの配合量は（Ａ）水溶性無機塩と（Ｂ）ワックスとの固形分重量比（Ｂ）／（Ａ）として０．３〜１．５とするのが好ましい。より好ましくは、０．４〜１．０の範囲である。この比が０．３未満では皮膜の滑り性が不十分になる恐れがあり、１．５を超えると皮膜の密着性が不十分になる恐れがある。
【００２１】
本発明で使用する（Ｃ）脂肪酸の金属塩は潤滑性を付与させるためのものであり、その種類は特定されないが、Ｃ１２〜Ｃ２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム、及びリチウムから成る群から選ばれた少なくとも一種の金属を反応させて得られたものを用いるのが好ましい。この中ではステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウムを使用するのが好ましい。
【００２２】
本発明で使用する脂肪酸の金属塩は本発明の金属材料用塑性加工用水系潤滑剤に分散した形で存在しており、必要に応じ公知の界面活性剤を用いることが出来る。
（Ａ）水溶性無機塩と（Ｃ）脂肪酸の金属塩の配合比率については、（Ｃ）／（Ａ）（固形分重量比）として０．０１〜０．４にするのが好ましい。より好ましくは、０．０３〜０．２の範囲である。この比が０．０１未満でも特に大きな問題はないが加工の程度によっては潤滑性がやや不充分な場合がある。また、０．４を超えると潤滑剤の液安定性が低下するために好ましくない。
【００２３】
なお、本発明の金属材料塑性加工用水系潤滑剤は、特開２０００−６３８８０号公報に記載されたポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂およびフェノール系樹脂で例示される「合成樹脂」を含有しない。
【００２４】
なお前述の脂肪酸の金属塩、ワックスを分散させるために界面活性剤が必要な場合には、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤のいずれも用いることができる。非イオン界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン（エチレンおよび／またはプロピレン）アルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール（もしくはエチレンオキシド）と高級脂肪酸（例えば炭素数１２〜１８）とから構成されるポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンとポリエチレングリコールと高級脂肪酸（例えば炭素数１２〜１８）とから構成されるポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等が挙げられる。
【００２５】
陰イオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば脂肪酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩、ジチオリン酸エステル塩等が挙げられる。両性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばアミノ酸型およびベタイン型のカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等が挙げられる。
【００２６】
陽イオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば脂肪酸アミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの界面活性剤は各々単独でまたは２種以上組み合わせて使用することが出来る。
【００２７】
本発明の塑性加工用水系潤滑剤は、鉄もしくは鋼、ステンレス、銅もしくは銅合金、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、チタンもしくはチタン合金等の金属材料に適用される。金属材料の形状としては、棒材やブロック材等の素材だけでなく、鍛造後の形状物（ギヤやシャフト等）の加工も考えられ、特に限定されない。
【００２８】
本発明の金属材料の潤滑皮膜処理方法は、清浄化した、化成処理を施していない金属材料を前記潤滑剤に接触させ、次いで乾燥させることにより、前記金属材料表面に付着重量として０．５〜４０g/m２の潤滑皮膜を形成させることを特徴とする未反応型のものである。
【００２９】
金属表面に形成させる潤滑皮膜の付着量は、その後の加工の程度により適宜コントロールされる。より好ましくは、２〜２０g/m２の範囲である。この付着量が０．５g/m２未満の場合は潤滑性が不充分となる。また、付着量が４０g/m２を超えると潤滑性は問題ないが、金型へのカス詰まり等が生じ好ましくない。なお、付着量は処理前後の金属材料の重量差および表面積より計算することができる。
【００３０】
前述の付着量範囲になるようにコントロールするためには水系潤滑剤の固形分重量（濃度）を適宜調節する。実際には、高濃度の潤滑剤を希釈し、その処理液にて使用する場合が多い。希釈調整する水は、特に限定されないが、脱イオン水、蒸留水が好ましい。
【００３１】
本発明を行うための化成処理を施していない金属表面は、ショットブラスト、サンドブラスト、アルカリ脱脂および酸洗浄から選ばれる少なくとも１種が施された金属材料の表面であることが好ましい。これ等の清浄化は、焼鈍等により成長した酸化スケールや各種の汚れ（油など）を除去することを主な目的とするものである。
【００３２】
特に、近年、環境上問題より廃水処理負荷の低減が望まれている。この場合には、金属材料表面をショットブラストにより清浄にし、次いで、本発明の潤滑剤および記載された処理方法を用いれば廃水ゼロを達成できる。
【００３３】
本発明の水系潤滑剤を金属材料に付着させる方法は特に限定されるものではないが、浸漬法、フローコート法、スプレ−法などを用いることができる。塗布は表面が充分に本発明の水系潤滑剤に覆われれば良く、塗布する時間にも特に制限は無い。塗布後塑性加工用水系潤滑剤は乾燥する必要がある。乾燥は常温放置でもかまわないが、６０〜１５０℃で１〜３０分行ってもよい。
【００３４】
この際に乾燥性を高めるためには金属材料を６０〜１００℃に加温してから水系潤滑剤と接触させることが好ましい。また、５０〜９０℃に加温した水系潤滑剤を接触させても良い。これらにより、乾燥性が大幅に向上し、乾燥が常温で可能になる場合もあり、熱エネルギーのロスを少なくすることもできるのである。
【００３５】
【実施例】
（供試材）
・後方せん孔試験用の供試材
市販のＳ４５Ｃ球状化焼鈍材で、形状は直径３０ｍｍφで高さが１８〜４０ｍｍまで２ｍｍ単位で変えたものである。
・スパイク試験用の供試材
市販のＳ４５Ｃ球状化焼鈍材で、形状は直径２５ｍｍφで高さが３０ｍｍである。
【００３６】
（処理工程）
・工程Ａ
ｉ．脱脂：市販の脱脂剤（登録商標 ファインクリーナー４３６０，日本パーカライジ ング(株)製）濃度２０ｇ／Ｌ、温度６０℃、浸漬１０分。
ii．水洗：水道水、６０℃、浸漬３０秒。
iii.潤滑処理：潤滑剤は６０℃、浸漬１０秒。
iv．乾燥：８０℃、３分。
【００３７】
・工程Ｂ
ｉ．ショットブラスト：ショット球φ０．５mm、５分。
ii．水洗：水道水、９０℃、浸漬９０秒。
iii.潤滑処理：潤滑剤は７０℃、浸漬５秒。
iv．乾燥：常温（送風）、３分。
【００３８】
（試験方法）
・後方せん孔試験……図１を参照
図１（Ａ）の一組の円筒型試験材を、順次図１（Ｂ）の２００トンクランクプレスのダイとパンチによって成形加工し、図１（Ｃ）のカップ状成形品を作成する。成形においては、１０ｍｍを残し、減面率５０％である。内面に疵が入ってない試験片のカップ内高さを良好穿孔深さ（mm）とする。後方せん孔試験に供した材料は市販のＳ４５Ｃ球状化焼鈍材で、試験片の形状は直径３０ｍｍφで、高さが１８〜４０ｍｍまで２ｍｍ単位で変えたものである。
尚ダイはＳＫＤ１１、パンチはＨＡＰ４０、ランド径２１．２１ｍｍφでｍ加工速度は３０ストローク／分である。
【００３９】
・スパイク試験……図２を参照
スパイク試験は特開平５−７９６９号に準じた。ロート状の内面形状を有するダイ（１）に図２（Ａ）の如く円柱状の供試片（２）をのせて、この後、荷重をかけて供試片をダイ内に押し込んで図２（Ｂ）の如くに成形する。これによりダイ形状に従うスパイクを形成し、この際スパイク高さ（mm）で潤滑性を評価した。従って、高さが高い方が潤滑性に優れるとの評価である。なお、試験に供した材料は市販のＳ４５Ｃ球状化焼鈍材で、試験片の形状は直径２５ｍｍφで高さが３０ｍｍである。
【００４０】
（実施例１）
以下に示す水系潤滑剤１（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）を用い、工程Ａにて処理した。
水系潤滑剤１
水溶性無機塩：ケイ酸カリウム
ワックス：マイクロクリスタリンワックス
固形分比（Ｂ／Ａ）：１．０
皮膜重量，g/m２：１５
【００４１】
（実施例２）
以下に示す水系潤滑剤２（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）を用い、工程Ａにて処理した。
水系潤滑剤２
水溶性無機塩：四硼酸ナトリウム
ワックス：ポリエチレンワックス
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ／Ａ）：０．５
固形分比（Ｃ／Ａ）：０．５
皮膜重量，g/m２：１５
【００４２】
（実施例３）
以下に示す水系潤滑剤３（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）を用い、工程Ｂにて処理した。
水系潤滑剤３
水溶性無機塩：四硼酸ナトリウム
ワックス：ポリエチレンワックス
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ／Ａ）：１．０
固形分比（Ｃ／Ａ）：０．２
皮膜重量，g/m２：１５
【００４３】
（実施例４）
以下に示す水系潤滑剤４（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）を用い、工程Ｂにて処理した。
水系潤滑剤４
水溶性無機塩：タングステン酸ナトリウム，四ほう酸カリウム（重量比 １：２）
ワックス：パラフィンワックス
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸亜鉛
固形分比（Ｂ／Ａ）：１．５
固形分比（Ｃ／Ａ）：０．４
皮膜重量，g/m２：１５
【００４４】
（実施例５）
以下に示す水系潤滑剤５（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）を用い、工程Ｂにて処理した。
水系潤滑剤５
水溶性無機塩：硫酸カリウム
ワックス：パラフィンワックス
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ／Ａ）：１．２
固形分比（Ｃ／Ａ）：０．４
皮膜重量，g/m２：１５
【００４５】
（比較例１）
以下に示す水系潤滑剤６（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）を用い、工程Ａにて処理した。
水系潤滑剤６
水溶性無機塩：硫酸カリウム
ワックス：パラフィンワックス
固形分比（Ｂ／Ａ）：０．１
皮膜重量，g/m２：１０
【００４６】
（比較例２）
以下の処理工程、工程Ｃにて処理を行った。
処理工程Ｃ
ｉ．脱脂：市販の脱脂剤（登録商標 ファインクリーナー４３６０，日本パーカライジ ング(株)製）濃度２０ｇ／Ｌ、温度６０℃、浸漬１０分
ii. 水洗：水道水、室温、浸漬３０秒
iii.化成処理：市販のりん酸亜鉛化成処理剤（登録商標 パルボンド１８１Ｘ 日本パ ーカライジング(株)製）濃度９０ｇ／Ｌ，温度８０℃、浸漬１０分
iv. 水洗：水道水、室温、浸漬３０秒
ｖ．石鹸処理：市販の反応石鹸潤滑剤（登録商標 パルーブ２３５ 日本パーカライジ ング(株)製）濃度７０ｇ／Ｌ、８０℃、浸漬５分
vi．乾燥：８０℃、３分
【００４７】
（比較例３）
以下に示す水系潤滑剤７を用い、工程Ａにて処理した。
水系潤滑剤７
水溶性無機塩：硼砂；１０％
固体潤滑剤：ステアリン酸カルシウム；１０％
油成分：パーム油；０．５％
界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルアルコール；１％
残分：水
皮膜重量，g/m２：１０
【００４８】
（比較例４）
以下に示す水系潤滑剤８（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）
を用い、工程Ａにて処理した。
水系潤滑剤８
水溶性無機塩：四ほう酸ソーダ
合成樹脂：ウレタン樹脂
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（水溶性無機塩／合成樹脂）＝２／１
固形分比（ステアリン酸カルシウム／合成樹脂）＝３／１
皮膜重量，g/m２：１０
【００４９】
以上の試験の結果を表１に示す。表１から明らかなように、本発明の金属材料塑性加工用水系潤滑剤を用いた実施例１〜５は簡便な工程により優れた潤滑性を発揮することが分かる。成分（Ｂ）／（Ａ）の比が本発明の範囲外である比較例１は潤滑性が劣っていた。また、比較例２のリン酸塩皮膜に反応石けん処理を行ったものは、本発明と同等の潤滑性を示すが、廃水処理や液管理が必要で簡便な設備では使用できず、反応に伴う廃棄物を生じるために、環境負荷が大きい。また、特開平１０−８０８５号の発明である比較例３および特開２０００−６３８８０号の発明である合成樹脂を主成分とする比較例４では、スパイク試験にて潤滑性が劣っていることがわかる。
【００５０】
【表１】
Figure 0003984159
【００５１】
【産業上の利用可能性】
以上の説明から明らかなように、本発明の金属材料塑性加工用水系潤滑剤および金属材料の潤滑皮膜処理方法を用いると簡便な処理で高い潤滑性を有する皮膜を生成する事が出来る。また廃棄物も少なく、作業環境も良好であるので、産業上の利用価値も極めて大きい。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
図１は後方せん孔試験の説明図。
図２はスパイク試験の説明図。

Claims (8)

  1. 化成処理を施していない金属材料に用いる塑性加工用水系潤滑剤であって、（Ａ）硫酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種の水溶性無機塩と、（Ｂ）ワックスを、必要な場合は界面活性剤を加えて水に溶解または分散させた組成物で、特開２０００−６３８８０号公報に記載されたポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂およびフェノール系樹脂で例示される「合成樹脂」を含有せず、固形分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．３〜１．５の範囲内にあることを特徴とする金属材料塑性加工用水系潤滑剤。
  2. 化成処理を施していない金属材料に用いる塑性加工用水系潤滑剤であって、（Ａ）硫酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種の水溶性無機塩と、（Ｂ）ワックスと、（Ｃ）脂肪酸の金属塩とを、必要な場合は界面活性剤を加えて水に溶解または分散させた組成物で、特開２０００−６３８８０号公報に記載されたポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂およびフェノール系樹脂で例示される「合成樹脂」を含有せず、固形分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．３〜１．５、（Ｃ）／（Ａ）が０．０１〜０．４であることを特徴とする金属材料塑性加工用水系潤滑剤。
  3. ワックス（Ｂ）が、水に分散した融点７０〜１５０℃の合成ワックスである、請求項１または２記載の水系潤滑剤。
  4. 脂肪酸の金属塩（Ｃ）が、Ｃ１２〜Ｃ２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム及びリチウムよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を反応させて得られた脂肪酸の金属塩である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水系潤滑剤。
  5. 化成処理を施していない金属材料の表面に、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水系潤滑剤を塗布し乾燥させることを特徴とする、潤滑皮膜の形成方法。
  6. 水系潤滑剤の使用量が、付着し乾燥させた後で０．５〜４０ｇ／ｍ２の潤滑皮膜を形成させる使用量であることを特徴とする請求項５記載の方法。
  7. 化成処理を施していない金属材料の表面がショットブラスト、サンドブラスト、アルカリ脱脂および酸洗浄から選ばれる少なくとも一種が施された金属材料の表面であることを 特徴とする、請求項５または６記載の方法。
  8. 金属材料を６０〜１００℃に加温してから水系潤滑剤を付着させることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の方法。
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