JP4005204B2 - 超硬合金用水溶性切削研削油剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超硬合金用水溶性切削研削油剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超硬合金は、一般にミクロンサイズのタングステンカーバイト、チタンカーバイト、タンタルカーバイトなどをコバルトで結合した焼結合金であり、広い温度範囲で、硬さ、強さ、靭性等に優れた特性を示す。この性質から、超硬合金は工具材や構造材等として広く用いられており、最近は超硬合金を工具とする切削研削加工や、超硬合金を被削体とする切削研削加工が行われるようになっている。このような超硬合金に関する切削研削加工においては、冷却効果等を得るために水溶性の切削研削油剤（以下油剤という）が使用されるが、油剤には防錆力の向上や、ｐＨの維持等のため、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミンを含むのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般にアルカノールアミン類には超硬合金の含有成分であるコバルトの溶出を促進するという作用があり、種々の問題を引き起こす原因となっている。即ち、コバルトが溶出した油剤は、一般に粘着性を増し、また金属の腐食を増大する。これにより、超硬合金を被削材とする加工においては、加工機等の周辺装置の可動部に油剤が付着すると、装置等周辺機器を腐食し、装置の円滑な動作を妨げる。また、超硬合金を工具とする加工では、この油剤が工具治具間に進入して工具の脱着に支障をきたすといった問題が生じている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、切削研削油剤中の成分とコバルト溶出の相関について研究を行った結果、ある種の環状アミンがコバルトの溶出を抑えつつ、優れた防錆力を示すことを見出し、本発明の超硬合金用水溶性切削研削油剤を発明するに至った。つまり、一般式(1)〜(4)；
【０００５】
【化２】

【０００６】
（式中のＲは、水素原子、又は炭素原子数１〜４のアルキル基を示し、同時に同じであってもよく、又異なっていてもよい。更に、各分子においてＲの炭素原子数の総数は、最大で１０である。）で表される環状アミンのうち１種または２種以上を含有することを特徴とする超硬合金用水溶性切削研削油剤を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる一般式(1)〜(4)の環状アミンにおいて、Ｒは炭素原子数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒは、同時に同じであってもよく、又異なっていてもよい。ただし、分子中のＲの炭素原子数の総数は、最大で１０である。
【０００８】
具体的に例示すると次のようなものが挙げられる。ピペリジン、2-メチルピペリジン、N-エチルピペリジン、ピペラジン、N-プロピルピペラジン、N,N'-ジメチルピペラジン 、1,4-ジアザビシクロ[２,２,２]オクタン、モルホリン、N-メチルモルホリン、2,6-ジメチルモルホリン等である。価格、入手しやすさ等を考慮すると、好ましくはピペラジン、モルホリン、N-メチルモルホリンである。
【０００９】
本発明に用いる環状アミンは、油剤原液中に１〜５０重量％、好ましくは５〜５０重量％で使用することが望ましい。これは原液中のアミンの濃度が１重量％未満であると、希釈液（通常１〜２０重量％に希釈）において十分な防錆性が出ず、また濃度が５０重量％を超えると、同希釈液のｐＨが高くなりすぎて、手荒れ等の問題が生じるからである。
【００１０】
本発明の環状アミンを含有する油剤には、各種のカルボン酸、鉱物油、界面活性剤、極圧添加剤、無機塩類、消泡剤、防腐剤、防食剤、香料、染料等現行の切削研削油剤に配合されているものを必要に応じて添加することができる。
【００１１】
上記のカルボン酸としては、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられる。
【００１２】
また、鉱物油としては、スピンドル油、マシン油、シリンダー油、タービン油等を挙げることができる。
【００１３】
また界面活性剤としては、脂肪酸アミン石鹸、石油スルホネート、硫酸化油、アルキルスルホンアミドカルボン酸塩、カルボキシ化油脂等のアニオン系界面活性剤、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸アルキロールアミド等のノニオン系界面活性剤が挙げられる。
【００１４】
また極圧添加剤としては、塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸、塩素化脂肪油等の塩素系極圧添加剤、硫化ラード、アルキルポリサルファイド、硫化脂肪酸等の硫黄系極圧添加剤、及びリン酸エステル等のリン系極圧添加剤を挙げることができる。
【００１５】
また無機塩類としては、リン酸塩、ほう酸塩、炭酸塩等が挙げられる。
【００１６】
また本発明の環状アミンを含有する油剤には、コバルト溶出抑制力をさらに向上させるために、コバルト溶出抑制剤を添加することができる。コバルト溶出抑制剤としては、例えばベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、１−メチルトリアゾール等のトリアジン系コバルト溶出抑制剤、ベンズイミダゾール等のイミダゾール系コバルト溶出抑制剤、２−メルカプトベンゾチアゾール等のチアゾール系コバルト溶出抑制剤等が挙げられる。
【００１７】
本発明の油剤原液は、通常、水により希釈して用いる。希釈度は要求される性能により決めればよいが、通常は、１〜２０重量％に希釈して用いる。
【００１８】
【実施例】
実施例１〜７及び比較例１〜３
水１００gに表１に示したアミンの２０mmol、ほう酸２ｇを溶解し、次いで、水酸化ナトリウムによって水溶液のｐＨを９．５に調製したした。この水溶液５０ｇに、超硬合金の研削粉０．５ｇを添加し、５０℃で２４時間静置した後、Ｎｏ．２のろ紙を用いてろ過し、ろ液中のコバルト濃度を原子吸光法により測定した。コバルト溶出量の測定結果を表１に示した。
【００１９】
【表１】

【００２０】
実施例８〜１４及び比較例４〜８
表２に示す配合組成による油剤を調製し、次いで、各油剤の４重量％の水溶液を調整した。この水溶液５０gに、超硬合金の研削粉０．５gを添加し、５０℃で２４時間静置した後、Ｎｏ．２のろ紙を用いてろ過し、ろ液中のコバルト濃度を原子吸光法により測定した。その結果を表2に示した。
【００２１】
更に、表２に示す組成物の油剤の防錆性については、次のように評価を行った。直径５０mmのシャーレに、表２の油剤の４重量％水溶液に鋳物切粉５gを入れ、１０分放置後液を切り、３０℃、湿度８０％の環境下で放置し、発錆状態を観察した。評価は、最大防錆期間に応じて次の４段階で行った。その結果を表2に示した。
【００２２】
評価基準
◎：２４時間以上発錆なし
○：８〜２４時間発錆なし
△：４〜８時間発錆なし
×：４時間以下で発錆
【００２３】
【表２】

【００２４】
【発明の効果】
本発明の環状アミンを用いた超硬金用水溶性切削研削油剤は、コバルト溶出を抑え、防錆性を維持することができるため、装置等周辺機器の腐食を抑え、装置の円滑な動作が妨げられるという問題が改善され、また、工具治具間に進入して工具の脱着に支障をきたすといった問題も改善することが出来る。

Claims (1)

1. モルホリンまたは一般式の（３）；
   

   

   （式中のＲは、水素原子、又は炭素原子数１〜４のアルキル基を示し、同時に同じであってもよく、又異なっていてもよい。更に、各分子においてＲの炭素原子数の総数は、最大で１０である。）で表される環状アミンのうち１種または２種以上を含有することを特徴とする超硬合金用水溶性切削研削油剤。