JP4601221B2

JP4601221B2 - 固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物

Info

Publication number: JP4601221B2
Application number: JP2001270655A
Authority: JP
Inventors: 健三横山; 茂樹上森; 培雄五藤; 章宮地; 禎彦近藤
Original assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd; Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: JP2003073688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物に関し、更に詳しくは、希土類磁石の切断に用いられる固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
希土類磁石は高い磁気特性を有する優れた磁性材料として注目されている。従来より、この希土類磁石を切断するために、外周刃砥石あるいは遊離砥粒を用いたワイヤソーが使用されてきた。外周刃砥石による切断では被削材の大型化への対応が難しく、また作業効率の面からも満足のいくものではなかった。また、遊離砥粒を用いたバンドソーやワイヤソーによる切断では、砥粒が被削材や工作機械に付着し作業環境を低下させる問題や、付着した砥粒を洗浄する工程が必要になる等の問題点があった。
これらの問題に対し、金属線や非金属線に電着やレジンボンドを用いて砥粒を固定させた固定砥粒ワイヤソーが開発され（特開２００１−５４８５０号公報参照）、脆性材料の切断に使用され作業環境の改善や洗浄工程の簡略化等の効果が見られている。しかしながら、固定砥粒ワイヤソーに使用される加工油剤については十分な研究が行なわれておらず、非磁性体材料の加工において軽油（砥粒加工学会誌，Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．１０，１９９９年、砥粒加工学会学術講演会講演論文集，１９９６年，ｐ３８９、砥粒加工学会学術講演会講演論文集，２０００年，ｐ２８５）、水道水（砥粒加工学会誌、Ｖｏｌ４３，Ｎｏ．８，１９９９年、砥粒加工学会学術講演会講演論文集，１９９７年，ｐ３６９）、遊離砥粒の分散ベースオイル等を使用した報告（砥粒加工学会学術講演会講演論文集、１９９７年、ｐ３６９）があるがいずれも十分な効果を上げるに至っておらず、固定砥粒ワイヤソーに適した加工液は見つかっていない。更に、希土類磁石の場合には、例えばネオジウム磁石はさびやすく高温に弱い、サマリウム・コバルト磁石は機械強度が弱く割れやすい等の性質があり、これらの特性を考慮した加工油剤の開発が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点に鑑みてなされたものであり、固定砥粒ワイヤソーによる希土類磁石の切断加工に適した加工油剤組成物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、固定砥粒ワイヤソーによる磁性材料、特に希土類磁石の切断加工用の加工油剤組成物に要求される因子について鋭意研究を重ねた結果、加工油剤の組成及び粘度が加工性能に大きく影響することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物は、希土類磁石の切断に用いられる固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物であって、不水溶性の基油を主成分として含有し、４０℃における動粘度が４．０〜８０．０ｍｍ^２／ｓであり、希土類磁石の切断に用いられる固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物であって、不水溶性の基油を主成分として含有し、４０℃における動粘度が４．０〜８０．０ｍｍ^２／ｓであり、上記基油は、鉱物油、及び、炭素数６〜２０のモノカルボン酸と多価アルコールとから得られたエステル化合物を含み、上記基油の合計を１００重量％とした場合に、上記鉱物油の含有量が２０〜８０重量％であることを特徴とする。上記モノカルボン酸は、直鎖不飽和脂肪酸であるものとすることができる。上記基油が炭化水素系溶剤を含むものとすることができる。そして、本組成物は、更に硫黄系極圧添加剤を含有し、その含有量が本組成物のうちの０．１〜３０重量％であるものとすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明を更に詳しく説明する。
上記「基油」としては不水溶性のものであり、鉱物油、及び炭素数６〜２０のモノカルボン酸と多価アルコールとから得られたエステル化合物を含む。
上記「鉱物油」としては、原油を常圧あるいは減圧下で蒸留して得られた潤滑油留分を、脱ろう、水素化、酸洗、白土処理等の精製処理を適宜組み合わせて精製したものが挙げられる。この例としては、スピンドル油、マシン油及びニュートラル油等が挙げられる。これらのうち、スピンドル油及びニュートラル油が好ましい。また、これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０００６】
上記「エステル化合物」は、炭素数６〜２０のモノカルボン酸と多価アルコールとのエステルである。炭素数６〜２０のモノカルボン酸としては、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸及びステアリン酸等の直鎖飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸等の直鎖不飽和脂肪酸、イソノナン酸及びイソステアリン酸等の分岐脂肪酸、１２−ヒドロキシステアリン酸及びリシノール酸等のヒドロキシ脂肪酸、シクロヘキサン酸及び４−メチルシクロヘキサン酸等の環状脂肪酸、安息香酸及びｔ−ブチル安息香酸等の芳香族カルボン酸等が挙げられる。多価アルコールとしては、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール及びソルビトール等が挙げられる。これらのエステル化合物のうち、トリメチロールプロパンのトリオレイン酸エステル、ペンタエリスリトールのテトラオレイン酸エステルが好ましい。また、これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０００７】
上記例示した鉱物油及びエステル化合物は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。２種以上を組み合わせて用いる場合の組み合わせとしては、鉱物油及びエステル化合物であり、これらの合計を１００重量％とした場合、それぞれ２０〜８０重量％（より好ましくは３０〜７０重量％、更に好ましくは４０〜６０重量％）及び１〜６０重量％（より好ましくは５〜５５重量％、更に好ましくは１０〜５０重量％）である。
【０００８】
上記基油を構成する他の成分としては、α−オレフィン化合物、アルコール化合物、炭化水素系溶剤が挙げられる。α−オレフィン化合物としては、１−ドデセン、１−ヘキサデセン及び１−オクタデセン等の炭素数６〜５０の直鎖または分岐のα−オレフィンを用いることができる。これらのうち、１−ヘキサデセン及び１−オクタデセンが好ましい。また、これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０００９】
また、アルコール化合物としては、水分を含有しにくいものであれば特に限定されないが、例えば、炭素数６〜３０の１価あるいは２価アルコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール及びポリエチレングリコールポリプロピレングリコールコポリマー等の油溶性グリコール類、炭素数１〜３０の１価あるいは２価アルコールにエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等のようなアルキレンオキサイドを付加させた油溶性のポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。
【００１０】
上記「炭化水素系溶剤」としては、例えば、上記鉱物油の説明における潤滑油留分を熱分解あるいは接触分解により軽質化したものや、ブテン、ヘキサン等の低級不飽和化合物をオリゴマー化して液状にしたものが挙げられる。また、合成により得られる炭素数６以上の炭化水素あるいはそれらの混合物であってもよい。
【００１１】
また、本組成物の主成分としての上記基油の含有量は、本組成物に対して好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、更に好ましくは８５重量％以上である。但し、上限は１００重量％である。上記基油の含有量が少なすぎると十分な加工性能が得られなくなり好ましくない。
【００１２】
本発明の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物は、更に「硫黄系極圧添加剤」を含有するものとすることができる。この硫黄系極圧添加剤を添加することにより、より優れた加工性能を得ることができる。上記硫黄系極圧添加剤としては特に限定されないが、例えば、硫化鉱油、あるいは硫化豚油、硫化牛脂及び硫化ナタネ油等の硫化脂肪油、硫化オレイン酸及び硫化リノール酸等の硫化脂肪酸、硫化オレイン酸メチル及び硫化リノール酸メチル等の硫化エステル、アルキルジスルフィド及びアルキルトリスルフィド等のポリスルフィド等が挙げられる。また、これら以外にも、アルキルスルホネート及びアルキルフェニルスルホネート等のスルホネート類、並びにそれらの塩、ＺｎＤＴＰ及びＺｎＤＴＣ等のジチオ化合物等が挙げられる。これらのうち、ポリスルフィド及び硫化エステルが好ましい。また、これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１３】
上記含硫黄化合物の含有量は、本組成物を１００重量％とした場合、好ましくは０．１〜３０重量％であり、より好ましくは０．５〜２５重量％である。０．１重量％未満では硫黄系極圧添加剤の効果が現れず、３０重量％を超えると被削材あるいは工作機械に腐食等が発生する恐れがある。
【００１４】
本発明の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物の４０℃における動粘度は、４．０〜８０．０ｍｍ^２／ｓであり、好ましくは４．２〜７０．０ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは４．４〜６５．０ｍｍ^２／ｓ、更に好ましくは４．５〜６０．０ｍｍ^２／ｓである。８０．０ｍｍ^２／ｓを超えると加工時の加工油剤の温度制御が困難であり、４．０ｍｍ^２／ｓ未満では十分な加工性能が得られないことがある。
上記動粘度は、組成物としての動粘度が上記範囲内にあればよく、本組成物が複数の成分から構成される場合、各構成成分の動粘度すべてが上記範囲内であってもそうでなくてもいずれでもよい。
【００１５】
本発明の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物には、上記基油及び含硫黄化合物以外に、脆性材料に対して腐食、変色等の悪影響を及ぼさないもの、あるいは、混合後の系の安定性に影響を及ぼさないものであれば、加工性能を低下させない範囲でそのような添加剤を添加・混合することができる。例えば、消泡剤及び酸化防止剤等が挙げられる。
【００１６】
本発明の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物を用いて希土類磁石を切断加工すると、その切断速度を好ましくは２０〜６０ｍｍ／ｈ、より好ましくは２５〜５５ｍｍ／ｈ、更に好ましくは３０〜５０ｍｍ／ｈとすることができる。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物について、実施例及び比較例を挙げて、詳細に説明する。
１．固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物の調製
表１に示す配合割合の加工油剤組成物を調製した（実施例１〜４、比較例１〜６）。単位は重量部である。尚、表１において用いた成分は以下の通りである。
（１）鉱物油Ａ；コスモ石油ルブリカンツ社製、工業用スピンドル油
（２）鉱物油Ｂ；日石三菱社製、商品名「ニュートラルオイル３０」
（３）炭化水素系溶剤；日石三菱社製、商品名「０号ソルベント」
（４）α−オレフィン化合物；三菱化学社製、商品名「ダイアレン２０８」
【００１８】
４０℃における動粘度を以下に示す方法により測定した。
〔粘度測定方法〕
ＪＩＳ−Ｋ２２８３に準じて、キャノンフェンスケ粘度計を用いて測定した。
【００１９】
【表１】

【００２０】
２．性能評価
表１に示す加工油剤組成物を用いて、縦４９ｍｍ、横４９ｍｍ、高さ３５ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石を被削材とし、マルチ切断機（タカトリ社製）を用いて、ワイヤ線速２００ｍ／ｍｉｎ、ワイヤ張力２．０ｋｇｆでＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石を横方向に切断した。この時の切断速度を表１に併記した。
【００２１】
３．実施例の効果
表１より、比較例１及び２は動粘度が本発明の範囲外であり、切断速度が遅く、加工性に劣る。また、比較例３は含硫黄化合物を多量に含有する例であり、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石を切断中にワイヤーが破損したためにデータが得られなかった。
一方、実施例１〜３は、動粘度が４．３〜９．８ｍｍ^２／ｓと広範囲であるがいずれも優れた加工性を示した。実施例３は硫黄系極圧添加剤を含有する例であり、実施例１と近い動粘度を有する実施例３は実施例１よりも切断速度が１ｍｍ／ｈ向上した。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物は、固定砥粒ワイヤソーによる希土類磁石の切断加工において切断速度が良好であり、加工油剤組成物として優れた性能を示す。また、硫黄系極圧添加剤を更に含有することにより、より一層優れた加工性能を示す。

Claims

希土類磁石の切断に用いられる固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物であって、
不水溶性の基油を主成分として含有し、４０℃における動粘度が４．０〜８０．０ｍｍ^２／ｓであり、
上記基油は、鉱物油、及び、炭素数６〜２０のモノカルボン酸と多価アルコールとから得られたエステル化合物を含み、
上記基油の合計を１００重量％とした場合に、上記鉱物油の含有量が２０〜８０重量％であることを特徴とする固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物。
上記モノカルボン酸が直鎖不飽和脂肪酸である請求項１に記載の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物。
上記基油が炭化水素系溶剤を含む請求項１又は２に記載の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物。
更に硫黄系極圧添加剤を含有し、その含有量が本組成物のうちの０．１〜３０重量％である請求項１乃至３のいずれかに記載の固定砥粒ワイヤソー用不水溶性加工油剤組成物。