JP5501955B2 - 丸ダイス転造加工用潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
したがって、丸ダイス転造加工に用いられる潤滑油には、過酷な潤滑条件下において、工具摩耗を低減し、加工製品の面粗さを良好にするなど、高い加工性能を発現することが要求される。
ところで、金属加工用潤滑油の分野では、過酷な条件における加工性能を高める有効な添加剤として塩素化パラフィンや塩素化脂肪酸エステルなどの塩素系化合物が広く使用されてきた。しかし、近年、塩素系化合物は、発癌性など人体への安全性や、廃液の焼却時にダイオキシンが発生し環境汚染の面で問題があると指摘された。そのため塩素系化合物の使用が敬遠されてきた。その結果として塩素系化合物を配合しない、いわゆる非塩素系潤滑油が求められるようになった。
したがって、丸ダイス転造加工に用いられる潤滑油は、塩素系化合物を使用することなく、高い加工性能を有することが期待されている。
したがって、丸ダイス転造加工用潤滑油は、前記加工性能と共に、軸受における潤滑性を高め、軸受寿命を延長する性能を有することも要求される。
しかしながら、切削油など丸ダイス転造加工用潤滑油以外の潤滑油を使用したのでは、上記した加工性能を有すると共に、軸受における潤滑性を高め、軸受寿命を延長する性能を具備することができなく、正常な丸ダイス転造加工を継続して行うことができないのが現状である。
したがって、塩素系化合物を用いないで、優れた加工性能を有すると共に、軸受における潤滑性を高め、軸受寿命を延長できる丸ダイス転造加工用潤滑油の出現が期待されている。
〔1〕基油に、(A)(a−1)炭素数13〜48のモノエステル0.5〜40質量%及び/又は(a−2)炭素数13〜34の脂肪族ジカルボン酸エステル0.5〜30質量%、(B)チアジアゾール化合物0.01〜10質量%、(C)チオ亜リン酸エステル0.01〜15質量%、及び(D)ベンゾトリアゾール及びこれの誘導体0.01〜5質量%を配合してなる丸ダイス転造加工用潤滑油組成物、
〔2〕組成物の40℃における動粘度が,3〜80mm2/sである前記〔1〕に記載の丸ダイス転造加工用潤滑油組成物、
を提供するものである。
また、合成油としては、例えば、炭素数8〜14のポリ−α−オレフィン、オレフィンコポリマー(例えば、エチレン−プロピレンコポリマーなど)、あるいはポリブテン、ポリプロピレン等の分岐オレフィンやこれらの水素化物、さらにはポリオールエステル(トリメチロールプロパンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステルなど)等のエステル系化合物、アルキルベンゼン等を用いることができる。
そして、該基油としては、温度40℃における動粘度が、2〜80mm2/sの範囲にあるものが好ましい。この動粘度が2mm2/s以上であると、引火による火災の危険性がなく、一方、80mm2/s以下であると、油剤持出量を減少することができて好ましい。以上の点から、より好ましい動粘度は、5〜60mm2/sである。
(a−1)炭素数13〜48のモノエステルとしては、例えば一般式(I)で表される化合物を挙げることができる。
RCOOR’ …(I)
式中、Rは炭素数11〜22のアルキル基、R’は炭素数1〜25のアルキル基を示し、RとR’の合計炭素数は12〜47である。
前記一般式(I)で表されるモノエステルの好ましい炭素数は13〜36の範囲である。該モノエステルの具体例としては、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸オクチル、パルミチン酸オクチルなどが好ましく挙げられるが、これらの中で、性能及び入手の容易さなどの点から、ステアリン酸ブチル及びパルミチン酸オクチルが好ましい。
該脂肪族ジカルボン酸の炭素数が12未満のものでは、加工性能が劣り、一方28を超えるものは、基油に対する溶解性が悪くなる。好ましい炭素数は14〜24であり、さらには16〜20が好ましい。
また、該脂肪族ジカルボン酸は主骨格として分岐鎖を有することが好ましい。分岐鎖を有することにより、ジエステルの基油に対する溶解性が良くなり、所望の性能を有する潤滑油組成物が容易に得られるという利点がある。
本発明においては、前記脂肪族ジカルボン酸として、飽和及び不飽和のいずれも用いることができるが、飽和脂肪族ジカルボン酸がより好ましい。この飽和脂肪族ジカルボン酸としては、例えば下記一般式(II)で表される化合物を好ましく挙げることができる。
本発明において、(a−2)成分であるジエステルに用いられる、主骨格が飽和又は不飽和の分岐状炭化水素鎖からなる炭素数12〜28の脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、下記の化学式で表される化合物などを挙げることができる。
このような直鎖状脂肪族アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノールなどを挙げることができる。
ここで用いられるチアジアゾール系化合物としては、1,4,5−チアジアゾール、1,2,4−チアジアゾール、1,2,5−チアジアゾール、1,3,4−チアジアゾールなどのチアジアゾール、及びこれの誘導体が該当する。
該誘導体としては、下記一般式(III)で表される1,3,4−チアジアゾール誘導体、一般式(IV)で表される1,2,4−チアジアゾール誘導体及び一般式(V)で表される1,4,5−チアジアゾール誘導体、並びに一般式(VI)で表される2、5−ビス(N,N−ジアルキルジチオカルバミル)−1、3、4−チアジアゾールを含むものである。
ここで用いられるチオ亜リン酸エステルとしては、例えば、炭素数2〜30、好ましくは4〜20の炭化水素基を有するチオ亜リン酸エステルが挙げられる。
上記炭素数2〜30の炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール基、及びアリールアルキル基を挙げることができる。
アルキル基としては、例えば、エチル基、いずれも直鎖又は分岐状のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、及びオクタデシル基などを挙げることができる。
シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びシクロヘプチル基等の炭素数5〜7のシクロアルキル基を挙げることができる。
アルキルシクロアルキル基としては、例えば、メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルエチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、メチルエチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、メチルエチルシクロヘプチル基、及びジエチルシクロヘプチル基等の炭素数6〜11のアルキルシクロアルキル基を挙げることができる。
アルケニル基としては、例えば、いずれも直鎖状でも分枝状でもよいブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、及びオクタデセニル基等のアルケニル基を挙げることができる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等のアリール基を挙げることができる。
アルキルアリール基としては、例えば、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、及びドデシルフェニル基等の炭素数7〜18のアルキルアリール基を挙げることができる。
アリールアルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基等の炭素数7〜12のアリールアルキル基等を挙げることができる。
これらの炭化水素基の中でも、アルキル基、アルケニル基、アリール基及びアルキルアリール基が性能及び入手性の点から好ましい。
ここで用いられるトリアゾール化合物としては、例えば、下記一般式(VII)で表されるベンゾトリアゾール及びこれの誘導体が該当する。該誘導体としては、下記一般式(VIII)で表されるアルキルベンゾトリアゾール、一般式(IX)で表されるN−アルキルベンゾトリアゾール、及び一般式(X)で表されるN−(アルキル)アミノアルキルベンゾトリアゾールを含むものである。
本発明においては、(D)成分として、前記のトリアゾール化合物が用いられるが、該トリアゾール化合物は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、該(D)成分の配合量は、潤滑油組成物全量基準で、0.001〜5質量%の範囲である。配合量が0.001質量%未満では、軸受寿命を延長する効果が充分に発現しないことがあり、一方、5質量%を超えても著しい効果の向上が得られず、経済的に不利である。したがって(D)成分の配合量は0.005〜3質量%が好ましい。
耐摩耗剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などのチオリン酸金属塩が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)などのフェノール系酸化防止剤、フェニル−α−ナフチルアミン、4,4’−ジオクチルジフェニルアミンなどのアミン系酸化防止剤が挙げられる。
防錆剤及び腐食防止剤としては、例えば、脂肪酸、アルケニルコハク酸ハーフエステル、脂肪酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、アルキルポリオキシエチレンエーテル等が挙げられる。
消泡剤としては、例えばジメチルポリシロキサン,ポリアクリレート等が挙げられる。
これらの添加剤は、それぞれ一種を単独で、又は二種以上を混合して使用することができる。また、これらの添加剤の配合量は、通常、それぞれ組成物基準で0.0001〜10質量%の範囲で配合される。
評価方法
(1)ファレックス(Falex)摩耗試験
(試験条件)
ピン材質 ;AISI3135(AISI1137)
ブロック材質;CAC702(ALBC−2)(アルミ青銅)
回転数 ;290rpm
油温 ;50℃
(評価方法)
ブロックの摩耗量(mg)を測定して評価した。
(2)SHELL EP試験
ASTM D 2783に準拠して行い、極圧性を溶着荷重(LNL N)で表した。
(試験装置及び試験条件)
転造加工機 ;株式会社ニッセー製「A22B」
軸受の材質 ;CAC702(ALBC−2)(アルミ青銅)
ダイス ;SKD−11(大同特殊鋼製「DC−53」)
加工材料 ;S45C、及びSUS304
加工部品形状 ;中空ネジ(M16、ピッチ1.5、ねじ長さ15mm)
ダイス回転数 ;400rpm
潤滑油塗布方法;シャワー
加工数量 ;100000個
(評価方法)
100000個加工後のダイスおよび軸受及び加工品(ねじ)について、以 下の評価を行った。
ダイス摩耗 ;ダイス直径減少量(μm)
軸受けの焼付き有無;目視観察
ねじ加工面状態 ;外観を目視検査し、下記の評価基準に基づいて評価し た。10が最良、1が最悪である。
〈加工面状態の評価基準〉
10 : 鏡面に変色なし
9 : 鏡面にわずかな変色(色ムラあり)
8 : 鏡面に明らかな変色(色ムラ小)
7 : 鏡面に黒色に変色(色ムラ大)
6 : 歯底面にわずかな剥離
5 : 歯底面に剥離小
4 : 歯底面に剥離大
3 : 面荒れわずか
2 : 面荒れ小
1 : 面荒れ大、歯のトップに亀裂有
ねじ精度 :ねじ有効径(mm)
第1表に示すように、基油に、各添加剤成分を配合して油組成物を得、上記方法によって評価した。その結果を第1表に示す。
*1:ブチルステアレート(日本油脂製)
*2:岡村製油製「IPU」、7、12−ジメチル−7、11オクタジエン− 1、18−ジカルボン酸ジメチル
*3:大日本インキ製「ダイルーブR−100」、硫黄分33.5wt%
2,5−ビス−(n−ノニルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール
*4:城北化学製「JPS−312」、トリラウリルトリチオホスファイト
*5:チバガイギー社製「REOMET39」、n−アルキルベンゾトリアゾール
*6:塩素含有量45質量%
*7:WITCO社製「Bryton C−500」、カルシウムスルホネート
*8:オロナイトジャパン社製「OLOA267」
*9:パラフィン系鉱油(出光興産株式会社製)
*10:塩素量4.6質量%、カルシウム量0.6質量%の切削油
Claims (2)
- 基油に、(A)(a−1)炭素数13〜48のモノエステル0.5〜40質量%及び/又は(a−2)炭素数13〜34の脂肪族ジカルボン酸エステル0.5〜30質量%、(B)チアジアゾール化合物0.01〜10質量%、(C)チオ亜リン酸エステル0.01〜15質量%、及び(D)ベンゾトリアゾール及びこれの誘導体0.01〜5質量%を配合してなる丸ダイス転造加工用潤滑油組成物。
- 組成物の40℃における動粘度が,3〜80mm2/sである請求項1に記載の丸ダイス転造加工用潤滑油組成物。
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