JPH01215407A - 鋼材の冷間引抜き加工前の潤滑処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は普通鋼、低合金鋼、ステンレス鋼の管、棒、な
らびに線（本発明においてはこれらを総称して鋼材とい
う）の冷間引抜き加工を容易にするための該加工前の潤
滑処理方法に関する。

［従来の技術］ 鋼材の冷間引抜き加工に際し、金型工具への焼付きの防
止、金型工具の摩擦・摩耗の低減のために、あらかじめ
鋼材表面にりん酸塩皮膜またはしゆう酸塩皮膜を形成さ
せ、次いでその上に金属石けん潤滑皮膜を形成させる潤
滑処理方法が主として通用されてきた。化成皮膜を形成
する処理は何れも浸漬処理法が主体であって、りん酸塩
処理の場合の処理液の温度は通常７５℃〜８５℃である
。省エネルギーの建前、から低温化が進められているが
、現在開発されているものの処理液の温度は５０〜６０
℃位であり、それ以下にすることは冷間加工潤滑下地皮
膜に適する皮膜品質が得られ難いので現状では低温化し
てもせいぜい５０℃迄しか下げられない状況にある。又
しゆう酸塩処理は主としてステンレス鋼材を対象として
おり、８０〜９０℃の高温で処理されるのが普通であっ
て、この場合も同様に８０℃よりも大幅に処理温度を下
げると潤滑下地に適する皮膜が形成され難いといった問
題を有しているのである。

次いで前記化成皮膜の上に形成される石鹸系潤滑皮膜は
、例えばステアリン酸ソーダまたはオレイン酸ソーダを
主成分とする石鹸水溶液を７５〜８５℃に加熱してその
中に化成皮膜を施した鋼材を浸漬し、次いで水洗するこ
となく乾燥することにより、浸漬処理時に化成皮膜と反
応してその皮膜上に析出する金属石鹸皮膜とその上に物
理的に付着する石鹸皮膜とで層状に形成される。

しかしながら、前記石鹸液と化成皮膜との反応を効果的
に行わしめるためには前記の温度が必要であり、７５℃
よりも大幅に低下させると適切な金属石鹸皮膜の形成に
長時間を要するかまたは適切な金属石鹸皮膜が得られな
いといった問題を生ずる。

以上述べたごとく、化成皮膜をベースとする潤滑処理方
法は多量の熱エネルギーを必要とするのに加えて、その
処理工程も第１表に示されるように多工程であることか
ら、工程数が少なくかつ低コスト、高品質の潤滑処理方
法の開発が望まれているのが現状である。

第　　１　　表　潤滑処理工程 ［発明が解決しようとする課題］　　　　　　　−本発
明は従来技術の有する問題を解決するためおよび前記問
題から提起される要望に応えるべく成されたものであっ
て、昇温しなくても処理でき、工程数が非常に少なく、
かつ低コスト高品質の鋼材冷間引抜き加工前の潤滑処理
方法を提供しようとするものである。　　　　　　　　
　　−［課題を解決するための手段］ 本発明二ｎ等は、前記問題を解決し得る潤滑処理方法に
ついて検討した結果、鋼材を冷間引抜き加工する前に、
該鋼材の表面に酸化皮膜を０．５〜５０μ瓢の厚さに形
成させ、次いでその表面にベース油１０〜８０％と硫黄
系極圧添加剤およびりん系極圧添加剤から選ばれる１種
または２種以上の極圧添加剤１０〜８０％とを含有する
潤滑油を塗布することが前記の問題の解決ならびに要望
に添い得る優れた潤滑処理方法であることを見出して本
発明を完成するに到った。′ 本発明における鋼材の潤滑処理方法の第１ステツプであ
る酸化皮膜の形成は、該鋼材の冷間加工前に行われる焼
鈍または熱間加工の過程でなされる。酸化皮膜の厚さは
０．５〜５０μ醜、より好ましくは２〜２０μ−であっ
て、０．５μ園未満では膜厚的に不十分であって冷間引
抜き加工の際に鋼材が金型工具（ダイス、プラグ等）に
焼き付く現象を起す、５０μｍ超では鋼材表面に対する
酸化皮膜の密着性が低下するので好ましくない。

鋼材表面に形成される酸化皮膜の厚さは、焼鈍または加
熱における温度や時間は調整してもよいし、又炉内の酸
素濃度、窒素濃度、水素濃度をコントロールすることに
よっても酸化皮膜の厚さをコントロールできる。

酸化皮膜が形成された鋼材はおおよそ７０℃以下に冷却
され、次いでその表面に本発明にて特定した潤滑油が塗
布される。　　　　　− 該潤滑油のベース油としては鉱物油（例えばマシン油）
、動物油脂（例えばラード油、牛脂など）、植物油（例
えば菜種油、ヤシ油、ヒマシ油など）、合成油（例えば
ジオクチルセバケート、ペンタエリスリトール誘導体な
ど）、高級アルコール（例えばオクチルアルコール、セ
チルアルコール、ステアリルアルコールなど）、高級脂
肪酸（例えば、力□プリル酸、カプリン酸、ラウリル酸
、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、オレイ
ン酸、リノール酸、エルカ酸など）および高級脂肪酸の
アミン塩から選択・することができる。

潤滑油中のベース油の配合量は１０〜８０％が適切であ
って、１０５未満では潤滑油の滑性が低下しまた８０％
超では潤滑油の耐焼付性が低下するので、何れの場合も
好ましくない。より好ましくは２０〜４０％である。

潤滑油に添加される極圧添加剤として硫黄系のもの、り
ん系のもの何れの極圧剤も使用できる。硫黄系の極圧添
加剤としては硫化油脂（例えばベース油脂として、菜種
油、綿実油、ラード油、牛脂、オレンジラフイー油など
で、硫黄含有量１０〜２５％のもの）、ジアルキルポリ
サルファイド（一般式Ｒｙ　−（Ｓ）ｘ　−Ｒｙで硫黄
含有量２０〜４０％のもの、Ｒ：アルキル基、Ｓ：硫黄
ｅＸ−Ｙは正の整数）、硫化高級脂肪酸エステル化合物
（例えば高級脂肪酸と高級アルコールとのエステル、硫
黄含有量２０〜４０％）。

硫化油、脂、オレフィン化合物、アルキルチオりん酸塩
（例えばジンク・ジ・チオフォスフェート）が挙られる
。又りん系横圧添加剤としては非イオン系界面活性剤の
りん酸エステル（例えばポリオキシエチレンアルキルエ
ーテルのりん酸エステル）、高級アルコールのりん酸エ
ステル（例えばラウリルアルコールのりん酸エステル）
、高級アルコール亜りん酸エステル（一般式（ＲＯ）ｘ
−Ｐ（ＯＨ）ｙ、　Ｒ：アルキル基、ｘ：１〜３．ｙ：
０〜２２例えば亜りん酸のモノオレイルアルコール、ラ
ウリルアルコールなど）、および芳香族アルコールのり
ん酸エステル（例えばトリクレジルフォスフェート）等
が挙げられる。

これ等の硫黄系およびりん系の極圧添加剤から１種また
は２種以上の化合物をベース油に配合する。

極圧添加剤の配合量は１０〜８０％の範囲内である。

極圧添加剤の配合が１０％未満では潤滑性能が不十分と
な・て鋼材の冷間引抜き加工の際にダイ夏への焼付きを
起し易くなり、又８０％よりも多く配合しても潤滑効果
の向上は得られないので前記範囲内に止めるのが好まし
い。

次に本発明の潤滑油には必要に応じて固形潤滑剤として
、例えば粒径１０μｍ以下のグラファイト、有機高分子
化合物、二硫化モリブデン、タルク。

炭酸カルシウム、雲母およびベントナイトから選ばれる
ものを１０〜４０％配合すること、または必要に応じて
増粘剤として例えばポリイソブチレン・オレフィン共重
合体（平均分子量１０，０００〜１，０００，０００）
またはポリメタクリレート（平均分子量２０，０００〜
１，５００，０００）から選ばれるものを３５％以下配
合することができる。

固形潤滑剤の上限を４０％としたのは、それよりも多く
配合すると潤滑油の粘度が高くなり過ぎて作業性を悪く
するからであり、又下限を１０％とした理由はそれ未満
では固形潤滑剤の添加効果が認め難くなるからである。

この固形潤滑剤の配合の効果としては、高温時において
もその潤滑特性が維持されるのが第一のメリットとして
挙げられる。

増粘剤は潤滑油の鋼材表面への保持性を向上させる効果
を付与するが、潤滑油へ固形潤滑剤を配合する場合には
この固形潤滑剤の添加にて粘度向上が認められるので、
この場合に改めて増粘剤を配合する必要はない、潤滑油
の塗布法は本発明にて特定するものではなく、従来公知
の手段が適用できる。又塗布後ただちに冷間引抜き作業
ができる。

本発明の潤滑処理方法により鋼材表面に固着した酸化皮
膜とその上に本発明で特定した潤滑油の皮膜とが形成さ
れ、これ等の皮膜の相乗作用により、冷間引抜きの際に
鋼材と金型工具との金属同志の接触を強力に抑制しかつ
優れた潤滑効果を発揮するのである。

［実施例］ ＪＩＳのＳＴＫＭ１３Ｃのシームレスパイプの潤滑処理
方法を変えて冷間引抜きを試験した。− 第２表は冷間引抜き加工の概要である。

第３表は試験に使用した潤滑油の組成で、潤滑Ｎｏ。

ｔ、ｕ、ｍは本発明の潤滑油で、ＩＶ、Ｖ、ＶＩは比較
例である。

第４表に各供試シームレスパイプの潤滑処理方法を示し
た。

実ｔｌｉ例１．２．３．はシームレスパイプに酸化皮膜
（スケール）を約１０μ醜の厚さに生成させ、第３表の
潤滑油Ｎｏｌ、ｎ、ｍをそれぞれ塗布して、第２表の条
件で冷間引抜きを行った。その結果を第４表に示した。

実施例１．２．３ではダイス焼付きやプラグ焼付きが発
生せず、潤滑性は良好であり、これにより大巾な工程の
短縮が可能となった。

−１ニジアルキルポリサルフアイド 串２　：　５ｏｃｉａｔｅ　ｎａｔｉｏｎａｌｓ　ｅｌ
ｆ　ａｑｕｉｔａｉｎｅ製傘３：大日本インキ（株）製 ＄　　４　　：　Ｒｈａｉｎ−Ｃｈｅｍｉｅ　　Ｒｈａ
ｉｎａｕ　　Ｇｍｂ　　Ｈ製傘５：メタクリル系、三洋
化成製 ＊６：ポリブデン系、日本油脂製 第４表で比較例１．２．３は、ＳＴＫＭ１３Ｃのシーム
レスパイプを酸洗してスケールを除去した後に、第３表
の潤滑油Ｎｏ、、Ｉｆ、ＩＩＩをそれぞれ塗布して、第
２表の引抜き加工を行ったものであるが、第４表にみら
れる如くダイス焼付きやプラグ焼付きが発生した。

比較例４．５．６はシームレスパイプに酸化皮膜（スケ
ール）を約７０μＩの厚さに生成させ、第３表の潤滑油
Ｎｏ、ＩＶ、　Ｖｔ　Ｖｌを塗布して、第２表の引抜き
加工を行ったものであるが、本発明以外の潤滑油成分で
は第４表にみられる如く、ダイス焼付きやプラグ焼付き
が発生した。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の方法によって下記の効果が得
られる。

１、本発明の潤滑処理を施した鋼材は、冷間引抜き加工
でダイスやプラグの焼付きがなく、潤滑が　・円滑であ
る。

２、酸化皮膜を利用するため、冷間引抜き前の酸洗が省
略でき、又潤滑処理に際して加熱や乾燥が不必要で熱エ
ネルギーを節減できる。

３、本発明の潤滑処理は１例えばダイボックスで行うこ
とができるため、工程が大幅に簡略化された潤滑方法で
あり、潤滑処理用の作業床面積等も実質的に不必要とな
る。

４、本発明は生産性に優れ且つ低コストにて実施できる
。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼材の表面に酸化皮膜を０．５〜５０μｍの厚さ
   に形成させ、次いで該酸化皮膜上にベース油１０〜８０
   重量％と、硫黄系極圧添加剤およびりん系極圧添加剤か
   ら選ばれる１種または２種以上の極圧添加剤１０〜８０
   重量％とを含有する潤滑油を塗布することを特徴とする
   鋼材の冷間引抜き加工前の潤滑処理方法
2. （２）酸化皮膜の形成が酸化皮膜を２〜２０μｍの厚さ
   に形成させるものである特許請求の範囲第１項に記載の
   鋼材の冷間引抜き加工前の潤滑処理方法
3. （３）ベース油は鉱物油、動物油脂、植物油、合成油、
   高級アルコール、高級脂肪酸および高級脂肪酸のアミン
   塩から選ばれるものであり、硫黄系極圧添加剤は硫黄油
   脂、ジアルキルポリサルファイド、硫化高級脂肪酸エス
   テル化合物、硫化油脂オレフィン化合物、アルキルチオ
   りん酸塩から選ばれるものであり、りん系極圧添加剤は
   非イオン系界面活性剤のりん酸エステル、高級アルコー
   ルのりん酸エステル、高級アルコール亜りん酸エステル
   、および芳香族アルコールのりん酸エステルから選ばれ
   るものである特許請求の範囲第１項に記載の鋼材の冷間
   引抜き加工前の潤滑処理方法
4. （４）潤滑油は固形潤滑剤を１０〜４０％含む潤滑油で
   ある特許請求の範囲第１項に記載の鋼材の冷間引抜き加
   工前の潤滑処理方法
5. （５）固形潤滑剤は粒径１０μｍ以下のグラファイト、
   有機高分子化合物、二硫化モリブデン、タルク、炭酸カ
   ルシウム、雲母およびベントナイトから選ばれるもので
   ある特許請求の範囲第４項に記載の鋼材の冷間引抜き加
   工前の潤滑処理方法
6. （６）潤滑油は増粘剤を３５％以下含むものである特許
   請求の範囲第１項または第４項に記載の鋼材の冷間引抜
   き加工前の潤滑処理方法
7. （７）増粘剤はポリイソブチレン・オレフィン共重合体
   およびポリメタクリレートから選ばれるものである特許
   請求の範囲第６項に記載の鋼材の冷間引抜き加工前の潤
   滑処理方法