JPH01315493A

JPH01315493A - 冷間鍛造加工用潤滑剤組成物

Info

Publication number: JPH01315493A
Application number: JP14573688A
Authority: JP
Inventors: Toyohito Uematsu; 上松　豊翁; Shigeki Komatsuzaki; 小松崎　茂樹
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1988-06-15
Publication date: 1989-12-20

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、アルミニウム、あるいは、アルミニウム合金
材の冷間鍛造加工を行う際に用いる揮発性の冷間鍛造加
工用潤滑剤組成物に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム、あるいは、アルミニウム合金は。

軽量で外観品質がよいことから自動車、複写機。

家電品等の部品に広く用いられている。これら部品の構
造、加工率等によって鍛造加工法が異るが。

殆んどは生産性、品質の高い冷間鍛造によって製造され
ている。また、冷間鍛造の加工技術もめざましい発展を
とげている。一般に、アルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金部品は、外観品質、寸法精度等に対する要求が高
い、冷間鍛造に用いられる潤滑油は、鉱油をベースとし
、動植物油脂類、脂肪酸エステル、高級アルコール等の
油性向上剤や燐酸エステル等の極圧剤、または、固体潤
滑剤等を配合したものが使用されている。これらの潤滑
油゛は加工後の表面品質は比較的良好であるが、潤滑性
が劣るため塑性変形量の少ない、いわゆる、圧延、深絞
り加工等のような加工率の低し１冷間鍛造に適用し得る
にすぎない。塑性変形量が大きく高い面圧となる加工率
の高い部品や複雑な形状の部品を加工する場合には、潤
滑油の耐荷重性、潤滑性等が不十分なため、加工部品の
表面に割れ、焼付き、不均一な塑性変形による片肉等が
発生し適用に限界がある。冷間鍛造用潤滑油の大きな役
割の一つである耐焼付性は、加工時に金型加工面と素材
間の摩擦面に取り込まれる油量を多くするアルミニウム
加工用潤滑剤（特開昭５４−３６３０３号、特開昭５６
−２６９９７号公報）あるいは冷却と潤滑作用を持たせ
た揮発性金属加工油組成物（特公昭５９−２１９１７号
公報）がある。これらの潤滑油でも加工率の高い場合や
複雑な部品の加工にも、加工表面品質や耐焼付性の面で
好ましくない。一方、素材表面に化成皮膜処理、例えば
、燐酸塩皮膜、珪弗化アルミ皮膜、クロム酸塩皮膜等の
処理を施した後、その表面にステアリン酸ナトリウム等
の金属石鹸を施して加工する方法がある。この場合は。

加工率の高い加工や複雑な加工においても焼付けが起こ
らず良好な性能を示すが、表面が処理剤によって着色す
るため外観品質が悪くなり、機械加工による仕上が必要
となる。また、この潤滑処理は煩雑な工程を必要とする
ばかりでなく、十分な処理液の管理を必要とする。

〔発明が解決しようとする課題〕

発明者らは、従来技術の課題を改善すべく種々検討した
結果、素材に潤滑油を塗布、又は、浸漬乾燥して皮膜を
形成した後、加工し、加工率４０％以上といった高い冷
間鍛造においても良好な潤滑性、耐焼付性ならびに面粗
さが改良され外観品質に優れたアルミニウムおよびアル
ミニウム合金材の冷間鍛造を可能にした。さらに、加工
後の成型品表面に油剤が極めて少なく、後処理工程を大
幅に省略することができた。

本発明の冷間鍛造用潤滑剤は、沸点が２０〜１４０’Ｃ
の有機溶剤に粒径２５０μｍ以下有機以下側と高分子ポ
リマを配合することによって達成される。これら三成分
の相采作用によって、素材に塗布、または、常温で浸漬
乾燥、或いは、加熱乾燥するのみで素材表面で潤滑性、
耐焼付性に優れた、潤滑皮膜が形成される。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の冷間鍛造用潤滑剤に用いる沸点２０〜１４０℃
の揮発性有機溶剤は、Ｎ−ペンタン、Ｎ−ヘキサン、ミ
ネラルスピリット等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素、メチルアルコール、エチルア
ルコール、トリメチロールプロパン、プロピルアルコー
ル、ブチルアルコール等のアルコール類、メチレンクロ
ライド、トリクロロモノフルオロメタン、パークロルエ
チレン、テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロト
リフルオロエタン、テトラクロロモノフルオロエタン、
トリクロロジフルオロエタン、テトラクロロテトラフル
オロプロパンなどのハロゲン化炭化水素等が挙げられ、
単独、または、混合物が用いられる。

本発明に用いる粒径２５０μｍ以下の有機系滑剤粉体と
は、ステアリン酸リチウム、１２ヒドロキシステアリン
酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸す１〜リウム、ステアリン酸アルミニ
ウム、リチウムコンプレックス、カルシウムコンプレッ
クス、アルミニウムコンプレックス等の金属石鹸、ジウ
レア、トリウレア、ナトリウムＮ−オクタデシルナレフ
テラメートなどの非石鹸、または、脂肪酸アミド、エチ
レンビスアミド等の一種以上配合する。有機系滑剤の粒
径が２５０μｍ以上になると潤滑皮膜が必要以上に厚く
なり加工品の表面品質が悪くなるばかりではなく、素材
を金型に挿入の際、潤滑皮膜が部分的に剥離して焼付を
起こす場合がある。

また、剥離したものが金型加工面に堆積し加工品形状、
特に、良好なエツジ部が得られなくなる。

加工品の形状、表面品質等の条件によって任意に選択す
べきであるが、好ましくは０．５〜１５０μｍである。

本発明に用いる高分子ポリマーは、潤滑と有機系滑剤を
素材表面に付着させるためのバインダの働きをもたせた
もので、ポリブテン、ポリメタクリレート、ポリイソブ
チレン、エチレンαオレフィン共重合物等が挙げられる
。これら高分子ポリマ粘度は、４０℃で１００Ｓｅｔ以
上のものが用いられるが、好ましくは５００〜３０００
００Ｓ　ｃ　ｔである。

本発明に於て、有機溶剤、高分子ポリマ、有機系滑剤の
配合量は、加工率、加工部品の形状に応じて任意に選択
すべきであるが１通常は有機溶剤１００重量部に対して
高分子ポリマは５〜１００重量部、有機系滑剤は５〜５
０重量部が好ましい配合量である。

有機溶剤１００重量部に対して高分子ポリマは５〜１０
０重量部、有機系滑剤は５〜５０重量部としたのは、素
材表面に潤滑性と耐焼付性防止に充分な効果が得られな
くなる。これ以上になると皮膜が厚くなり、金型中に皮
膜や劣化物等が残存し加工品の表面性状が悪化する。

本発明における冷間鍛造加工用潤滑組成物に、公知の極
圧添加剤を配合することができる０例えば、脂肪酸等の
油性向上剤、燐酸エステル類等の燐系極圧剤、塩素化パ
ラフィン等の塩素系極圧剤、硫化油脂、アルキルポリス
ルフィド等の硫黄系極圧剤等を添加剤として配合するこ
とができる。

〔作用〕

本発明の潤滑組成物は、高分子ポリマを有機溶剤に溶解
し、これに有機系滑剤を分散したものである。素材表面
に付着した上記組成物の内、有機溶剤は室温、または、
沸点以下の温度で加温して蒸発させ、高分子ポリマによ
って有機系滑剤を素材表面に固着させることによって、
加工時における潤滑性と焼付を防止する。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例により本発明の潤滑剤組成物を
説明する。

〈実施例１〜１２〉第１表に示すような有機溶剤１００重量部に対し、粒径
０．１０５　〜０．１４９　　ｐｍの範囲に・調整した
有機系滑剤、エチレンビスステアリン酸アミド５０重量
部、高分子ポリマが４０’Ｃにおける粘度が５００ｃｓ
ｔのポリブテン２０重量部を配合した潤滑剤組成物に外
径２０　ｎｎ長さ３０ｍｍのアルミニウム合金材Ａ２２
１８　（０）を浸漬後、引き上げ表中に示す温度で有機
溶剤を揮発させ、潤滑処理を施した。これを下記に示す
後方押出し加工条件で成形して、目視による成形品表面
の性状。

及び、焼付が発生しないで加工できる最高金型温度（以
下、加工限界温度と記す。）を調べた。その結果を第１
表に示した。

後方押出し加工は、加工率ニア５％、穿孔比Ｌ／Ｄ　（
穿孔深さＬ／ポンチ径り、１７．１ｍ）＝２．７、加工
速度（ポンチ降下速度）８＋ｍ／ｓｅｅの条件で第１図
に示す金型及び第２図に示すポンチ形状のものを用いた
。金型及びポンチは、いずれも工具鋼（ＳＫＤＩＩ材）
である。

比較のため有機溶剤、高分子ポリマ５有機系滑剤単独、
または、有機溶剤と高分子ポリマ、又は、有機系滑剤の
二成分配合のものについて評価した。

〈実施例１３〜１６〉有機溶剤にトリクロロモノフルオロメタン１００重量部
に対して、粒径０．１０５〜０．１４９μｍの範囲に調
整した有機系滑剤、エチレンビスステアリン酸アミド５
０重量部と第２表に示す高分子ポリマ２０重量部を配合
した潤滑剤組成物を実施例９と同じ加工条件、及び、潤
滑処理を施して評価した。その結果を第２表に示した。

第２表の結果から明らかなように、４０℃の粘度が３゜
万ｃｓｔ以下では平滑な表面が得られる。粘度が３０万
ｃｓｔを越えると焼付度は見られないが、成形品の表面
に高分子ポリマが封じ込められ、大きなミクロプールが
形成され、エッチ部が丸くなり寸法精度が悪化する。

〈実施例１７〜２５〉有機溶剤にトリクロロモノフルオロメタン１００重量部
に対して、高分子ポリマの粘度が４０℃で５００ｃｓｔ
のポリブテン２０重量部を粒径範囲に調整した有機系滑
剤５０重量部配合した潤滑剤組成物を実施例９と同じ加
工条件、及び、潤滑処理を施して評価した。その結果を
第３表に示した。

第３表の結果から明らかなように粒径が０．５〜２５０
μｍ以下では良好な表面性状が得られ、焼付痕の発生が
ない１粒径が０．４　　μｍ以下、または、２５０μｍ
を越えると金型−素材間、即ち、摩擦面に粉体が引き込
まれにくくなり効果がなくなる。

〈実施例２６〜３１〉有機溶剤にトリクロロモノフルオロメタン、高分子ポリ
マにエチレンαオレフィン共重合物（４０℃の粘度１０
００ｃｓｔ）　、有機系滑剤の粒径０．１０５〜０．１
４９　　μｍの範囲に調整したエチレンビスステアリン
酸アミド、ステアリン酸リチウムを第４表に示す割合で
配合した潤滑剤組成物を実施例９と同じ加工条件で評価
した。結果を第４表に示した。第４表から明らかなよう
に。

高分子ポリマの一種であるエチレンαオレフィンが５重
量部より低いと有機系滑剤の固着性が悪くなり焼付けが
発生するようになる。又、１００重量部を越えると有機
系滑剤の固着性はよくなるが有機系滑剤が過剰に固着す
るため良好な成形品が得られなくなる。有機系滑剤が５
重量部より少ないと焼付が発生する。また、１００重量
部を越えると、やはり、有機系滑剤が過剰に固着するよ
うになり成形品表面品質が悪化する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、冷間鍛造加工用潤滑剤組成物は、成形
品の表面品質並びに焼付防止に優れ、潤滑処理工程も従
来の化成皮膜処理に比べて簡便であり、生産コストの低
減に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の後方押出し加工に用いた
金型の縦断面図、第２図は、ポンチ先端部の側面図であ
る。１・・・ポンチ、２・・・金型、３・・・素材、４・・
・成形品、５・・・ヒータ、６・・・ノックアウトパン
チ。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１、沸点が２０〜１４０℃の有機溶剤１００重量部に対
して、４０℃の粘度が１００〜３０万ｃＳｔの高分子ポ
リマ５〜５０重量部と粒径２５０μｍ以下の合成ワック
ス、金属石鹸、ウレア化合物の一種以上を５〜５０重量
部を配合したことを特徴とする冷間鍛造加工用潤滑剤組
成物。２、前記有機溶剤が脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、
または、クロロフルオロ炭化水素である特許請求の範囲
第１項記載の潤滑剤組成物。３、前記高分子ポリマがポリブデン、ポリメタクリレー
ト、ポリイソブチレン、エチレンαオレフィン共重合物
である特許請求の範囲第１項記載の潤滑剤組成物。４、沸点が２０〜１４０℃の有機溶剤１００重量部に対
して、４０℃の粘度が１００〜３０万ｃＳｔの高分子ポ
リマ５〜５０重量部と粒径２５０μｍ以下の合成ワック
ス、金属石鹸、ウレア化合物の一種以上を５〜５０重量
部配合した潤滑剤組成物に素材を浸漬し、室温または沸
点以下の温度で有機溶剤を揮発させ潤滑皮膜を形成し加
工を行うことを特徴とする冷間加工方法。