JPH0257117B2

JPH0257117B2 -

Info

Publication number: JPH0257117B2
Application number: JP24215486A
Authority: JP
Inventors: Kyohisa Eguchi; Norio Kitamura; Joji Oota; Isoki Taniguchi
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Taihei Chemical Industrial Co Ltd; Sanyo Chemical Industries Ltd; Hanano Shoji KK
Current assignee: Taihei Chemical Industrial Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Sanyo Chemical Industries Ltd; Hanano Shoji KK
Priority date: 1986-10-14
Filing date: 1986-10-14
Publication date: 1990-12-04
Also published as: JPS6397695A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明技術分野〕本発明は金属の鍛造および鋳造用潤滑剤に関
し、より詳細には金属の温間および熱間加工用、
更に詳細には鍛造、ダイカスト等の鋳造または押
し出し加工用として好適な鍛造および鋳造用潤滑
剤に関する。〔従来技術〕金属の温間並びに熱間加工を行う際には、通常
潤滑剤が使用されるが、これら潤滑剤は油溶性の
ものと水溶性のものとに大別される。前者は黒鉛に鉱物油やワツクス類を添加し、必
要に応じて極圧剤や乳化剤を配合したものであ
り、後者は黒鉛と水を主体とするものであるが、
いづれも黒鉛を含むために黒く汚れ、環境面や作
業上で問題点があつた。また黒鉛がスプレーノズルに詰るために自動化
が困難であつたり、電解により配管の腐蝕を生ず
る等の欠点があつた。かかる欠点を解消するために、本発明者らは従
来からこの種の潤滑剤について検討を続けてお
り、水溶性ガラスからなる潤滑剤は、極めて優れ
た潤滑性を発揮し、潤滑離型剤として極めて好適
であることを見出し、この潤滑剤の基になる水溶
性ガラスについて提案した（特公昭56−7976号お
よび特公昭56−17297号）。また本発明者らは、上記水溶性ガラスと層状珪
酸塩とを併用するときには、両者の相乗作用によ
つて著しく潤滑性が向上することを見出し、提案
した（特公昭61−9353号）。更に本発明者らは引続き検討を続け、水溶性ガ
ラスと芳香族カルボン酸を併用すると、通常の金
属加工のみならず、ダイカスト等の鋳造用潤滑剤
としても優れていることを見出し提案した（特開
昭61−109828号）。本発明者は引続き更に検討を続けた結果、下記
の事実を見出した。 (1) 上記従来の水溶性ガラスは、高温下での潤滑
性は優れるが高温時に金型付着性が悪く、皮膜
が形成しにくく焼付きが起り易い等の難点があ
る。一方、シリコーンオイルおよびワツクス類は
高温金型への付着性が優れ、均一皮膜を形成す
るが、高温の潤滑性が劣る欠点がある。 (2) 有機シリコーンオイルは、温間または熱間に
おいて金型に付着しやすいが、耐熱性が低い欠
点がある。 (3) また一方、ワツクスは焼付け防止、耐熱性向
上のために有効である。 (4) そこで、水溶性ガラスとシリコーンオイルお
よびワツクスを複合させることができれば、三
者の性質が相和して飛躍的に性能を向上させる
ことができることが期待される。 (5) しかしながら、この三者を単に混合しただけ
では、安定した乳化物を得ることはできず、分
離してしまう。 (6) シリコーンオイルとワツクスは乳化するが、
水溶性ガラスとシリコーンオイル乳化物とワツ
クス乳化物の三者を同時に混合しても同様に分
離してしまい、安定な乳化物を得ることは困難
である。 (7) シリコーンオイル、ワツクスおよび水溶性ガ
ラスとから長期間安定な乳化物を得るために
は、予めワツクスを乳化しておき、これに水溶
性ガラスの水溶性を配合させ安定化させる必要
がある。この配合乳化物にシリコーンオイルの乳化物
を混合すれば、常に広範囲において安定した乳
化物を得ることができる。〔発明の目的〕本発明は上記知見にもとづいてなされものであ
り、すでに従来提案されている金属加工用潤滑剤
の有する欠点を一挙に解決することを目的とする
ものである。〔発明の構成〕上記目的を達成する本発明の金属の鍛造および
鋳造用潤滑剤は、固形分としてシリコーンオイル
１〜40重量％、水溶性ガラス１〜35重量％、ワツ
クス10〜60重量％、油状物０〜10重量％および界
面活性剤１〜30重量％を含有する水分散液であ
る。本発明における第一成分のシリコーンオイルと
しては、アルキル変性シリコーン、フエニル変性
シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、カル
ビノール変性シリコーン等のペインタブル性（塗
装性）シリコーンが挙げることができ、好ましく
はアルキル変性シリコーン、フエニル変性シリコ
ーンである。かかるシリコーンオイルは単一種に限らず複数
種の混合オイルを使用することもでき、その使用
量は通常では固形分で１〜40重量％、好ましくは
５〜20重量％である。また、第二成分のガラスは、P₂O₅0〜70重量
％、B₂O₃0〜80重量％、M₂O（Ｍはアルカリ金属
を示す）８〜80重量％からなる組成物（ただし、
P₂O₅とB₂O₃が共に０％となることはない）であ
り、水溶性である。このガラス組成物の一部は、これ自体で潤滑性
を有するが、本発明においては上記の広い範囲の
ガラス組成物がシリコーンオイルおよびワツクス
と併用したときに相乗作用によつてより優れた展
着性と被膜性を示し、この結果として優れた潤滑
性と離型性を示す。このガラスは、鍛造、鋳造または押出し時の
200〜800℃の温度において数百〜数千ポアズの適
度の粘性を有する。 P₂O₅、B₂O₃およびM₂Oの含有割合が上記の範
囲外では、ガラスが200〜800℃において適度な粘
性を示さないために潤滑剤として重要な潤滑性が
低下することになり、好ましくない。かかるガラス製造原料としては、通常この分野
で使用されるものを広く使用することができ、具
体的にはP₂O₅源として燐酸、第一燐酸ナトリウ
ム、第一燐酸カリウム、メタ燐酸ナトリウム、第
二燐酸ナトリウム、縮合燐酸カリウム等の燐酸塩
を例示できる。 B₂O₃源としては、硼酸、硼酸ナトリウム、硼
酸カリウム等の硼酸塩を挙げることができる。またM₂O源としては、具体的には炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム等の炭酸
塩、水酸化物等が使用される。上記ガラスは、それ自体で、またはこのガラス
を水に溶解させた形態で使用することができ、そ
の使用量は固形分で１〜35重量％、好ましくは２
〜20重量％である。かかるガラスと上記シリコーンを複合させる
と、広い複合範囲で相乗効果を発揮することがで
きる。第三成分としてのワツクスは、離型性被覆の耐
熱性を上げ、対焼付き・離型性をさらに向上させ
る機能を有し、天然ワツクスとしてのパラフイン
ワツクス、カルナバワツクス、モンタンワツク
ス、オゾケライトワツクス、シユラツクワツク
ス、ライスワツクス、密蝋、木蝋、マイクロクリ
スタリンワツクス等、また合成ワツクスとしての
ポリエチレンワツクス、フイツシヤートロプシユ
ワツクス、カスターワツクス、オパールワツクス
等を挙げることができ、これら天然または合成ワ
ツクスは単独で使用しても良いし、両者を混合し
て使用することもできる。かかるワツクスの使用量は、固形分で10〜60重
量％であり、好ましくは10〜40重量％である。第四成分としての油状物は潤滑性を付与し、エ
マルジヨンを安定化する性質を有し、植物油、動
物油および鉱物油に区分される。植物油には大豆油、菜種油、オリーブ油、サフ
ラワー油、パーム油、亜麻仁油、向日葵油、落花
生油、蓖麻子油、椰子油、胡桃油等があり、動物
油には牛脂、豚油、羊脂等があり、鉱物油にはギ
ヤー油、マシン油、軸受油、タービン油、スピン
ドル油等がある。かかる油状物は、植物油、動物油または鉱物油
の単一種を使用しても良いし、同一種または異種
の油を適宜混合して使用することもできる。そして、その使用量は固形分で０〜10重量％で
あり、好ましくは１〜４重量％である。第五成分としての界面活性剤は、シリコーンオ
イル、ワツクスおよび油状物を乳化、分散させる
ために使用する。通常では非イオン型界面活性剤が使用され、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンアルキルフエニルエーテル、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレン脂肪酸エステル等が挙げられ、その使用量
は通常では固形分で１〜30重量％、好ましくは２
〜20重量％である。本発明の潤滑剤は、上記第一〜第五成分を撹
拌、混合して均一な混合物とすることによつて容
易に製造することができる。本発明の潤滑剤は、上記第３および／または第
４成分を第５成分により乳化したのち第２成分を
安定に配合し、次いで第１成分を第５成分により
乳化したものを混合して均一な混合物とすること
によつて容易に製造することができる。本発明の潤滑剤は、かかる混合物の形態で使用
することができるが、通常ではこれに水を添加、
撹拌することによつて得られる、非分離性の水性
乳化物の形態で使用される。〔発明の効果〕以上述べたように本発明の潤滑剤は、従来の潤
滑剤が有する欠点を打ち消し、相乗作用によつて
特長を著しく向上させる機能を有する。従つて本発明の潤滑剤は、銅、アルミニウム、
鉄、これらの各種合金等の鍛造、鋳造および押し
出し加工等各種の加工に好適に使用することがで
きる。また、黒鉛を全く使用しないので、環境面や作
業上での問題点を完全に解消することができる。以下、本発明の実施例を述べる。〔実施例〕実施例１ポリエチレンワツクス80重量部、菜種白絞油６
重量部、ポリエチレンアルキルフエニルエーテル
エーテル20重量部、苛性ソーダ１重量部および水
193重量部を加えてオートクレーブ中で100〜120
℃で撹拌し、均一な乳化液Ａを300重量部得た。一方、アルキル変性シリコーン40重量部、ポリ
オキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル20重量
部を50〜60℃で均一に溶解し、同温の温水240重
量部を徐徐に加え、均一を乳化液Ｂを300重量部
得た。乳化液Ａの300重量部に、水溶性ガラス
（P₂O₅58重量％、B₂O₃5重量％、Na₂O24重量％、
K₂O13重量％）34重量部を水170重量部で希釈し
た溶液を加え撹拌し、均一を溶液とした後、乳化
液Ｂの300重量部を撹拌下に加え、さらに水196重
量部を加えて固形分20％の水性乳濁液1000重量部
を得た。この乳濁液は分離せず、安定であつた。この乳濁物を用い、下記の条件で潤滑剤性能を
試験した。テスト機東芝500T ダイカストマシン製品スタータハウジング型温金型内組込み温度 170〜190℃ 金型表面温度スプレー前220〜390℃ スプレー後120〜270℃ 希釈率ハンドスプレー100倍結果湯流れ良好で焼付もなく、離型性も
良好であつた。実施例２実施例１において、乳化液Ａのうち菜種白絞油
を総てポリエチレンワツクスに変更し、また乳化
液Ｂのうちアルキル変性シリコーンをフエニル変
性シリコーンに変更した以外は総て実施例１と同
様に作成して水性乳化物を得た。ただし、この実施例で用いた水溶性ガラスの組
成は、P₂O₅70重量％、Na₂O30重量％であつた。この安定な乳化物の性能を下記条件で検討し
た。テスト機東芝320T ダイカストマシン製品ベアリングキヤツプ型温 200〜400℃ 希釈率ハンドスプレー75倍結果製品の仕上り、湯まわりは良好で、
焼付を生ぜず、離型性も良好であつ
た。実施例３、４および比較例Ａ、ＢおよびＣ実施例１と同様な方法で下記表のような水性乳
化物を作成し、下記の条件で性能を比較検討し
た。なお、表中の数字は重量％を示す。また、水溶性ガラス組成は、P₂O₅17重量％、
K₂O18重量％、B₂O₃65重量％である。

【表】条件：テスト機東芝500T ダイカストマシン製品ガスメーター希釈率ハンドスプレー100倍結果：実施例３製品の打数は300個、スプレー量が少ないとス
ライドコアがやや焼付気味になる。不良品約15個であつた。実施例４製品の打数は350個、湯流れ良く、離型性も良
好であつた。実施例３と同様であるが、捨て打つ数が実施例
３の15シヨツトに比較して５シヨツトと少なくて
すんだ。不良品は約16個であつた。比較例Ａ製品の打数は350個であるが、スプレー量が少
ないと忽ち製品の割れが発生し、製品の剥離音が
大きくなる。不良品は約30個であつた。比較例Ｂ製品の側面スライドコアの湯流れが悪く、不良
品が多発した。打数70個、不良品約40個であつた。比較例Ｃ製品の打数は100個であるが、不良品が約50個
と多発した。以上の結果から、良好な順は実施例４＞実施例
３＞比較例Ａ＞比較例Ｂ＞比較例Ｃであつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１固形分としてシリコーンオイル１〜40重量
％、水溶性ガラス１〜35重量％、ワツクス10〜60
重量％、油状物０〜10重量％および界面活性剤１
〜30重量％を含有する水分散液からなる金属の鍛
造および鋳造用潤滑剤。