JPH0364397A - 金属材料の引抜加工用乾式潤滑剤 - 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〕 本発明は鉄、鋼、ステンレス鋼、モリブデン鋼、高炭素
クロム鋼、チタン鋼、ニッケルクロム合金、アルミ合金
、銅合金、並びに鉄、鋼に銅、亜鉛、真鍮、ニッケル等
をメツキしたものの線、棒、管等（以下金属材料と総称
する）の引抜加工用乾式潤滑剤に関する。

〔従来の技術〕

金属材料を引抜加工する場合、予め金属表面の物理的ま
たは化学的な脱スケールを行った後、そのまま引抜加工
するか、あるいは更に前処理被膜（例λは石灰石けん被
膜、燐酸塩被膜、硼砂被膜、樹脂系被膜、修酸塩被膜、
金属メツキ被膜等）の形成を行ってから引抜加工する。

これらの引抜加工時に用いられる潤滑剤としては大別し
て水溶性湿式潤滑剤、油性潤滑剤、乾式潤滑剤（粉状）
の三種類に別けられるが本発明はこの内の乾式潤滑剤に
関するものである。

従来の乾式潤滑剤は公知の金属石けんあるいはアルカリ
石けんからなるか、或いはこれらの石けんに極圧添加剤
ならびにコロ的な働きをする無機系添加剤が添加された
ものからなる。

上記金属石けんとしては高級脂肪酸（主としてステアリ
ン酸、バルミチン酸、オレイン酸、エルカ酸、ラウリル
酸等）のＣａ　、　Ｂａ　ｌ　Ａ／　３％ｇ　、　Ｚｎ
　、　Ｆｅ　、　Ｐｂ　、　Ｓｎ　塩等があり、またア
ルカリ石けんとしては高級脂肪酸のＨａ　、　Ｋ　。

Ｌｉ塩等が代表的なものである。

極圧添加剤または無機系添加剤ｌとしては硫黄、硼砂、
黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、弗化炭
素、窒化硼素、燐酸カルシウム、硼酸カルシウム、消石
灰、タルク、雲母、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸
化亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、燐酸亜鉛、
イソプロピルアミドホスフェートの金属塩、粉状塩化パ
ラフィン、塩素化樹脂粉末、弗素化樹脂粉末等が公知の
ものとしである。

〔発明が解決しようとする課題〕

これら従来の乾式潤滑剤では、伸線速度を早くすること
が出来ない、総減面率を多くとれない、伸線の前処理工
程及び後処理工程の合理化が困難である等の欠点がある
。更には従来極圧添加剤として使用される硫黄は臭気が
きつく人体にも有害である。二硫化モリブデン、二硫化
タングステン、膠状黒鉛等は価格も高く、また黒色微粉
末である為に取り扱いが困難であると同時に線材仕上り
表面も黒く仕上る為に伸線後の脱脂が非常に困難となる
欠点がある。

従って本発明はこれら従来の乾式潤滑剤の欠点を改良す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述の如き従来の金属石けん又はアルカリ石け
んを主成分とする乾式潤滑剤に更に、メラミンとインシ
アスル酸またはシフ５ｃル酸との付加物（粉末状）を添
加した乾式潤滑剤であって、その引抜加工性を一飛躍的
に高めたことにある。

本発明で使用するメラミンとイソシアヌル酸またはシア
ヌル酸との付加物とは、特に製造方法には限定しないが
一例として、メラミン、及びシアヌル酸又はイソシアヌ
ル酸の一方または両方を水性溶媒中に固相状態で分散さ
せた状態で反応させて得られるメラミン＠（イソ）シア
５Ｃ／Ｌ／酸付加物であり、モル比が１対１で付加され
たものが一番好ましい。これらの製造方法に関しては特
開昭５４−１４１７９２号・及び特開昭５５−１０４３
９５号を参照することができる。

かかるメラミンとシアヌル酸又はイソシアヌル酸との付
加物の市販品としくは８産化学工業■のメラミンシアヌ
レ−）　ＭＯ−５Ｗ及びＭＣホワイト、あるいは油化メ
ラミン■のメラミンシアヌレートＭＣＡ−Ｃ−１等があ
り、これらの物性等に関しては両者のカタログ並びに材
料技術研究協会発行の材料技術１９８６年１１月号第４
巻第３頁〜第１１頁を参照することができる。

メラミンとインシアヌル酸又はシフ５ｃル酸の付加物（
以下ＭＣＡという）の乾式潤滑剤への添加方法としては
金属石けん製造時、又はアルカリ石けん製造時に添加し
て後粉砕加工するか、または金属石けん又はアルカリ石
けんを粉砕後に他の添加剤と一緒に添加し粉体混合機を
用いて均一・混合しても良い。

ＭＣＡの添加量は金属石けんの種類又はアルカリ石けん
の種類及び他の添加剤の種類及び添加量にも左右される
が潤滑力ならびに経済性から使用石けん潤滑剤に対し０
．１〜３０重量％、好ましくは２〜１０重量％が最適で
ある。

添加量が０．１重ｆｆ１％以下の場合は従来の乾式潤滑
剤との潤滑性能差が顕著に現われず、また３０重量％以
上の添加は潤滑効力がそれ以上向上しなくなり、コスト
高となって経済上不利となるだけである。

従来ステンレス線の乾式伸線の場合、伸線加工の前にあ
らかじめ線材表面に塩素系又は弗素系樹脂被膜、あるい
は修酸塩被膜を施した後更に黒色の極圧添加剤（例えば
Ｍｏ５ｔ　、　ＷＳ＊　ｇ　　黒鉛等）を含有した乾式
潤滑剤を使用して伸線加工されている。この為に伸線机
は非常に黒い肌となる為にステンレス本来の白色肌を得
る為と、後工程での光輝焼鈍炉内で腐蝕性ガスの発生あ
るいは焼鈍バイブが詰まることのない様にするため充分
な脱脂工程が必要とされる。しかるに本発明の乾式潤滑
剤を使用することによって、これら伸線加工前の前処理
剤が不要となるばかりでなく、シかも伸線肌が黒くなる
ことなく、仕上る為に脱指が非常に容易となる。又腐蝕
性ガスを発生させない為、脱脂を行わないで焼鈍するこ
とも可能である。

また引抜加工の困難な高炭素軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ
　、　ＳＫＨ等）の伸線加工（例えば線径５．５ｎから
４．５ｕへの加工）に於て、従来の乾式潤滑剤では最高
毎分６０毒でしか線引出来なかったものが本発明の乾式
潤滑剤を使用することによって２倍の毎分１２０ｍまで
速度を上げることが可能となる。また燐酸塩被膜された
例えば線径１００のＰＣｇ４線を４．　Ｏｍ迄、毎分２
００ｍで線引加工する場合、従来の乾式潤滑剤では１ダ
イス当り平均７０〜８０トンであったものが、本発明の
潤滑剤を使用することによって１ダイス当り平均ｉｓｏ
〜２００トン迄生産を向上させることが出来る。

また光輝焼鈍されたステンレス線（５ＯＳ−３０４）に
於て従来の乾式潤滑剤では総減面率が最高８０％であっ
たものが本発明の乾式潤滑剤では８６％迄伸線可能とな
る。

同様に光輝焼鈍された直径２．０　ｍのステンレス線（
ＳＯ５−３０４）を直径０．６關迄の伸線加工に於て、
従来は塩素系又はフッソ系摺脂を被覆後通常の乾式潤滑
剤を用いて線引加工し、塩素化有機溶剤で脱脂して光輝
焼鈍している。この工程に於て、本発明の乾式潤滑剤を
用いれば、従来工程の様な前処理剤被膜を施さなくても
充分伸線加工が出来ると同時に、前処理剤が不要となれ
ば当然伸線加工後の溶剤脱脂も不要となる。

これらによって作業の合理化はもちろん、ランニングコ
ストの低下、ならびに伸線材の品質向上が計れることは
無論である。

この他にら本発明の乾式潤滑剤は、燐酸塩被膜あるいは
硼砂被膜された鋼線（ワイヤローブ、ピアノ線、スチー
ルコードの母線、ビードワイヤ等）、又は石灰石けん被
膜された鉄線、並びにメカニカルデスグーリングされた
鉄線、亜鉛メツキされた鋼線、亜鉛又は銅メツキされた
鉄線、Ｎｉメツキされたステンレス線、あるいは銅合金
線、アｙミ合金線、ニクロム線等の乾式伸線にも適応で
きることが確認された。

〔実施例〕

以下実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例　１ ステンレス製反応容器にステアリン酸５６８ｆｌ　（２
ｒｎｏｌ　）を仕込み加温した。内容物の温度が１００
−１２０℃となったところでＭＣＡ　１１５ｇを加えて
撹拌した。更に加温を続けて１３０〜１４０℃となった
ところで水酸化カルシウム８１．４９　（１，１ｍｏｌ
　）を徐々に加えて反応させた。完全反応後内容物を取
り出し冷却し、後５０メツシュ篩通過率が５０％程度に
なる様に粉砕した。この粉砕品８２ｇに対し消石灰１８
ｇを加えて混和機で混合して乾式潤滑剤を得た。

実施例　２ ステンレス製反応容器にステアリン酸５６８ｙを仕込み
加温した。内容物が１４０℃となったところで水酸化バ
リウム１８８．５ｇ（１，１ｌ！Ｉｏｌを徐々に加えて
完全反応させ、次いで容器から取り出し、冷却後実施例
１と同様に粉砕した。

別の反応容器にオレイン酸２８２　ｇ（１，Ｏｎｏｅ）
を仕込み、水１８８ｇを加えて加温した。内容物の温度
が８０〜９０℃となったところで５０％Ｎａ０ｔ（８０
Ｅｌ　（１，０５ｏｌ）を徐々に加えて反応させた。反
応生成物である含水オレイン酸ソーダを容器から取り出
し、水分１．０％以下になる迄乾燥し、その後上記ステ
アリン酸バリウムと同様に粉砕した。

上述した如くして得たステアリン酸バリウム４０ｇ、オ
レイン酸ソーダ２０ｇ、消石灰３３１１粉末硫黄５ｇＳ
にＣＡ　２５を混和機で混合して乾式潤滑剤を得た。

実施例　３ 実施例１と同様にステアリン酸５６８ｇを反応容器に仕
込み、加温後ＭＣＡ　３３　、！９添加した。

その後水酸化カルシウム８１．４５１を添加して完全反
応させた。得られた生成物を粉砕し、粉砕品５５．９に
消石灰４５！！を加えて混和して乾式潤滑剤を得た。

実施例　４ ステンレス製反応容器にステアリン酸５６８ｇを仕込み
加温した。温ｆＬ１３０〜１４０°Ｃにて消石灰８１．
４ｇを徐々に加えて完全反応させた。反応生成物を容器
から取り出し、冷却後５０メツシュ篩通過率が５０〜６
０％となる様に粉砕した。この粉砕品４０９、実施例２
の製法で得たステアリン酸バリウム粉砕品２０ｇ１消石
灰３５，９、ＭＣＡ３，９を混和機で混合して乾式潤滑
剤を得た。

実施例　５ 実施例１と同様にステアリン酸５６８ｇを仕込み、加温
後ＭＣＡ　４６９添加した。その後水酸化カルシウム８
１．４．！９を添加して完全反応させ、その後粉砕した
。

別の反応容器にステアリンｐ２８４５と水１９０、ｐを
加えて加温した。温度９０〜１００℃にて５０％ＮａＯ
Ｈ８０！を徐々に添加して反応させた。この反応生成物
を容器から取り出し、水分１，０％以下となる迄乾燥し
た後粉砕した。

上述した如くして得たＭＣＡ含有ステアリン酸カルシウ
ム５８ｇ、ステアリン酸ソーダ３０９、粉末無水硼砂５
ｇを混和機で混合して乾式潤滑剤を得た。

実施例　６ ステンレス製反応容器にオレイン酸５６４ｇ（２ｒｎｏ
ｌ　）を仕込み、温度１５０〜１８０’ＣＧ：て酸化マ
グネシウム４４．３　ｇ（１，１ｍａｔ　）を徐々に加
えて完全反応させた。反応生成物を取り出し、冷却した
後５０メツシュ篩通過率が５０〜６０％となる様に粉砕
した。

この粉砕品１５９と実施例４と同様にして得られたステ
アリン酸カルシウム粉砕品５５　、！；’、消石灰１０
ｇ１粉末燐酸カルシウム５ｇ、粉末酸化亜鉛５ｇ、ＭＣ
Ａ　１０　ｇを混和機で混合して乾式潤滑剤を得た。

実施例　７ 実施例５で得た粉末ステアリン酸ソーダ６０ｇ１実施例
２で得た粉末オレイン酸ソーダ３゜Ｐ、ＭＣＡＩ（ｌを
混和機で混合して乾式潤滑剤を得た。

比較例　Ａ 実施例４で得た粉末ステアリン酸カルシウム８０１（こ
消石灰２０ｐを加えて混合して比較例Ａの乾式潤滑剤を
得た。

比較例　Ｂ 実施例２で得た粉末ステアリン酸バリウム４０１１実施
例２で得た粉末オレイン酸ソーダ２０ｇ１消石灰３３ｇ
、粉末二硫化モリブデン２ｇ、粉末硫黄５ｇを混和機で
混合して比較例Ｂの乾式潤滑剤を得た。

比較例　Ｃ 実施例３においてＭＣＡのかわりに粉末二硫化モリブデ
ン５ｇを添加して得た二硫化モリブデン含有ステアリン
酸カルシウム粉末５５ｙに消石灰４５９を混合して比較
例Ｃの乾式潤滑剤を得た。

比較例　Ｄ 実施例４の製法で得た粉末ステアリン酸カルシウム５５
ｇ、実施例６の製法で得た粉末ステアリン酸マグネシウ
ム１５ｇ、消石灰１０ｇ、粉末無水硼砂５ｇ１粉末酸化
亜鉛５ｇを混和機で混合して比較例りの乾式潤滑剤を得
た。

比較例　Ｅ 実施例５と同製法で得た粉末ステアリン酸ソーダ６０ｇ
、実施例２と同製法で得た粉末オレイン酸ソーダ３０ｊ
！、粉末二硫化モリブデン７ｇ、粉末硫黄３ｇを混和機
で混合して比較例乙の乾式潤滑剤を得た。

比較例　Ｆ 実施例４と同製法で得た粉末ステアリン酸カルシウム４
５ｊ１１消石灰４０，９．粉末二硫化モリブデン１５ｇ
を混和機で混合して比較例Ｆの乾式潤滑剤を得た。

以上の実施例１〜７及び比較例Ａ−Ｆを下表１に集計し
て示す。

試験例　Ｉ ＪＩＳ規格５ｔｌＳ　−３０４のステンレス鋼線を乾式
伸線する場合、従来はかならず前処理被膜（塩素系又は
弗素系樹脂被膜）を施した後伸線加工されている。これ
は潤滑効果を高めるために施されるものであり、もし乾
式潤滑剤の性能が充分であるならばこの前処理剤を除く
ことができると同時に、伸線後に行われる脱脂工程が非
常に容易となる。

この目的の為に次の伸線条件下でテストを行った。

供試　材；　ＪＩＳ規格ＳＵＳ　−３０４供試材の線径
・　５．５ｕ 仕上９線径・２．２謁 総減面率・８４％ ダイス枚数；８枚 伸線速度；１５０惰／分 従来は伸線作業の前に塩素系樹脂被膜（樹脂濃度１５〜
２０％）を施した抜去１の比較例Ｃ又は２の様な乾式潤
滑剤で伸線加工を行い、その後トリクレンの蒸気洗浄で
脱脂していた。

これと同−伸線条件下で前処理被膜を施さないで表１の
実施例５の乾式潤滑剤を使用したところ、従来工程と変
わらず線引加工が出来ることが判明した。

又従来の比較例Ｃ及びＦの潤滑剤は二硫化モリブデン入
りの為に伸線肌は緑黒色となる為にトリクレンの蒸気洗
浄で繰り返し数回の脱脂を行っているのが現状である。

しかるに本発明の潤滑剤（実施例５）のみで伸線加工さ
れた線材表面には前処理剤の塩素系樹脂を使用していな
い為、この樹脂が残存していないこと、又ＭＣＡは白色
である為、伸線肌も白く仕上る為に伸線後のトリクレン
脱脂は必要でなく、そのまま次の焼鈍工程に回すことも
出来るが、更にきれいにする場合も簡単なアルカリ脱脂
で容易に脱脂することが出来た。

試験例　２ ＪＩＳ規格ＳＯ９−３０４のバＡ・用ステンレス列線の
線引加工は従来機の様な伸線条件下で行われている。

供　試　材；　ＪＩＳ規格ＳＵＳ　−３０４材光輝固溶
体化熱処理後Ｎｉメツキされたもの前処理剤・フッソ系
樹脂被膜処理 供試材の線径・２．０　ｍ 仕上り線径・０，６ｆｌ ダイス数・９枚 伸線速度；２５０鶏／分 この伸線条件下で従来は比較例りの乾式潤滑剤を使用し
て線引していたが今回フッソ系樹脂被膜を施さないで本
発明の実施例４の乾式潤滑剤を使用して同一伸線条件下
で線引加工したところ、従来工程と全く変わらず線引加
工出来ると同時に後工程のスプリング加工性に於ても同
程度であった。

これによって高価なフッソ系前処理剤が不要となり、フ
ッソ系又は塩素系溶剤での処理も必要がなくなり公害問
題も解消された。

試験例　３ 特殊′Ｒ（高炭素軸受鋼、ＪＩＳ規格ＳＵＪ材）の伸線
加工は従来から酸洗による脱スケール後伸線前に燐酸被
膜又は石灰石けん被膜を施して伸線加工している。近年
この前処理工程を除きショットゲラストして、そのまま
伸線加工せんとしているが、潤滑剤への負担が大きくな
る為希望の加工率がとれず又線速か非常に悪く、ダイス
ライフが短い等の問題が発生している。

この用途に次の伸線条件で本発明の潤滑剤を使用した。

、 供　試　材ｉ　ＪＩＳ規格ＳＵＪ　−２材前処理剤；シ
ョツトブラスト 供試材の線径；１．５１ｍ又は５．５　＊冨仕上り線径
；６．２５襲又は４．５鵡 ダイス数；１枚 線　　　　速Ｈｓｏ溝／分→１２０渇／分上記伸線条件
に於ける従来の潤滑剤は二硫化モリブデン、硫黄等の含
有した比較例Ｅの潤滑剤を使用して線速も最高６０　ｓ
／分しか出せなかった。しかるに本発明の実施例７の潤
滑剤を使用したところ線速は最高１２０１／分迄高める
ことが出来たと同時に作業時の硫黄臭がなくなり、又二
硫化モリブデンを含有しない為にきれいな仕上り肌とな
った。同時に硫黄分が大まく影響する伸線材の防錆性能
も非常に高められることが確認出来た。

試験例　４ 燐酸塩被膜処理されたｐｃ鋼棒の引抜加工（下記条件）
に於て従来は比較例Ｆの潤滑剤を使用して仕上り超鋼ダ
イスの公差が３／１００太る迄の伸線量が平均７０〜８
０　ｔｏｎであったものが、本発明の実施例３の潤滑剤
を用いることによって平均１５０〜２００　ｔｏｎまで
（即ち仕上りダイス寿命が平均２倍まで）上昇した。

又比較例Ｆには多量の二硫化モリブデンを含有していた
為仕上り肌は非常に黒くダイスマークの発見が困難であ
ったものが、今回非常にきれいな伸線量となった為に容
易にダイスマークが発見されることになった。

供試材ｉＰｃ鋼棒（５ＷＲ３−７７Ｂ　）前処理剤；燐
酸塩被膜 供試材の線径 仕上り線径 総減面率 ダイス数 引抜速痩 試験例　５ スチールコード用母線（７２ｃ材）の線引に於て従来は
直径５．５Ｗのロッドを酸洗し、燐酸塩被膜を施し、比
較例Ｂの潤滑剤を使用して直径２．６　ｗ迄−欠伸線し
、続いて軟化焼鈍〜酸洗〜燐酸塩被膜あるいは硼砂被膜
を施して直径１．６ｎ迄二次伸線するのが通常であった
。

この作業工程に於て本発明の実施例２の潤滑剤を使用す
ることによって中間焼鈍を行わずに直径５．５鴎から１
．６ｔｇ迄加工することが可能となった（表２参照）。

１０．０ｓ＋ｓ ４、　Ｏｘｓ ８４．０％ ８枚 ２００　ｍ／分 試験例　６ 鉄ｍ　（ＳＷＲＭ　−６材）のメカニカルデスケーラ−
（Ｍ−Ｄ）に於て下記の伸線条件下で比較例Ｃと実施例
３の乾式潤滑剤について検討した。

供試材’　ＳＷＲＭ　−６ 前処理工程°ベンデングローラー通過後硼砂処理供試材
の線径　・　５．５　、　（スケール付着材）仕上り線
径・１．６認 ダ　イ　ス数・９コ（コイラーダイス含ム）線　　　　
速・　７００痛／分 比較例Ｃの潤滑剤を使用した場合最高速度７００　ｍ／
分迄であり、又仕上り線の表面も黒く仕上ってくる。し
かるに実施例３の潤滑剤を使用した場合は最高９００　
ｍ／分迄スピードアップ出来、しかも仕上り状態は非常
になめらかで、しかも白い線肌が得られた。

試験例　７ ニクロム線の伸線の場合は非常に線引加工が困雌な為に
、従来は酸洗による脱スケール後四弗化エチレン樹脂又
は三弗化塩化エチレン樹脂で前処理を行い後乾式伸線さ
れている。

この工程に本発明の乾式潤滑剤６を使用すれば四弗化又
は三弗化塩化エチレン樹脂を施さなくても充分伸線可能
となった。

実験した伸線条件は以下の通りである。

供　試　材・ニクロム線（ＪＩＳ規格、￥Ｃ１１Ｗ−１
）前処理工程・酸洗〜水洗〜石灰中和 供試材の線径・５．５寵又は２．９　ｔａ仕上り線径；
２．９ｍ＋又は１．１　ｍダイス数、５枚、９枚 線　　　速；１３０〜１５０ｓ／分、　３００〜３５０
ｍ７分比較例　８ ＪＩＳ規格Ｃ−２６００Ｗ　、Ｃ−２７００υ等の銅合
金線（黄銅線）の伸線は通常１バス伸線の度に焼鈍〜酸
洗〜水洗を行つ【いる。この工程に実施例１の潤滑剤を
使用することによって２パスずつ伸線することが出来る
。

例えば次の表３の如く、従来の乾式潤滑剤（比較例Ａ）
、では１バスごとに中間工程を行っていたが本発明（実
施例１）では８，３ｍから４．６ｎ迄（総減面率６９．
３％）中間工程なしに一気に加工することが可能となっ
た。これによる作業の合理化とランニングコストの低減
は多大となった。

〔発明の効果〕

本発明による乾式潤滑剤は用いると、上記試験例のデー
タからも明らかなように、伸線速度の向上、減面率の増
大、前処理及び／又は後処理の省略、環境汚染の防止等
種々のすぐれた効果が達成される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属石けん又はアルカリ石けんを主成分とする引抜
   加工用乾式潤滑剤にメラミンとイソシアヌル酸またはシ
   アヌル酸との付加物を添加したことを特徴とする金属材
   料の引抜加工用乾式潤滑剤。