JPH0436197B2

JPH0436197B2 -

Info

Publication number: JPH0436197B2
Application number: JP58248080A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Eda; Takakazu Imai; Motohiko Meshii
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1992-06-15
Also published as: JPS60141795A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は切削・研削油剤に関する。さらに詳し
くは高硬度材料や耐熱材料などのいわゆる難削材
の切削や研削加工の高能率、高精度化を達成しう
る切削および研削の両者に効果のある水溶性の油
剤に関するものである。近年、GE社のCBN切削・研削工具の発明によ
つて、高硬度材、たとえばロツクウエル硬さH_RC
30〜65の鉄鋼材料の加工が可能になつた。ところ
が従来から難削材の切削、研削油剤は硫黄や塩素
を含有する不水系のものを使用しているのが実状
であるが、これら不水系のものは引火しやすく火
災の危険があり、また、ミストが発生し作業環境
を著しく悪くするなどの問題があつた。一方、水溶性のものは火災およびミストの問題
はないが潤滑性が乏しく難削材の切削や研削用と
して充分なものはなかつた。特に最近では切削加
工のNC化、ロボツト化による無人工場が広がつ
ており、火災の面より水溶性切削油の要望が強く
なつてきた。本発明者らはかかる状況下鋭意検討した結果、
難削材料に関して切削・研削能率、加工精度およ
び工具寿命を大幅に向上した水溶性の油剤を見出
し、この知見に基づいて本発明に到達した。すな
わち本発明は不活性硫黄系極圧剤ａと、硫化オキ
シモリブデンオルガノホスホロジチオエート活性
硫黄系極圧剤（以下有機モリブデンと略記）ｂを
含有し、油剤中にａを硫黄含量として0.5〜10重
量％、ｂを硫黄含量として0.5〜３重量％含有す
ることを特徴とする難削材に適した水溶性の切
削・研削油剤である。不活性硫黄系極圧剤ａとしては、(1)硫化脂肪酸
たとえば炭素数３〜30の不飽和脂肪酸（オレイン
酸、ワンデシレン酸、エルカ酸、リノール酸、リ
ノレン酸、エレオステアリン酸、リシノレイン酸
など）と硫黄を加熱反応させ（温度たとえば140
〜200℃）不飽和脂肪酸中に硫黄が１〜２分子結
合した硫化物および(2)硫化脂肪酸エステルたとえ
ば一価アルコール（炭素数が通常１〜30の飽和
または不飽和脂肪族アルコールたとえばメチルア
ルコール、エチルアルコール、ブチルアルコー
ル、２−エチルヘキシルアルコール、オクチルア
ルコール、ラウリルアルコール、パルミチルアル
コール、ステアリルアルコールなどの飽和アルコ
ール；オレイルアルコールなどの不飽和アルコー
ルなど）および／または多価アルコール（２価〜
８価の多価アルコールたとえばエチレングリコー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペン
タエリスリツト、ソルビツト、ソルビタン、ソル
バイト、シヨ糖など）と前記不飽和脂肪酸との部
分または完全エステルと硫黄を前記(1)と同様に反
応させた硫化物、前記一価不飽和脂肪族アルコ
ールと飽和脂肪酸（炭素数４〜30の脂肪酸たとえ
ばカプロン酸、パルミチン酸）とのエステルと硫
黄を前記(1)と同様に反応させた硫化物があげられ
る。本発明の油剤はａとｂを含有する（これらは極
圧剤として有効である）がこれらとともに基剤を
含有する。この基剤としては(1)潤滑剤〔鉱物油、脂肪酸エ
ステル（一価または多価アルコールエステル）〕
および(2)乳化剤〔アニオン（ドデシルベンゼンス
ルホン酸塩、アルフオネート、脂肪酸塩など）お
よび非イオン活性剤（ノニルフエノールエチレン
オキシド付加物、アルコールエチレンオキシド付
加物など）〕があげられる。その他添加剤たとえば防錆剤（アルカノールア
ミン、脂肪酸アミド、アルケニルコハク酸など）、
消泡剤、防腐剤、乳化調整剤などを含有させるこ
とができる。またａ、ｂ以外の極圧剤たとえば塩
素化パラフイン、塩素化脂肪酸、塩素化脂肪酸エ
ステル及びリン酸エステル塩、亜リン酸エステル
を含有していてもよい。本発明の油剤はａを硫黄含有として0.⁵〜10重
量％、好ましくは0.⁸〜1.²重量％含有する。ａの
硫黄含量が0.⁵％より少ないと本発明の目的であ
る加工能率、加工精度、工具寿命などの向上を達
成できず、またａの硫黄含量が10％より多くなる
と特に加えただけの効果がなく経済的に不利であ
る。またｂを硫黄含量として0.5〜３重量％；好ま
しくは0.5〜１重量％含有する。ｂの硫黄含量が
0.5％より小さいと上記本発明の目的が達成でき
ず、また硫黄の量が３％より多いと工作物の変
色、発錆などが生ずる。本発明の油剤の組成はたとえば下記のとおりで
ある。％は重量％ (a)：通常５〜50％（好ましくは５〜20％） (b)：通常２〜20％（好ましくは５〜10％）添加剤：0.5〜５％基油：バランス本発明の油剤はａ、ｂ、基剤、添加剤など、必
要に応じさらに水を任意の順で混合し、必要であ
れば30〜80℃程度に加熱することにより作成でき
る。本発明の油剤を使用する場合は、通常適当な濃
度になるように水で希釈したとえば油剤の無水物
換算で５〜30重量倍の水で希釈して切削・研削液
として使用することができる。本発明の油剤は難削材に適しておりこの難削材
としては炭素鋼、工具鋼、合金鋼、高速度鋼、ス
テンレス鋼およびチタン合金鋼、たとえばインコ
ネル718，S45C，S50C，SK7，SK5，SK3などの
炭素鋼；SKD11などの工具鋼；SCM21などの合
金鋼；SKH55などの高速度鋼などがあげられる。
これら難削材はロツクウエル硬さH_RCが通常30〜
65の範囲になるように焼入れや焼戻の熱処理によ
つて適当に調整して作成される。またこのような難削材は一般にBZN：（GE社
製）、JBN：（ダイジエツト工業製）、BN100：
（住友電工製）、BN200：（住友電工製）、WBN：
（日立超硬製）などの工具でけずられる。本発明の油剤は、旋削、フライス加工、穴あ
け、中ぐり、歯切り、ねじ切り、ねじ転造、ガン
ドリルなどの通常の切削作業に適用できる。また
平面研削、内面研削、心無研削、円筒研削、ねじ
研削、歯車研削などの通常の研削作業に適用でき
る。本発明の油剤の適用法は従来の切削、研削油
剤の適用法と同様である。本発明の油剤は水溶性の油剤であり、従来充分
でなかつた難削材の加工についても切削、研削能
率；加工精度および工具寿命を大巾に向上した油
剤である。しかも乳化安定性、防錆性、耐腐敗性
を満足させるものである。以下実施例により本発明をさらに説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。実施例
中％は特記しないかぎり重量％を示す。実施例１表−１で示されるａを含む基本油に表−２に示
すようにｂ成分を混合し、30〜60℃で攪拌溶解し
て本発明の油剤を得た。また、比較油剤も作成し
た。

【表】

【表】 ○：全く発錆なし、△：若干発錆あり (3) 耐腐敗性 200mlびんに切削液100mlを採取し、その中にと
うもろこし粉3g、鋳鉄切粉5g、および腐敗した
切削液１mlを添加後、37℃の恒温槽に放置して20
日後の腐敗臭をチエツクした。 ○：腐敗臭なし (4) 摩耗痕シエル高速四球試験機を用い下記条件で測定
し、1/2インチ鋼球の摩耗直径を測定した。回転数：600rpm 負荷：３Kg／cm² 加圧時間：10分摩耗径が小さいものほど潤滑性は良好であり、特
に油剤を10倍に希釈したときの摩耗径が小さいも
のほど使用濃度での極圧剤が有効に働くことを示
す。

【表】

【表】実施例３本発明の油剤No.１，参考品No.４（シエル高速四
球試験機による摩耗痕の小さいもの）および比較
油剤No.７、No.９、No.10を使用して切削加工を行な
つた。結果を第１図〜第３図に示す。第１図および第２図はロツクウエル硬さH_RC＝
60の炭素工具鋼（SK−３）を窒化硼素合金工具
で切削したときの工具摩耗の変化を示す。第１図
はクレータ摩耗の最大深さ、第２図はフランク摩
耗の最大幅を、実切削時間に対して示す。本発明の油剤No.１が最も寿命が長く、次にNo.４
が長い。第３図は上記炭素工具鋼を窒化硼素合金
工具で切削したときの切削速度に対する切削比の
変化を示す。切削比は１に近づくほど切削エネル
ギーが軽減され、切削能率が高くなることを示
す。切削速度が高くなるほど油剤による効果が顕在
化し、切削速度Ｖ＝160m／minの高速になると
No.１およびNo.４は基本油に比べ約30％切削能率が
高く、切りくずをせん断するためのエネルギーも
小さくなることが認められる。なお難削材の切削
は下記の条件で行なつた。切削速度：Ｖ＝５〜200m／min 送り速度：ｆ＝0.01〜0.20mm／rev 切込み：ｄ＝0.2〜2.0mm 油剤の注入量：Ｑ＝２〜６／min 油剤の希釈倍率：２〜50倍実施例４本発明の油剤No.１、参考品No.４および比較油剤
No.７、No.10を使用して研削加工を行なつた。結果
を第４図に示す。第４図は工作物除去体積／砥石
摩耗体積の値、つまり研削比Grの変化を研削回
数ｎ（または研削距離）に対して示す。研削初期
における研削油剤の優劣はあまり認められない
が、砥石摩耗が増大するにつれてNo.１油剤のGr
は向上し、研削距離が約10Km以上になると基本油
および比較油剤に比べ約８〜13倍も高い砥石の除
去能力を示す。第５図は研削距離と砥石表面粗さ
の関係を示す。第５図はNo.10および比較油剤No.
７、No.10に比べ、No.１油剤が砥石の目立に対して
効果があることを示している。No.１油剤が他の油
剤に比べ、非常に良い砥石作業面を整形するのに
有効であることが認められる。第６図は第５図の
ようなドレツシング表面を持つ砥石によつて研削
したときの研削仕上面粗さRaを示す。全体とし
てNo.10（基本油）が最も劣りNo.１が最も低く次に
No.４が優れている。このように本発明の油剤No.１、参考品No.４は良
好であり、特にNo.１油剤は切削加工の場合と同様
に高能率および高精度の切削を達成できる。検討
した切削条件は下記に示す。砥石：WA，GC砥石およびCBN、ダイヤ
モンド砥石工作物：炭素鋼、炭素工具鋼、軸受鋼、高速
度鋼、耐熱鋼、ダイス鋼、型鋼砥石周速度：Vs＝800〜4800m／min 工作物速度：Vw＝１〜40m／min 砥石切込み：ｄ＝２〜120μm 実施例５表−１のａを含む基本油95重量部に有機モリブ
デン３重量部およびアルキルアシツドフオスフエ
ート1.5重量部を加え本発明の油剤を得、実施例
２と同様に各種性能を評価した。乳化安定性、防
錆性および耐腐敗性ともに優れており、磨耗痕径
は原液で0.711であり、10倍希釈液で1.102と十分
な効果を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレータ摩耗の最大深さと切削時間の
関係、第２図はフランク摩耗の最大幅と切削時間
の関係、第３図は切削速度に対する切削比の関
係、第４図は研削回数ｎ（または研削距離）に対
する研削比Grの関係、第５図は研削回数ｎ（また
は研削距離）と砥石表面粗さの関係、第６図は研
削回数ｎ（または研削距離）と仕上面粗さの関係
をそれぞれ示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１不活性硫黄系極圧剤ａと、硫化オキシモリブ
デンオルガノホスホロジチオエート活性硫黄系極
圧剤ｂを含有し、油剤中にａを硫黄含量と
して0.5〜10重量％、ｂを硫黄含量として0.5〜３
重量％含有することを特徴とする難削材に
適した水溶性の切削・研削油剤。