JPH0692594B2

JPH0692594B2 - 塑性加工用潤滑油剤

Info

Publication number: JPH0692594B2
Application number: JP3029263A
Authority: JP
Inventors: 昌敬白田; 健次酒井
Original assignee: Kyodo Yushi Co Ltd
Current assignee: Kyodo Yushi Co Ltd
Priority date: 1991-01-31
Filing date: 1991-01-31
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPH04246499A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭素鋼、合金鋼、非鉄金
属を温間、熱間にて鍛造、圧延、伸線、押出し等の塑性
加工するときに使用される潤滑油剤に関する。本発明の
潤滑油剤は塑性加工時に工具と被加工物の間に給油し、
加工時の工具と被加工物の摩擦を低減させると共に焼き
付け防止や離型性の向上を図る他、黒鉛系の潤滑油剤に
代わって作業環境を改善する事を目的として使用される
塑性加工用潤滑油剤として有用である。

【０００２】

【従来の技術】温間、熱間における金属の塑性加工を行
う時の潤滑油剤には黒鉛を油あるいは水中に分散させた
ものが使用されている。油中分散のものは潤滑性が良い
が火災や発煙の問題があり、冷却性も乏しい。水中分散
のものは冷却性に優れ火災の恐れがないが潤滑性に劣る
為加工条件により、使い分けて使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、工具の寿命延
長については非水分散タイプで、ある程度満足されてい
るものの引火の危険性が常にあり、水分散タイプのもの
では潤滑性に乏しく工具の寿命の点で満足されていな
い。

【０００４】又、黒鉛を主成分とした潤滑油剤は作業環
境を汚す事より、黒鉛を使わない潤滑油剤がのぞまれて
いる。以上の現状より本発明は引火の危険性がなく、作
業環境を汚さないものであって、工具の寿命延長が可能
な潤滑油剤を提供する事を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の芳香族炭化水
素アルカリ金属塩と水溶性付着向上剤を特定の比率で、
且つ特定のアルカン二酸アルカリ金属塩と界面活性剤を
特定の比率にて水中へ溶解及び／または分散させた潤滑
油剤により、本発明の目的を達成出来る事を見出し本発
明に到達したものである。

【０００６】すなわち本発明はカルボキシル基を２個以
上有し融解又は熱分解温度が 300℃以上である芳香族炭
化水素アルカリ金属 0.2〜40重量％と、水溶性付着向上
剤0.05〜20重量％と、炭素数10〜16のアルカン二酸アル
カリ金属塩 0.2〜５重量％と、界面活性剤 0.5〜15重量
％を水中へ溶解及び／又は分散してなることを特徴とす
る。

【０００７】本発明は上記４成分が特定の比率で水中に
含有される時に初めて本発明の効果が認められるもので
あり、１成分でも欠けていたり、比率が逸脱していると
その効果は得られない。

【０００８】

【作用】本発明によると、温間、熱間における金属の塑
性加工を行う時、工具表面に特定の芳香族炭化水素アル
カリ金属塩と、水溶性付着向上剤と、特定のアルカン二
酸アルカリ金属塩と界面活性剤でしかも特定の割合にて
混合したものにより形成された皮膜は均一で厚く強固で
ありしかも熱安定性があり、工具と被加工物との間の摩
擦係数を減少させるとともに離型性をも示す。

【０００９】本発明の第１番目の成分であるカルボキシ
ル基を２個以上有し融解又は熱分解温度が 300℃以上で
ある芳香族炭化水素アルカリ金属塩としてはイソフタル
酸ナトリウム、テレフタル酸カリウム、トリメリット酸
リチウム、ナフタリン 1, 4 ジカルボン酸ナトリウム、
ナフタリン 1, 5 ジカルボン酸ナトリウム等が挙げられ
るがこれに限定している訳ではない。これらは結晶性が
あり 300℃以上で融解又は熱分解する芳香族化合物であ
って金属と容易に反応する官能基を有するものであり温
間、熱間における金属の塑性加工時に燃え尽きる事な
く、優れた潤滑性を示ししかも加工後に被加工物へ悪影
響を及ぼす様な残渣を残さない物であればよい。融解又
は熱分解温度が 300℃未満の時は燃え尽きてしまう為か
潤滑性に乏しい。

【００１０】芳香族炭化水素にカルボキシル基が２個以
上必要な事及びアルカリ金属塩が好ましいのは水に対す
る均一溶解あるいは分散性及び皮膜の均一性からであり
アルカリ金属としてはナトリウム、カリウム、リチウム
があげられる。カルボキシル基を２個以上有し融解又は
熱分解温度が 300℃以上である芳香族炭化水素アルカリ
金属塩は 0.2重量％未満では潤滑性不足で40重量％を超
えると組成物の流動性が悪くなりいずれも適当でない。

【００１１】本発明の第２番目の成分である水溶性付着
向上剤はポリビニルピロリドン、デンプンリン酸エステ
ルアンモニウム、デンプンリン酸エステルナトリウム、
デンプンリン酸エステルリチウム、トリアルキルアンモ
ニウムヒドロキシルアルキルエーテル澱粉（例えばペト
ロサイズ−Ｊ：日澱化学（株）製）等が挙げられる。

【００１２】これらが天然水溶性高分子といわれている
生デンプン、ゼラチン、カゼインやセルロース系半天然
高分子であるカルボキシルメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース等に比べ付着性に優れかつ潤滑性が
良好になる理由は定かではないが単なる水の増粘効果で
はなく、分子中に窒素あるいはリン元素を含有している
事に起因しているのではないかと考える。水溶性付着向
上剤は0.05重量％未満では付着性及び潤滑性不足で20重
量％を超えると組成物の流動性が悪くいずれも適当でな
い。

【００１３】本発明の第３番目の成分である炭素数10〜
16のアルカン二酸アルカリ金属塩においてアルカリ金属
としてはナトリウム、カリウム、リチウムを包含する。
炭素数10〜16のアルカン二酸は特にドデカン二酸、テト
ラデカン二酸が好ましい。本成分の添加により潤滑性が
良好になるが、その理由は定かではないが工具表面に形
成される皮膜をより均一で強固なものにする作用がある
のではないかと考える。炭素数10〜16のアルカン二酸ア
ルカリ金属塩の添加量は 0.2〜５重量％が最も好まし
く、0.2重量％未満でも５重量％を超えても潤滑性が不
足する。

【００１４】本発明の第４番目の成分である界面活性剤
は水に透明に溶解あるいは分散し付着性及び潤滑性に対
して悪影響を及ぼさないすべての界面活性剤を包含す
る。好ましくは特公昭63−2319号、特開昭62−11799 号
公報、特願平01−134325号明細書に記載の界面活性剤の
内、分子量が 1,000〜1,000,000 で分子中にリン酸イオ
ンを含有するものが挙げられるが、より好ましくは次
式化１

【化１】Ｌ＝Ｈ又はCH₃ Ｍ＝アルキレンオキサイドｌ＝１〜100 Ｒ₁＝Ｈ又は C_1-24のアルキル基又はアルケニル基Ｘ＝Ｈ，Na又はＫＲ₂＝Ｈ又は C_1-24のアルキル基ｍ＝０〜６ｎ＝１〜６および化２

【化２】Ｒ₁＝Ｈ又は CH₃ Ｒ₂＝Ｈ，CH₃又は C₂H₅ Ｘ＝Ｈ，Na 又は K ｍ＝１〜６ｎ＝０〜６

【００１５】分子量が 10,000 〜300,000 で上記式(I)
又は、式(II)で示される分子構造を有する共重合体にそ
の窒素含有基１モルに対しリン酸イオン 0.3〜1.5 モル
を加えたものを挙げる事が出来る。これは水へ溶解又は
分散し得る界面活性剤で高分子量分散剤である。

【００１６】すなわち、本発明に用いる界面活性剤は芳
香族炭化水素アルカリ金属塩及び水溶性付着向上剤並び
にアルカン二酸アルカリ金属塩の中で水へ透明に溶解あ
るいは分散しにくいものに対し、水への分散性を向上さ
せると共に均一付着に寄与する。中でもデンプンリン酸
エステルアンモニウム、デンプンリン酸エステルナトリ
ウム、デンプンリン酸エステルリチウム及び炭素数10〜
16のアルカン二酸アルカリ金属塩の分散及び均一付着向
上に望ましい作用効果を示す。界面活性剤は0.5 重量％
未満では均一分散性が不足し15重量％を超えては潤滑性
の不足や組成物の流動性不足が生じいずれも適当でな
い。

【００１７】本発明の潤滑油剤の製造方法は第１段階と
してカルボキシル基を２個以上有する芳香族炭化水素ア
ルカリ金属塩を水又は50〜60℃の温水中へ溶解又は分散
させても良いし又アルカリ金属水酸化物の水溶液中へ当
量のカルボキシル基を２個以上有する芳香族炭化水素を
加えて中和してもよい。（Ａ液とする。）

【００１８】第２段階では別途に調製した水溶性付着向
上剤の水溶液をＡ液へ加え混合攪拌し均一にする。又、
Ａ液へ水溶性付着向上剤を徐々に加えて均一にしても良
い。更にアルカン二酸アルカリ金属塩及び界面活性剤を
加えて混合攪拌する事により製品が得られる。又アルカ
ン二酸アルカリ金属塩はアルカリ金属酸化物の水溶液中
へ当量のアルカン二酸を加え、加熱中和して用いてもよ
い。尚、この方法は一例であり、これに限定するもので
はない。製品へは更に防腐剤、防錆剤、イオン封鎖剤等
を加えてもよい。特に製品の貯蔵安定性の為には防腐剤
は必要成分である。かようにして、得られた本発明の潤
滑油剤は使用時に更に１〜25重量％の水溶液又は水分散
液としてスプレー給油して使用する。

【実施例】次に本発明を実施例及び比較例により説明す
る。実施例１〜11, 比較例１〜16 表１および表２に示す組成の成分を用い、上記の製造方
法で実施例１〜11及び比較例１〜14の試料を作った。こ
れらの試料及び更に比較の為、市販非黒鉛系水溶性温間
鍛造油（比較例15）及び市販黒鉛含有水溶性温間鍛造油
（比較例16）の試料につき、次に示す試験法により性能
試験を行い、得た結果を表１および表２に併記する。性能試験による確認１．付着試験（方法）＃240 番の研磨紙にて研磨後、溶剤洗浄した熱間工具鋼
(直径65mm×厚さ8mm)を規定温度(200, 250, 300℃) に
加熱する。規定温度になった事を確認した後、下記の条
件にて試料をエアースプレーし、熱間工具鋼に付着した
量を測定する。結果は mg/cm²で表わす。（給油条件）給油量（70 ml/min) ノズルと工具の距離 (300mm) 空気圧力 (3 kg/cm²) 給油時間 (3 sec) ２．潤滑性試験（方法） Schwingungs Reib und Verschieiss Tester (SRV 試験
機) を用いて工具の温度 (150 〜200 ℃) 、被加工物の
温度 (600 〜1200℃) 及び焼き付き荷重 (ヘルツ圧力 2
00Kg/mm²) を加味して、下記の試験条件にて運転し、温
度別摩擦係数を求める。（試験条件）試験片ボール（SUJ-2) 直径 10mm シリンダー(S45C) 24 ×7.85mm 荷重 100 N ( ヘルツ圧 222kg/mm²) すべり速度 360 mm/min. 温度 500, 800℃ 時間１sec 表１および表２の※１は式(I) においてＬ＝Ｈ，
Ｍ＝エチレンオキサイド，Ｒ₁＝CH_{3 ,}ｌ＝10 , Ｒ₂
＝C₁₂H_{25 ,} Ｘ＝ Na , ｍ＝１，ｎ＝２である共重合
体にその窒素含有基１モルに対しリン酸イオン１モルを
加えた界面活性剤である。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【発明の効果】以上説明したきたように本発明の潤滑油
剤は、特定の芳香族炭化水素アルカリ金属塩と、水溶性
付着向上剤と、特定のアルカン二酸アルカリ金属塩及び
界面活性剤を特定の比率にて水中へ溶解及びまたは分散
させた潤滑油剤により表１及び表２からも明らかなよう
に比較例１〜15と比べ、付着性が優れ摩擦係数も低く満
足する結果が得られており、特に市販黒鉛含有水溶性温
間鍛造油（比較例16) より、付着性、潤滑性共に良好な
性能を有している事が示されている。従って、ここに本
発明にて引火の危険性がなく作業環境を汚さないもので
あって、工具の寿命延長が可能な潤滑油剤が得られた事
が確認された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｍ 145:40 129:52）Ｃ１０Ｎ 10:02 20:00 Ａ 8217−4Ｈ 30:06 40:24 Ｚ 8217−4Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルボキシル基を２個以上有し融解又は
熱分解温度が 300℃以上である芳香族炭化水素アルカリ
金属塩 0.2〜40重量％と、水溶性付着向上剤0.05〜20重
量％と、炭素数10〜16のアルカン二酸アルカリ金属塩
0.2〜５重量％と、界面活性剤 0.5〜15重量％を水中へ
溶解及び／又は分散してなることを特徴とする塑性加工
用潤滑油剤。