JPH07216379A - 金属の塑性加工用水性潤滑剤 - Google Patents

金属の塑性加工用水性潤滑剤

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JPH07216379A
JPH07216379A JP2588094A JP2588094A JPH07216379A JP H07216379 A JPH07216379 A JP H07216379A JP 2588094 A JP2588094 A JP 2588094A JP 2588094 A JP2588094 A JP 2588094A JP H07216379 A JPH07216379 A JP H07216379A
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JP
Japan
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water
lubricant
metal
plastic working
component
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JP2588094A
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English (en)
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Hironori Dobashi
弘典 土橋
Nobutaka Higa
伸孝 比嘉
Shichiro Kondo
七郎 近藤
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YUUKOU SHOJI KK
Original Assignee
YUUKOU SHOJI KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機溶剤を使用することなく、すぐれた潤滑
特性を有する金属の塑性加工用水性潤滑剤を提供するこ
と。 【構成】 フッ素系樹脂及び界面活性剤を含有し、か
つ、フッ素系樹脂が水中に分散してなる水分散液からな
ることを特徴とする金属の塑性加工用水性潤滑剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属の塑性加工用の水
性潤滑剤、例えば鍛造、伸線、プレス引抜き、押し出し
加工用として好適な潤滑剤に関する。
【0002】
【従来技術】金属の塑性加工を行う際には通常潤滑剤が
使用されるが、これらの潤滑剤は油性、溶剤系、水性、
化成被膜系のものに大別される。油性の潤滑剤は鉱物
油、植物油に黒鉛、二硫化モリブデン、ワックス類を添
加し、必要に応じて極圧剤や乳化剤を配合したものであ
る。溶剤系の潤滑剤は、二硫化モリブデン、塩化ゴム、
四フッ化エチレン、ポリエチレン等を溶剤の中に溶解も
しくは分散したものである。水性潤滑剤としては黒鉛、
二硫化モリブデン、油、イオウ、塩素系化合物を乳化剤
と配合し、エマルジョンもしくはサスペンジョンとして
使用される。化成被膜剤はリン酸被膜、修酸被膜に金属
石鹸を補助潤滑剤として併用して使用されるものであ
る。上記商品はいずれも長く業界で使用されているもの
であるが最近の「地球に優しく、人に優しく、更に高性
能」という時代の要求にあわなくなってきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機溶剤を
使用することなく、すぐれた潤滑特性を有する金属の塑
性加工用水性潤滑剤を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、フッ素系樹脂
と界面活性剤とを含む水性分散液を用いると、又は、メ
ラミンシアヌル酸と水溶性ガラスを含む水性分散液を用
いると、上記課題を効果的に解決できるとの知見に基づ
いてなされたのである。すなわち、本発明は、フッ素系
樹脂及び界面活性剤を含有し、かつフッ素系樹脂が水中
に分散してなる水分散液からなることを特徴とする金属
の塑性加工用水性潤滑剤(第1の潤滑剤)を提供する。
本発明は、又、メラミンシアヌル酸と水溶性ガラスを含
有し、かつメラミンシアヌル酸が水中に分散してなる水
分散液からなることを特徴とする金属の塑性加工用水性
潤滑剤(第2の潤滑剤)を提供する。
【0005】先ず、第1の潤滑剤について説明する。第
1の潤滑剤で用いるフッ素系樹脂(A)としては、四フ
ッ化エチレン樹脂、三フッ化−塩化エチレン樹脂、パー
フルオロアルコキシ樹脂、四フッ化エチレン−六フッ化
プロピレン共重合物、四フッ化エチレン−エチレン共重
合物、四フッ化エチレン−エチレン共重合物、ヘキサフ
ルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合物等のフッ
素樹脂があげられる。このうち、分子量が10万〜20
0万、好ましくは40万〜120万のものを用いるのが
よい。尚、低分子量四フッ化エチレン樹脂も使用するこ
とができる。これらのフッ素系樹脂は、水分散液中に分
散されるものであれば任意の大きさでよいが、平均粒径
0.05〜5μ、好ましくは、0.1〜2μ程度のもの
を用いるのがよい。
【0006】上記フッ素系樹脂(A)と併用する界面活
性剤(B)としては、アニオン界面活性剤(例えば、ア
ルキルベンゼンスルホン酸塩、SDSなどのようなアル
キル硫酸塩、アルキル硫酸エステル塩など)や非イオン
界面活性剤(例えば、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ールエーテル、
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、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)の1種又は2種以上の混合物
を用いるのが好ましい。しかしながら、本発明では、両
性界面活性剤やカチオン界面活性剤やフッ素系界面活性
剤を用いることもできる。
【0007】本発明の第1の潤滑剤では、上記成分
(A)及び(B)を必須として含有する。成分(A)と
(B)の量は、対象とする金属の塑性加工により任意に
決定することができる。このうち、特に固形分中、成分
(A)を1〜99重量%(以下%と略称する)、好まし
くは、1〜60%、成分(B)を1〜30%、好ましく
は、1〜10%とするのがよい。又、潤滑剤中の固形分
を1から25%、好ましくは2〜20%とし、残部を水
とするのがよい。
【0008】第1の潤滑剤には、さらに、第3成分とし
て、有機バインダー〔成分(C−1)〕及び/又は無機
バインダー〔成分(C−2)〕を含有させるのがよい。
ここで、有機バインダー〔成分(C−1)〕としては、
エポキシ変成樹脂、アクリル変成樹脂、アルキッド樹
脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ゴ
ム系樹脂、ポリエステル、ハードレンジ、アクリルポリ
オール、メラミン樹脂等の1種又は2種以上の混合物が
あげられる。又、無機バインダー〔成分(C−2)〕と
しては、水溶性ガラスである、P25 、B23 、M
2 O(Mはアルカリ金属)、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸
カリウムやケイ酸バリウム等の1種又は2種以上の混合
物があげられる。このうち、ケイ酸ナトリウムなどのシ
リケートが好ましい。これらのバインダーは潤滑剤の固
形分中1〜50%、好ましくは1〜20%含有させるの
がよい。
【0009】第1の潤滑剤には、さらに、金属石鹸(成
分D)や、キャリヤー剤(成分E)を含有させるのが好
ましい。ここで、金属石鹸としては、ステアリン酸カル
シウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸リチウ
ム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウ
ム、ステアリン酸マグネシウムの1種又は2種以上の混
合物があげられる。このうち、水不溶性の金属石鹸であ
るステアリン酸カルシウムなどを用いるのが好ましい。
又、キャリヤー剤としては、固体潤滑剤が主に使用さ
れ、フッ化カーボン、チッ化ボロン、メラミンシアヌル
酸(メラミンとシアヌル酸の付加物、MCAともいわれ
ている)、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ン等や、硫酸ナトリウム、硫酸バリウム、硫酸リチウ
ム、ボラックスなどの1種又は2種以上の混合物があげ
られる。このうちメラミンシアヌル酸が好ましい。これ
らの成分(D)と(E)は、それぞれ固形分中1〜50
%、1〜30%、好ましくは、5〜25%、1〜15%
含有させるのがよい。又、成分(D)は、成分(C−
1)を用いた場合に併用するのがよく、一方、成分
(E)は成分(C−2)を用いた場合に併用するのがよ
いが、これらに限定されるものではない。従って、第1
の潤滑剤としては、成分(A)と(B)を含む水分散
液、成分(A)、(B)、(C)を含む水分散液、成分
(A)、(B)、(D)を含む水分散液、成分(A)、
(B)、(E)を含む水分散液、成分(A)、(B)、
(C)、(D)及び/又は(E)を含む水分散液があげ
られ、このうちでも、成分(A)、(B)、(C−
1)、(D)又は、成分(A)、(B)、(C−2)、
(E)を含む水分散液が好ましい。
【0010】本発明の第2の潤滑剤では、メラミンシア
ヌル酸とともに、上記成分(C−2)の水溶性ガラスを
使用する。ここで、水溶性ガラスとしては、ケイ酸ソー
ダなどのシリケートが好ましい。第2の潤滑剤中のメラ
ミンシアヌル酸と水溶性ガラスの量は、対象とする金属
の塑性加工により任意に決定することができる。このう
ち特に、固形分中、メラミンシアヌル酸の量を1〜99
%、好ましくは、1〜15%、水溶性ガラスを1〜30
%、好ましくは、1〜20%とするのがよい。又、潤滑
剤中の固形分を1〜25%、好ましくは、2〜20%と
し残部を水とするのがよい。
【0011】第2の潤滑剤中には、メラミンシアヌル酸
に加えて、上記成分(E)の他のキャリヤー剤を併用す
るのが好ましい。これらのうち硫酸塩が好ましく、潤滑
剤中の固形分中、1〜15%含有するのがよい。第2の
潤滑剤には、第1の潤滑剤で記載の成分(B)、(C−
1)や(D)などを上記の量で含有させることができ
る。本発明の第1の潤滑剤及び第2の潤滑剤には、さら
に下記の成分(F)〜(H)の1種又は2種以上の混合
物を含有させることができる。これらの成分を含有させ
ることにより、形成される潤滑性皮膜のすべり性を向上
させることができる。
【0012】成分(F)としてはワックスがあげられ
る。このうち、天然WAXとしてパラフィンワックス、
カルナバワックス、モンタンワックス、オゾケライトワ
ックス、シコラックスワックス、ライスリックス、密ロ
ウ、木ロウ、マイクロクリスタリンワックス等があげら
れ、合成WAXとしてはポリエチレンワックス、フィッ
シャートロプシュワックス、カスターWAX、オパール
WAX等があげられる。これらを混合して使用すること
もある。これらは、潤滑剤の固形分中、0〜60%、好
ましくは、0〜30%含有させることができる。
【0013】成分(G)としては油状物があげられ、こ
れは、本発明の分散液を安定化する性質を有するもので
植物油、鉱物油、合成オイルがある。植物油は大豆油、
菜種油、オリーブ油、サラダ油、パーム油、亜麻仁油、
向日葵油、落花生油、ごま油、ヤシ油、ナッツ油、クル
ミ油等であり、鉱物油はギヤー油、マシン油、タービン
油、スピンドル油、作動油等である。合成オイルとして
はポリエーテル、ポリオール、エチレングリコール、エ
ステル油などであり、こられを1種又は2種以上用いる
ことができる。成分(G)は潤滑剤の固形分中0〜10
%、好ましくは、1〜6%含有させることができる。
【0014】成分(H)としてはシリコンがあげられ、
具体的には、ジメチルシリコン、メチルフェニルシリコ
ン、メチルハイドロジェンシリコン、アミノ変成シリコ
ン、エポキシ変成シリコン、カルボキシル変成シリコ
ン、カルビノール変成シリコン、メタクリル変成シリコ
ン、メルカブト変成シリコン、環状ジメチルシリコン、
ポリエーテル変成シリコン、メチルスチリル変成シリコ
ン、アルキル変成シリコン、アルコキシ変成シリコン、
フッ素変成シリコン、高級脂肪酸含有シリコンなどであ
る。これらは潤滑剤の固形分中、0〜40%、好ましく
は、1〜20%含有させることができる。
【0015】本発明の水性潤滑剤は、塑性加工を行う前
の金属材料、例えば、ステンレス、アルミニウム、鋼、
銅、チタンや各種合金などの板状、棒状、線状などの各
種金属材料に1回又は複数回塗布、スプレーまたは浸漬
等を行った後、乾燥することにより、金属材料表面に、
すぐれた潤滑性被膜を形成できる。ここで、本発明の潤
滑剤の金属材料への塗布等は、室温又は、加熱して(例
えば60℃)行うことができ、又、乾燥は温風等の吹き
つけなど常法により行うことができる。
【0016】
【発明の効果】本発明の成分(A)と(B)を含有する
潤滑剤では、有機溶剤を用いていないので、従来の溶剤
タイプに比べて吸引毒性や引火性がなく大気汚染も生じ
ないといった利点がある。そして、本発明の潤滑剤を金
属材料に施して形成される潤滑性被膜は、極圧性、すべ
り性、展性および補助潤滑剤のもち込み性に極めてすぐ
れ、金属の塑性加工に極めて好適である。さらに、成分
(C)を併用した潤滑剤では、これらの特性が向上す
る。又、成分(D)を併用する潤滑剤、例えば、成分
(A)、(B)、(C−1)及び(D)を含有する潤滑
剤では、補助潤滑剤であるステアリン酸カルシウムなど
の金属石鹸をすでに含有しているので、補助潤滑剤をの
せる必要なく、単独で使用することができ好適である。
なお、この潤滑剤を用い、さらに補助潤滑剤をのせて用
いると一層すぐれた塑性加工を行うことができる。一
方、成分(A)、(B)、(C−2)及び(E)を含む
潤滑剤やメラミンシアヌル酸及び成分(C−2)を含む
潤滑剤では、キャリヤー剤を含んでいるので、一層良好
に補助潤滑剤をのせて使用することができるといった利
点がある。従って、本発明の潤滑剤は、あらゆる金属の
塑性加工に用いることができる。
【0017】
【実施例1】次に、実施例により本発明を説明する。S
US304の鋼材を、本発明の潤滑剤No.1(テトラフル
オロエチレン樹脂、粒径0.3μ、4%、ドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム0.4%及びエポキシ変性樹
脂3%を含む水分散液)に常温で浸漬した後10分間乾
燥した。次いで、油圧プレスKFI 31によりプレス
圧180トンで冷間鍛造により、スプリンクラー用ソケ
ットを50個製造した。一方、比較のために従来品とし
てフロン113内で共重合されたテフロン(登録商標)
を用いた。以上の結果、本発明の潤滑剤によれば従来品
よりプレス抵抗が少なく、仕上がり状態100%良品で
あった。又、従来のような溶剤臭もなく無臭であり、作
業性がよく、現場が汚れることもなかった。さらに作業
時間が短く、ハードリダクションにも耐え、潤滑効果抜
群であった。
【0018】
【実施例2】実施例1で用いた潤滑剤No.1の代わりに、
下記の潤滑剤No.2〜No.5を用いて実施例1と同様の冷間
鍛造を行った。 潤滑剤No.2 テトラフルオロエチレン樹脂(粒径0.2μ) 8% 非イオン界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテル)1% アクリル変性樹脂 4.5% ステアリン酸カルシウム 6% 水 残部 潤滑剤No.3 四フッ化エチレン−六フッ化プロピレンコポリマー(0.3μ) 3% ラウリル硫酸ソーダ 1% ケイ酸ソーダ 2% メラミンシアヌル酸 4% 水 残部 潤滑剤No.4 テトラオロエチレン樹脂(粒径0.3μ) 2% 非イオン界面活性剤(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル) 0.5% ステアリン酸ナトリウム 5.0% ケイ酸ソーダ 2% 水 残部 潤滑剤No.5 メラミンシアヌル酸 4% ケイ酸ソーダ 1% 硫酸カリウム 1% 非イオン界面活性剤 2% 水 残部 これらの潤滑剤は、実施例1の潤滑剤No.1よりもすぐれ
た潤滑特性を有していた。尚、潤滑剤No.3とNo.5の場合
には、補助潤滑剤であるステアリン酸カルシウムを併用
することにより一層すぐれた効果が得られた。さらに潤
滑剤No.3とNo.5は、伸線機を用いて直径2.4mmの線
材(SUS)を直径1.0mmなどに引く伸線の加工に
おいてもすぐれた効果を発揮した。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 20:06 Z 40:24

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フッ素系樹脂及び界面活性剤を含有し、
    かつフッ素系樹脂が水中に分散してなる水分散液からな
    ることを特徴とする金属の塑性加工用水性潤滑剤。
  2. 【請求項2】 さらにバインダーを含有する請求項1記
    載の金属の塑性加工用水性潤滑剤。
  3. 【請求項3】 さらに金属石鹸及び/又はキャリヤー剤
    を含有する請求項1又は2記載の金属の塑性加工用水性
    潤滑剤。
  4. 【請求項4】 さらに有機バインダーと金属石鹸を含有
    する請求項1記載の金属の塑性加工用水性潤滑剤。
  5. 【請求項5】 さらに無機バインダーとキャリヤー剤を
    含有する請求項1記載の金属の塑性加工用水性潤滑剤。
  6. 【請求項6】 メラミンシアヌル酸と水溶性ガラスとを
    含有し、かつメラミンシアヌル酸が水中に分散してなる
    水分散液からなることを特徴とする金属の塑性加工用水
    性潤滑剤。
JP2588094A 1994-01-31 1994-01-31 金属の塑性加工用水性潤滑剤 Pending JPH07216379A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08151548A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Nippon Uerudeingurotsuto Kk 溶接用ワイヤの伸線及び送給用コーティング型潤滑剤並びにその製造方法
US7459032B2 (en) 2001-06-13 2008-12-02 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Pressurizing forming process and pressurized-and-formed member
JP2009095772A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Harashin Industry Co 塑性加工用潤滑液の塗布装置

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