JPH08199181A - 高温用潤滑剤組成物 - Google Patents

高温用潤滑剤組成物

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JPH08199181A
JPH08199181A JP674895A JP674895A JPH08199181A JP H08199181 A JPH08199181 A JP H08199181A JP 674895 A JP674895 A JP 674895A JP 674895 A JP674895 A JP 674895A JP H08199181 A JPH08199181 A JP H08199181A
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JP
Japan
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graphite
lubricant
lubricant composition
powder
high temperature
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JP674895A
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English (en)
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Hide Uchida
秀 内田
Shoichi Araya
省一 荒谷
Hiroyasu Yamamoto
普康 山本
Hisamasa Tomokiyo
寿雅 友清
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延用潤滑剤組成物の潤滑性能を改善すると
ともにその潤滑性能の持続性を改善することにより、圧
延の安定性、圧延鋼種拡大、品質の向上を可能とする。 【構成】 継目無鋼管のマンドレルミル圧延では、合金
鋼圧延の増加等により、潤滑性能の向上及びその持続性
の向上が必須である。これに対して、現用黒鉛系潤滑剤
に添加剤としてSiO2 を混合することにより、潤滑性
能を劣化することなくその持続性を向上することがで
き、合金鋼の安定圧延および圧延鋼種、サイズの拡大等
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属、合金等の製造に
おいて、圧延に供される潤滑剤組成物に関し、特に継目
無鋼管のマンドレルミル圧延のマンドレルバーに塗布す
る潤滑剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属や合金の熱間加工のための潤
滑剤組成物としては、鉱油や重油、潤滑油、グリースま
たはこれらに黒鉛粉末を混合したもの等が知られてい
る。一方、継目無鋼管製造におけるメインの圧延機であ
るマンドレルミルでは、圧延素管内にマンドレルバーを
挿入し6〜8スタンドの連続ミルで圧延するため、マン
ドレルバーと圧延材間の相対すべりが大きく、マンドレ
ルバー上には潤滑剤が不可欠である。潤滑剤は圧延前の
マンドレルバー上に予め塗布し潤滑剤被膜を形成して使
用され、複数のスタンドで圧延されるため、同一バー上
で数回の圧延が行われる。このため潤滑剤は初期スタン
ドでの潤滑性能と数回使用された後の後段スタンドでの
潤滑性能が良好なことが望まれる。この場合、潤滑剤組
成物としては、当初上述のようなものが使用されていた
が、熱的に不安定なことから十分な潤滑性能を発揮でき
ず、その後特開昭58−47096号公報に開示される
ような黒鉛粉末と樹脂バインダーよりなる黒鉛系潤滑剤
が使用されるようになり、その潤滑性能が改善されてき
た。
【0003】一般に、黒鉛は天然黒鉛、人造黒鉛および
キッシュ黒鉛に分類され、天然黒鉛はさらに鱗状黒鉛と
土状黒鉛に分類される。市販の固体潤滑ハンドブックに
よると人造黒鉛、キッシュ黒鉛、鱗状黒鉛は黒鉛純度が
95%以上と高く、その結晶化度に優れており、純度8
0〜90%程度の土状黒鉛に較べて潤滑性能に優れてい
るといわれている。これまで特開昭58−47096号
公報に示すような安価な土状黒鉛よりなる潤滑剤がマン
ドレルミルでは使用されてきた。さらに、特開昭61−
24168号公報に示すような人造黒鉛、キッシュ黒
鉛、鱗状黒鉛を単独に使用した黒鉛系潤滑剤が開発さ
れ、潤滑性能の向上が図られている。
【0004】最近では、圧延鋼種として13Cr鋼をは
じめとする合金鋼が圧延法で製造されるに至り、マンド
レルバーと圧延材間のすべり状況はより苛酷となってい
る。さらに、圧延鋼種拡大のためには、ミル能力上、前
段スタンドのみならず後段スタンドでも強圧下をする必
要が生じてきており、従来の土状黒鉛や人造黒鉛等をは
じめとする黒鉛系潤滑剤では、後段スタンドでの潤滑切
れのため十分に満足できる性能を発揮できず、操業上大
きな問題となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、合金鋼圧延
での高負荷およびマンドレルバーと圧延材間のすべり状
態を緩和するため、潤滑剤組成物として、従来の黒鉛系
潤滑剤の初期潤滑性能を維持しつつ、同一マンドレルバ
ー上で数回圧延されても、つまり後段スタンドでも初期
潤滑性能の劣化の少ない潤滑剤組成物を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、SiO2 が有する潤滑性能持続効果を利用
し、潤滑性能の向上およびその持続性を向上させること
を特徴とする。即ち、本発明の要旨とするところは、黒
鉛粉末としてキッシュ黒鉛および人造黒鉛の1種または
2種からなる黒鉛100重量部に対して樹脂バインダー
が2〜70重量部で形成される黒鉛系潤滑剤に対して、
SiO2 粉末を0.2〜3.0重量%添加してなること
を特徴とする高温用潤滑剤組成物である。
【0007】ここで、人造黒鉛とは、純度98%以上の
人工的に結晶化させた黒鉛、キッシュ黒鉛とは高炉等で
発生する純度95%以上の黒鉛と定義する。樹脂バイン
ダーとは、水溶性或いは水分散性有機高分子化合物と定
義し、アクリル酸系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン
系樹脂等をあげることができる。
【0008】
【作用】以下に本発明による高温用潤滑剤組成物につい
て詳細に説明する。黒鉛系潤滑剤組成物の潤滑性能は、
それを構成する黒鉛の種類、バインダー樹脂の種類に左
右されるものと考えられる。そこで、発明者らは黒鉛系
潤滑剤組成物において黒鉛の種類が潤滑性能に与える影
響について詳細に検討した。黒鉛の種類としては、人造
黒鉛、鱗状黒鉛、キッシュ黒鉛、土状黒鉛等があり、各
々黒鉛純度、不純物、酸化開始温度等が異なる。一般
に、黒鉛中の純度が高いほど、不純物が少ないほど、ま
た酸化開始温度が高いほど潤滑性能が優れると言われて
いる。発明者らも黒鉛純度が95%以上と高い人造黒
鉛、キッシュ黒鉛が潤滑性能に優れること、逆に黒鉛純
度が低く、不純物の多い土状黒鉛では潤滑性能が悪いこ
とを確認した。
【0009】さらに、潤滑剤組成物の持続性を評価する
ため、図1に示すような潤滑剤試験機にて潤滑剤を塗布
した工具を加熱片2に数回押込みその潤滑性能(摩擦係
数)の各押込みパスでの変化を検討した。これまでマン
ドレルミルの後段スタンドを想定して、数回圧延時の潤
滑性能、つまり各種黒鉛の持続性を塑性変形を与えた実
際に近い条件で評価した例はない。発明者らはその評価
を行い、人造黒鉛、鱗状黒鉛、キッシュ黒鉛は確かに初
期の潤滑性能は良好であるが、最初に十分なへき開が進
行するため、数回の使用に伴い潤滑性能が劣化しやす
く、持続性に劣ることが明らかとなった。
【0010】発明者らは初期の高い潤滑性能を維持しつ
つ、その劣化が少ない潤滑剤を得るための添加剤とし
て、潤滑性能を有し、吸着力が高いSiO2 に着目し詳
細に検討した。その結果、SiO2 粉末を適量添加する
ことにより潤滑性能の持続が可能なことを見いだした。
ただし、黒鉛の潤滑性能は不純物が多いほど低下すると
言われており、SiO2 自身も不純物となるため、多量
に入れることはできない。発明者等はさらに検討した結
果、SiO2 添加量がある範囲内であれば、初期の潤滑
性能をさほど劣化することなく数回使用時の黒鉛の持続
性を向上させることができることを明らかにした。この
場合のSiO2 添加量の最適値は、黒鉛系潤滑剤に対し
て0.2〜3.0重量%である。SiO2 添加量が0.
2%未満では潤滑性能の持続効果を十分に発揮できず改
善代はほとんど期待できない。SiO2 添加量が3.0
%を超えても持続性の点では添加無し時に比べると効果
は認められるが、不純物としての影響が大きくなり、初
期潤滑性能の悪化が大きくなるので好ましくない。Si
2 が潤滑性能維持効果を発揮するのは微粉末による工
具表面での穴埋め効果も寄与しているものと推定され
る。
【0011】なお、本発明で使用されるSiO2 粉末の
粒径としては20μm以下の微粉末が好ましい。また、
黒鉛粒径としては、黒鉛本来の潤滑性能及び工具側への
付着性を考慮して1μm〜20μmの範囲が好ましい。
黒鉛系潤滑剤を構成する樹脂バインダーを黒鉛100重
量部に対して2〜70重量部としたのは、2重量部より
少ないと良好な潤滑膜が形成されず、70重量部より多
いと黒鉛粉末の潤滑性能が阻害され、発煙が多くなり環
境上問題となるためである。
【0012】本発明の潤滑剤組成物には、通常潤滑剤に
配合される増粘剤、消泡剤、防腐剤、極圧剤、防錆剤の
ような添加剤を配合することができる。なお、使用時の
粘度は10〜2000cpの範囲に調整することが好ま
しい。
【0013】
【実施例】本発明の実施例として図1に示す潤滑剤試験
機にて各種黒鉛成分で試作した潤滑剤組成物について摩
擦係数及びその持続性を評価検討した。なお、バインダ
ー樹脂としては水溶性高分子樹脂を用い、黒鉛100に
対して樹脂40の重量割合で配合し、SiO2 粉末は約
5μmを使用した。潤滑剤試験機は、図1に示すように
加熱炉3にて加熱した試験片2をセット後回転させ、予
め潤滑剤を塗布した円柱状工具1をこの試験片に連続し
て数回押込み加工を行う機構になっている。この試験機
にて各潤滑剤組成物について押込回数3回の試験を行
い、トルク値および各パスのトルク変化により、潤滑剤
の潤滑性能およびその持続性を評価した。なお、試験条
件としては、試験片材質は普通鋼、加熱温度1200
℃、各パスの押込量0.5mm、潤滑剤塗布時の工具温度
80〜100℃、塗布厚約50μmで行った。表1に試
作潤滑剤組成と表2に試験時の押込回数1、3回目の潤
滑性能をSiO2 添加のない各構成黒鉛の摩擦係数を1
とした時の摩擦係数比で示した。
【0014】以上の結果より判るように本発明による
と、各構成潤滑剤にSiO2 を添加することにより添加
しない場合に比べて初期潤滑性能(押込み1回目)をほ
とんど劣化することなく(5%以内)、持続性(押込み
3回目)を20〜30%程度大幅に改善できる。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】本発明の潤滑剤組成物は、特にマンドレ
ルミルの後段スタンドの潤滑切れを防止し、全スタンド
を通して合金鋼を含め安定した圧延が可能となり、圧延
トラブルの低減、成品寸法精度の向上、内面疵の低減、
圧延鋼種・サイズの拡大が可能となる等その工業上の効
果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱間潤滑剤の摩擦係数およびその持続性を評価
する試験機の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 工具(マンドレルバー相当) 2 加熱片(圧延材相当) 3 加熱炉
───────────────────────────────────────────────────── 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 30:08 40:24 Z 50:08 (72)発明者 友清 寿雅 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 黒鉛粉末としてキッシュ黒鉛および人造
    黒鉛の1種または2種からなる黒鉛100重量部に対し
    て樹脂バインダーが2〜70重量部で形成される黒鉛系
    潤滑剤に対して、SiO2 粉末を0.2〜3.0重量%
    添加してなることを特徴とする高温用潤滑剤組成物。
JP674895A 1995-01-19 1995-01-19 高温用潤滑剤組成物 Withdrawn JPH08199181A (ja)

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JP674895A JPH08199181A (ja) 1995-01-19 1995-01-19 高温用潤滑剤組成物

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JP674895A JPH08199181A (ja) 1995-01-19 1995-01-19 高温用潤滑剤組成物

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JPH08199181A true JPH08199181A (ja) 1996-08-06

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JP674895A Withdrawn JPH08199181A (ja) 1995-01-19 1995-01-19 高温用潤滑剤組成物

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