JPH10158853A - 鉄系金属表面処理用の水系組成物及び処理方法 - Google Patents

鉄系金属表面処理用の水系組成物及び処理方法

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JPH10158853A
JPH10158853A JP9324250A JP32425097A JPH10158853A JP H10158853 A JPH10158853 A JP H10158853A JP 9324250 A JP9324250 A JP 9324250A JP 32425097 A JP32425097 A JP 32425097A JP H10158853 A JPH10158853 A JP H10158853A
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water
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boric acid
iron
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J Hashias Kenneth
ジェイ ハシアス ケネス
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Nihon Parkerizing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 ホウ酸と、全ての水素を中和した縮合りん酸塩とを含む
水系組成物を用いて、鉄系下地表面に０．３ｇ／ｍ2／
分以上の速度で、りん酸鉄を含有する被覆を形成する。
この被覆はそれ自体で、あるいは追加潤滑剤でオーバー
コートする事により、冷間加工における有益な潤滑層と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属特に鉄系金属
の表面に、りん酸鉄とホウ素を含有する潤滑促進物とが
混在した被覆を形成するために用いる水系組成物に関す
る。
【０００２】この被覆はそのままで、あるいは望ましく
は公知の潤滑剤を用いることにより、冷間加工に際して
機械的に損傷しないように下地の金属を保護する。本発
明はまた、この水系組成物の使用方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】冷間加工に供する金属表面の処理として
は、厚いりん酸亜鉛皮膜を金属表面に形成し、例えばナ
トリウムステアレート等のアルカリ金属石けんを含有す
る物をそれに施す事が広く知られている。この際、アル
カリ金属石けんはりん酸亜鉛皮膜中の亜鉛と反応して、
亜鉛石けんを含有する好ましい潤滑層を形成する。
【０００４】この方法は好ましい結果をもたらすが、し
かしながら、近年の環境上の関心事は、この方法で潤滑
性能を高めるために必要な、亜鉛、ニッケル、マンガ
ン、カルシウム等を規制する傾向にある。即ちこの方法
の金属石けんや金属皮膜は厄介なダストを発生させると
いう問題点がある。
【０００５】数１０年前においては、冷間加工用金属の
潤滑層のベースとしては、りん酸鉄が一般的であった。
その後、厚いりん酸亜鉛の皮膜が潤滑性能の点で更に優
れている事が見出され、実施されるに至っている。りん
酸鉄用としては、りん酸のアルカリ金属塩、りん酸のア
ンモニウム塩を含有し、更に余剰のりん酸塩や反応促進
剤を含有する処理液が用いられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、上記の環境上の問題点を解消しあるいは軽減し、か
つ従来と同等の、優れた冷間加工性が得られる潤滑剤の
提供とそのプロセスの提供にある。更に本発明は、冷間
加工材の歩留りを向上させることにより、また生産性を
高め、また生産工程を省略することにより、冷間成形コ
ストを低減することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、実質的
に、下記（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを水に溶解せしめて
なる水系組成物を鉄系金属と接触させて、鉄系金属上
に、少なくとも一部が非水溶性の被覆が形成される事、
この被覆には１あるいは２以上の非晶質の又は結晶質の
りん酸鉄と水溶性あるいは非水溶性のホウ素含有化合物
とが混在して含まれている事、この被覆は冷間加工の際
に鉄系金属の表面を損傷から保護する事等を知得して本
発明をなすに至った。
【０００８】（Ａ）成分：正ホウ酸(Ｈ3ＢＯ3)を５グラ
ム／リットル以上。（Ｂ）成分：上記（Ａ）成分の正ホ
ウ酸１２〜２００モルに対して１モルの、全ての水素原
子が中和された縮合りん酸塩。
【０００９】本発明には、この水系組成物とその使用方
法が含まれる。また、本発明の被覆を形成した金属、水
のみを添加すれば本発明の水系組成物となる液状あるい
は固体の濃縮物等も、本発明に含まれる。
【００１０】
【発明の実施の形態】（Ａ）成分として示した、本発明
の処理液におけるオルトホウ酸（正ホウ酸：Ｈ3ＢＯ3）
の濃度は、２，５，１０，２０，３０，４０，５０，５
５，６０ｇ／Ｌ（gram per liter）以上が好ましく、後
の順のものがより好ましい。被覆の形成を最大にする事
が主で材料の経済性が従の場合は、７０，８０，９０，
１００，１１０，１２０ｇ／Ｌ以上とする事が好まし
く、後の順のものがより好ましい。しかし後者は、常温
の水におけるオルトホウ酸の溶解度を超えているため、
常温よりも十分に高温の処理液の場合にのみ用いること
ができる。１２０ｇ／Ｌ超の場合にもコーテングの品質
には悪影響はない。しかし被覆が形成される部分の温度
が低いと、沈殿ができる。従ってハンドリングを容易に
するために１３０ｇ／Ｌ以下が望ましい。
【００１１】（Ｂ）成分としては、縮合リン酸を完全に
中和する事により得られたアニオンが重要な成分で、テ
トラソジウムピロホスフェイト（Ｎａ4Ｐ2Ｏ7：以下Ｔ
ＳＰＰと略記する）が最も好ましい。次に好ましいのは
テトラポタシウムピロホスフェイト（Ｋ4Ｐ2Ｏ7：以下
ＴＫＰＰと略記する）で、その次にソジウムトリポリホ
スフェイト（Ｎａ5Ｐ3Ｏ10：以下ＳＴＰＰと略記する）
が好ましい。縮合りん酸を不十分に中和して得られるア
ニオンは好ましくなく、アニオン中の水素は低減する事
が望ましく、全くイオン化していない酸は存在している
限りは好ましくない。
【００１２】本発明の処理液中の（Ｂ）成分の濃度につ
いては、２つの重要な選択を行う。即ちＰ−Ｏ−Ｐ部分
を有する縮合りん酸のアニオンのモル濃度に対するホウ
酸のモル濃度は重要な選択である。この比（ホウ酸のモ
ル／縮合りん酸のモル、以下ＢＡ／ＣＰモル比と略記す
る）は、１２，１５，１８，２１以上が好ましく、後の
順のものがより好ましい。また不溶性被覆の沈着を促進
する際には、２３，２５，２７，２９，３０以上が好ま
しく、後の順のものがより好ましい。また後で実施例で
述べるが、ＢＡ／ＣＰモル比が８５以上は、極めて効果
的である。ＢＡ／ＣＰモル比には、それを超えると本発
明の利点が損なわれる事となる上限値は存在しない。し
かしＢＡ／ＣＰを高くするためには（Ｂ）成分の濃度が
低くなり、そのためにプロセスコントロールが難しくな
る。従って、上限は通常２００、好ましくは１２５とな
る。
【００１３】本発明の処理液中の（Ｂ）成分の濃度は、
０．００１，０．００２，０．００４，０．００７，
０．０１０，０．０１２，０．０１４，０．０１６，
０．０１８，０．０２０，０．０２２モル／Ｌ（mol pe
r liter 以下Ｍと略記する）以上が好ましく、後の順の
ものがより好ましい。
【００１４】本発明の処理液においては、前記以外の成
分は基本的には重要ではない。しかし界面活性剤は、処
理する金属のぬれ性を促進するため、また極めて高濃度
の溶液で温度が若干降下した際にホウ酸や他の固形物の
沈殿を防止するために、追加成分として用いる事が好ま
しい。
【００１５】塩素酸イオンは、通常はりん酸塩皮膜の形
成を促進するが、本発明においては僅かではあるが、被
覆の形成速度が遅くなる。しかし特別の目的を達成する
ために必要であるならば、ビドロキシルアミン、硝酸
塩、亜硝酸塩、ニトロアロマチック化合物等と同様に用
いる事ができる。正りん酸（Ｈ3ＰＯ4）及びその水素を
十分にあるいは部分的に中和して得られるアニオンも、
本発明の処理液では格別の効果はないが、存在しても支
障はない。
【００１６】本発明の処理液は、場合によっては金属表
面を汚しあるいは変色させる場合がある。これ等は、選
択成分（Ｃ）としてインヒビターを含有させる事により
防止する事ができる。選択成分（Ｃ）としては、実質的
に下記（Ｃ．１），（Ｃ．２）が好ましい。
【００１７】（Ｃ．１）は主たるインヒビターで、硫黄
を含有しない有機アゾール化合物から選ばれる。有機ト
リアゾールが好ましく、ベンゾトリアゾール(benzotria
zole)あるいはトリルトリアゾール（tolyltriazole)が
好ましい。
【００１８】（Ｃ．２）は補助のインヒビターで、メル
カプトベンゾチアゾール(mercapto-benzothiazole)、メ
ルカプトベンジミダゾール(mercaptobenzimidazole)等
のメルカプト基(mercaptomoieties)を有するアゾールか
ら選ばれる。
【００１９】本発明の処理液における（Ｃ．１）の濃度
は、１０，４０，１００，２００，４００，８００，１
２００，１４００，１６００，１８００，２０００，２
１００，２２００，２３００，２４００，２４５０，２
４８０ｐｐｍ以上が好ましく、後の順のものがより好ま
しい。また、２００００，１００００，５０００，４０
００，３８００，３６００，３３００，３０００，２９
００，２８００，２７５０，２７００，２６７５，２６
５０，２６２５，２６００，２５７５，２５５０，２５
２５ｐｐｍ以下が好ましく、後の順のものがより好まし
い。本発明の濃厚原液においては、濃厚原液を処理液に
する際の希釈率に応じて、これ等の濃度は大きくしてお
く。
【００２０】（Ｃ．１）がベンゾトリアゾール、トリル
トリアゾールから選ばれる事はすでに述べたが、何れか
の１種よりも、両者の混合物である事が好ましい。
（Ｃ．１）におけるベンゾトリアゾール、トリルトリア
ゾールの割合は、それぞれ他とは独立に、５，１０，１
５，２０，２５，３０，３５，３８，４１，４３，４
５，４７，４８，４９％以上である事が好ましく、後の
順のものがより好ましい。また９５，９０，８５，８
０，７５，７０，６５，６２，５９，５７，５５，５
３，５２，５１％以下が好ましく、後の順のものがより
好ましい。上記の％は、濃厚原液においても、処理液に
おいても同じである。
【００２１】本発明の処理液における（Ｃ．２）の濃度
は、１，４，１０，１５，３０，６０，８０，１００，
１２０，１２８，１３５，１４０，１４５，１４９ｐｐ
ｍ以上が好ましく、後の順のものがより好ましい。また
２０００，１０００，５００，３５０，３００，２５
０，２００，２１５，２０５，１９５，１８５，１７
５，１７０，１６５，１６０，１５８，１５６，１５
５，１５４，１５３，１５２，１５１ｐｐｍ以下が好ま
しく、後の順のものがより好ましい。（Ｃ．１）成分に
対する（Ｃ．２）成分の割合は、０．００１：１，０．
００２：１，０．００４：１，０．００７：１，０．０
１５：１，０．０３０：１，０．０４０：１，０．０４
５：１，０．０５０：１，０．０５３：１，０．０５
６：１，０．０５９：１以上が好ましく、後の順のもの
がより好ましい。また２：１，１：１，０．５：１，
０．３：１，０．２：１，０．１５：１，０．１０：
１，０．０８：１，０．０７：１，０．０６７：１，
０．０６５：１，０．０６３：１，０．０６１：１以下
が好ましく、後の順のものがより好ましい。上記の割合
は濃厚原液においても処理液においても同じである。
【００２２】本発明の処理液のｐＨは、３，４，５．
０，５．１，５．２，５．３以上が好ましく、後の順の
ものがより好ましい。また９，８，７．７，７．５，
７．４以下が好ましく、後の順のものがより好ましい。
また高速で被覆を行う際には、７．０，６．７，６．
５，６．３以下が好ましく、後の順のものが好ましい。
ｐＨを上記の範囲とするために、必要な場合はアルカリ
又は酸を添加するが、通常はその添加は必要ではない。
【００２３】本発明の処理液は、公知の皮膜の形成に用
いられる下記の種々の成分は含まない方がよく、下記の
それぞれは、５，４，３，２，１，０．５，０．２５，
０．１２，０．０６，０．０３，０．０１５，０．００
７，０．００３，０．００１，０．０００５，０．００
０２，０．０００１％以下が好ましく、後の順のものが
より好ましい。
【００２４】これ等の成分としは、（ｉ）炭化水素、
（ii）天然の脂肪油、（iii）２５℃で液状のエステル
油、グリース、（iV）脂肪酸の金属塩、（Ｖ）６価クロ
ム、（Vi）ニッケルカチオン、（Vii）コバルトカチオ
ン、（Viii）銅カチオン、（iX）イオン状のマンガン、
（Ｘ）グラファイト、（Xi）硫化モリブデン、（Xii）
スチレンとマレイン基（maleic moieties)のコポリマ
ー、（Xiii）酸化したポリエチレン、（XVi）ウレタン
ポリマー及びコポリマー、（XV）亜鉛カチオン、（XV
i）一部が中和された下記（XVi.i）、（XVi.ii）のコポ
リマー、（XVi.i）カルボキシルグループ、カルボキシ
レートグループを含まないアルケン(alkene）、（XVi.i
i）Ｃ＝Ｃ−ＣＯＯＨ基を有する有機酸のコポリマー、
（XVii）中間に炭素−酸素結合を有しない、炭素原子数
が１７以上の鎖状の、エンドグループを有しないポリオ
キシアルキレンポリマー、（XViii）Guerbet アルコー
ルのアルコキシレートである。尚本明細書でマレイン基
（maleic moieties）とは、下記化１に示した、ポリマ
ーチェーンの部分をいう。式中のＱ1，Ｑ2は同じであっ
てもよく、相違してもよく、水素、アルカリ金属、アン
モニウム、置換されたアンモニウムカチオンから選ばれ
る。
【００２５】
【化１】
【００２６】本発明の処理液の温度は、３０，４０，５
０，５５，６０，６３℃以上が好ましく、後の順のもの
がより好ましい。また９７，９０，８７，８５℃以下が
好ましく、後の順のものがより好ましい。また処理液の
使用寿命を長くするためには８３，８１，７９，７８℃
以下が好ましく、後の順のものがより好ましい。
【００２７】本発明の処理液は、使用温度に数時間保持
すると、被覆の形成速度がそれ迄よりも遅くなり、ある
いは被覆を全く形成しなくなる。公知の如く、縮合りん
酸のアニオン基は、ｐＨが中性の場合にはかなり急速に
水和する。またｐＨがより酸性となると更に急速に水和
する。またどのようなｐＨにおいても、温度が高いと水
和が促進される。本発明の処理液を高温に数時間保持す
ると、被覆の形成力が消失するが、上記はその理由の１
つである。このため、使用していなくても再使用する予
定の本発明の処理液は５０，４０，３５，２７，２４℃
以下に保持しておくと事が好ましく、後の順のものが更
に好ましい。
【００２８】本発明の処理液は、２つの異なった方法で
使用する事ができる。りん酸鉄を含有する非水溶性の被
覆は、本発明の卓越した組成の被覆であるが、この被覆
は本処理液に接触させた後で、更に表面を完全にすすぐ
（リンシング）事によって得られる。リンシング時間は
浴の温度や組成や所望する被覆の厚さにより異なるが、
通常は５〜１０分間である。
【００２９】この方法による場合の、単位面積当たりの
非水溶性被覆物の形成量は、０．１，０．３，０．５，
０．７，０．８，０．９，１．０，１．１，１．２，
１．３，１．４ｇ／Ｍ2（gram per square meter）以上
が好ましく、後の順のものがより好ましい。また１０，
５，４，３．５，３．０，２．７，２．４ｇ／Ｍ2以下
が好ましく後の順のものがより好ましい。上限値は主と
して経済性によるものであり、更に形成量が多くても技
術的に格別の弊害はない。
【００３０】上記の如く、乾燥前に十分なリンシングを
行っておくと、被覆は不透明で有色の正常なりん酸鉄の
外観となる。しかし拡大してみると、被覆の一部に半透
明なガラス状の部分がみられる。被覆のこの部分の性質
は詳かではないが、複雑な水溶性のりん酸ホウ素ガラス
であると思われる。
【００３１】上記の方法に代えて、下地上に均一な厚さ
の本発明の処理液の液体フィルムを形成し、これを下地
上のその位置で乾燥させると被覆を形成することができ
る。この方法の場合は、被覆の大部分は水溶性であり、
ホウ酸あるいはその塩が主たる被覆となる。これ等の物
質は適当な潤滑性能を有する。このため後の冷間加工に
際して、被覆された下地に大きな応力が加わる等の弊害
を伴うものではない。リンス後に乾燥した被覆に対して
も、リンスを行わないで乾燥した被覆に対しても、冷間
加工前には公知の追加潤滑剤を用いてコートする事が好
ましい。
【００３２】追加潤滑剤としては各種の油やグリースや
他の物質が知られている。エトキシレート化した直鎖状
のアリファティツクアルコール分子（初めのアルコール
分子が単一のＯＨ基を有しかつ炭素数が１８以上のも
の）を主成分として含有する追加潤滑剤は特に好まし
い。
【００３３】この追加潤滑剤は、エチレンオキサイドを
濃縮して得られる直鎖状のアリファテックモノアルコー
ルで、１分子中の炭素数は２５，３０，３５，４０，４
３，４６，４８以上が好ましく、後の順のものがより好
ましい。また６５，６０，５７，５５，５２，５１のも
のが好ましく後の順のものがより好ましい。このアリフ
ァテックアルコールは単一のＯＨ基以外には機能グルー
プを有しないもので、フルオロ基やクロロ基は含有しな
い事が好ましい。またエトキシレート化されたアルコー
ル分子のオキシエチレンユニット中の合計量は、２０，
３０，３５，４０，４３，４７，４９％以上である事が
好ましく、後の順のものがより好ましい。また８０，７
０，６２，５７，５４，５１％以下が好ましく、後の順
のものがより好ましい。この追加潤滑剤は、水に分散さ
せた形で得られ、本発明で形成した乾燥被覆を覆って配
する。
【００３４】その成分や使用方法は、米国特許５３６８
７５７号、米国出願０８／２４２５３０，０８／３００
６６５，０８／３８４９７８に述べられている。これら
の開示は、（ｉ）厳密な説明に欠ける。（ii）三者の間
の整合性に欠ける。（iii）後日の出願発明との整合性
に欠ける、等の問題点があるが、参考迄に記載してお
く。以下に実施例を述べるが、登録商標 BONDERITE 及
びBONDERLUBE が記載された全ての物質は、Parker Amch
em Div. of Henkel Corp., Madison Hei-ghts, Michiga
n で入手可能である。
【００３５】
【実施例１】各種の処理液を用いて鉄素地に非水溶性の
被覆の形成を試みた。処理液の組成の詳細は表１（[表
１]−１〜[表１]−７）の通りである。非水溶性の被覆
の形成量が認識できない程度のものは、比較例である。
テスト番号の後の数字が１の、表１の液の組成は、同行
に記載の各成分により最初に作成したもので、残部は水
である。テスト番号が、数字Ｙ．Ｘよりなるテスト番号
の液の組成は、Ｙグリープの先行する全ての成分を含み
且つ同行に更に追加記載した成分を含む組成である。即
ち、テスト番号Ｙ．１の組成は、同行に記載の新たな成
分により作成されたものである。またＹで始まる後のテ
スト番号のもので、新たな成分を含有する場合は、直前
のテスト番号のものに対して新たな成分のみが記載され
ている。
【００３６】一部の処理液は処理温度、あるいは他の温
度にてエージングを行い、新たな成分を添加する事なく
再度テストした。そのような場合は該テスト番号の行に
は新たな成分の記載はなく、最右欄（備考の欄）に特記
事項として記載した。表１のｐＨ値は、特記のない場合
は２１℃での測定値である。多くの処理液に対しては、
操業温度から２１℃に温度が降下するに際して、凝固し
たために、ｐＨは記載されていない。表中の記号ｎｍは
測定せずである。また表１の「非水溶性被覆,g/M2」欄
は、当該処理液を清浄な鋼のシートパネルに７７℃で５
分間接触させて形成したもので、数値は、形成された被
覆を０．５％のＣｒＯ3を含有する水中で剥離を行なう
通常のストリッピング法によって得られた値である。
【００３７】表１から、下記の結論が得られる。即ちテ
スト番号１．１〜１．５の如く、Ｎａ2Ｂ4Ｏ7は、それ
のみでも、あるいはニトロベンゼンスルフォネイトやモ
リブデン酸塩よりなる促進剤と併用しても、あるいは酸
性度を上げても、非水溶性被覆を形成する能力がない。
またテスト番号２．１の如く、正ホウ酸のみでは効力が
なく、テスト番号２．２の如く、正ホウ酸と非縮合りん
酸アニオンでも効力がない。一方テスト番号２．３の如
く正ホウ酸と縮合りん酸塩を含有する場合は非水溶性被
覆が形成される。この被覆形成力は非縮合りん酸アニオ
ンを含有していても損なわれることがない。しかしテス
ト番号２．４の如く、縮合ホウ酸を含有すると消失す
る。
【００３８】テスト番号３．１〜４．４は、正ホウ酸と
ＴＳＰＰのみを含有する場合には、比較的早く非水溶性
の被覆が形成される事を示している。しかし被覆形成能
力は処理液を高温度に保持して置くと弱くなる。しかし
テスト番号４．４と４．５の比較にみられる如く、ＴＳ
ＰＰを添加すると、弱くなった被覆形成能力は回復す
る。テスト番号４．６と４．７の比較にみられる如く、
処理量が多くなると、正ホウ酸が消耗するため、被覆処
理能力は低下する。テスト番号４．６〜４．９にみられ
る如く、この被覆形成能力は、貯蔵のみの場合には、急
速には低下しない。
【００３９】テスト番号５．１〜５．５にみられる如
く、ＳＴＰＰはＴＳＰＰに変える事ができる。しかしＴ
ＳＰＰの被覆量は小さく、またＴＳＰＰの場合は効力が
消失する迄の時間が短い。テスト番号５．４と５．５に
みられる如く、ｐＨが６以上の場合はｐＨが６以下の場
合よりも短時間で被覆が形成される。
【００４０】テスト番号６．１〜８．３にみられる如
く、縮合りん酸塩が過度に高濃度（テスト番号７）の場
合を除き、正ホウ酸の濃度は３０ｇ／Ｌの低い値となっ
ても効果はある。しかし正ホウ酸が高濃度の場合に比べ
て被覆形成速度は遅く、また処理温度が８０℃以上にな
ると、テスト番号８．２の如く、更に顕著に遅くなる。
【００４１】テスト番号９．１〜１１，１３．１〜１
３．３，１５．１〜１６．３は、極めて高濃度の正ホウ
酸と適切で小量のＴＳＰＰとの組み合わせであり、被覆
速度が最も大きくなる事を示している。正ホウ酸の濃度
が低い本発明の処理液は、貯蔵、特に高温貯蔵に際して
ピロりん酸塩の有する被覆形成能力が低減する。しかし
正ホウ酸が高濃度で低温貯蔵の場合は、被覆形成能力の
低減は、テスト番号１６以降にみられる如く、顕著にゆ
るやかになる。尚正ホウ酸の濃度が低く、非水溶性被覆
の形成能力が低下した場合は、ピロりん酸塩の添加によ
って形成能力を回復させる事ができる。
【００４２】界面活性剤は、テスト番号１０．２，１
０．３にみられる如く、被覆形成速度を損なう事がな
く、正ホウ酸を過飽和に含有する場合に望ましくない凝
固物が発生することを軽減する。界面活性剤はまた、被
処理材の表面の湿潤化を促進する。しかしりん酸塩膜の
形成促進剤として通常は広く用いられているヒドロキシ
ルアミンサルフェイトや過塩素酸塩は、テスト番号９．
８，１５．４，１５．５の如く、本発明では被覆形成を
低下させる。
【００４３】テスト番号１２．１〜１２．３は、非縮合
りん酸塩が多量のＴＳＰＰと一緒に含まれた場合は非水
溶性被覆の形成を促進する事を示している（テスト番号
１２．２と１２．１との比較）が、正ホウ酸を高濃度に
含有するものに比べて非水溶性被覆の形成力は小さい。
テスト番号１４．１〜１４．３は、ＴＫＰＰは被覆形成
速度がＳＴＰＰよりも大きい事を示しているが、しかし
ＴＳＰＰよりもよくない。
【００４４】表２は、正ホウ酸濃度と縮合りん酸塩濃度
の影響を更に詳細に示したものである。縮合リン酸の被
覆形成能力は時間と供に低減し複雑となるため、表２に
は表１の中の、溶液を作製後直ちに使用したテスト番号
のものを示した。尚表２のテスト番号１４．１と５．１
はＴＳＰＰ以外であるが他の縮合りん酸塩は何れもＴＳ
ＰＰである。尚表２の被覆形成時間は、特記のないもの
は何れも５分である。
【００４５】表２にみられる如く、本発明の処理液にお
いて、（Ｂ）成分がＴＳＰＰの場合は、５分間に形成さ
れる非水溶性被覆の割合は、ＢＡ／ＣＰモル比（Ｈ3Ｂ
Ｏ3モル／縮合りん酸塩モル）が３２．３〜８５の範囲
では、０．３０〜０．３９ｇ／Ｍ2／分である。このＢ
Ａ／ＣＰモル比が２１．５の場合は顕著に低下する。ま
たＢＡ／ＣＰモル比が１０．７になると把握できない程
度に小さくなる。
【００４６】
【実施例２】前記のテスト番号４．３で述べた被覆した
冷間引抜き用の線を乾燥し、これをBONDERLUBE 234 の
濃縮潤滑剤を仕様に基づき希釈したものと、３０ｇ／Ｌ
のUN-ITHOXTM750エトキシレートアルコールとの混合液
に２秒間浸漬した。比較例の線は被覆を形成しないで同
様の潤滑処理を行ったものである。両者は通常のハーフ
バトンダイ(Half-button die)を用い、２７kgf/cm2のク
ランプ力で引き抜いた。
【００４７】被覆を形成しなかった比較例には、引抜き
後にブライトスポットが観察され、また引抜き力には
３．０kgf/cm2から４．１kgf/cm2に至るシャープな変化
がみられた。一方本発明の被覆を形成したものは、引き
抜き性が顕著に優れていた。即ち、引抜力は最初は３．
３kgf/cm2で以後はスムーズに単調に３．０kgf/cm2にな
って終了した。尚本発明の被覆を行ったものの引抜き後
の表面は均一な外観を呈していた。
【００４８】本発明者等は前記のテスト番号４．５の、
本発明で被覆した冷間引抜き用の線を乾燥し、上記と同
様に潤滑し、３８kgf/cm2のクランプ力で引き抜きし
た。比較例は、 BONDERITE 181 により潤滑基礎皮膜を
形成し、その後上記と同様に潤滑した。本発明材は、引
抜開始時は４．６３kgf/cm2の引抜力で、以後３．９kgf
/cm2になる間、引抜力は単調に低下した。一方比較例
は、３７kgf/cm2のクランプ力で引き抜く事ができなか
った。
【００４９】
【発明の効果】本発明の水系組成物を用いると、金属石
けん等の使用に起因して従来発生していた、冷間加工に
おける環境上の問題点を解決することができる。また本
発明の水系組成物は、金属石けんを用いた場合と同等以
上の優れた冷間加工性を、冷間加工する金属表面に形成
することができる。この結果、冷間加工材の歩留り、冷
間加工の生産性等を向上させることができる。
【００５０】
【表１】 −１
【００５１】
【表１】 −２
【００５２】
【表１】 −３
【００５３】
【表１】 −４
【００５４】
【表１】 −５
【００５５】
【表１】 −６
【００５６】
【表１】 −７
【００５７】
【表２】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】実質的に、下記（Ａ）成分と（Ｂ）成分と
    を水に溶解せしめてなることを特徴とする、鉄系金属表
    面処理用の水系組成物。 （Ａ）成分：正ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）を５グラム／リット
    ル以上。 （Ｂ）成分：上記（Ａ）成分の正ホウ酸１２〜２００モ
    ルに対して１モルの、全ての水素原子が中和された縮合
    りん酸塩。
  2. 【請求項２】全ての水素原子が中和された縮合りん酸塩
    が、Ｎａ4Ｐ2Ｏ7，Ｋ4Ｐ2Ｏ7，Ｎａ5Ｐ3Ｏ10から選ばれ
    る１または２以上である、請求項１に記載の鉄系金属表
    面処理用の水系組成物。
  3. 【請求項３】鉄系金属表面を、３０〜８７℃で請求項１
    または２の水系組成物と接触させて、該鉄系金属表面
    に、０．１グラム／平方メートル以上の非水溶性の被覆
    を形成することを特徴とする、冷間加工に際してそれ自
    体が機械的ストレスを軽減しあるいは冷間加工に際して
    機械的ストレスを軽減する他の潤滑剤を定着させる非水
    溶性の被覆を形成させる鉄系金属表面の処理方法。
JP9324250A 1996-11-27 1997-11-26 鉄系金属表面処理用の水系組成物及び処理方法 Pending JPH10158853A (ja)

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