JPH11222599A - Lubricating coating film for metal plastic working - Google Patents

Lubricating coating film for metal plastic working

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JPH11222599A
JPH11222599A JP2546798A JP2546798A JPH11222599A JP H11222599 A JPH11222599 A JP H11222599A JP 2546798 A JP2546798 A JP 2546798A JP 2546798 A JP2546798 A JP 2546798A JP H11222599 A JPH11222599 A JP H11222599A
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JP
Japan
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carbonate
metal
lubricating coating
binder
lubricating
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JP2546798A
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Japanese (ja)
Inventor
Tamotsu Shimada
保 島田
Shinji Kobayashi
真治 小林
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YUNIKARU KK
Original Assignee
YUNIKARU KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a composition having excellent lubricating properties, not causing environmental pollution and not causing rusting by incorporating an alkali metal or alkaline earth metal carbonate and a binder. SOLUTION: An alkaline earth metal carbonate such as calcium carbonate or magnesium carbonate is mixed with a binder being a metasilicate such as sodium metasilicate. The amount of the binder used is 25-150 pts.wt., desirably, 25-125 pts.wt. per 100 pts.wt. carbonate. The lubricating coating agent can be applied in the form of an aqueous solution or dispersion, so that a chlorine- containing or fluorine-containing solvent need not be used. Further, even when an auxiliary lubricant is used in the plastic working of a metal, the coating film of the carbonate is desirable as a carrier which carries the auxiliary lubricant. In use, the lubricating coating agent is added to water to prepare a vat bath. The concentration of the carbonate in the vat bath is desirably 5-40 wt.%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼、ハ
イカーボン鋼、チタン鋼およびその合金鋼等の被加工金
属材を、伸線、引抜き、打抜き、鍛造等の塑性加工する
際に使用する金属塑性加工用潤滑被膜剤に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal used for plastic working, such as drawing, drawing, punching, and forging, of a metal material to be processed such as stainless steel, high carbon steel, titanium steel and its alloy steel. The present invention relates to a lubricating coating agent for plastic working.

【0002】[0002]

【従来の技術】線状や棒状等の金属材料をダイスに通し
て引抜き、目的とする形状および寸法を有する製品を得
る引抜加工や、線材をダイスに通して引き抜く伸線加工
等の金属塑性加工では、金属材料とダイスとが直接接触
すると焼き付けを起こすことから、それらの間に潤滑剤
を介在させて加工が行われている。かかる潤滑剤は、焼
き付け防止のほかに、加工性を上げ、かつダイス寿命を
延ばすといった利点もあるため、特に難加工材の加工で
は必ず潤滑処理が行われている。
2. Description of the Related Art Metal forming such as wire drawing or wire drawing is performed by drawing a metal material such as a wire or a rod through a die to obtain a product having a desired shape and dimensions, and drawing by drawing a wire through a die. In this case, since the metal material and the die are baked when they come into direct contact with each other, the processing is performed with a lubricant interposed therebetween. Since such a lubricant has the advantages of improving workability and extending the life of a die in addition to preventing seizure, a lubricating treatment is always performed especially in processing difficult-to-machine materials.

【0003】多くの場合、潤滑剤は、線材等の金属材料
の表面に被膜を形成する潤滑被膜剤と、ダイス直前のダ
イスボックス内で使用される補助潤滑剤(ステアリン酸
カルシウム、ステアリン酸ナトリウム等の金属石鹸を主
体とする乾式潤滑剤や、塩素化のオイル、硫酸化のオイ
ル使用の湿式潤滑剤等)とが併用される。潤滑被膜剤は
金属材料に潤滑性を付与すると共に、補助潤滑剤をダイ
ス内に引き込むキャリアの役目をする。
[0003] In many cases, a lubricant is formed of a lubricating film forming a film on the surface of a metal material such as a wire, and an auxiliary lubricant (such as calcium stearate or sodium stearate) used in a die box immediately before a die. Dry lubricants mainly composed of metal soaps, chlorinated oils, and wet lubricants using sulfated oils). The lubricating coating agent imparts lubricity to the metal material and serves as a carrier for drawing the auxiliary lubricant into the die.

【0004】かかる潤滑被膜剤の代表的なものを以下に
示す。 (1) 石灰石鹸 (2) リン酸塩、特にリン酸亜鉛 (3) 蓚酸塩 (4) 塩素系樹脂またはフッ素系樹脂 (5) 無機塩、特に鉄用およびステンレス用の硼砂、ステ
ンレス用の硫酸カリウム
[0004] Representative examples of such lubricant coating agents are shown below. (1) Lime soap (2) Phosphates, especially zinc phosphate (3) Oxalates (4) Chlorine or fluororesins (5) Inorganic salts, especially borax for iron and stainless steel, sulfuric acid for stainless steel potassium

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記(1) の石灰石鹸
は、水酸化カルシウムと金属石鹸との水分散液の形態で
使用され、この分散液に金属剤を浸漬し、乾燥して潤滑
被膜を形成させる。しかし、石灰石鹸被膜は潤滑性が充
分でなく、しかも被膜処理剤の加工時や搬送時には粉塵
の発生を伴うため、作業環境が悪化するという問題があ
る。
The lime soap of the above (1) is used in the form of an aqueous dispersion of calcium hydroxide and metal soap, and a metal agent is immersed in this dispersion and dried to form a lubricating film. Is formed. However, the lime soap film has insufficient lubricity, and further involves the generation of dust during processing and transport of the film treating agent, thus causing a problem that the working environment is deteriorated.

【0006】上記(2) のリン酸塩は、鉄系の塑性加工用
潤滑被膜剤としては最も一般的であるが、液管理に手間
を要するほか、廃水処理時のリン対策が必要であり、廃
水処理が不十分であると河川の富栄養化等をもたらす。
また、リン酸塩被膜はハイテンション・ボルトの遅れ破
壊をひき起こす浸リン現象が大きな問題となっていた。
上記(3) の蓚酸塩は、ステンレス鋼の塑性加工用被膜剤
としてよく知られているが、蓚酸塩が劇物に該当するた
め取扱いに注意を要するうえに、廃水中に六価クロムが
排出されるので、廃水処理の問題が生ずる。さらに、蓚
酸被膜処理後、被膜処理した被加工材を高湿度雰囲気下
に長期間放置すると、錆が発生するおそれがある。
The above phosphate (2) is most commonly used as an iron-based lubricating coating for plastic working. However, it requires time and effort in liquid management and requires measures against phosphorus during wastewater treatment. Insufficient wastewater treatment leads to eutrophication of rivers.
Further, the phosphate coating has a serious problem of phosphorus immersion which causes delayed fracture of high tension bolts.
The oxalate of (3) above is well known as a coating agent for plastic working of stainless steel.However, oxalate is a harmful substance and requires careful handling, and hexavalent chromium is discharged into wastewater. Wastewater treatment problems arise. Further, after the oxalic acid film treatment, if the coated material is left in a high humidity atmosphere for a long time, rust may be generated.

【0007】上記(4) の塩素系樹脂またはフッ素系樹脂
は、金属材料の表面に潤滑性の樹脂被膜を形成するもの
であるが、金属材料の浸漬処理や加工後の脱脂のため
に、トリフロロトリクロロエタン、トリクレン、パーク
レン、1,1,1−トリクロロエタン、メチレンクロラ
イド等の溶剤が多量に使用される。従って、作業環境上
の問題があるほか、地下水汚染や大気汚染、さらにフロ
ン系溶剤の使用によるオゾン層破壊などの問題がある。
そのため、法規制によって、それらの使用が制限されて
いる。
The chlorine-based resin or the fluorine-based resin of the above (4) forms a lubricating resin film on the surface of a metal material. Solvents such as fluorotrichloroethane, trichlene, perchrene, 1,1,1-trichloroethane, and methylene chloride are used in large amounts. Therefore, there are problems in working environment, groundwater pollution, air pollution, and ozone layer destruction due to the use of fluorocarbon solvents.
Therefore, their use is restricted by laws and regulations.

【0008】上記(5) の無機塩は、水溶性ないしは水分
散性であるため、溶媒として水が使用可能であるので、
上記のような問題は生じないという利点がある。しか
し、上記無機塩のうち、硼砂は乾燥後の被膜の吸湿性が
高いために、吸湿によって被膜が結晶化し、補助潤滑剤
に対するキャリアとしての性能が低下するという問題が
ある。一方、硫酸カリウムは、硫酸塩であるために、ク
ロム系のステンレス鋼等では被膜処理によって錆が発生
するという問題があった。また、硫酸カリウムの被膜は
比較的硬いために、塑性加工時の圧力で被膜が被加工材
である金属材料の表面に埋め込まれる、いわゆる押し込
み現象が発生するという問題もあった。
Since the inorganic salt of the above (5) is water-soluble or water-dispersible, water can be used as a solvent.
There is an advantage that the above problem does not occur. However, among the above-mentioned inorganic salts, borax has a problem that since the film after drying has high hygroscopicity, the film crystallizes due to moisture absorption, and the performance as a carrier for the auxiliary lubricant is reduced. On the other hand, since potassium sulfate is a sulfate, chromium-based stainless steel has a problem that rust is generated by the coating treatment. In addition, since the potassium sulfate film is relatively hard, there is also a problem that a so-called indentation phenomenon occurs in which the film is embedded in the surface of the metal material to be processed by the pressure during plastic working.

【0009】また、上記以外にも黒鉛やモリブデン系の
潤滑被膜剤も知られているが、黒鉛は粉塵の発生や作業
者の汚れ等を引き起すおそれがあり、またモリブデン系
被膜剤は高価であるという問題がある。そこで、本発明
の目的は、環境汚染を生じさせず、かつ錆を生じさせる
ことがなく、しかも取扱いが容易で、潤滑性に優れた金
属塑性加工用潤滑被膜剤を提供することである。
[0009] In addition, graphite and molybdenum-based lubricating coating agents are known in addition to the above. However, graphite may cause generation of dust and dirt on workers, and molybdenum-based coating agents are expensive. There is a problem that there is. Accordingly, an object of the present invention is to provide a lubricating coating agent for metal plastic working which does not cause environmental pollution, does not cause rust, is easy to handle, and has excellent lubricity.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、これまで潤滑被膜剤
として使用されることのなかった炭酸塩を使用して金属
材料の表面に被膜を形成したところ、優れた潤滑性を有
する潤滑被膜が得られるという驚くべき事実を見いだ
し、本発明を完成するに到った。上記炭酸塩は、従来の
硫酸カリウムのように金属材料に錆を発生させるおそれ
がなく、また水に溶解または分散させて使用できるの
で、従来の樹脂被膜剤のように塩素系あるいはフッ素系
の溶剤を使用することがなく、従って環境汚染のおそれ
もなく、かつ取扱いが容易で粉塵が発生するおそれもな
い。
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, the use of a carbonate which has not been used as a lubricating coating agent until now has the surface of a metal material. As a result, the present inventors have found the surprising fact that a lubricating film having excellent lubricating properties can be obtained, thereby completing the present invention. The carbonate does not cause rust on the metal material unlike conventional potassium sulfate, and can be used by dissolving or dispersing in water. Therefore, a chlorine-based or fluorine-based solvent such as a conventional resin coating agent is used. Therefore, there is no risk of environmental pollution, easy handling, and no risk of dust generation.

【0011】また、上記炭酸塩の被膜は、金属の塑性加
工時に補助潤滑剤を使用する場合にも、該補助潤滑剤を
担持するキャリアーとしても好適である。さらに、本発
明における炭酸塩の被膜は、比較的軟質であるので、従
来の硫酸カリウムを使用した場合に生ずる押し込み現象
を生じることがない。
The above-mentioned carbonate coating is also suitable as a carrier for supporting the auxiliary lubricant when an auxiliary lubricant is used during plastic working of metal. Furthermore, since the carbonate coating in the present invention is relatively soft, there is no occurrence of the indentation phenomenon that occurs when conventional potassium sulfate is used.

【0012】すなわち、本発明の金属塑性加工用潤滑被
膜剤は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩
およびバインダー剤を含有したことを特徴とする。ま
た、上記バインダー剤は、炭酸塩の被膜強度を上げるた
めに使用される。かかるバインダー剤としてはメタケイ
酸塩を使用するのが好ましい。
That is, the lubricating coating agent for metal plastic working of the present invention is characterized by containing a carbonate of an alkali metal or an alkaline earth metal and a binder agent. The binder is used to increase the strength of the carbonate film. As such a binder, it is preferable to use a metasilicate.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の金属塑性加工用潤滑被膜
剤は、前述のようにアルカリ金属またはアルリ土類金属
の炭酸塩およびバインダー剤を主成分として含有する。
アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば炭酸リチウム、
炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、
炭酸水素カリウムなどがあげられる。アルカリ土類金属
の炭酸塩としては、例えば炭酸ベリリウム、炭酸マグネ
シウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バ
リウム等があげられる。本発明では、これらの炭酸塩の
1種のみを使用してもよく、あるいは2種以上を混合し
て使用してもよい。さらに、本発明では、必要に応じ
て、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩以外
の炭酸塩を併用することができる。このような炭酸塩と
しては、例えば炭酸マンガン、炭酸鉄、炭酸アンモニウ
ム、炭酸水素アンモニウムなどがあげられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The lubricating coating agent for metal plastic working of the present invention contains, as described above, a carbonate of an alkali metal or an aryl earth metal and a binder as main components.
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate,
Sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate,
And potassium hydrogen carbonate. Examples of the alkaline earth metal carbonate include beryllium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, and barium carbonate. In the present invention, only one of these carbonates may be used, or two or more thereof may be used in combination. Further, in the present invention, a carbonate other than an alkali metal or alkaline earth metal carbonate can be used in combination, if necessary. Examples of such a carbonate include manganese carbonate, iron carbonate, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate and the like.

【0014】本発明では、特に炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩を使用するの
が、潤滑性、加工性、取扱い性、防錆性、環境汚染防止
等の観点から好ましい。炭酸カルシウムとしては、石灰
岩を粉砕した重質炭酸カルシウムおよび合成された沈降
性炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム)のいずれもが
使用可能である。
In the present invention, it is particularly preferred to use carbonates of alkaline earth metals such as calcium carbonate and magnesium carbonate from the viewpoints of lubricity, workability, handleability, rust prevention, environmental pollution prevention and the like. As calcium carbonate, both heavy calcium carbonate obtained by pulverizing limestone and synthesized precipitated calcium carbonate (light calcium carbonate) can be used.

【0015】上記バインダー剤としては、例えばメタケ
イ酸塩(ナトリウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金
属、遷移金属等の塩)が好適に使用される。また、メタ
ケイ酸塩に代えてまたはメタケイ酸塩と共に、ケイ酸ソ
ーダ(水ガラス)、水溶性もしくは水分散性の樹脂、例
えばメラミン系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹
脂等、さらにニカワ、コンニャク糊、黒砂糖などをバイ
ンダー剤として使用してもよい。
As the above-mentioned binder agent, for example, metasilicate (a salt of an alkali metal such as sodium, an alkaline earth metal, a transition metal or the like) is preferably used. Further, instead of or together with metasilicate, sodium silicate (water glass), a water-soluble or water-dispersible resin such as a melamine resin, a phenol resin, an acrylic resin, etc., and glue, konjac paste , Brown sugar or the like may be used as a binder agent.

【0016】上記バインダー剤は、炭酸塩に延び性を付
与し、被膜形成時における炭酸塩の被膜形成を容易にす
ると共に、形成された被膜の強度を上げ、耐剥離性を向
上させる働きがある。これらのバインダー剤は、水溶性
または水分散性であるのが好ましいが、バインダー剤自
体が水溶性または水分散性でなくとも、例えば界面活性
剤等と併用することにより水に均一に分散させることが
できる。
The above-mentioned binder agent has functions of imparting ductility to the carbonate, facilitating the formation of the carbonate film at the time of film formation, increasing the strength of the formed film, and improving the peeling resistance. . These binders are preferably water-soluble or water-dispersible, but even if the binder itself is not water-soluble or water-dispersible, for example, it can be uniformly dispersed in water by using in combination with a surfactant or the like. Can be.

【0017】かかるバインダー剤の配合量は、使用する
炭酸塩やバインダー剤の種類によって適宜決定される
が、通常、炭酸塩100重量部に対してバインダー剤を
25〜150重量部、好ましくは25〜125重量部の
割合で配合するのがよい。バインダー剤の配合量が上記
範囲より少ないと、被膜の剥離等が生じるおそれがあ
る。また、バインダー剤の配合量が上記範囲より多い
と、得られる被膜が硬くなり、潤滑性に劣るようになる
おそれがある。
The amount of the binder is appropriately determined depending on the type of the carbonate and the binder used. Usually, the binder is used in an amount of 25 to 150 parts by weight, preferably 25 to 150 parts by weight, per 100 parts by weight of the carbonate. It is preferable to mix in a proportion of 125 parts by weight. If the amount of the binder agent is less than the above range, peeling of the coating may occur. On the other hand, when the amount of the binder agent is more than the above range, the resulting coating film may be hard and may have poor lubricity.

【0018】本発明の潤滑被膜剤を使用して被加工材の
表面に潤滑被膜を形成するには、まず上記炭酸塩および
バインダー剤の各所定量を含有した本発明の潤滑被膜剤
を水に加えて建浴液を調製する。このとき、建浴液中の
炭酸塩の濃度は5〜40重量%、好ましくは5〜35重
量%、より好ましくは5〜25重量%であるのが適当で
ある。
In order to form a lubricating film on the surface of a workpiece using the lubricating film agent of the present invention, first, the lubricating film agent of the present invention containing predetermined amounts of the above-mentioned carbonate and binder is added to water. To prepare a bath solution. At this time, the concentration of the carbonate in the construction bath solution is suitably 5 to 40% by weight, preferably 5 to 35% by weight, more preferably 5 to 25% by weight.

【0019】また、建浴液には、上記炭酸塩およびバイ
ンダー剤のほか、界面活性剤、他の潤滑剤(二硫化モリ
ブデン、グラファイト、石灰など)、pH調整剤(アン
モニア水、アミン類など)、増粘剤などの添加剤を必要
に応じて添加することができる。調製された建浴液は、
固形分濃度が20重量%以下、好ましくは6〜15重量
%であるのがよく、固形分濃度がそれよりも多いと、粘
度が高くなり過ぎるため、被加工材表面への被膜形成に
支障をきたすおそれがある。
In addition to the above-mentioned carbonates and binders, surfactants, other lubricants (molybdenum disulfide, graphite, lime, etc.), pH adjusters (aqueous ammonia, amines, etc.) are contained in the construction bath liquid. Additives such as thickeners can be added as needed. The prepared bath solution is
The solid content concentration is preferably 20% by weight or less, and more preferably 6 to 15% by weight. If the solid content concentration is higher than that, the viscosity becomes too high, so that the formation of a film on the surface of the workpiece is hindered. May cause damage.

【0020】潤滑被膜の形成方法には、主に浸漬法とイ
ンライン法とがあり、本発明の潤滑被膜剤はいずれの方
法にも適用可能である。いずれの場合も、被加工材を建
浴液に浸漬するか、あるいは建浴液を被加工材の表面に
塗布した後、乾燥して潤滑被膜を形成する。ここで、浸
漬法とは、被加工材を1つずつ建浴液に浸漬する方法を
いう。インライン法とは、線材などの連続した長い被加
工材を連続的に建浴槽内に導いて浸漬または塗布処理
し、さらに乾燥、塑性加工(伸線加工等)を連続的に行
うものである。
The method for forming a lubricating coating mainly includes an immersion method and an in-line method, and the lubricating coating agent of the present invention can be applied to either method. In either case, the lubricating film is formed by immersing the work material in the construction bath solution or applying the construction bath solution to the surface of the work material and then drying it. Here, the immersion method refers to a method of immersing a workpiece one by one in a construction bath liquid. The in-line method is a method in which a continuous long work material such as a wire rod is continuously guided into a building bath, immersed or coated, and further dried and plastically processed (drawing work or the like) is continuously performed.

【0021】上記建浴液は、常温で使用してもよく、そ
の場合には被加工材をあらかじめ100℃前後に予熱し
ておくのが望ましい。一般的には、建浴液を約80〜9
0℃の温度に加熱した状態で攪拌しながら使用するのが
好ましい。そして、このように加熱された建浴液内に被
加工材を5〜15分程度浸漬し、ついで引き上げること
により、被加工材の表面に付着した水分が速やかに揮散
して、乾燥被膜を得ることができる。
The above-mentioned bath solution may be used at room temperature. In this case, it is desirable to preheat the work material to about 100 ° C. in advance. Generally, the bath solution is about 80-9.
It is preferable to use while stirring at a temperature of 0 ° C. Then, the work material is immersed in the heated building bath solution for about 5 to 15 minutes, and then pulled up, whereby the moisture attached to the surface of the work material is quickly volatilized to obtain a dry film. be able to.

【0022】一方、被加工材が少ない場合や、小さい場
合あるいは細い場合などには、浸漬処理後の乾燥性が悪
いので、熱風乾燥などの強制乾燥手段を設けるのがよ
い。特にインラインでの潤滑被膜処理では、乾燥を速め
るために強制乾燥手段を設けるのが好ましい。
On the other hand, when the material to be processed is small, small, or thin, the drying property after the immersion treatment is poor. Therefore, it is preferable to provide forced drying means such as hot air drying. In particular, in the case of in-line lubricating coating treatment, it is preferable to provide forced drying means in order to accelerate drying.

【0023】本発明の潤滑被膜剤を使用して潤滑被膜処
理される被加工材としては、特に制限はなく、種々のス
テンレス鋼材、鉄鋼材、チタン鋼材、アルミニウム鋼
材、それらの合金鋼材などがいずれも適用可能であり、
特に加工時に高い潤滑性が要求される難加工材と呼ばれ
るステンレス鋼やハイカーボン鋼、チタン鋼等の塑性加
工には好適である。
The material to be lubricated by using the lubricating coating agent of the present invention is not particularly limited, and may be any of various stainless steels, steels, titanium steels, aluminum steels, and alloy steels thereof. Is also applicable,
Particularly, it is suitable for plastic working of stainless steel, high carbon steel, titanium steel, etc., which are called difficult-to-work materials requiring high lubricity during working.

【0024】上記のようにして潤滑被膜が形成された被
加工材は、引抜き、伸線、打ち抜き、鍛造等の塑性加工
に使用される。その際、潤滑被膜が形成された被加工材
はそのまま塑性加工に使用してもよいが、特に難加工材
の場合などには、ダイス直前のダイスボックス内に入れ
た補助潤滑剤を表面に付着させてダイスに送られる。補
助潤滑剤としては、例えばステアリン酸カルシウム等の
高級脂肪酸塩からなる金属石鹸を主剤とした乾式潤滑剤
が主に使用される。
The workpiece on which the lubricating film is formed as described above is used for plastic working such as drawing, drawing, punching, and forging. At this time, the work material on which the lubricating film has been formed may be used as it is for plastic working, but especially in the case of difficult-to-work materials, an auxiliary lubricant placed in the die box immediately before the die adheres to the surface. It is sent to the dice. As the auxiliary lubricant, for example, a dry lubricant mainly containing a metal soap made of a higher fatty acid salt such as calcium stearate is mainly used.

【0025】本発明における上記炭酸塩は、不定形な結
晶の状態で被加工材の表面に密着しているため、表面は
凹凸状になっており、その凹部に上記補助潤滑剤が保持
されるため、加工時における補助潤滑剤の保持性に優れ
ており、そのため加工性が向上すると共に、ダイスの寿
命も長くなるという利点がある。
In the present invention, since the carbonate is in intimate contact with the surface of the workpiece in the form of an amorphous crystal, the surface is uneven, and the auxiliary lubricant is held in the concave portion. For this reason, the auxiliary lubricant is excellent in holding property at the time of processing, so that there is an advantage that the workability is improved and the life of the die is prolonged.

【実施例】【Example】

【0026】以下実施例を挙げて本発明の潤滑被膜剤を
詳細に説明する。 実施例1〜5 炭酸カルシウムとメタケイ酸ナトリウムとを下記表1に
示す所定の割合で混合して各潤滑被膜剤を調製した。こ
の潤滑被膜剤を4倍量の水に溶解して建浴液を得た。
Hereinafter, the lubricating coating agent of the present invention will be described in detail with reference to examples. Examples 1 to 5 Calcium carbonate and sodium metasilicate were mixed at predetermined ratios shown in Table 1 below to prepare lubricating coating agents. This lubricating coating agent was dissolved in 4 times the amount of water to obtain a bath solution.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】比較例1 塩素系樹脂(ハングスターハー社製の「No.5P
C」)を潤滑被膜剤として使用し、これをメチレンクロ
ライドに30重量%の濃度になるように溶解して建浴液
を得た。
Comparative Example 1 Chlorine-based resin (“No.
C)) was used as a lubricating coating agent, which was dissolved in methylene chloride to a concentration of 30% by weight to obtain a building bath solution.

【0029】比較例2 硫酸カリウムを潤滑被膜剤として使用し、これを水に1
5重量%の濃度になるように溶解して建浴液を得た。 比較例3 水酸化カルシウムと金属石鹸(ステアリン酸カルシウム
および油脂肪酸)とを水に分散させた、総固形分濃度が
25重量%の石灰石鹸の建浴液を得た。
Comparative Example 2 Potassium sulfate was used as a lubricating coating agent, and
It was dissolved to a concentration of 5% by weight to obtain a bath solution. Comparative Example 3 Calcium hydroxide and a metal soap (calcium stearate and oil fatty acid) were dispersed in water to obtain a lime soap having a total solid content of 25% by weight.

【0030】比較例4 蓚酸塩を水に20重量%の濃度となるように溶解して、
建浴液を得た。 比較例5 結晶性の硼砂粉末を水に15重量%の濃度になるように
溶解して、建浴液を得た。
Comparative Example 4 An oxalate was dissolved in water to a concentration of 20% by weight.
A bath solution was obtained. Comparative Example 5 A crystalline borax powder was dissolved in water to a concentration of 15% by weight to obtain a bath solution.

【0031】比較例6 リン酸亜鉛を水に20重量%の濃度になるように溶解し
て、建浴液を得た。 試験例 上記実施例および比較例で得た各建浴液を用いて潤滑被
膜を形成し、その潤滑性を評価した。試験方法は以下の
とおりである。
Comparative Example 6 Zinc phosphate was dissolved in water to a concentration of 20% by weight to obtain a bath solution. Test Example A lubricating coating was formed using each of the bath solutions obtained in the above Examples and Comparative Examples, and the lubricity was evaluated. The test method is as follows.

【0032】建浴液を85℃に加熱した状態で攪拌しな
がら、これにSUS304のステンレスパイプ(表面光
沢仕上げ、外径22mm、内径19mm、厚さ1.5m
m、長さ45mmで、上端約5mmを外向きにラッパ状
に押し広げた形状を有する)を5分間浸漬した。ステン
レスパイプはあらかじめ90℃に予熱しておいた。浸漬
後、ステンレスパイプを浴から引き上げ、その状態で乾
燥させて、潤滑被膜を得た。
While the building bath solution was heated to 85 ° C. and stirred, a stainless steel pipe of SUS304 (surface gloss finish, outer diameter 22 mm, inner diameter 19 mm, thickness 1.5 m) was added thereto.
m, having a length of 45 mm and an upper end of about 5 mm having a shape of being pushed outward in a trumpet shape) for 5 minutes. The stainless steel pipe was preheated to 90 ° C in advance. After immersion, the stainless steel pipe was pulled out of the bath and dried in that state to obtain a lubricating coating.

【0033】ついで、この潤滑被膜に補助潤滑剤として
塩素化オイルの低粘度のものを塗布した後、ステンレス
パイプを、金属ブロックに穿設した穴内に挿入し、ラッ
パ状に広げた上端を穴の入口周縁に係止させた。上記金
属ブロックは高さが75mmあり、穴は上面の入口が直
径23.50mmであり、入口から45mmの深さまで
はテーパ状となっており、45mmの深さでの内径は2
2.10mmである。45mmの深さから出口までは均
一な径の穴となっている。
Then, after applying a low-viscosity chlorinated oil as an auxiliary lubricant to the lubricating film, a stainless steel pipe is inserted into a hole formed in a metal block, and the upper end of the trumpet is spread out in a trumpet shape. Locked around the entrance edge. The metal block has a height of 75 mm, and the hole has a diameter of 23.50 mm at the entrance on the upper surface, is tapered to a depth of 45 mm from the entrance, and has an inner diameter of 2 mm at a depth of 45 mm.
2.10 mm. The hole has a uniform diameter from the depth of 45 mm to the outlet.

【0034】この状態で、直径20.6mmの鋼球を上
記ステンレスパイプの上端より、10トンの荷重をかけ
てパイプ内に押し込み、パイプ内を強制的に通過させ
る。これは、引抜き加工に匹敵するものであり、鋼球通
過前後のパイプ下端の厚さ変化から計算した加工率は約
48%である。鋼球が通過した後のパイプの内面と鋼球
の接触面とを肉眼および倍率が5倍のルーペで観察し、
加工時の状態等を考慮して、以下の5段階の基準にて潤
滑被膜の潤滑性を評価した。
In this state, a steel ball having a diameter of 20.6 mm is pushed into the pipe by applying a load of 10 tons from the upper end of the stainless steel pipe, and is forcibly passed through the pipe. This is comparable to drawing, and the processing rate calculated from the change in the thickness of the lower end of the pipe before and after passing the steel ball is about 48%. Observe the inner surface of the pipe after the steel ball has passed and the contact surface of the steel ball with the naked eye and a loupe with a magnification of 5 times,
The lubricity of the lubricating coating was evaluated on the basis of the following five steps in consideration of the state during processing and the like.

【0035】 ××:10トンの荷重での押し込みの途中で、鋼球の動
きが止まり、それ以上押し込むことは不可能であった。 × :押し込み荷重に耐えられず、パイプが途中で破断
したり、鋼球やパイプの内面に疵が多く発生した。 △ :加工時に多くの疵が鋼球やパイプの内面に発生し
ており、実用に供さないものであった。 ○ :鋼球やパイプの内面に少しの疵が認められる程度
であり、実用は可能であった。 ◎ :疵が殆ど認められなかった。 試験結果を表2に示す。
XX: The steel ball stopped moving in the middle of pushing with a load of 10 tons, and it was impossible to push further. ×: The pipe could not withstand the indentation load, the pipe was broken on the way, and many scratches occurred on the steel balls and the inner surface of the pipe. Δ: Many flaws were generated on the inner surfaces of steel balls and pipes during processing and were not practical. : Slight flaws were observed on the inner surface of the steel ball or pipe, and practical use was possible. ◎: Almost no flaw was observed. Table 2 shows the test results.

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】表2から、実施例1〜5で使用した炭酸カ
ルシウムとメタケイ酸塩とからなる潤滑被膜剤は、各比
較例の潤滑被膜剤と同等またはそれ以上の潤滑性を有し
ていることがわかる。
From Table 2, it can be seen that the lubricating coatings composed of calcium carbonate and metasilicate used in Examples 1 to 5 have lubricity equal to or higher than the lubricating coatings of Comparative Examples. I understand.

【0038】比較例のうち、比較例1は最も良好な結果
が得られたが、塩素系溶剤を使用しているため、大気汚
染等の問題があるため、その使用が困難である。また、
比較例2の硫酸カリウムで被膜処理したSUS430お
よびSUS410のステンレス鋼を室温で10日間放置
したところ、被膜部分に錆が発生していた。さらに、比
較例4の蓚酸塩は、劇物であるため、その取扱いが困難
であると共に、廃水中に六価クロムが含有されていると
いう問題があった。
Of the comparative examples, the comparative example 1 provided the best results, but it was difficult to use it because it used a chlorine-based solvent and had problems such as air pollution. Also,
When SUS430 and SUS410 stainless steel coated with potassium sulfate of Comparative Example 2 were allowed to stand at room temperature for 10 days, rust was generated on the coated portion. Furthermore, since the oxalate of Comparative Example 4 was a deleterious substance, it was difficult to handle the oxalate, and there was a problem that the wastewater contained hexavalent chromium.

【0039】実施例6〜10 メタケイ酸ナトリウムに代えて、表3に示す各バインダ
ー剤を同表に示す添加量で使用したほかは実施例1〜5
と同様にして建浴液(固形分濃度:20重量%)を調製
し、これを用いて上記試験例と同様にして潤滑被膜の評
価試験を行った。その結果を表3に示す。
Examples 6 to 10 Examples 1 to 5 were repeated, except that the respective binders shown in Table 3 were used in the amounts shown in Table 3 in place of sodium metasilicate.
A bath solution (solid content: 20% by weight) was prepared in the same manner as described above, and a lubricating coating evaluation test was performed using this in the same manner as in the above Test Example. Table 3 shows the results.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】表3から、メタケイ酸ナトリウム以外の他
のバインダー剤を用いた場合にも、高い潤滑性が得られ
ていることがわかる。 実施例11〜14 炭酸カルシウムに代えて、表4に示す炭酸塩を使用した
ほかは、実施例3と同様にして建浴液(炭酸塩20重量
部、メタケイ酸ナトリウム20重量部および水160重
量部、固形分濃度:20重量%)を調製し、これを用い
て上記試験例と同様にして潤滑被膜の評価試験を行っ
た。その結果を表4に示す。
From Table 3, it can be seen that high lubricity was obtained when a binder other than sodium metasilicate was used. Examples 11 to 14 The construction bath solution (20 parts by weight of carbonate, 20 parts by weight of sodium metasilicate and 160 parts by weight of water) in the same manner as in Example 3 except that the carbonates shown in Table 4 were used instead of calcium carbonate. , A solid content concentration: 20% by weight), and using this, an evaluation test of the lubricating coating was performed in the same manner as in the above Test Example. Table 4 shows the results.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】表4から、炭酸カルシウム以外の他の炭酸
塩を用いた場合にも、高い潤滑性が得られていることが
わかる。
From Table 4, it can be seen that high lubricity was obtained also when a carbonate other than calcium carbonate was used.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように、本発明の金属塑性加工用
潤滑被膜剤は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の
炭酸塩およびバインダー剤を含有しているため、環境汚
染を生じさせず、かつ被加工材に錆を発生させることが
なく、しかも取扱いが容易で、潤滑性に優れているとい
う効果がある。従って、本発明の潤滑被膜剤は、難加工
材等の種々の金属塑性加工に好適に使用することができ
る。
As described above, since the lubricating coating agent for metal plastic working of the present invention contains an alkali metal or alkaline earth metal carbonate and a binder, it does not cause environmental pollution, and There is an effect that no rust is generated on the workpiece, the handling is easy, and the lubricating property is excellent. Therefore, the lubricating coating agent of the present invention can be suitably used for various metal plastic workings of difficult-to-machine materials and the like.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10N 40:24 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C10N 40:24

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭
酸塩およびバインダー剤を含有したことを特徴とする金
属塑性加工用潤滑被膜剤。
1. A lubricating coating agent for metal plastic working comprising an alkali metal or alkaline earth metal carbonate and a binder agent.
【請求項2】前記炭酸塩がアルカリ土類金属の炭酸塩で
ある請求項1記載の金属塑性加工用潤滑被膜剤。
2. The lubricating coating agent for metal plastic working according to claim 1, wherein the carbonate is a carbonate of an alkaline earth metal.
【請求項3】前記バインダー剤がメタケイ酸塩である請
求項1記載の金属塑性加工用潤滑被膜剤。
3. The lubricating coating agent for metal plastic working according to claim 1, wherein said binder agent is a metasilicate.
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