JPH11228980A - 塑性加工用潤滑剤 - Google Patents

塑性加工用潤滑剤

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JPH11228980A
JPH11228980A JP10035012A JP3501298A JPH11228980A JP H11228980 A JPH11228980 A JP H11228980A JP 10035012 A JP10035012 A JP 10035012A JP 3501298 A JP3501298 A JP 3501298A JP H11228980 A JPH11228980 A JP H11228980A
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JP
Japan
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lubricant
plastic working
metal salt
water
compound
Prior art date
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Application number
JP10035012A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoya Maeda
朋哉 前田
Mitsuru Sasaki
満 佐々木
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Nicca Chemical Co Ltd
Original Assignee
Nicca Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 黒鉛系潤滑剤に近い潤滑性、離型性を有し、
黒鉛系潤滑剤の欠点である作業環境や健康管理上の問題
を生じない、塑性加工用潤滑剤を提供する。 【解決手段】 潤滑成分として下記一般式(1)で表さ
れる化合物のアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩
の群から選ばれる少なくとも1種と、展着成分として水
溶性高分子化合物の群から選ばれる少なくとも1種とを
含有する塑性加工用潤滑剤。 【化1】 (式中、Aは、直接結合、−CH2 −,−CH(C
3 )−,−C(CH3 2−,−S−または−SO2
−を表し、R1 ,R2 ,R3 およびR4 は、それぞれ独
立に、水素原子、臭素原子または−CH3 を表す)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塑性加工用潤滑剤
に関する。特に、本発明は、塑性加工すなわち鍛造、押
出し、圧延、プレス、伸線等の金属加工、特に熱間もし
くは温間における鍛造や押出しの金属加工の際に、離型
を目的として使用する潤滑剤に関する。
【0002】
【従来の技術】金属の塑性加工を行う際の潤滑剤として
は、通常、黒鉛を油中あるいは水中に分散させた潤滑剤
が使用されている。前者は、鉱物油、極圧添加剤、ワッ
クス類等を配合した組成物に黒鉛を分散させたものであ
るが、塑性加工の多くは熱間で行うため、作業中に引火
したり発煙したりする恐れがあり、安全性、作業環境や
健康管理上において大きな問題となる。後者は、極圧添
加剤を添加した水に黒鉛を分散させたものであり、引火
性の問題も無く、潤滑性は油中に分散させたものと同程
度であり、作業性も若干改良されてはいるが、黒鉛を使
用する限り作業者および作業環境を黒く汚染することに
変わりはなく、また健康管理上にも問題が残る。
【0003】これらの作業環境や健康管理上の問題点を
解決するために、黒鉛を使用しない塑性加工用潤滑剤の
開発が試みられており、例えば、芳香族カルボン酸のア
ルカリ金属塩にガラス組成物を含有せしめた潤滑剤(特
開昭60−1293号公報)、フタル酸のアルカリ金属
塩を用いた潤滑剤(特開昭58−84898号公報)、
脂環式炭化水素系二塩基酸のアルカリ金属塩またはその
ような二塩基酸のアルカリ金属塩とフマル酸のアルカリ
金属塩との混合物を用いた潤滑剤(特開平1−2998
95号公報)などが開示されている。しかしながら、か
かる潤滑剤は、実使用上においては、黒鉛系潤滑剤と比
べて潤滑性および離型性が劣る傾向にあり、そのため製
品欠陥の発生、作業能率の低下、型寿命の低下などの問
題を生じている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の黒鉛
系潤滑剤により近い潤滑性および離型性の性能を有し、
さらに黒鉛系潤滑剤の欠点である作業環境や健康管理上
の問題を生じることのない、塑性加工用潤滑剤を提供す
ることを目的としてなされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、従来より用い
られているフタル酸やフマル酸等のカルボン酸のアルカ
リ金属塩は、耐熱性のある潤滑成分としては有効である
が、層状固体潤滑剤であるコロイド状黒鉛とは異なり、
極圧状態における潤滑剤の摩擦係数が大きく、塑性加工
の際に素材の肉流れが悪く、金型との摩擦が大きくな
り、その結果、製品の欠肉が発生したり、金型の寿命が
低下するという問題があることが判った。そこで、本発
明者等は、塑性加工、特に、熱間もしくは温間の鍛造や
押出しの金属加工において、潤滑剤の付着性、その皮膜
の潤滑性、強度等と極圧状態における潤滑剤の摩擦係数
について種々検討した結果、耐熱性のある潤滑成分とし
ての2個のフェノール基を有する化合物のアルカリ金属
塩またはアルカリ土類金属塩と、潤滑成分の高温付着性
を付与する展着成分として水溶性高分子化合物を組み合
わせることにより、優れた潤滑性、離型性およひ作業性
の向上を達成できることを見出し、この知見に基づき本
発明を完成させたものである。
【0006】すなわち、本発明は、潤滑成分として下記
一般式(1)で表される化合物のアルカリ金属塩および
アルカリ土類金属塩の群から選ばれる少なくとも1種
と、展着成分として水溶性高分子化合物の群から選ばれ
る少なくとも1種とを含有する塑性加工用潤滑剤を提供
する。
【0007】
【化2】
【0008】(式中、Aは、直接結合、−CH2 −,−
CH(CH3 )−,−C(CH3 2−,−S−または
−SO2 −を表し、R1 ,R2 ,R3 およびR4 は、そ
れぞれ独立に、水素原子、臭素原子または−CH3 を表
す) 本発明は、また、好ましい態様として、上記塑性加工用
潤滑剤と、従来より用いられている固体潤滑剤、脂肪酸
の金属塩およびケイ酸塩の群から選ばれる少なくとも1
種をさらに含む塑性加工用潤滑剤を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる潤滑成分は、
上記一般式(1)で表される2個のフェノール基を有す
る化合物のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩で
あり、例えば、ビフェノール、ビスフェノールA、ビス
フェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールF、
チオジフェノール、ビスフェノールS(4,4’−体、
2,4’−体)、ジメチルビスフェノールS、テトラメ
チルビスフェノールS、テトラブロモビスフェノールS
などの化合物のナトリウム、カリウム、カルシウム塩な
どを挙げることができ、これらのうちではビフェノー
ル、ビスフェノールA、ビスフェノールS(4,4’−
体、2,4’−体)、ジメチルビスフェノールSおよび
テトラメチルビスフェノールSの金属塩が好ましく、特
にビスフェノールS(4,4’−体)の金属塩が好適に
用いられる。金属塩はモノ金属塩またはジ金属塩のいず
れであってもよく、これらの金属塩はそれぞれ単独でま
たは2種以上の混合物として使用されてもよい。本発明
の塑性加工用潤滑剤において、潤滑成分の配合量は、そ
の種類により異なるが、一般には全体の0.1〜30.
0重量%の量であるのが好ましい。
【0010】本発明に用いられる展着成分は、水溶性高
分子化合物であり、例えば、メチルセルロース、水溶性
エーテルセルロース、ナトリウムカルボキシメチルセル
ロース、アンモニウムカルボキシエチルセルロース、ヒ
ドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス(HEC)、カリウムカルボキシルヘキシルセルロー
ス、ナトリウムセルロースグリコラート、カルボキシプ
ロピルセルロース、酢酸セルロースなどのセルロース系
水溶性高分子化合物、カゼイン、アルギン酸ナトリウ
ム、ポリメタクリレート、ポリビニルアルコール、澱
粉、変性澱粉、ゼラチン、アラビアゴム、イソブチレン
−無水マレイン酸共重合物などを挙げることができ、こ
れらのうちではセルロース系水溶性高分子化合物が特に
好適に用いられる。これらの水溶性高分子化合物は、そ
れぞれ単独でまたは2種以上の混合物として使用されて
もよい。本発明の塑性加工用潤滑剤において、展着成分
の配合量は、その種類により異なるが、一般には全体の
0.1〜10.0重量%の量であるのが好ましい。
【0011】本発明に係る上記塑性加工用潤滑剤には、
所望により、さらに固体潤滑剤、脂肪酸の金属塩および
ケイ酸塩の群から選ばれる少なくとも1種が添加されて
いてもよい。これらの成分を添加することにより、得ら
れる塑性加工用潤滑剤は、潤滑性および離型性がさらに
向上したものとなる。かかる固体潤滑剤としては、従来
より塑性加工用潤滑剤に用いられている固体潤滑剤があ
り、例えば、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、雲母、タルク、炭酸カ
ルシウムなどを挙げることができ、これらのうちでは二
硫化モリブデンおよび窒化ホウ素が特に好適に用いられ
る。
【0012】また、脂肪酸の金属塩としては、従来より
塑性加工用潤滑剤に用いられている脂肪酸の金属塩があ
り、例えば、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カル
シウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウ
ム、ステアリン酸マグネシウムなどが挙げられる。さら
に、ケイ酸塩としては、従来より塑性加工用潤滑剤に用
いられているケイ酸塩があり、例えば、水ガラス、メタ
ケイ酸ソーダ、オルソケイ酸ソーダなどを挙げることが
でき、これらのうちではオルソケイ酸ソーダが特に好適
に用いられる。
【0013】本発明の塑性加工用潤滑剤において、固体
潤滑剤、脂肪酸の金属塩および/またはケイ酸塩の配合
量は、その種類により異なるが、一般には全体の0.1
〜5.0重量%の量であるのが好ましい。
【0014】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるもの
ではない。実施例および比較例に用いた前記一般式
(1)で表される化合物名を以下に記す。
【0015】化合物1:ビフェノール 化合物2:ビスフェノールA 化合物3:チオジフェノール 化合物4:ビスフェノールS(4,4’−体) 化合物5:ビスフェノールS(2,4’−体) 化合物6:ジメチルビスフェノールS 化合物7:テトラメチルビスフェノールS 化合物8:テトラブロモビスフェノールS 実施例1 下記の表1に示す重量比の潤滑成分の前駆体としての化
合物1(ビフェノール)と展着成分の水溶性高分子化合
物としてのメトローズ65SH−400(商標、メチル
セルロース誘導体、信越化学工業(株)製)とを、表1
に示す量(重量比)の苛性ソーダの水溶液に溶解し、実
施例1の塑性加工用潤滑剤を得た。
【0016】実施例2〜9、比較例1〜5 実施例1と同様にして、表1に示す潤滑成分前駆体と展
着成分とを、表1に示す重量比で、表1に示す量(重量
比)の苛性ソーダの水溶液に溶解し、実施例2〜9およ
び比較例1〜4の塑性加工用潤滑剤を得た。 比較例5 下記の表1に示す各成分重量比において、水にノニオン
界面活性剤としてクミルフェノールのエチレンオキサイ
ド(10モル)付加物を溶解した溶液に、潤滑成分とし
て土壌黒鉛を分散させ、さらに展着成分の水溶性高分子
化合物としてのメトローズ65SH−400(商標、メ
チルセルロース誘導体、信越化学工業(株)製)を溶解
して、比較例5の塑性加工用潤滑剤を得た。
【0017】
【表1】
【0018】実施例10 下記の表2に示す重量比の潤滑成分の前駆体としての化
合物4(ビスフェノールS(4,4’−体))と、展着
成分の水溶性高分子化合物としてのメトローズ65SH
−400(商標、セルロース誘導体、信越化学工業
(株)製)と、およびケイ酸塩としての水ガラスとを、
表2に示す量(重量比)の苛性ソーダの水溶液に溶解
し、実施例10の塑性加工用潤滑剤を得た。
【0019】実施例11〜19 実施例10と同様にして、表2に示す潤滑成分前駆体お
よび展着成分と、固体潤滑剤、脂肪酸の金属塩および/
またはケイ酸塩とを、表2に示す重量比で、表2に示す
量(重量比)の苛性ソーダの水溶液に溶解し、実施例1
1〜19の塑性加工用潤滑剤を得た。
【0020】
【表2】
【0021】実施例1〜19および比較例1〜5の塑性
加工用潤滑剤の特性を、下記の方法により評価した。 1.摩擦係数 リング圧縮試験法により摩擦係数(μ)を求めた。プレ
ス機に取り外し可能なφ120×50mmの金型(SKD
61、焼き入れ)上下各1枚を約200℃に加熱し、水
で10倍に希釈した塑性加工用潤滑剤2mlをスプレー塗
布する。一方、外径φ30×内径φ15×高さ10mmの
リング(S45C材)をAr雰囲気中の電気炉で100
0℃に加熱し、プレス機に金型をセットして加熱したリ
ングを置き、プレスし、リングの高さの減少率(加工度
50%)と内径変化率を、「工藤によるエネルギー法」
(Proc.5th Japan Nat.Cong.
Appl.Mech.,(1955),75)により求
められる理論曲線にプロットして、摩擦係数を求めた。
また、その時の台セットの汚れを観察した。その結果を
下記の表3に示す。
【0022】
【表3】
【0023】
【発明の効果】本発明の塑性加工用潤滑剤を用いれば、
油中あるいは水中に黒鉛を分散させた従来の塑性加工用
潤滑剤を使用したときのような環境の汚染がなくなる。
また、本発明の塑性加工用潤滑剤は、黒鉛に代わる潤滑
成分として有機カルボン酸アルカリ金属塩を用いた塑性
加工用潤滑剤と比較して、同等以上の潤滑性を示すこと
により、非黒鉛系の塑性加工用潤滑剤として有用であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10N 10:04 40:24

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潤滑成分として下記一般式(1)で表さ
    れる化合物のアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩
    の群から選ばれる少なくとも1種と、展着成分として水
    溶性高分子化合物の群から選ばれる少なくとも1種とを
    含有する塑性加工用潤滑剤。 【化1】 (式中、Aは、直接結合、−CH2 −,−CH(C
    3 )−,−C(CH3 2−,−S−または−SO2
    −を表し、R1 ,R2 ,R3 およびR4 は、それぞれ独
    立に、水素原子、臭素原子または−CH3 を表す)
  2. 【請求項2】 固体潤滑剤、脂肪酸の金属塩およびケイ
    酸塩の群から選ばれる少なくとも1種をさらに含む、請
    求項1記載の塑性加工用潤滑剤。
JP10035012A 1998-02-17 1998-02-17 塑性加工用潤滑剤 Pending JPH11228980A (ja)

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