JPS58213880A - 鉄鋼材の冷間加工潤滑処理方法 - Google Patents

鉄鋼材の冷間加工潤滑処理方法

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JPS58213880A
JPS58213880A JP57094686A JP9468682A JPS58213880A JP S58213880 A JPS58213880 A JP S58213880A JP 57094686 A JP57094686 A JP 57094686A JP 9468682 A JP9468682 A JP 9468682A JP S58213880 A JPS58213880 A JP S58213880A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄鋼（＋４を冷間ＵＩＩ　ｉｌ：する場合に
施される鉄鋼材の冷間加工ｄＬ’３　Ｉ’ｌ！処四方法
に関するものである。
従来、鉄鋼材を冷間）Ｊ１＋工する場合、被加工材と工
具との金属前曲の摩擦を防止する為に被ｂｎ工材に潤滑
処理が施されるのが通常であり、比較的低加工度のもの
に対しでは、極圧添加剤や油性向上剤を添加した油又は
そのエマルジョンにより潤滑処理が施され、高１ＪＩＩ
　Ｉ朋のものに対してはリン酸亜鉛皮膜（ホバイト）又
はリン酸亜鉛皮膜とり／酸亜鉛鉄皮膜（フォスフオフイ
ライト）の混合皮膜を下地どし、−ｔの１−にす］・リ
ウム石けん又は金属石けん等の潤ｍ処理が施さＪしてい
た。
しかし近年省エネルキー、工程の省力化等のために一工
程あたりのＪＪＩ＋王度が次第に高くなって来ているこ
とと、被Ｕｌｌ工材の形状の複雑化、材質の高級化など
のために、加工が非常に苛酷になり、従来のリン酸塩皮
１１１ｇ　？適用した潤滑皮膜によってもしばしば焼付
きやスティック・スリップ現象を起している。
特に冷間鍛造加工においては一工程あたりの加工度（断
面減少率）が８０％に達するものがあり、加工中被加工
物表面の温寂が３００゛Ｃを超える。従ってリン酸塩皮
膜奢完全に施してあっても加工中の熱分解や物理的破壊
によりその性能を充分に発揮出来ない。
潤滑剤としてＭｏｂ、やグラファイトの様に耐熱性の良
い潤滑剤のみで、或はリン酸塩皮膜と併用して用いられ
ている例があるが、前者の場合には鉄鋼材表面への付着
性に難があり、又后者の場合には前述の如くリン酸塩皮
膜の熱破壊や物理的破壊のためにその効果が半減され、
必ずしも満足な結果が得られていない。
鋼管や線材の冷間引抜ｖロエでも冷間鍛造程の強加工で
ほないが、加工度の増大、被Ｄ１１工材の長尺化、引抜
速度の高速化等のために前ｌピ同様穐々問題がある。ま
た加工の峙酷化に１ゝトい、焼付き等の品質的問題ばか
りでなく工具の摩耗が激しくなり、工具寿命が短縮され
、ｌ’：　Ｊ−１，費の増大を来たしている。
本発明は、これ等の問題点を解決すべく鉄鋼材の冷間加
工潤滑処理方法全改良し、潤滑性を向上させることを目
的と１−−Ｃい４）１゜本発明の目的ケ達成すべく本発
明者が柚々研究した結果、鉄鋼＠を冷間υｎ　、−”Ｊ
ｌする際、予め鉄鋼材を、各成分濃度がカルンウノ、イ
オン（）、１〜０．３５％、亜鉛イオン０．１〜１．５
％、リン酸イオン０．５〜３．０％、硝酸イオン３．０
〜５．０％で、１″１．つ亜鉛イオンに対するカル／ラ
ムイオンのｋＦｖ比が０．１〜１．０及びリン酸イオン
に対する硝酸イオンの重量比が１．０〜５．０であるリ
ン酸塩皮膜化成処理液で処理し、次いで潤滑剤処理を施
すことにより冷間加工性を向上させること全見出し特定
発明を完成した。
この処理が施された鉄鋼材表面のリン酸塩皮膜は、リン
酸亜鉛及び／又はリン酸唾鉛鉄とリン酸亜鉛カルシウム
が適度に混合され、潤滑剤の下地皮膜として良好なる性
能を有するものである。
リン酸塩皮膜化成処理液中の各イオンの濃度及び重量比
を限定する理由は、カル／ラムイオンの場合、０．１％
未満であると強加工に必要なリン酸亜鉛カルシウム皮膜
が殆んど生成せず、又（１，３５％を超えると皮膜中の
リン酸亜鉛カルシウムの割合が多くな！、ｌ過ぎ、リン
酸塩皮膜重量及び潤滑層としのす）　ＩＪウム石けんと
の反応金属石けん量が減少する。
唾鉛イオンの場合は、０，１％未満であると化成不良を
生じ、また１、５％を超えるとリン酸徂鉛カル／ウムの
生成割合が減少する。
リン酸イオンの場合は、０．５％未満で必４）と潤滑剤
の下地として必要な皮膜が化成しにくく、３．０％を超
えても消費量が埠１えるたけで、冷υ■憧に見合う効果
が得られない。
硝酸イオンの場合は、３．０％未満であると酸化力が弱
く処理液中の第一鉄イオンが浴中に畜′槓し、５．０％
を超えると生成する化成皮膜結晶粒子が粗大になり強ｊ
ＪＯ工に適さない。
第　　１　　表 カルシウムイオンと：Ｉｔｊ鉛イオンの重量比は最も軍
費な因子で、第１表に示す様にＺｎイオンに対するｅａ
イオンの重１比が０．１未満であるとリン酸亜鉛カルシ
ウム皮膜が殆んど生成せず、強加工に耐えられなくなり
、１．０ヲ超えると生成する皮膜中の成分がすべてリン
酸亜鉛カル７ウムとなり、ナトリウム石けんとの反応金
属石けん量が極端に減少して、強υロエに耐えられなく
なる。Ｚｎイオンに対するＣａイオンの重量比は好まし
くは０．２〜０．７である。
リン酸イオンに対する硝酸イオンの重量比は、１．０未
満であると酸化力が弱く浴中ＶＣ第一鉄イオンが蓄積し
て行き化成不良ケ生じ、また５、０に超えると生成する
化成皮膜結晶粒子が粗大にな９強加工に適さない。
本発明に於けるリン酸塩皮膜化成処理液で処理する場合
、被処理物は脱脂酸洗、メカニカルデスケール等によっ
て表面が清浄にさｎ、浸漬又はスプレ一方式が採用さす
る。
本発明の効果を実施例で祝明する。
実施例ｌ ５ＴＢ４２ＣＤ鋼管を、酸洗、水洗し、第２表のリン酸
塩皮膜化成処理液で処理（８０’Ｃ＆１０分）シ。
水洗し１次いで潤滑処理〔ボンダリューベ２３５（日本
バーカライジング株式会社製品）。７０９／ｌ。
７５℃、５分〕し乾燥後、抽伸機で引抜全行い、引抜力
、芯金力全測定し、更に引抜後の外観全観察した結果全
第３表に示す。
（１）リン酸塩皮膜化成処理液組成 ７− 第　　２　　表 （２）抽伸条件 供試拐律法　抽伸ｉ１１　２　ｓ、４φＸ２．５０を抽
伸後　２０．０φＸ１．５５を 加工社（断（１１１減少率）５０％ 引抜速度　　　　１７・８％］１ｎ （３）試験結果 　８− 第　　３　　表 実施例２ ８Ｃへ１３線材を　実施例１と同じ処理液、処理方法で
行い、抽伸機で３回引抜き全行い、各回毎のリン酸塩皮
膜重量を測定し−Ｃ理論値に対する皮膜残存率を求め、
更に引抜後の状態及びダイスでしごき洛されるかすＮを
観察した結果を第４表に示す。
（１）抽伸条件 供試材寸法　抽伸ｆｐＨ１２，０φ −９−Ａワ 第１回抽伸ｆＩｉ１０．０φ 第２回抽伸後　　８．５φ 第３回抽伸後　　７．０φ 引抜速ＷＥ、１７・８ｒｒｙｎ〕■ｎ （２）　　試験結果 第　４　表 注：残存率 ワ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　−１１）−γ：加工度 ＊：皮膜が引抜き后も１００％残存したと仮定した時の
値 以上の如く本発明の方法によれば、耐焼付性、耐しごき
性に対する効果は実施例に示す如く、従来のものに比べ
て改善されたが、強υロエに対してはまだ若干の問題が
残る。
本発明者らは、この問題音解決すべく更に研究を行った
結果、特定発明におけるリン酸塩皮膜化成処理液にニッ
ケル、銅、コバルトの１種又は２種以上のイオンを添υ
口することにより、得られる皮膜中のリン酸亜鉛力ルン
ウムの含有量を変化させることなく、皮膜重量が増加し
冷間加工性が改善されることを見出し、第２番目の発明
を完成した。
すなわち、該リン酸塩皮膜化成処理液に硝酸ニッケル、
炭酸ニッケル、４１６酸銅、炭酸銅、硝酸コバルト、炭
酸コバルトなど會金桐イオンとして全体量で０．１〜０
．２％添υｌｉすることである。添７１０ｍが全極イオ
ンとして０．０１％未満では皮膜重量を増加させる効果
は殆んどなく、０．２％會超えてもその効果は飽和して
し捷りので、経済的効果を考えれば上限を０．２％に押
えるべきである。これ等の金栖イオンを添υ１１シてイ
１４らＪｌ、る効果を実施例で示す。
実施例３ ８　（２Ｍ　３線材を、第５表のリン酸塩皮膜化成処理
液を用いた以タ目ゴ実施例２と同様の方法で処理し、抽
伸機で４回引抜ケ付い、各（ロ）毎の皮膜重量會測建し
た。又同時に引抜后の扶助及びかすの発生１を覗察しｌ
こ。
（リ　リン酸塩皮膜化成処理液組成 第　　５　　表 （２）抽伸条件 供試材寸法　抽伸前　　　　１２φ 第１回抽伸後　１０φ 第２回抽伸後　　８．５φ 第３回抽伸後　　７．０φ 第４回抽伸後　　６．０φ 引抜速度　　　　　　　１７’　ｎｙｍｉｎ（３）試験
結果 以−トの如く、本発明全実施することにより、鉄鋼材の
冷間加工に於ける潤滑性全向上させることが出来、これ
ｔ（伴ない冷間加工工具の寿命をも延長させることが出
来る。
代理人　　　岡　　部　　正　　良

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　鉄鋼材を冷間加工する際、予め鉄鋼打金、／
    ？！ｒ成分濃度がカルシウムイオン０．１〜０３５％、
    亜鉛イオン０．１〜１．５％、リン酸イオン０．５〜３
    ．０％、硝酸イオン３０〜５．０％で、且つ亜鉛イオン
    に対するカルシウムイオンの重量比が０．１〜１．０及
    びリン酸イオンに対する硝酸イオンの重量比が１．０〜
    ５０であるリン酸塩皮膜化成処理液で処理り１次いで潤
    滑剤処理を施工こと全特徴とする鉄＠＠の冷間加工潤滑
    処理方法０
  2. （２）鉄鋼材全冷間加工する際、予め鉄鋼材を。 各成分濃度がカルシウムイオン０．１〜０．３５％、亜
    鉛イオン０１〜１．５％。リン酸イオン０５〜３．０％
    、硝酸イオン３０〜５．０％、及ヒニッケル、銅、コノ
    くルトの１種又は２種以上のイオンを全体量で０．０１
    〜０．２％で。 且つ亜鉛イオンに対するカルシウムイオンの重量比が０
    ．１〜１．０及びリン酸イオンに対する硝酸イオンの重
    量比が１．０〜５．（）であるリン酸塩皮膜化成処理液
    で処理し、次いで潤屑剤処ｉ！１１分施すことを特徴と
    する鉄鋼材の冷間加工潤滑処理方法。
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