JPS5981394A - 金属のプレス加工用潤滑剤 - Google Patents

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】 本発明は金属利料の温間あるいは深絞り加工のような難
成形の冷間鍛造加工に使用する耐熱、耐圧性に優れた潤
滑剤の提供に関する。

金属材料を電気抵抗加熱、高周波加熱等の手段により予
熱して連続的に温間鍛造を行う場合、従来その潤滑剤と
しては、油脂、鉱油を主成分とし、これに耐熱効果を目
的として粉末状の固形物、例えば黒鉛、二硫化モリブデ
ン、ステアリン酸Ｎａ。

Ａ７？、Ｏａ等を単体で１〜２種混合したものを用い、
これを鍛造直前の被加工材に滴下あるいけスプレ一方式
で塗布するのが通例である。

しかし、このような従来の潤滑剤を使用する場合にあっ
ては、粉末状の固形物を含有せしめたとしても、被加工
材に付着したさい、加熱された材料熱によってそれらの
有効固形物成分が容易に分解してし甘い（例えば黒鉛で
一３００〜５００’Ｃ，二硫ｒヒー〔リブデンでは２５
０〜４５０°Ｃ）、スケール状に変質して必要な温間鍛
造時にｉｔ圧、耐熱延性が発揮されない欠点があった。

このため、５００”Ｃ以上の温間鍛造をする場合では、
主ダイス内の焼付の多発を免れず、工具寿命の延長を計
れないことから余り実用化されていない実情にある。

オだ潤滑性の劣化を考慮して、潤滑量を多くすることも
試みられたが、この場合では加熱材料の温度が低下し、
加工荷重が高くなるため、割れに対する感受性が増加し
かつ製品寸法精度も悪くなる問題を抱える。さらに粉末
固形成分を多くし使用量を増加することも考えられるが
、旧情コストの増加をきだすものとなる。

一方深絞り加工のような難成形の冷間鍛造を行う場合で
は、従来その潤滑剤として、油脂、鉱油を主成分とし、
これに耐圧、転がり効果を目的として粉末状の固形物、
例えば黒鉛、二硫化モリブデン、ステアリン酸Ｎａ、　
ｈｌ、Ｃａ等を単体で１〜２種混合したものを用い、こ
れをやはり鍛造１α前乃至加工時に深絞り加工材あるい
はその他の蕪加工材に刷毛もしくけスプレ一方式で塗布
するのが通例であ２）。

しかし、このような従来の潤滑剤を使用して深絞り加工
等を行った場合では、上記粉末状の固形物の存在にも拘
らず、いずれにしても満足すべき潤滑性能を得ることが
できないのが実情である。

これは、例えば黒鉛、二価、化モリブデン等に１μ以下
の粒径のものを使用した場合では、耐圧性には良好であ
っても転がり効果が少なく、延性力が劣化するため焼付
原因となり、一方７〜２μの粒径のものを使用した場合
では、転がり効果は大きい反面、製品の表面粗さを大き
くする原因となっているためである。

上記のような実情（（鑑へ、本発明は金属材料を温間＃
造する場合、並びに深絞り加工などのケ（ｆ成形の冷間
鍛造する場合のいずれにも使用できて、各々の場合にお
いて優れた拐滑特性を発揮することができる新しいプレ
ス加工用潤滑剤を提供ぜんとするものである。

以下本発明の潤滑剤について詳述して行く。本発明に係
る潤滑剤には大別して、硫化油脂２０〜５０チ、リン系
極圧剤２〜１０係、残部油脂、その他の極圧剤、鉱油、
活性剤等からなるものをその潤滑基剤として用いる場合
と、有機モリブデンをその潤滑基剤として用いる場合と
（Ｃ公卿される。しかし乍ら、両者とも後述する本発明
の最も特徴的な複合固形物を含有せしめ、かつ最終的に
一定の粘度のものに仕上げられる点で変りなく、使用用
途、潤滑特性の両面で木質的な違いは余り無い。なお前
者の潤滑基剤を用いる場合では、そのベースの油脂量を
８５〜７５チ程度に一配合するのが好才しい。

これは潤滑剤の粘度調節を行う上で、３５％以下ではそ
の分備化油脂、極圧剤を増量しなけハ、ばならずコスト
高となり、一方７５係を超えると狙滑性が悪くなるだめ
である。

しかして、本発明に係る潤滑剤は上記潤滑基剤に対し、
後に詳しく述べるような複合固形物を１〜４０チ含有せ
しめ、かつ４０°Ｃでの重力粘度を４０〜８０００　ｃ
ｎｔ　（センチストークス）に調整して（構成される。

複合固形物の添加量を１〜４０％の範囲とするのは、そ
の下限以下では潤滑性能が余り改善されず、一方その−
１−限を超えると粘度が高過きて天性的に潤滑方法に困
難をきたすためである。捷た潤滑剤の粘度を最終的（で
上記範囲に＝”ｌ整するのは、その下限以下では固形物
が沈澱′シ易くなり、一方その上限を超えると粘過ぎて
グリースポンプや刷毛による塗布しか行えなくなるため
である。

次に本発明の潤滑剤を構成する配合成分のうぢ最も特徴
的な複合固形物について説明する。

本発明で１吏川する複合固形物は、やはり大別して、硫
化油脂２０〜５０％＋アスファル）１〜１０％とからな
るものを主剤として用いる場合と、有機モリブデン２０
〜５０％を主剤として用いる場合とに分類される。しか
し、いずノしを主剤として用いても、その使用用途、潤
滑作用に大きな差異は無いものと考えられる６なお前者
の主剤を用いる場合において、硫化油脂量を２０〜５０
係に限定したのは、その下限以下の場合目的とするグリ
ース状乃至ＩＦ１１子状のものに仕上げることができな
いためであ、す、一方その」−眼を超えると固才らなく
なるためである。寸だアスファルト（は名粉末を連繋す
る役割を果すが、１〜１０％がその必要十分な添加量で
ある。

本発明で使用する複合固形物は、−１−、詔のような主
剤各所定量に対して、次のような三種類の異なる性質を
示す各５μ以下の固形物を均一に混合せしめ、グリース
状乃至団子状に一旦成形した後、この粉末固形物を乾燥
させ、さらにこれを粉砕して粒度５〜１５０μに調整し
たものからなる。

すなわち、用いられる固形物は、大概、（１）主として
耐圧性に優れた５μ以下の固形物（以下単にＡグループ
の固形物）、　（１）主として延性に優れた５μ以下の
固形物（以下ｒ）ｓにＢグループの固形物）　、（ＩＮ
）主として転がり効果に優れた５μ以下の固形物（以下
ｉ１ｉ、にＣグループの固形物）に分別され、少なくと
もＡ、ＢおよびＣグループに属する固形物の一種が混合
される。下記に各グループに属する固形物の具体例を、
カッコ内に好寸（７い添加量を付して掲げる。

（１）Ａグループ 黒鉛（１〜８０　％　）　、二硫化モリブデン（１〜２
０　％　）　、ステアリン酸ＡＩ？、Ｏａ、Ｎａ（１〜
５係）、硫酸カルシウム（１〜５％）、銅粉（１〜５悌
）、硫黄粉（１〜１０係）、フッ化カルシウム（１〜５
条）、ホウ酸ナトリウム（１〜１０　　　・係）、ポリ
アミド＋黒鉛（１〜１０係）および有機、モリブデン粉
（１〜５係）。

（ＩＩ）　Ｂグループ 黒鉛、ホウ酸ナトリウム、ポリアミドイミド十黒鉛等に
ついては、耐圧性と延性どの複合特性を具備しているた
め、」−記の場合と兼用することができる。その他合成
貨ｆｆ１（１〜５％）が挙げられる。

（１）　Ｃグループ 二硫化モリブデン、硫酸カルシウム、有機モリブデン粉
等については、面１圧件と転がり効果との複合特性を具
備しているため、上記の場合と兼用することができる。

その他炭酸カルシウム（１〜１０チ）、チツ化ホウ素（
１〜５％）、酸化ビスマス（１〜５係）が挙げられる。

このような各グループＩＣｎする固形物の主剤にχ・ｔ
する配合添加量は、加工内容によって適宜に調整される
。まだ各グループからの固形物の選択も、その固形物の
もつ特性と加工に必要とされる潤滑拮性を比較勘案して
適宜にでし得る。

なお、用いられる各固形物が５μ以下のものであること
、また複合固形物が最終的に粒度５〜１５０μに調整さ
れることの技術的意味については、後の説、明で明らか
とされる。

次に、以上に説明した本発明の潤滑剤をプレス加工にｆ
ｌ、した場合の作用効果について述べる。

（Ｉ）溝間ヘッディング加工、鍛造の場合従来の単体の
固形物を混入した潤滑剤では、５００°Ｃ以−１〕に加
熱された被加工材に塗布すると、材刺熱によって加工開
始前に分解してし寸い、必要な加工時にはその潤滑効果
が減殺してし甘うことは先に述べた通りである。

これに対し、本発明の潤滑剤を使用した場合では、複合
固形物を潤滑基剤中に含有せしめ、これをスプレーある
いけ刷毛による所望の塗布手段により塗布することがで
き、しかも複合固形物は５〜１５０μの粒子の中に、さ
らに耐熱、耐圧、延性に優れた５μ以゛下の各種粉状固
形物を含有していることから、被加工月に付着しても容
易に分解することなく、未だ有効成分たる複合固形物を
含む１才の状態で加工に関与せしめることができ、こわ
、によって非常に大きな潤滑性能の向上が計れるのであ
る。

すなわち、本発明で特に５〜１５０／ｌの複合固形物を
用いる理由は、５μ以下才でそハ、を粉砕すると、５μ
以下の複合固形物が容易に単体化し、企図する複合効果
が持続できなくなるためである。

−１＋た北限を１５０μにしているのは、余り大き過ぎ
ると潤滑基剤およびグリースと混合し、でも分離し易く
、これを塗布すると成形金型に多量に付着し、製品寸法
精度に悪影響をきたし７はじめるためである。

ところで、本発明で使用する複合固形物の粒度′ｒ′ｉ
５〜１５０μと普通の雇渭剤では考えられない程（て大
きいものである。しかし、複合固形物内に含有させてい
る個々の固形物粉末は、その粒度が５μ以下の小さなも
のであるため、粒度６〜７μ程度の黒鉛を潤滑剤に使用
した場合のような表面粗さに与える悪影響は認められず
、かつ又工具と材料との摩耗および圧力に対しては、５
〜１５０μの粒度が熱による分解、あるいは圧力によρ
分解され、耐熱、耐圧、延性および転が９効果に優れた
各種固形物が工具面に圧着して広がることから、むし−
ろ高温度範囲での潤滑効果に好ましい改善が得られるも
のと考えられる。

（■深絞り加工や難成形の冷間鍛造の場合従来の浄体の
固形物を使用し／ヒ潤滑剤を用いて、例えば深絞り加工
したＪ、Ｊ、ｌ、合では、耐圧力性が強く、延性が必要
とされることから、その深絞り寸法は制限される。

しかし、本発明に係るところの耐圧力に優れた複合固形
物を本来の深絞シ用潤滑剤に混入した潤滑剤を、スプレ
ーイりるいは刷毛等で被加工材に塗布して使用すると、
５〜１５０μの複合固形物中には耐圧力、延性に優れた
５μ以下の名神固形物が含有されていることから、表面
粗さを損なうことなく加工できるようになり、その深絞
り量も６種の異なった特性を具備する固形物の協同作几
によって太きぐすることが可能である。

次に、以」二に述べた本発明潤滑剤の具体的成分構成例
を掲げ、さらにその実施例を挙げて、その優れた潤滑性
能を明らかにする。

〔複合固形物の混合例〕

硫化油脂３０係、アスファルト８係を主剤とし、これに
下記に掲げる各５μ以Ｆの粉末固形物を均一に混入し、
グリース状あるいは団子状の粉末固形物を作った。

この粉末固形物を乾燥し７に後、粉砕機により粒度５〜
１５０．７７に調節し、複合固形物を得た。

次に、この複合固形物を用いた本発明潤滑剤の成分（ｔ
４構成を掲げる。

〈成分構成例１〉 複合固形物　　３０係 〈成分構成例２〉 有機モリブデン　９５係 複合固形物　　　　５チ 〈成分構成例３〉 複合固形物　　　３０チ なお、上記成分構成例１．２．８に掲げるものは、最終
的に４０℃における潤滑剤粘度を４４０ｃｓｔに言周整
したものである。

しかして、」１記のような成分（黄成例の潤滑剤を加工
に使用した場合の具体的笑施例全掲げる。

実施例１ この実施例は下記第１表に示す化学成分の高Ｍｎ鋼素材
を、ＭｌｏのボルトＶｃ温間ヘッディング加工するさい
、潤滑剤として上記構造例１のものを使用した場合の例
である。すなわち、下記第１表の高Ｍｎ鋼を１０３０に
方へ間圧延し、さらに９８６／にスギンバスした材料を
累月とし、これに所定の潟１滑剤ヲ塗布して１Ａ１０の
アブセットボルトヲ温間ヘッディングした。

第１表　供試材化学成分（Ｗｌ；係） とのさいの加工荷重を従来の潤滑剤を使用する場合と比
較して第１図に示才。この図から明らかなように、複合
固形物を含有している本発明の潤滑剤を使用しまた場合
で目、加工荷重が低く、かつ高ン晶における焼ｆ寸も要
用い。

この某施例からす［１らかとされるように、本発明の複
合固形物を含有している潤滑剤では、７５０〜８００℃
での温間ヘッディングにおいて、他の潤滑剤よプも加工
荷重が低くなシ、加工性が良好なことが判る。才だ焼付
の有無を確認するため、予熱温度を８００〜８５０℃に
し、て温間ヘッディングした。

この場合では、潤滑剤以外のトラブルに起因して長時間
ヘッディングが出来安かったが、潤滑特性である潤滑剤
の焼付けｎ３められなかった。

実施例２ この実施例（ハ）下記第２表に示す化学成分のオーステ
ナイトステンレス鋼（ＳＵＳＸＭ−７）を、１（１０の
ボルトに温間ヘッディング加工するさい、上記１’ｆ＆
成例２のものを潤滑剤として使用した場合の例である。

第２表　供試材化学成分（ｗｔ係） とのさいの加工荷重を第２図に示す。この図から明らか
なように、複合固形物を含有しない有機モリブデンのみ
からなる潤滑剤を使用した場合では、８００℃でボルト
首下部に焼付を発生するのに対し、本発明の潤滑剤を使
用した場合では、５５０℃でも焼付の発生（づ：認めら
れなかった。

実施例８ この実施例は下記′Ｗ、８表に示す化学成分の炭素鋼（
Ａ工Ｓ工１０２７）　を、？Ａ１０の７ｊ″ルトにｊ’
ｒ％間ヘッディング加工するさい、」−記（１に成例３
のものを潤滑剤として使用した場合の例である。

第８表　供試材化学成分（ｗｔ係） このさいの加工荷重を第３図に示す。この場合について
も、固形物を複合固形物の形態で含有していない従来の
４′４滑剤では、８００”Ｃで焼付を発生しているの１
・て対し、本発明の潤滑剤を使用した場合では、９００
℃の予熱温度でも焼付の発生ｅｊ：認めらｈレフかった
。

本発明のプレス加工用４゛・１滑剤は、以上に詳細に述
べた通シであって、硫化油脂、リン系椿圧剤等の混合配
合物、又は有機モリブデンからなる基剤に対し、一定の
異なる特性を有する固形物粉末を混合しかつ又一定の粒
度に調整された複合固形物を含有せしめてなるものであ
るから、従来５００℃以上の予熱温度では実質的に実施
できなかった温間鍛造や深絞り加工のよう之難成形の冷
間鍛造加工のいずれに対（〜でも有効に利用できて、そ
の複合固形物のもつ優れた柵渭特性にもとづき、加工荷
重を低減しつつ焼付を防止できると同時に、製品の表面
粗さ、寸法精度に悪影響を力えることのないのが特徴で
ある。

【図面の簡単な説明】

ｇ３１図は本発明に係る泪′Ｉ滑剤を用いて湿間ヘッデ
ィング加工した場合の潤滑性能を示す図である。 第２図と第３図は本発明に係る他の潤滑剤を用いて同じ
く温間ヘツデインク加工した場合の各４“、′１滑性＠
１？を示す図である。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸肥鋼所１−１□；
・１”； 第　７　図 ４ら潅襄°Ｃ 第２図 矛終７＾Ａ〜°Ｃ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　硫化油脂２０〜５０係、リン系極圧剤２〜１０％
   、残部油脂、その他の極圧剤、鉱油、活性剤等からなる
   潤滑基剤に、下記の複合固形物を１〜４０チ含有せしめ
   、かつ４０℃での重力粘度を４０〜８０００ｃｓｉ：に
   言周整し２てなることを特徴とする金属のプレス加工用
   潤滑剤。 複合固形物は、硫化油脂２０〜５０チ＋アスフアルト１
   〜１０係、又は有機モリブデン２０〜５０チからなる主
   剤に対し、 黒鉛、二硫化モリブデン、ステアリン酸ＡＩ、Ｏａ、Ｎ
   ａ、硫酸カルシウム、銅粉、硫黄粉、フッ化カルシウム
   、ホウ酸ナトリウム、（ポリアミドイミド＋黒鉛）もし
   くけ有機モリブデン粉のうちから少なくとも一種選ばれ
   る主として耐圧性に優れた５μ以下の固形物と、 黒鉛、ホウ酸ナトリウム、（ポリアミドイミド＋黒鉛）
   もし、くは合成雲母のうちから少なくとも一鍾選ばれる
   主として延性に優れた５μ以下の固形物と、 二硫化モリブデン、硫酸カルシウム、有機モリブデン粉
   、炭酸カルシウム、チツ化ホウ素もしくは酸化ビスマス
   のうちから少なくとも一種選ばれる主として転がり効果
   ｖｒ−佛れた５μ以下の固形物とを均一に混合してグリ
   ース状乃至団子状ｔＣＬ、これを乾燥後粉砕して粒度５
   〜１５０μに調整してなる。 ２、有機モリブデンからなる潤滑基剤に、下記の複合固
   形物を１〜４０係含有せしめ、かつ４０℃での重力粘度
   を４０〜８０００ｃｅｔ　　に調整し７てなることを特
   徴とする金属のプレス加工用潤滑剤。 複合固形物は、硫化油脂２０〜５０チ＋アスフアルト１
   〜１０チ、又は有機モリブデン２０〜５０チからなる主
   剤に対し、 黒鉛、二硫化モリブデン、ステアリン酸Ａｌ、Ｃａ　、
   　Ｎａ　、硫酸カルシウム、銅粉、硫黄粉、フッ化カル
   シウム、ホウ酸ナトリウム、（ポリアミドイミド＋黒鉛
   ）もしくは有機モリブデン粉のうちから少なくとも一種
   選ばれる主として耐圧性に優れた５μ以下の固形物と、 黒鉛、ホウ酸ナトリウム、（ポリアミドイミド＋黒鉛）
   もしくけ合成雲母のうちから少なくとも一種選ばれる主
   として延性に優れた５μ以下の固形物と、 二硫化モリブデン、硫酸カルシウム、有機モリブデン粉
   、炭酸カルシウム、チッ化ホウ素もしくは酸化ビスマス
   のうちから少なくとも一種選ばれる主として転がか効果
   に優れた５μ以下の固形物とを均一に混合してグリース
   状乃至団子状にし、これを乾燥後粉砕しそ粒度５〜１５
   ０μに調整してなる。