JPS60202196A - 金属の塑性加工法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は金属の塑性加工法に係シ、特に鋼材の加工に好
適な金属の塑性加工法に関する。

〔発明の背景〕

従来、鋼材あるいはアルミニウム材の冷間加工用の潤滑
処理方法として、素材の表面に予め燐酸塩被膜処理を施
し、更にその被膜の上に金属石けんの潤滑被膜を形成さ
せる方法が広く用いられている。この潤滑処理被膜は、
加工の際、金型と被加工材の間の焼付き防止に優れたも
のであるが、この処理法はその設備と管理に多くの費用
を要するとともに、複雑な処理工程を避けることはでき
ない。また、リン酸塩処理被膜は加工後も被加工材の表
面に多量残存し、例えば亜鉛めっき、銅めっき等の金属
めっきを施す場合、この被膜は障害となるため酸洗など
により除去しなければならない。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、良好な潤滑性を付与することがで
き、しかも、作業条件などの点で工業的に有利な冷間加
工法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の金属の塑性加工法の特徴は、金属素材と潤滑処
理剤とを加温接触させ、しかる後処理剤を含む媒体存在
下で加工することにある。潤滑処理剤の素材表面接触に
よって素材表面に被膜が形成される。

本発明における冷間加工用表面潤滑処理剤は望ましくは
酸性燐酸エステル又は縮合燐酸もしくは両者の混合物を
含有する有機液体からなる。また、潤滑処理方法は、望
ましくは上記の溶液により金属の表面を処理することを
特徴とする。　′このような処理剤を例示すれば次の通
りである。

（ＲＯ）、−Ｐ（ＯＨ）ａ−−（ｎは１或いは２）・・
・・・・・・・（１） １ （ＲＯ）、　−Ｐ（ＯＨ）３−、（ｎは１或いは２）・
・・・・・・・・（旧 １ （ＯＲ）２ＰＨ・・・・・・・・・（ＩＩＩ）Ｈｍ＋２
　Ｆ！１０３１１４１　（ｎは１〜６の整数）・・・・
・・・・・（ＩＶ） ＨＩＩＰ、Ｏｓ、　（ｎは１〜８の整数）・・・・・・
・・・（■） 上記の一般式（Ｉ）〜（１１）は酸性燐酸エステルでち
ゃ一般式（ＩＶ）　、　ｍは縮合燐酸である。尚、上記
式中のＲは炭素数１〜１８の飽和或いは不飽和炭化水素
基、フェニル基、アルキルフェニル基赤ら選ばれる基で
ある。

本発明における潤滑効果は、金属表面に形成された反応
被膜によるものと推定される。したがりて、本発明に用
いられる酸性燐酸エステルあるいは縮合燐酸の配合量は
反応被膜の形成に十分な濃度のものが用いられる。実用
的には０．０１重量％以上、望ましくは１重量％以上の
ものが有用である。上限は特になく、酸性燐酸エステル
又は縮合燐酸そのまま用いてもよい。但し、溶媒などの
媒体がないときは、焼付き防止には効果があるが、すべ
り抵抗が大きいので、ノックアウト時加工品が座屈し易
くなる。しかし、表面処理後、油などすべり性の良い媒
体あるいは上記した処理剤を添加した処理液の存在下で
加工すれば十分な加工性能が得られる。

本発明でいう潤滑処理はある程度加温した状態で素材と
処理剤を接触させる作業である。実用的にｔま１００Ｃ
以上で接触させることが望ましい。

１００Ｃ以上に加熱した素材表面に処理剤をスプレーあ
るいははけ塗りするか、望ましくは、加熱した素材を処
理剤中に浸漬する方法が推奨できる。

あるいは、処理剤を付着させた状態で素材を加熱する方
法も可能である。

本発明のもう一つの特徴は、予め、処理膜を形成するだ
けでなく、加工時にも処理剤を含む媒体、例えば油の存
在下で加工を行う点にある。

これまで発明者らは処理剤を含む状態で冷間加工を行う
研究を進めた結果、従来の燐酸塩被膜処理と同等レベル
の加工性能を発揮し得る潤滑油を開発した。更に商性能
化すべく検討を進め、本発明に至ったものである。

本発明の考え方は潤滑油塗布のみでは潤滑膜の形成が不
十分な加工条件でも、予め、形成させた処理板膜で潤滑
を分担させることにより、厳しい加工条件における焼付
き発生を防止するようにし　。

たものである。

処理剤の組成に関しては次の様である。媒体としては潤
滑性のある液体であれば良く、一般に用いられている鉱
油の他、多価アルコールエステル。

二塩基酸エステル、ポリオレフィン、ポリアルキレング
リコール、アルキルベンゼンなどの合成油が用いられる
。これらに配合される縮合燐酸としては鎖状ポリ燐酸Ｈ
ａ　４２　Ｐａ０３＋　＋ｌ　（ｎ　＝　１〜６　）、
環状ポリメタ燐酸Ｈ−Ｐ、Ｏｓ−（ｎ　＝　１〜８　）
などが該当する。また、酸性燐酸エステルとしては燐酸
、亜燐酸のモノエステル、ジエステル、ハイドロジエン
ホスファイト、アシッドホスフェートなどが阪当する。

一般式で表現すると、 （几０）、−Ｐ（ＯＨ）３−エ １ （ＲＯ）−Ｐ（ＯＨ）３− （ＯＲ）２ＰＨ １ である。式中の几は炭素数１〜１８の飽和又は不飽和炭
化水素、フェニル基、アルキルフェニル基である１、ｎ
は１又は２である。

具体的には、酸性燐酸エステルとして、モノメチルホス
フェート、ジメチルホスフェート、モノエチルホスフェ
ート、ジエチルホスフェート、モノブチルホスフェート
、ジブチルホスフェート。

モノオクチルホスクェート、ジオクチルホスフェート、
モノラウリルホスフェ゛−ト、ジラウリルホスフェート
、モノフェニルホスフェート、ジフェニルホスフェート
、モノステアリルホスフェート。

ジオレイルホスフェート、メチルアシッドホスフェート
、ブチルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホス
フェート、オクタデシルホスフェート、メチルブチルホ
スフェート、フェニルブチル。

ホスフェート、フェニルオクチルホスフェートなどが該
当する。酸性亜燐酸エステルとしては、モノメチルホス
ファイト、ジメチルホスファイト。

モノエチルホスファイト、ジエチルホスファイト。

モツプチルホスファイト、ジブチルホスファイト。

モ／フェニルホスファイト、ジフェニルホスファイト、
モノデシルホスファイト、ジデシルポス７１ アイトなどが該当する。（ＯＲ）ｍＰＨタイプのものと
してはジインデシルハイドロジエンホスファイト、ジラ
ウリルハイドロジエンホスファイト。

ジオレイルハイドロジエンホスファイト、ジブチルハイ
ドロジエンホスファイトなどが該当する。

〔発明の実施例〕

次に、本発明を具体的に示すために実施例で説明する。

実施例１ ４０Ｃにおける粘度が１５０　ｒｕｎ”　／　Ｓの鉱油
に各種酸性燐酸、縮合燐酸を２重量係配合した処理液を
用いて加工を行なったときの結果を示す。処理法として
は直径１０闘、長さ３０閣の円柱鋼材（ＳＣｒ４１５）
をＩＵＯｉＣＫ加熱し、処理剤中に３０秒浸漬した。こ
の処理鉱材を断面減少率６４％における前方押出し加工
を行なった。金型の外側にはヒータを取付け、金型温度
は任意に変えるようにした。温度を上げながら加工し、
焼付きが発生する温度を焼付き温度とし、この温度でも
って性能を評価した。この温度が高いほど性能が優れて
いることを示す。

なお、比較対照したものは次の３例である。

対照１　市販加工油を塗して加工。

加工油の組成 ベース油（、鉱油）：５０重量％ 添加剤 脂肪分　：３５重量％ 硫黄化合物：　５重量％ 塩素化合物：１０重量％ 対照２　燐酸塩被膜処理の後金属石けん処理してから加
工 表１の結果から、酸性燐酸エステル、縮合燐酸を含有す
る処理剤で処理することにより、加工性能は大幅に向上
することが分る。

表　１ ＊　１・・・１５０Ｃ以下、２・・・１５０〜２００ｔ
ｌ：’。

３・・・２００〜２５０ｔｌ：、４・・・２５０〜３０
０Ｃ。

５・・・３００〜３５０ 実施例２ 各種酸性燐性燐酸２重量％を４ＣＩ’における粘度が１
５０　ｍｍ２／　Ｓの鉱油に配合した処理液を用いて素
材を処理した。処理法は実施例１と同様、５（ｊ４１５
の円柱を１００Ｃに加熱し、処理液中に３０秒浸漬した
。この処理′鋼材にさらに各種処理液を塗布して、断面
減少率６４％における前方押出し加工を行なった。結果
を表２に示す。処理した後、さらに処理液を塗布するこ
とにより、一層優れた加工性能が得られることが分る。

〔発明の効果〕

以上説明した通シ、本発明によれば塑性加工時の焼付き
防止が図れるという効果がある。

第１頁の続き ■ＩｎＪＣ１，’　識別記号　庁内整理番号＠発明者　
奈良原　俊和　日立市幸町３所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属素材と、該金属素材表面に被膜を形成する潤滑
   処理剤とを加温接触させ、しかる後該処理剤を含む媒体
   下で前記金属素材を加工することを特徴とする金属の塑
   性加工法。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、前記処理剤は
   一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ） （ｆＬ　Ｏ）−−Ｐ　（ＯＨ）　３−　・・・・・・・
   ・・・・・（Ｉ）１ （几０）　、−Ｐ　（ｏｉ−ｉ）３−、　・・・・・・
   ・・・・・・（旧１ （ＯＲ）　２　Ｐ　Ｈ・・・・・・・・・・・・（ＤＩ
   ）（各式中、Ｒは炭素数１〜１８の飽和或いは不飽和炭
   化水素基、フェニル基、アルキルフェニル基から選ばれ
   る基であり、ｎは１或いは２である）から選ばれる酸性
   燐酸エステルの内少なくとも１種を含有するものである
   ことを特徴とする金属の塑性加工法。 ３、特許請求の範囲第１項記載において、前記処理剤は
   一般式（ＩＶ）或いは（■） Ｈ＋４ｚＰ　ｍ０５ｍ＋ｔ　（”は１〜６の整数）　・
   −・・（ＩＶ）Ｈ−Ｐ−Ｏａ−（”は１〜８の整数）・
   ・・・・・（■）で表わされる縮合燐酸の内少なくとも
   １種を含有するものであることを特徴とする金属の塑性
   加工法。