JPS61192795A - 金属成形方法及び潤滑剤 - Google Patents

金属成形方法及び潤滑剤

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JPS61192795A
JPS61192795A JP61017696A JP1769686A JPS61192795A JP S61192795 A JPS61192795 A JP S61192795A JP 61017696 A JP61017696 A JP 61017696A JP 1769686 A JP1769686 A JP 1769686A JP S61192795 A JPS61192795 A JP S61192795A
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JP
Japan
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lubricant
particles
carrier
waxy
metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP61017696A
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English (en)
Inventor
アラン・ロバート・ダグリツシユ
マーク・ハワード・フオスター
ウイリアム・フランシス・マーウイツク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rio Tinto Alcan International Ltd
Original Assignee
Alcan International Ltd Canada
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Filing date
Publication date
Application filed by Alcan International Ltd Canada filed Critical Alcan International Ltd Canada
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    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/201—Work-pieces; preparation of the work-pieces, e.g. lubricating, coating
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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】 本発明は金属成形用潤滑剤に関する。
金属成形用潤滑剤、は、金属成形操作における多様な変
形条件が相異なる要求を課すので多（の要件を満足しな
ければならない。
潤滑性能は関係する唯一の因子ではなく、その他の要件
、例えば金属表面の磨耗またはその他の偶発損声からの
保護、適用の容易性、除去の容易性、価格、健康及び安
全性等についても満足しうるものでなければならないこ
とにより、潤滑剤の規格は一層複雑となる。アルミニウ
ム板を成形して構成部材とし、これらを接着剤で結合し
て構造体を作る特定の応用におけるもう一つの要件は、
その次に適用される被覆物との相容性（コンパティビリ
ティ）であろう。はとんどの潤滑剤は、ある所定の応用
のために処方された均質ブレンドであり、その場合に一
つまたはそれ以上の性質（要件）が他の性質よりも重視
されるけれども、それは相反する要件の間での妥協であ
ることが多い。
不均質潤滑剤も周知であり、例えば水またはその他の揮
発性媒質中の潤滑剤成分の分散液がある。
しかしそのような潤滑剤は、被加工金属材料の表面へ適
用され、揮発性媒質が蒸発されるときに、被加工金属材
料上に連続的な均質潤滑膜を残留させるように意図され
ている。
諸性質のバランスを達成するため、金属成形用潤滑剤に
は、ある範囲の油脂類、ろう（ワックス）類、石鹸類及
び場合により重合体物質類が用いられており、それらの
各々は所定の用途のための利点を有する。現在の技術段
階では、これらのいずれも上記のすべての種々の要件に
ついての最適の緒特性を示すものがない。所望の諸性質
の特定の組合せを有するよ５に潤滑剤を処方して、これ
らの要件に適合し５るようたするのが望ましい。
本発明は、連続膜としてではなく、加工中に合体して連
続膜を形成せずに金属表面を保護する不連続の固体粒子
の形態となる潤滑剤を提供しようとする考えを基礎とす
るものである。
本発明は、被加工材料の表面に潤滑剤を適用した後その
被加工材料を変形することからなる金属成形法において
、該潤滑剤が固体もしくは粘稠液体の単量体有機キャリ
ヤー中の、金属成形温度よりも高い軟化点をもつろう質
物質の不連続粒子からなることを特徴とする金属成形方
法を提供する。
また本発明は、周囲温度で固体または粘稠液体である単
量体有機キャリヤーを発揮性液体媒質に含めた溶液また
は分散液中の、ろう質物質の粒子分散物よりなる金属変
形用潤滑剤をも提供する。
粒状潤滑剤は連続膜状潤滑剤と比較して二つの利点をも
つ。被加工材料の変形後、潤滑剤を金属表面から除去し
なければならないことがあるが、粒状潤滑剤は連続膜状
潤滑剤よりも容易に除去されることが多い。また被加工
材料の変形後に、ラッが、塗料または接着滑のようなあ
る種の物質材料が潤滑剤を存在させたまま金属の表面へ
適用さ赴なければならないことがあるが、その被覆材料
が潤滑材粒子間のキャリヤー媒体を置換し、またはそれ
に浸入することができるならば、そのような適用（被覆
）は一層満足すべきものである。
本発明が有用である加工法の一例は、接着剤で接合した
構成体（例えば自動車用）の形成のためにアルミニウム
板を成形してその構成部材とする加工法である。かかる
加工法は下記の工程を含む。
囚　コイル状のアルミニウムを連続的に洗浄し、表面処
理して、後で行なわれる工程において、接着剤への良好
な接合を確保する。
０３）次いで潤滑剤をその表面へ適用する。この−目的
は、金属表面を腐食もしくは水和から保護し、または磨
耗もしくは機械的損傷から保護し、その金属がこの段階
で、４ゴイル状または予備切断素材の形で数週間ないし
数ケ月間貯蔵されうるようにすることである。
ｆｃｌ　　その素材は、所望の形の構成部材に成形され
る。これがなされたならば、潤滑剤はもはや必要とされ
ない。しかしこの段階で、これを除去するには生産ライ
ンを追加の操作を必要としそして経費を増すことになろ
う。
■）必要とされる場合には接着剤を適用し、そして構成
部材を所望の構造体の形に一体に組立てる。この組立体
はスポット溶接して各部材を所定位置に保持できる。接
着剤はこの段階で、構造体を炉中で加熱することにより
一硬化しうる。
（Ｅ）　　構造体が塗装されるべき場合には、まず潤滑
剤を除去する処理によって構造体を清浄化する。
この清浄操作は、キャリヤー媒の軟化点以上の温度で実
施するのが好ましい。次いで塗料を１回またはそれ以上
適用する。最後に構造体を炉中で加熱することにより塗
料被覆を固化させる。この加熱工程を接着剤を硬化させ
るのに使用し、かくしてと記（Ｄ＋の硬化工程を省くこ
ともできる。
かかる加工法で使用するためＫは、潤滑剤はい（つかの
要件を充足する必要がある。貯蔵（Ｂｌの際の金属表面
を保護するために、潤滑剤は連続膜を形成する必要があ
る。そしてその膜は貯蔵温度において固体であるのが好
ましく、その理由は、液体膜は流動し、また塵埃を付着
させ易いからである。金属成形（０は、構成部材の伸長
及び変形を伴ない、特定の耐荷潤滑特性を要する。接着
剤が適用される場合（Ｄ、接着剤は前処理済金属表面へ
隣接し得えなければならず、そのために潤滑剤膜の連続
相は、その接着剤と相客性である必要があり、接着剤の
接合力を失なわせることなく（シかも粒状ろう質物質を
不溶のまま）接着剤中に容易に溶解し、接着剤により置
換され、あるいは接着剤と反応する。
最後に潤滑剤は容易に除去される必要があり（Ｅｌ、水
性清浄剤（クリーナー）により除去されるのが好ましい
。
本発明に関する潤滑剤はこれらの要件を満たすのに好適
である。不連続粒子のろう質物質は、金属成形に必要と
される耐荷性を有するように選定できる。キャリヤーは
、金属表面を保護し、ろう質粒子を金属表面へ付着させ
、接着剤中に溶解しもしくはそれと反応し、そしてクリ
ーナにより容易に除去される膜（好ましくは固体膜）を
与えるように処方される。粒子も、それらの不連続性の
故に、クリーナーによって容易に除去される。
この重要な用途にかかわらず、本発明に関する潤滑剤は
、種々の金属類、殊にｋｔに富む合金を含むアルミニウ
ムの成形用の汎用プレス潤滑剤として有用である。
粒子をなするう質物質は、動物性、植物性、鉱物性また
は合成物のいずれでもよい。それは、高分子量−価アル
コールと脂肪酸とのエステル；パラフィンワックス、例
えばマイクロクリスタリンワックス；低分子量ポリエチ
レン；及びアミドワックス；からなっていてよい。不連
続粒子が金属成形中に合体して連続膜となる程に活着ま
たは平坦化されないようにするには、硬質、高融点ワッ
クスを用いるのが好ましい。
粒子の寸法は、潤滑剤性能に関して非常に重要であると
は考えられない。最大寸法は、二つの主要な因子、すな
わち粒子間のギャップの金属基板に対する損傷の危険を
防ぐのに充分に近い距離で粒子を分布させる必要性；及
び粒子を金属表面に密接して保持し偶発的な粒子脱落の
危険を除く必要性；によって決定される。これらの因子
による粒子の直径のと限は、１００ミクロンであり、さ
らに好ましくは４０ミクロンである。粒子の寸法の下限
に関しては、約１ミクロン以下の粒子は、潤滑剤の粘度
を増加させて、塗布を困難にすることがある。適当な粒
子寸法範囲は５〜２５ミクロンである。粒状ろう質物質
は、印刷インク工業において使用されているので、市場
で入手できる。
粒状ろう質物質は所望の潤滑機能を果すに足る濃度で使
用されるべきである。多くの応用のためには、その厳格
な上限はない。しかし除去が必要な場合、あるいは殊に
潤滑剤の上から被覆物が塗布されなければならない場合
には、必要より多くの潤滑剤を使用すべきでない。
これらのろう質粒子は、それ自体では金属に接着しない
。本発明によれば、それらの粒子は、周囲温度で粘稠液
体、好ましくは固体である単量体有機キャリヤーの膜に
よって定位置に保持される。
かかるキャリヤーは、好ましくは３２０以下の分子量、
さらに好ましくは２５０以下の分子量を有する。接着剤
で接合されるアルミニウム構造体を作る特定の場合には
、キャリヤーはカルボニル基またはヒドロキシル基を有
するのが好ましく、そのような基によってそれは次に塗
布される接着剤と反応し、その中へ吸収されうる。適当
なキャリヤー物質としては脂肪酸、脂肪族アルコール及
び長鎖エステル等ｈ′−ある。
これらのうちの多くのもの、例えばラウリン酸は、金属
圧延潤滑剤用耐荷添加剤として公知であるが、概してそ
れら自体の潤滑特性は、本発明目的の金属成形用として
適当ではない。しかしそれらの潤滑性は著しく重要性を
もつものではない。
金属化合物は、一般に接着性能を害するので、存在しな
いのが好ましい。例えば金属石鹸は潤滑剤として広く用
いられているが、接着剤と相容性でない。また無機粒状
物質は、潤滑剤組成物に時として含まれる示、無機物を
正確な含量で含むように調合された接着剤の性能に悪影
響を与えうる。
さらには、多くの慣用潤滑剤は、界面活性剤を含ム水性
エマルジョンの形で使用される。界面活性剤は、潤滑剤
塗布シニトの貯蔵のときに、または長期接着性能に関し
て問題を生じうるので、本発明では使用しないのが好ま
しい。同様に１重合体有機キャリヤーは前述の単量体物
質と同様に接着剤と相客性でないことが多く、これも本
発明で使用しないのが好ましい。
ろう質物質の粒子を確実に保持するに足る厚さの膜を与
えるのに充分なキャリヤーを使用する必要があり、また
追加の表面保護を与えまたろう質物質の合体を防止する
ためにも充分な量のキャリヤーを使用しうる。粒子の寸
法にもよるが、２〜１５ミクロンのキャリヤー膜厚が満
足すべきものでありうる。粒状ろう質物質：キャリヤー
の重量比は可及的に高くするのが好ましい。この重量比
は、一般に１０：１ないし１：１０、好ましくは１：１
ないし６：１、殊に２：１ないし５：１である。前記の
自動車用の接着構造体の特定例の場合に、接着剤が潤滑
剤の上に適用される場合、その適用量は、金属表面１平
方メートル当り２〜１０ダラムの潤滑剤の範囲であるの
が好ましい。
適用を簡単化するため、キャリヤーは、好ましくはキシ
レンのような揮発性有機溶媒の如き、揮発性液体媒質（
ただしろう質物質を溶解しないもの）に溶解ないし分散
させることができる。潤滑剤は適当な粘度に処方調合し
て、金属表面に対し、好ましくはロール被覆のような技
法により均一な膜として、完全に塗布されうる。別法と
して、揮発性液体媒質中のキャリヤーの溶液または分散
液を金属表面に適用し、そして粒状ろう質物質をその膜
の上にスプレーしてもよい。いずれの場合にも、ろう質
物質の融点よりも低い温度での揮発性液体の蒸発後に、
ろう質物質の不連続粒子を定位置に強固に保持している
キャリヤーの粘稠または好ましくは固体の膜が得られる
。
実験 接着剤と潤滑剤との相客性（コンパティビリティ）を下
記の試験たより測定した。
予め脱脂し、表面処理してあったアルミニウム５２５１
合金のパネルを潤滑剤でバーコーティングして均一かつ
精確な膜とした。潤滑剤を約８０℃で乾燥して、重量差
により、その被覆膜の重さを測定した。次いでパネルを
１０（１０）１ＪＸ　２０　ｔＲｘの帯状片に切り分け
、重ね継ぎジグ用の標準的寸法の片を与えるように帯状
片を打抜き、穴を明けた。
清浄化し、表面処理したが潤滑剤を塗布してない標準寸
法片に市販接着剤（商標ＥＳＰ　１０５）を手で塗布し
、潤滑剤を塗布した別の標準寸法片に堅（重ね合せるこ
とにより、重ね継ぎした。重ね継ぎしたものは１８０℃
で３０分間硬化させ、剪断強度試験した。
成形性［Ｅｌは、下記の試験により測定した。直径１０
ｍの脱脂したアルミニウム５２１合金円板に潤滑剤をバ
ーコーティングした。成形性はその円板に押し込まれた
ドームの中間におけるけがきクロスハツチ上での歪とし
て測定した。
実施例　１ 下記の処方でいくつかの潤滑剤を作った。
アミドワックス　Ｃ２０重量部 キシレン　　　　　　　　６０重量部 キャリヤー　　　　　　　２０重量部 アミドワックス（Ａｍ１ｄｅ　ｗａｘ　）　Ｃは、ヘキ
スト社から販売されている非常に高い滴点の硬質ワック
スである。このものは２０〜４０ミクロンの粒子寸法で
使用した。潤滑剤を接着剤相客性及び成形性について試
験した。結果は表１に示しである。
ラウリン酸はアジピン酸ドデシルよりも好ましいくなん
となれば後者は周囲温度で液体であるからである〕。
実施例　２ 種々の割合のアミドワックスＣとアジピン酸ドデシルと
を組合せ、必要に応じてシンナーとしてキシレンを用い
ていくつかの潤滑剤を作った。これらの潤滑剤を接着剤
相容性及び成形性について試験した。結果を表２に示す
。ワックスとアジピン酸ドデシルとを４＝１の重量比で
含む潤滑剤が最良の性能であった。
実施例　５ 下記の処方でいくつかの潤滑剤を作った。
ろう質物質　　　　　　　　　　３２重量部エチレング
リコールモノエチルエーテル　６０重ｉｔ部ラウリン酸
（ドデカン酸）　　　　８重量部ラウリン酸を揮発性溶
剤に溶解し、ろう質物質を攪拌混入した。
下記の種々のろう質物質を使用した。
ハイドロがボンＡ６１６：フエルス（Ｈｕｅｌｓ）社か
ら販売されているフイツ７ヤー・ト ロプシュワックス。
ポリエチレンワックスＰＥ１３０：ヘキスト社から販売
されている非常に高い滴点の 硬質ワックス。
エチレンビスステアルアミド（ＥｂＳ、）：ヘンナイン
・ケミカル社から販売されている 非常に高い滴点の硬質ワックス。
これらの潤滑剤を接着剤相客性及び成形性について試験
した。結果は表６に示しである。
表１ 被覆重量　平　均 （Ｐ／ｍ”）接着強度 キャリヤー　　　　　（ＫＮ）　　Ｅ平均ラウリルアル
コール　　　　７．０　　３．４０　　０．０６８テト
ラデカノール　　　　　７．４　　３．４２　　０．０
６８デカン酸　　　　　　７．３　３，４８　　０．０
７３ラウリン酸　　　　７．６　　り、４４　０．０７
４デカン−１，１０−ジオール　　　８．０　　　３．
５４　　　０．０６１アジピン酸ジオクチル　　６．５
　　３．４３　　０．０７３潤滑剤なし　　　　　　　
３．６０−−表２ ワックス二アジピン　　合計被覆　　平均液重量　着強
度、　Ｅ平均 酸ジオクチルの比　　　（１〜）　　　（ＫＮ）−潤滑
剤なし　３．６０　　　− １　　：　　４　　　　　８．１　　　３，４０　　０
．０７（１０）：　　１６．５　　　３．４５　　０．
０７３４　　：　　１　　　　　　８．６　　　３．５
６　　０．０７６表５ 被覆重量　粒子寸法　Ｅ平均平均接着 ＰＥ１３０　　　　７．９　　　　６０　０．０７０　
３．１８ＰＥ１３０　　　１０．ｏ　　　　　１０　０
．０７４　３１２アｉド　Ｃ８，３２０−４００，０６
８３，３９アミド　Ｃ５，９１００，０７１３，４６Ｅ
ｂｓ　　　　　　　７．１　２０−４０　０．０８３　
３．４２４．９＊　２０−４０＊（１０）０８０＊　　
３．８５＊＊　繰返し測定値 （外５名）

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）被加口材料の表面に潤滑剤を適用した後その被加
    工材料を変形することからなる金属成形方法において、
    潤滑剤が固体もしくは粘稠液体の単量体有機キャリヤー
    中の、金属成形温度よりも高い軟化点をもつろう質物質
    の不連続粒子からなることを特徴とする金属成形方法。
  2. （２）周囲温度で固体または粘稠液体である単量体キャ
    リヤーの揮発性液体媒質中の溶液または分散液に分散さ
    れたろう質物質の粒子からなる金属変形用潤滑剤。
  3. （３）アルミニウムコイルの表面へ潤滑剤を適用し、そ
    の潤滑剤適用済のコイルから構成部材を切断しそして賦
    形し、その潤滑剤の存在下に接着剤を構成部材に適用し
    、構成部材同志を所望の構造に組立て、接着剤を硬化さ
    せることにより、接着剤で一体に接合されたアルミニウ
    ム構成部材からなる構造体を形成する方法において、潤
    滑剤が固体または粘稠液体の単量体キャリヤー中の、金
    属成形温度よりも高い軟化点を有するろう質物質の不連
    続粒子からなることを特徴とする上記構造体形成方法。
  4. （４）潤滑剤が接着剤と相容性である特許請求の範囲第
    ３項に記載の方法。
  5. （５）ろう質物質の粒子は５〜２５ミクロンの寸法範囲
    である特許請求の範囲第１、３または４項に記載の方法
    。
  6. （６）キャリヤーが３２０以下の分子量である特許請求
    の範囲第１、３、４または５項に記載の方法。
  7. （７）ろう質粒子：有機キャリヤーの重量比が１：１な
    いし６：１である特許請求の範囲第１または３〜６項の
    いずれかに記載の方法。
  8. （８）金属の表面１ｍ＾２当り２〜１０グラムの潤滑剤
    を使用する特許請求の範囲第１または３〜７項のいずれ
    かに記載の方法。
  9. （９）ろう質物質の粒子は５〜２５ミクロンの寸法範囲
    である特許請求の範囲第２項に記載の潤滑剤。
  10. （１０）キャリヤーが３２０以下の分子量である特許請
    求の範囲第２または９項に記載の潤滑剤。
  11. （１１）ろう質粒子：有機キャリヤーの重量比が１：１
    ないし６：１である特許請求の範囲第２、９または１０
    項に記載の潤滑剤。
JP61017696A 1985-01-29 1986-01-29 金属成形方法及び潤滑剤 Pending JPS61192795A (ja)

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