JPS612797A - 金属の無切削熱間加工のための高温潤滑剤 - Google Patents

金属の無切削熱間加工のための高温潤滑剤

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JPS612797A
JPS612797A JP60114449A JP11444985A JPS612797A JP S612797 A JPS612797 A JP S612797A JP 60114449 A JP60114449 A JP 60114449A JP 11444985 A JP11444985 A JP 11444985A JP S612797 A JPS612797 A JP S612797A
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lubricant
temperature
temperature lubricant
lubricant according
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JP60114449A
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ジヤツク　ペリアール
ハンス・ルドルフ・シユタウプ
アラン　クロン
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Lonza AG
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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、金属の無切削熱間加工のための高温潤滑剤ｉ
こ関する。　この高温潤滑剤は、固体側滑剤および残渣
の残らない分解性の有機製品を含有する。
グラファイト、アルキレンポリマーまたは］ポリマー、
および分散剤からなる高温潤滑剤が、スイス特許第５９
．５２９４　＠明細書により知られている。　そのよう
な潤滑剤に使用されるポリマーは、金属の熱間加工の間
に燃焼し残渣を残さないものであって、それにより、は
じめはポリマー溶融物が、そして後にはそのガス状態の
分解生成物が潤滑作用をするということができる。
ドイツ特許出願公開第２４３０２４９号明細書には、金
属の無切削熱間加工のための高温潤滑剤であって、リン
酸塩−ホウ酸塩ガラスの系、潤滑時可燃性の添加剤、お
よび駆動作用により除去され、残渣を残さない分解性の
有機質製品からなるものが記載されている。
この既知のＴＩＩ滑剤は、それ自体、抜群の潤滑性能を
示す。　しかし、高い温度での使用、ことに工具または
加工品に対する適用のための３５０℃を超える温度とく
に６００　’Ｃおよびそれ以上の温度での使用に際して
は、ｒｌＱ滑性能の著しい低下が観察された。
アルカリリン酸塩ホウ酸塩溶融生成物の添加は、別の欠
点として、高温の表面への低い濡れ特性を示す製品を与
える。　この欠点を解消するために■滑剤ディスパージ
ョンをケイ酸で安定化することが必要であった。　ケイ
酸は、一方で、潤滑特性に対して、また工具の寿命に対
して、悪影響を与える。
本発明の目的は、上述した欠点をもたず、６００℃を超
える温度においても完全かつ十分に活性のある潤滑フィ
ルムを形成できるような高温潤滑剤を提供することにあ
る。
この目的は、本発明に従う、特許請求の範囲第１項に記
載した高温潤滑剤によって達成される。
無機質の添加剤は、好ましくは０．２〜２５重量％のホ
ウ素化合物、０．２〜９８．８重量％のポリリン酸塩お
よび１〜９９．６重量％のアルカリケイ酸塩から成るも
のである。
好適な実施態様においては、ポリ・リン酸塩は不溶性の
、または難溶性の形態で使用する。　ポリ、リン酸塩と
しては、Ｙドレ゛ル（Ｍａｄｒｅｌｌ）塩またはクロル
（Ｋｕｒｒｏｌ）塩の使用が好ましい。　従って、式（
Ｎａ　ＰＯ３）　、の化合物（ｎは６〜５００００、好
ましくは６〜１０．０００）が問題になる。
ホウ素化合物は可溶性の形でもよいが、難溶性または不
溶性の形で使用することが好ましい。
ホウ素化合物としては、たとえばホウ砂、ホウ酸、Ｂ２
Ｏ３　、Ｋ、Ｂ５ｏ８・４Ｈ２Ｏまたはホウ酸亜鉛を使
用°する。
使用されるアルカリケイ酸塩は、ＳｉＯ２含有量が２１
〜４７％の、ナトリウム水ガラスまたはカリウム水ガラ
スが好都合である。
上記の好ましい不溶性または難溶性の化合物の使用は、
熱い表面への濡れ、とくに工具および（または）加工材
料の表面への、３５０’Ｃを超え、とくに６００℃また
はそれ以上の温度における、均一な膜厚という観点から
すると、とりわ（す好ましいものである。
各成分の量的関係は、固体潤滑剤は１〜９９重量％、加
熱時に残渣を残さない分解性の有機質製品は１〜５０重
量％、本発明に従う無機質の添加剤は１〜８０重量％、
そして有機質の安定剤は０゜２〜８０重量％の範囲にえ
らぶことができる。
本発明に従う好ましい態様においては、潤滑剤中の残渣
を残さない分解性の有Ｉｌ貿覧１品は、３５０℃までの
使用において最高でその５０重量％の量が、温度６５０
℃においては直線的に、そしてそれ以上の温度において
は最高で５重量％までの量が消失するように添加する。
温度３５０″Ｃにおいて使用する代表的な潤滑剤は、４
０〜９０重量％の固体潤滑剤、１０〜５０重量％の有機
質製品、０．２〜５重量％の無機質添加剤および０．２
〜５重量％の有機質安定剤を含有するものである。
６００℃またはそれ以上の温度で使用する潤滑剤は、好
ましくは１０〜９０重最％の固体潤滑剤、１〜１５重量
％の有機質製品、１０〜８６重量％の無機質添加剤およ
び０．２〜４重量％の有機質安定剤からなるべきもので
ある。
固体潤滑剤としては讐グラファイト、Ｍｏ５２（二硫化
モリブデン）　、Ｃａ　Ｆ２またはＢＮを添加すること
ができる。　固体潤滑剤のうち、グラファイトはとくに
好結果を与える。　グラファイトの中では、高い純度た
とえば９６％以上をもったものが、また平均粒子サイズ
が３００ミクロンを超えないものが好ましい。　最もよ
い結果は、純度９９．５％で平均の粒子ナイスが１００
ミクロンのグラフ７・イトを用いたときに得られる。
加熱時に残渣を残さない分解性の有機質製品は、たとえ
ばアルキレンホモポリマーまたはコポリマーである。　
これには、アリールアルケン、α。
β−不飽和酸およびエステル、β、Ｔ−不飽和酸および
エステル、アルケン（モノオレフィン、ジオレフィン等
）、ビニルエステル、ビニルアルコール、不飽和二塩基
酸およびエステル（ジカルボン酸およびエステル）、ア
ルキルエステル、ならびにアクリル酸およびエステルの
小モーまたはコポリマーが包含される。
アルキレンホモポリマーまたはコポリマーは、ポリエチ
レン、ポリメチルメタクリレート、ポリスチロール、ポ
リブタジェン、ポリビニルアセテート、ポリビニルプロ
ピオネート、メチルメタクリレートとスチレンのコポリ
マー、メチレンメタクリレートとα−メチルスチレンの
コポリマー、ポリジアリルフタレート、ポリプロピレン
、スチレンとブタジェンのコポリマー、ビニルアセテー
トとジブチルマレエートの］ポリマー、ビニルアセテー
トとエチレンのコポリマー、およびポリイソブチレンで
あることができる。　これらのポリマーは、単独で、ま
たは相互の混合物として使用することができる。
本発明の高温潤滑剤は、このほかの添加剤を含むことが
できる。　微生物に対する活性をもった成分や潤滑剤が
、それに属する。
上述の本発明に従う潤滑剤にとってとくに有利なのは、
ケイ酸が全く存在しないことであって、ケイ酸は通常は
高度に分散した酸化ケイ素として存在し、ポリリン酸塩
を含有する添加剤を安定剤として共存さけなければなら
ない。　ケイ酸は、それ自体望ましくないものである。
　というのは前記のように、潤滑特性および工具の寿命
に対して悪い影響を及ぼすからである。
既知の組成物においては、ケイ酸に代えて、たとえばセ
ル［１−スまたはポリサッカライドを用いることによっ
て高温潤滑剤を安定化するという問題は、解決されなか
った。　水性ディスパージョンにおいては、そのような
材料の混合物は凝集する傾向があり、使用できない。　
本発明に従う無機質添加剤を有機質安定剤と組み合わせ
た混合物によって、この欠点は除くことができた。
高温潤滑剤は、本発明に従って、５〜５０重量％の水性
ディスパージョンとして使用に供すべきである。　この
ディスパージョンは、１０〜３０℃において５００〜１
５０００Ｃ１）Ｓの粘度を有することが好ましい。
ディスパージョンの粘度を高めるためには、高温潤滑剤
中にすでに含有されている有Ｉｌｌ貿安定剤で十分であ
る。　しかじ、粘稠剤または粘稠剤混合物を用いて粘性
を高めることもまた、可能である。　適当な粘稠剤のグ
ループから例をあげれば、水溶性のポリサッカライド、
アルキルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアリ
−レート、ポリビニルピロリドン、また場合によっては
粘土のような鉱物がある。
前述のように、高温潤滑剤は通常は水性ディスパージョ
ンの形で使用する。　水性ディスパージョンは、工具お
よび（または）加工される材料の上に、１００℃ないし
９００℃を超えることのある温度において、適用するこ
とができる。　高温の表面に接触して水が蒸発し、均一
な膜厚をもったフィルムが形成される。
ディスパージョンの使用が好都合でない場合には、高温
潤滑剤は、粉粒状で使用することもできる。　その場合
は、たとえば工具および（または）加工材料に粉末をま
ぶすか、または潤滑剤を用いて圧延したり線引きしたり
する。
本発明の高温潤滑剤は、とくに６００℃およびそれ以上
の温度での使用に適する。　潤滑剤の高温安定性とくに
潤滑フィルムの安定性は、本質的に大部分、無機質添加
剤によって得られる。　本発明の高温潤滑剤は、工具た
とえば心金、心棒または鍛造型の、また加工材料たとえ
ばスラブまたは管の、いわゆる「マルチプル・パイプ・
ミルズ」連続圧延、回分圧延、多段圧延、鍛造、スェー
ジングまたは型打鍛造などの熱間加工における潤滑に好
適である。
衷凰■ニ ア０重量％の水と３０重量％の制滑活性成分とからなる
高温潤滑剤を、つぎの材料から製造した。
５４重量％の結晶性で純度９６％のグラファイト、１１
＠量％の不溶性メタリン酸ナトリウム（マドレル塩）、 ５重量％のホウ砂 １０重量％のケイ酸ナトリウム（モル比ＳｉＯ２／Ｎａ
　２Ｏ＝３．３の水ガラス）、 １８重堡％の粉末状ポリエチレン（メルトインデクスフ
０ｇ／１０分、ＡＳＴＭ　　Ｄ　　１２３８−７３丁に
よる）、 ２重量％のアルキルセルロース。
この高温潤滑剤は、２Ｏ℃において］ントラヴエス（Ｃ
ｏｎｔ　ｒａｖｅｓ　）のレオマート（Ｒｈｅｏｍａｔ
　）　１５でエプレヒト（Ｅ　ｐｐｒｅｃｈｔ）に従っ
て測定したとき、１９００ＣＩ）Ｓの粘度を示した。　
上記の処方は、２Ｏ〜２５０℃という相対的に低い使用
温度の連続圧延または回分圧延とにおいては、最良の特
性を示した。
上記の組成物は、スプレー装置によって工具（たとえば
心金）上にスプレーして用いた。　摩擦係数は０．０３
７であった、 衷雁■２ 高温潤滑剤を７０重量％の水性ディスパージョンとして
製造した。　潤滑活性成分は実施例１に対応するもので
あって、ホウ砂に代えて５重量％のホウ酸亜鉛を加えた
。
この高温潤滑剤は、２Ｏ℃において２６００ｃｐＳの粘
度を有していた。
連続圧延または回分圧延に使用したとき、この誼清剤は
、２Ｏ〜２５０℃の使用温度において、塗イＪｉ　した
層の水分安定性に関して改良がみられ、また性能も向上
していた。　摩擦係数は０．０３０であった。
実施例３ ４００〜９００℃の湿度で使用するために、高［滑剤を
、７０重量％の水性ディスパージョンとして調製した。
　その測滑活性成分はつぎのとおりであって、゛ ６２重量％の結晶性グラフフィト、 １６重量％のメタリン酸ナトリウム（マドレル塩）、１
０重量％のホウ砂、 １０重量％のケイ酸ナトリウム、および２重量％のアル
キルセルロース ２Ｏ℃において、１６００ｃｐｓの粘度を有していた。
工具温度４００〜９００℃において、この潤滑剤を工具
上にスプレーし、均一な厚さの詞滑剤フィルムを形成し
た。　加工材料の加工の進行にられて、圧延スケールの
流れの均一な形成が観察され、良好な摩擦特性のうちに
終了した。　摩擦係数は０．０４３であった。
実施例４ 実施例３に従う処方のものを再度用意したが、ホウ砂を
同量のホウ酸亜鉛でおきかえた。　２Ｏ℃における粘度
−２１００ｃｐｓ 工具の寿命に関して改善か認められた。
摩擦係数は０．０３０であった。
特許出願人　　　ロング　リミテッド 代理人　　弁理士　　須　賀　総　人 ７１′

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）金属の無切削熱間加工のための高温潤滑剤であっ
    て、固体潤滑剤および加熱により残渣を残さずに分解す
    る有機製品を含有するものにおいて、潤滑剤がさらに、
    難溶性または不溶性のポリリン酸塩、ホウ素化合物およ
    びアリカルケイ酸塩の混合物からなる形の無機質の添加
    剤ならびに有機質の安定剤を含有することを特徴とする
    高温潤滑剤。
  2. （２）無機質の添加剤が、０．２〜２５重量％のホウ素
    化合物、０．２〜９８．８重量％のポリリン酸塩および
    １〜９９．６重量％のアルカリケイ酸塩の混合物からな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項の高温潤滑剤
    。
  3. （３）ポリリン酸塩を不溶性または難溶性の形で使用す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
    の高温潤滑剤。
  4. （４）ポリリン酸塩としてマドレル塩またはクロル塩を
    使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
    第３項のいずれかの高温潤滑剤。
  5. （５）ホウ素化合物を難溶性の形態で使用することを特
    徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
    の高温潤滑剤。
  6. （６）ホウ素化合物として、ホウ砂、ホウ酸、Ｂ＿２Ｏ
    ＿３、ＫＢ＿５Ｏ＿８・４Ｈ＿２Ｏまたはホウ酸亜鉛を
    単独で、または２種以上の混合物として使用することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
    かの高温潤滑剤。
  7. （７）アルカリケイ酸塩として、ＳｉＯ＿２含有量が２
    １〜４７％の範囲にあるナトリウム水ガラスまたはカリ
    ウム水ガラスを使用することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項ないし第６項に記載の高温潤滑剤。
  8. （８）有機質の安定剤として、ポリビニルアセテート、
    ポリビニルアルコール、ポリサッカライド、ポリビニル
    ブチレート、ポリビニルブチラール、ポリアクリレート
    、ポリスチロール、セルロースを単独で、または相互の
    混合物として使用することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項ないし第７項のいずれかの高温潤滑剤。
  9. （９）セルロースとして、とくにアルキルセルロースを
    使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
    第８項のいずれかの高温潤滑剤。
  10. （１０）潤滑剤が、１〜９０重量％の固体潤滑剤とりわ
    けグラファイト、１〜５０重量％の残渣の生じない分解
    性の有機質製品、１〜８０重量％の無機質の添加剤、お
    よび０．２〜８０重量％の有機質の安定剤を含有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のい
    ずれかの高温潤滑剤。
  11. （１１）潤滑剤が５〜５０重量％の水性ディスパージョ
    ンであることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
    第１０項のいずれかの高温潤滑剤。
  12. （１２）潤滑剤が、１０〜３０℃において５００〜１５
    ０００ｃｐｓの粘度を有する水性ディスパージョンであ
    る特許請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれかの高
    温潤滑剤。
  13. （１３）潤滑剤が、温度３５０℃までの使用で最大限５
    ０重量％、６００℃においては温度に対して直線的に、
    そしてそれ以上では最大限５重量％が減少する、残渣を
    生じない分解性の有機質製品を含有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項ないし第１２項のいずれかの高
    温潤滑剤。 １４）継目なし鋼管の製造に際しての、作業温度４００
    〜１１００℃における工具の潤滑を行なう特許請求の範
    囲第１項ないし第１３項のいずれかの高温潤滑剤。
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