JPS61291687A - アルミニウム冷間鍛造用潤滑剤 - Google Patents

アルミニウム冷間鍛造用潤滑剤

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明け、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の冷
間鍛造に好適な液体潤滑剤に関する。
〔発明の背景〕
アルミニウムあるいはその合金は、軽量で外観品質がよ
いことからサツシ、缶あるいはＶＴＲなどの家電品など
の部品に広く用いられている。これらの部品のほとんど
は生産性の高い塑性加工によって製造されている。部品
の構造、加工率などによって塑性加工の方法が異なる。
特に、経済性の面でメリットの多い冷間鍛造が主流にな
シつつある。一般にアルミニウムあるいはアルミニウム
合金部品は、外観を重要視するため表面状態（光沢性）
、寸法精度などに対する要求が高い。冷間鍛造用潤滑油
に対しても鋼材の冷間鍛造と異なる。
従来、アルミニウムあるいはアルミニウム合金などの冷
間鍛造では、鉱油をペース油とし、脂肪酸、脂肪酸エス
テル、高級アルコールなどの油性向上剤やトリクレジル
ホスファイト、トリラウリルホスファイト等の極圧剤ま
たはグラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤等
を配合した潤滑油が用いられている。これらの潤滑油は
、加工後の表面状態を重視して考えられた組成である。
しかＬ、これらの潤滑油は変形量の少ないいわゆる低加
工率の加工に適用し得るにすぎず、高面圧となる高加工
率や複雑な形状の加工品を作る場合には潤滑油の耐荷重
性、潤滑性などが不十分なため、加工部品表面に線条痕
、割れ、肌荒れ、焼付き、不均一な塑性変形による片肉
部品等が発生し適用に限界がある。
冷間鍛造用潤滑油の大きな役割の一つである耐焼付き性
は、加工時に金型加工面と素材間の摩擦面に取シ込まれ
る油量を多くする方法がとられる。
すなわち、素材に対するねれ広がる性質及び付着性を改
善すればよいと考えられる。このような例として、ポリ
オキシアルキレンアルキルエーテルまたは、ポリオキシ
アルキレンアルキルフェニルエーテルのモノもしくはジ
隣酸エステルの１種以上と炭素数１２〜１８の飽和もし
くけ不飽和脂肪酸エステルま光ケ高級アルコールの１種
以上と金属石けんの１種以上を鉱油に配合したアルミニ
ウム加工用潤滑剤（特開昭５４−３６３０３号、米国特
許１．０８７．２４７号）やポリオキシアルキレン誘導
体に多価アルコールの高級カルボン酸部分エステル又は
、高級アルコールのいずれか単独または両者の混合物と
リン化合物を配合した潤滑剤（％開昭５６−２６９９７
号）が挙げられる。これらの潤滑油でも加工率の高い場
合や複雑な形成部品の加工の場合、表面状態の悪化、線
条痕、割れ、片肉、焼付きなどが起シ易いといった問題
がある。一方、素材表面に化成皮膜処理などの前処理を
施した後、その表面に金属石けんを施し加工する方法が
ある。
この場合は加工度の高い加工においても焼付きが起らず
良好な性能を示すが表面が処理剤によって着色するなど
外観が悪くなシ、機械加工による仕上げが必要となる。
また、潤滑処理は煩雑な工程を必要としかつ、処理液の
管理などが必要であるといった問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は、従来技術の問題点を改善すべく徨々検討し九
結果、素材に液体潤滑剤を塗布するのみで加工度の高い
冷間鍛造においても良好な潤滑性を発揮するアルミニウ
ム及びアルミニウム合金の塑性加工用液体潤滑剤を提供
するものである。
〔発明の概要〕
本発明のアルミニウム冷間鍛造用潤滑剤は、潤滑油ｆｆ
ホスホン酸エステルの１種以上と合成ワックスまたは金
属石けん類の１種以上を配合させることを特徴とするが
、望ましくは、潤滑油に配合されるホスホン酸エステル
が２〜２０重量％、合成ワックスまたは金属石けん類が
１〜１０重量％、残部が潤滑油であること、あるいは冷
間加工潤滑油の粘度が４０Ｃにおいて２１０ｍ”／ｓ以
上であることが適している。さらに詳しく言えば、本発
明の液体潤滑剤は、鉱油、合成／ｉ１！またはこれらの
混合１ｒｃ一般式（１）で示されるホスホン酸エステル
なお、式中Ｒはアルキル基、ｎｎＯ又は１、Ｒ′はｎが
１の場合ＯＨである。
の１種以上を金属石けん、合成ワックスの１種以上を配
合したものである。
一般式（１）Ｋおけるホスホン酸エステルは、モノまな
はジエステルであフ、アルキル基としてにプ。
チル、２−エチルヘキシルなどが例示される。
金属石けん類としては、ステアリン酸アルミニュウム、
ステアリン酸カルシュウム、ステアリン酸亜鉛、ステア
リン酸マグネシウム、ステアリン　゛酸リチウム、１２
ヒドロキシステアリン酸リチウム、ナトリウムテレクタ
ラメート、ポリウレア、バリクムコンプレックス石けん
、リチウムコンプレックス石ケん、カルシュウムコンプ
レックス石けんなどが例示される。また、合成ワックス
類としてｆｌ、Ｎ−ヒドロキシエチル１２ヒドロキシス
テアリルアミド、Ｎ、Ｎ’−エチレンビスオレイルアミ
ド、　　Ｎ、　Ｎ’　エチレンビスリンノイルアミド、
Ｎ、Ｎ’−エチレンとスオクタデカジエニルアミド、Ｎ
、Ｎ’−エチレンスビスステアリルアミド、Ｎ、Ｎ’−
ヘキサメチレンビスリンノイルアミド、Ｎ、Ｎ’−へキ
サメチレンビス１２ヒドロキシステアリルアミドなどが
例示される。これらの金属石けん、合成ワックス類を潤
滑油中に粉末ま光はミセル状として分散する。粉末状態
で分散する場合は粒径が４０μｍよシ大きいのが好まし
い。ミセル状でハ０．５μｍより大きくするのが好まし
い。
上記のホスホ／酸エステル、金属石けん、合成ワックス
を添加する鉱油、合成油またはこれらの混合油の潤滑油
性状は、加工条件や作業条件に応じて任意に選択するこ
とができるが、４０Ｃにおける粘度が１０四２／　ｓ　
（ｃｓｔ）以上が好ましい。
ｆｌｌｔ油Ｋｆｆ＆加するホスホン酸エステル、金属石
けん、合成ワックスの配合割合は適宜選択すればよいが
、通常ホスホン酸エステルは３〜１５重量％、金属石け
んまたは合成ワックスは１〜１０重量％の範囲が好まし
いが、加工条件によ−って上記配合割合を任意に選択す
ればよい。
本発明に用いられるホスホ／酸エステル及び金属石けん
または合成ワックスの作用について述べると概略以下の
通シである。すなわち、ホスホン酸エステルは、素材及
び金型加工面などに吸着し、摩擦熱や変形熱によって潤
滑被膜を形成する。潤滑油中に分散し念金属石けん、合
成ワックスは、ホスホン酸エステルによって形成される
被膜上に吸着し、ざらに厚い潤滑被膜を作り、高面圧に
おける金属接触の防止を新生面への潤滑被膜形成と焼付
き防止するものである。添加剤の配合割合が少ない場合
には潤滑被膜の形成状態が低下し、焼付きを防止する効
果が十分でなく、上記の配合割合が好ましい。
本発明に使用される潤滑油としては鉱油の他、αオレフ
ィン油、モノエステル油、ジエステル油、ポリオールエ
ステル油、ポリブテン油、ポリグリコール油、ケイ酸エ
ステル前、ポリフェニールエーテル油などの合成油及び
これらの混合油が挙げられる。
なお、本発明の目的を損なわない範囲でグラファイト、
二硫化モリブデン、フッ化カーボン、窒化ボロン等の固
体潤滑剤や硫黄、塩素などを含む有機化合物の極圧剤を
配合することができる。
本発明のアルミニウムおよびアルミニウム合金の冷間加
工用液体潤滑剤は、深絞り、引抜き、伸線、圧延、押出
しなどの多くの加工法に適用できる。加工度の高い場合
や複雑な形状の部品加工においても潤滑油を塗布するの
みで加工可能であり、加工品表面も極めて良好である。
１＋、加工する際に用いる金型材質は、特に限定しない
が合金工具鋼、合金工具表面に硬質処理を施したもので
も良好な加工品が得られる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を比較例とともに説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されない。
実施例１〜１３ 潤滑油の粘度が４００で３２ｔｍ”／Ｂ　（ｃｓｔ）　
　の鉱油を用い、第１表に示した添加剤を配合し本発明
の冷間加工用液体潤滑剤を得た。金属石けんおよび合成
ワックスは、粒径４４〜６３μｍ（３５０〜２５０メツ
シユ）の範囲のものを油中に分散した。この液体潤滑剤
及び比較例の液体潤滑剤をアルミニウム合金（ＪＩＳ　
　Ａ５０，５６）の素材表面に塗布した後、下記の条件
で前方押出し加工法及び後方押出し加工法により加工性
能、加工後の表面状態などを調べた。結果を第２表に示
した。
加工条件及び加工性能の測定は次の通りである。
１　加工条件 １．１　　前方押出加工用素材 ・材質ニアルミニウム合金（ＪＩＳ　Ａ３０５６）Φ寸
法：外径９．９　ｍ　、長さ３０鶏・表面あらざ：　ｍ
ａｘ　１．８　μｍ（匂　後方押出加工用素材 ・材質ニアルミニウム合金（ＪＩＳ　Ａ３０５６１・寸
法：外径１９．９．長さ２０ｙｍ ・表面あらさ：ｍａｘ２．．Ｑμｍ １．２　　金型の主要寸法 （１）前方押出用 ・材質：合金工具鋼５ＫＤＩ　１ ・コンテナ径：１０ｍ ・押出角；１２０度 ・絞シ径：６日（加工率　６４優） （２）後方押出用 ・材質二合金工具鋼ＳＫＤＩＩ ・コンテナ径＝２０鵡 ・パンチ径：１６鵡（ＳＫＤ　　１１材）・加工率：６
３．９チ ２　加工性能評価法 金ｍｒｃ加熱用バンドヒーターを取り付け、金型温度を
５〜２ＯＣづつ段階的に上げ、各塩度で液体潤滑剤を塗
布した素材を加工速度１４　ｗ／　ｓの条件で１０個づ
つ加工し、加工後の表面に割れや焼付きが生じないで加
工できる金型の最高温度を測定した。この温度が高い程
、加工時、素材表面に形成される潤滑被膜の耐熱性、潤
滑性にすぐれている。すなわち、液体潤滑剤の加工性能
が優れていることになる。
比較例潤滑剤の組成 比較例１゜ 比較例２゜ ペース油；ポリオールエステル油 添加剤；脂肪酸 第２表の結果から明らかなように、本発明の液体潤滑剤
は、加工率の高い加工条件においても加工後の表面状態
は良好な光沢性を示しかっ、加工性能も比較例に比し極
めてすぐれていることが明らかである。
第２表 Ｘ餠触 〔発明の効果〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、潤滑油にホスホン酸エステルの１種以上と合成ワッ
    クスまたは金属石けん類の１種以上を配合させることを
    特徴とするアルミニウム冷間鍛造用潤滑剤。 ２　潤滑油に配合されるホスホン酸エステルが２〜２０
    重量％、合成ワックスまたは金属石けん類が１〜１０重
    量％、残部が潤滑油であることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載のアルミニウム冷間鍛造用潤滑剤。 ３、冷間加工潤滑油の粘度が４０℃において１０ｍｍ＾
    ２／ｓ以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項又は第２項記載のアルミニウム冷間鍛造用潤滑剤。
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