JPS62100595A - 塑性加工用潤滑皮膜 - Google Patents
塑性加工用潤滑皮膜Info
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- JPS62100595A JPS62100595A JP23759285A JP23759285A JPS62100595A JP S62100595 A JPS62100595 A JP S62100595A JP 23759285 A JP23759285 A JP 23759285A JP 23759285 A JP23759285 A JP 23759285A JP S62100595 A JPS62100595 A JP S62100595A
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- coating film
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は塑性加工用の潤滑皮膜に関するものであり、さ
らに詳しく述べるならば、冷間鍛造、プレス加工等の塑
性加工に供される被加工物の表面に形成される潤滑皮膜
に関するものである。
らに詳しく述べるならば、冷間鍛造、プレス加工等の塑
性加工に供される被加工物の表面に形成される潤滑皮膜
に関するものである。
従来、塑性加工において加工条件が厳しくなり、潤滑性
を被加工物に付与することが必要となった場合、塑性加
工用潤滑皮膜が用いられてきた。従来の塑性加工用潤滑
皮膜は大別して次の3つがある。(1)リン酸塩とステ
アリン酸塩を化学反応させてできた金属石けん皮膜、(
2)リン酸塩皮膜の上に粉末をまぶして付与したMoS
2又は黒鉛粉末皮膜、(3)MoS、又は黒鉛粉末を湯
中に乳化分散させた液に被処理物を浸して出来た皮膜。
を被加工物に付与することが必要となった場合、塑性加
工用潤滑皮膜が用いられてきた。従来の塑性加工用潤滑
皮膜は大別して次の3つがある。(1)リン酸塩とステ
アリン酸塩を化学反応させてできた金属石けん皮膜、(
2)リン酸塩皮膜の上に粉末をまぶして付与したMoS
2又は黒鉛粉末皮膜、(3)MoS、又は黒鉛粉末を湯
中に乳化分散させた液に被処理物を浸して出来た皮膜。
(1)の皮膜は、被加工物をリン酸塩化成処理した後ス
テアリン酸塩浴中で、例えば80℃、5分間、の処理す
ることにより得られる。そして、この皮膜(1)は、下
地のリン酸塩皮膜上に、金属石けん皮膜と未反応石けん
皮膜が沈着された層構造を有している。
テアリン酸塩浴中で、例えば80℃、5分間、の処理す
ることにより得られる。そして、この皮膜(1)は、下
地のリン酸塩皮膜上に、金属石けん皮膜と未反応石けん
皮膜が沈着された層構造を有している。
(2)の皮膜は、リン酸塩化成処理された被加工物をM
oS、又は黒鉛の粉末中でタンプリングすることにより
形成され、そして下地のリン酸塩皮膜上に該粉末がまぶ
されてなるものである。
oS、又は黒鉛の粉末中でタンプリングすることにより
形成され、そして下地のリン酸塩皮膜上に該粉末がまぶ
されてなるものである。
(3)の皮膜は、被加工物を、MoS、又は黒鉛粉末を
乳化剤および分散剤を用いて乳化分散させた渦中に浸し
て形成される。この具体的皮膜形成法は例えば特公昭5
7−13598号及び特公昭57−13599号公報に
示されている。
乳化剤および分散剤を用いて乳化分散させた渦中に浸し
て形成される。この具体的皮膜形成法は例えば特公昭5
7−13598号及び特公昭57−13599号公報に
示されている。
(1)の皮膜は加工度が低い部品の製造に、また(2)
。
。
(3)の皮膜は加工度が高い部品の製造に使用されてい
る。
る。
公知の潤滑皮膜はそれぞれ次の欠点を有している。(1
1の皮膜は高温(200℃)時の潤滑特性が悪いことか
ら加工可能な部品は加工度が低く、加工時の被加工片温
度上昇が低いものに限定される。(2)の皮膜は加工度
の高いものに利用されるが、潤滑処理時、運搬時、塑性
加工時に粉末が飛散し、環境汚染、作業者の汚れの問題
がある。又粉末の歩留りが悪い欠点がある。(3)の皮
膜は潤滑皮膜形成時の粉末飛散は解決されているが、そ
れ以降の塑性加工時の環境汚染は(2)の皮膜と同じで
ある。又、(3)の皮膜は分散剤、乳化剤が潤滑皮膜に
混入し潤滑特性が悪くなり、金型寿命が(2)の皮膜よ
り短くなること、更に発錆しやすいこと等の問題も包含
している。
1の皮膜は高温(200℃)時の潤滑特性が悪いことか
ら加工可能な部品は加工度が低く、加工時の被加工片温
度上昇が低いものに限定される。(2)の皮膜は加工度
の高いものに利用されるが、潤滑処理時、運搬時、塑性
加工時に粉末が飛散し、環境汚染、作業者の汚れの問題
がある。又粉末の歩留りが悪い欠点がある。(3)の皮
膜は潤滑皮膜形成時の粉末飛散は解決されているが、そ
れ以降の塑性加工時の環境汚染は(2)の皮膜と同じで
ある。又、(3)の皮膜は分散剤、乳化剤が潤滑皮膜に
混入し潤滑特性が悪くなり、金型寿命が(2)の皮膜よ
り短くなること、更に発錆しやすいこと等の問題も包含
している。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
上記欠点を解消すべく、潤滑皮膜をMO32又は黒鉛粉
末等の固体潤滑剤を含んだリン酸塩皮膜、金属石けん皮
膜及びステアリン酸アルカリ塩皮膜とから構成したもの
である。
上記欠点を解消すべく、潤滑皮膜をMO32又は黒鉛粉
末等の固体潤滑剤を含んだリン酸塩皮膜、金属石けん皮
膜及びステアリン酸アルカリ塩皮膜とから構成したもの
である。
以下、本発明に係る潤滑皮膜の構成を説明する。
本発明に於ては、リン酸塩皮膜、金属石けん皮膜及びス
テアリン酸アルカリ塩皮膜にMoS、又は黒鉛等の固体
潤滑剤を含ませることが特徴となっており、ステアリン
酸アルカリ塩皮膜は何らかの方法で除去(7ても良い。
テアリン酸アルカリ塩皮膜にMoS、又は黒鉛等の固体
潤滑剤を含ませることが特徴となっており、ステアリン
酸アルカリ塩皮膜は何らかの方法で除去(7ても良い。
固体潤滑剤としては、灰、フッ素樹脂、ジョンソンワッ
クス(ジョンソン(探商品名)、ステアリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉛等の公
知のものも用いるこ志ができる。
クス(ジョンソン(探商品名)、ステアリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉛等の公
知のものも用いるこ志ができる。
このような特徴によりもたらされる本発明の潤滑皮膜の
作用について従来技術のリン酸塩皮膜にMoSオ粉末を
まぶして付着したもの(皮膜(2))及び湯中に分散さ
せてからN’ Hさせたもの(皮膜(3))と比べて説
明する。
作用について従来技術のリン酸塩皮膜にMoSオ粉末を
まぶして付着したもの(皮膜(2))及び湯中に分散さ
せてからN’ Hさせたもの(皮膜(3))と比べて説
明する。
従来の皮膜+21 、 <31ではMo52等の粉末が
物理的に下地皮膜に付着しているのみであるが、本発明
の潤滑皮膜では前述のように?foS、等の粉末がリン
酸塩皮膜の成分となって、他成分と結合している為、素
地との密着も強固になっている。又未反応石けん層も7
0℃以下では固化しているので常温における皮膜取扱環
境下に於てはMoS、粉末等を未反応石けん層より内側
に保持している。その為5.従来MoS2粉末が飛散し
て作業環境を汚染する問題や高価な粉末の歩留りが悪い
問題は改善される。更に、本発明の潤滑皮膜は従来のM
oS2粉末潤滑皮膜(2)。
物理的に下地皮膜に付着しているのみであるが、本発明
の潤滑皮膜では前述のように?foS、等の粉末がリン
酸塩皮膜の成分となって、他成分と結合している為、素
地との密着も強固になっている。又未反応石けん層も7
0℃以下では固化しているので常温における皮膜取扱環
境下に於てはMoS、粉末等を未反応石けん層より内側
に保持している。その為5.従来MoS2粉末が飛散し
て作業環境を汚染する問題や高価な粉末の歩留りが悪い
問題は改善される。更に、本発明の潤滑皮膜は従来のM
oS2粉末潤滑皮膜(2)。
(3)に比べ常温時の摩擦係数が低く (0,18に
対し0.10) 、塑性加工時の加工荷重も低い。加工
度の高い部品の加工荷重実測値は288tO’に対し2
81”’であった。加工荷重が低ければ、加工時のスト
レスも小さく金型寿命も延ばすことができる。加工荷重
が低い理由としては、■金属石けんそのもの自体の摩擦
係数が低い。■MoS、等が皮膜の耐熱性を高めている
。■MoS、等のを送量が多いことが考えられる。
対し0.10) 、塑性加工時の加工荷重も低い。加工
度の高い部品の加工荷重実測値は288tO’に対し2
81”’であった。加工荷重が低ければ、加工時のスト
レスも小さく金型寿命も延ばすことができる。加工荷重
が低い理由としては、■金属石けんそのもの自体の摩擦
係数が低い。■MoS、等が皮膜の耐熱性を高めている
。■MoS、等のを送量が多いことが考えられる。
以下、本発明の潤滑皮膜を構成する各皮膜及び形成法に
ついて詳しく説明する。
ついて詳しく説明する。
リン酸塩皮膜は公知のリン酸塩化処理法で生成する成分
からなるものであって、一般にはリン酸亜鉛[Zn3(
PO4)2:l 、リン酸亜鉛鉄[Zn2Fe(POa
) 2)、リン酸亜鉛カルシウム(ZnCa(PO,)
z:]などのリン酸塩を含む皮膜である。被処理物をF
eとした場合のリン酸塩皮膜の形成方法の例を説明する
。リン酸十第1リン酸亜鉛又は第1リン酸カルシウムを
主成分とする70〜80℃の溶液に、被処理物を浸清す
ると約10分で、下式の反応が進みリン酸塩皮膜が形成
される。リン酸塩皮膜は通常リン酸亜鉛+リン酸亜鉛鉄
、リン酸亜鉛+リン酸亜鉛カルシウム又はリン酸亜鉛4
−リン酸鉄+リン酸亜鉛カルシウムの混合物である。
からなるものであって、一般にはリン酸亜鉛[Zn3(
PO4)2:l 、リン酸亜鉛鉄[Zn2Fe(POa
) 2)、リン酸亜鉛カルシウム(ZnCa(PO,)
z:]などのリン酸塩を含む皮膜である。被処理物をF
eとした場合のリン酸塩皮膜の形成方法の例を説明する
。リン酸十第1リン酸亜鉛又は第1リン酸カルシウムを
主成分とする70〜80℃の溶液に、被処理物を浸清す
ると約10分で、下式の反応が進みリン酸塩皮膜が形成
される。リン酸塩皮膜は通常リン酸亜鉛+リン酸亜鉛鉄
、リン酸亜鉛+リン酸亜鉛カルシウム又はリン酸亜鉛4
−リン酸鉄+リン酸亜鉛カルシウムの混合物である。
2H3PQ、 + Fe −wFe(H,POa) z
+ Ilz t−−一−−−−−(I)3Zn(Hz
PO4)z th−54)ftPOa ”Zn5(PO
Jz −(212Zr+(HzPOa)z+Fe(Hz
POn)z=11−=−54H1PO,’+Zn、Fe
(PO,、) 2−f312Zn (H2POa)!
+ Ca (I(ZrO2) !鵡−74HxPOa
+ ZnCa (PO4) z (4)リン酸塩皮膜
の付着重量は通常2〜40 g / rdで加工度の高
いものほど厚くした方が好ましい。次に金属石けん皮膜
はリン酸塩とステアリン酸塩の反応生成物皮膜である。
+ Ilz t−−一−−−−−(I)3Zn(Hz
PO4)z th−54)ftPOa ”Zn5(PO
Jz −(212Zr+(HzPOa)z+Fe(Hz
POn)z=11−=−54H1PO,’+Zn、Fe
(PO,、) 2−f312Zn (H2POa)!
+ Ca (I(ZrO2) !鵡−74HxPOa
+ ZnCa (PO4) z (4)リン酸塩皮膜
の付着重量は通常2〜40 g / rdで加工度の高
いものほど厚くした方が好ましい。次に金属石けん皮膜
はリン酸塩とステアリン酸塩の反応生成物皮膜である。
リン酸塩皮膜とステアリン酸塩の反応は、ステアリン酸
ナトリウム(ナトリウム石けん)を主成分とする80〜
85℃の溶液の浴にリン酸塩皮膜を形成した被処理物を
浸漬すると約5〜8分で下式の反応が進み金属石けん皮
膜が形成する。その」二に未反応のナトリウム石けんが
付着する。
ナトリウム(ナトリウム石けん)を主成分とする80〜
85℃の溶液の浴にリン酸塩皮膜を形成した被処理物を
浸漬すると約5〜8分で下式の反応が進み金属石けん皮
膜が形成する。その」二に未反応のナトリウム石けんが
付着する。
Zn5(POa) z + 6CHz (CH2) +
acOONa2NaJO4+3 (CH3(CHz)
IbcOo) 2Zn (53ステアリン酸塩は
浴中で20〜80g//?a度で使用され、また浴の温
度は通常80〜85℃である。また浴の”フルカリ度が
+側に保たれているのが重要である。
acOONa2NaJO4+3 (CH3(CHz)
IbcOo) 2Zn (53ステアリン酸塩は
浴中で20〜80g//?a度で使用され、また浴の温
度は通常80〜85℃である。また浴の”フルカリ度が
+側に保たれているのが重要である。
未反応石けん皮膜はリン酸塩と反応しなかったステアリ
ン酸塩の付着物である。未反応石けん皮膜及び金属石け
ん皮膜の付着量は通常1〜20g/dである。
ン酸塩の付着物である。未反応石けん皮膜及び金属石け
ん皮膜の付着量は通常1〜20g/dである。
ステアリン酸塩の浴にMoSい黒鉛等の粉末を分散させ
、上記金属石けん皮膜形成の際にこの粉末を各皮膜に含
有さセることにより本発明の潤滑皮膜が得られる。Mo
5ts黒鉛等の分散曾は浴中濃度で30〜200g/l
が好ましい。
、上記金属石けん皮膜形成の際にこの粉末を各皮膜に含
有さセることにより本発明の潤滑皮膜が得られる。Mo
5ts黒鉛等の分散曾は浴中濃度で30〜200g/l
が好ましい。
粉末を分散させる添加剤としては既知非イオン又は陰イ
オン界面活性剤、有機溶剤、腐食抑制剤、水溶性脂肪族
化合物を組合せて使用する。上記金属石けん皮膜形成中
に金属石けん皮膜および東反応石けん皮膜中にMoS
、!、黒鉛等がそれぞれ1〜80重量%含有される。一
方2.リン酸塩皮膜中にもMoS、又は黒鉛がその表面
から混入し、含有型は0゜1〜10重量%となる。これ
らの含有量の計り方は未反応石けんの場合渦中で皮膜を
完全に溶解し不溶粉末を濾過重量分析することによる。
オン界面活性剤、有機溶剤、腐食抑制剤、水溶性脂肪族
化合物を組合せて使用する。上記金属石けん皮膜形成中
に金属石けん皮膜および東反応石けん皮膜中にMoS
、!、黒鉛等がそれぞれ1〜80重量%含有される。一
方2.リン酸塩皮膜中にもMoS、又は黒鉛がその表面
から混入し、含有型は0゜1〜10重量%となる。これ
らの含有量の計り方は未反応石けんの場合渦中で皮膜を
完全に溶解し不溶粉末を濾過重量分析することによる。
金底石けんの場合イソプロピルアルコール等の溶剤で皮
膜を完全に溶解し不溶の粉末を濾過重量分析することに
よる。また、リン酸塩の場合50g/ffの無水クロム
酸で皮膜を完全に溶解し、同様の処理を行なう。
膜を完全に溶解し不溶の粉末を濾過重量分析することに
よる。また、リン酸塩の場合50g/ffの無水クロム
酸で皮膜を完全に溶解し、同様の処理を行なう。
本発明の潤滑皮膜形成の対象となる被加工物は鉄、鉄合
金等のリン酸塩化成処理可能な材料であって、塑性加工
されるものである。このような材料であれば形状、寸法
に制限がないことは勿論である。またリン酸塩化成処理
を妨げなければ素材に防錆等を目的とする表面処理皮膜
が予じめ形成されているものも、本被加工物とすること
ができる。
金等のリン酸塩化成処理可能な材料であって、塑性加工
されるものである。このような材料であれば形状、寸法
に制限がないことは勿論である。またリン酸塩化成処理
を妨げなければ素材に防錆等を目的とする表面処理皮膜
が予じめ形成されているものも、本被加工物とすること
ができる。
本発明に係る潤滑皮膜形成法においては、被処理材のア
ルカリ脱脂、水洗、酸洗、リン酸塩処理、水洗、潤滑処
理(MO52を巻き込ませながら金属石けん皮膜を形成
する)、および乾燥等の処理が通常行なわれる。
ルカリ脱脂、水洗、酸洗、リン酸塩処理、水洗、潤滑処
理(MO52を巻き込ませながら金属石けん皮膜を形成
する)、および乾燥等の処理が通常行なわれる。
以下、本発明の詳細な説明する。
〔実施例)
80〜90℃の湯中にナトリウム石けんを30g/l溶
解、これに予め分散剤及び増粘剤により液状化したMo
5t 100 g / lを徐々に添加した。この潤滑
浴にリン酸塩皮膜を19.5 g / cd付加した被
加工物(寸法φ54Xt15.5.材質クロム鋼(SA
E−5015) )を浸漬し、6〜10分後取り出し空
中で液切り乾燥した。金属石けん皮膜及び未反応石けん
皮膜の付着量はそれぞれ11.8及び3.5g/ry?
であった。
解、これに予め分散剤及び増粘剤により液状化したMo
5t 100 g / lを徐々に添加した。この潤滑
浴にリン酸塩皮膜を19.5 g / cd付加した被
加工物(寸法φ54Xt15.5.材質クロム鋼(SA
E−5015) )を浸漬し、6〜10分後取り出し空
中で液切り乾燥した。金属石けん皮膜及び未反応石けん
皮膜の付着量はそれぞれ11.8及び3.5g/ry?
であった。
皮膜中のMoS、巻込量ば全体で4〜10g/m、リン
酸塩皮膜中0.1g/n(、金属石けん皮膜中1゜5g
/ m %未反応石けん皮膜中3.0 g l mで
あった。
酸塩皮膜中0.1g/n(、金属石けん皮膜中1゜5g
/ m %未反応石けん皮膜中3.0 g l mで
あった。
このようにして潤滑皮膜を施した被加工物をTiCコー
ト超硬金型付冷間鍛造機で断面減少率68.7%で形状
スタータ用クラッチの製品番ご加工した。比較のために
上記従来技術の潤滑皮膜リン酸塩皮膜25 g/rdに
MoS、粉末12 g/rdをまぶして付加した被加工
材について同様に加工した。本発明の潤滑皮膜を用いた
場合、従来の潤滑皮膜に対して加工荷重は2〜4%低く
、加工品質及び型寿命も良好な結果が得られた。
ト超硬金型付冷間鍛造機で断面減少率68.7%で形状
スタータ用クラッチの製品番ご加工した。比較のために
上記従来技術の潤滑皮膜リン酸塩皮膜25 g/rdに
MoS、粉末12 g/rdをまぶして付加した被加工
材について同様に加工した。本発明の潤滑皮膜を用いた
場合、従来の潤滑皮膜に対して加工荷重は2〜4%低く
、加工品質及び型寿命も良好な結果が得られた。
本発明の潤滑皮膜の効果は次のとおりである。
(11MoS、又は黒鉛等の粉末の飛散が無い為、作業
環境が良く、作業者の汚れも少ない。
環境が良く、作業者の汚れも少ない。
(2) Mo5t又黒鉛等の粉末の歩留りが40%か
ら90%以上に向上し、コストが低減できる。
ら90%以上に向上し、コストが低減できる。
(3)潤滑性が改良され金型寿命が長くなる。
(4)塑性加工後潤滑皮膜のステアリン酸塩の溶剤等を
用いて潤滑皮膜を容易に剥離することができる。
用いて潤滑皮膜を容易に剥離することができる。
Claims (1)
- 1、被加工物上に形成されるリン酸塩皮膜、金属石けん
皮膜、又はリン酸塩皮膜、金属石けん皮膜、およびステ
アリン酸アルカリ塩皮膜中に固体潤滑剤を含有させたこ
とを特徴とする塑性加工用潤滑皮膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23759285A JPS62100595A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 塑性加工用潤滑皮膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23759285A JPS62100595A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 塑性加工用潤滑皮膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62100595A true JPS62100595A (ja) | 1987-05-11 |
Family
ID=17017601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23759285A Pending JPS62100595A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 塑性加工用潤滑皮膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62100595A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5116521A (en) * | 1988-07-07 | 1992-05-26 | Nippondenso Co., Ltd. | Aqueous lubrication treatment liquid and method of cold plastic working metallic materials |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP23759285A patent/JPS62100595A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5116521A (en) * | 1988-07-07 | 1992-05-26 | Nippondenso Co., Ltd. | Aqueous lubrication treatment liquid and method of cold plastic working metallic materials |
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