JPS63105096A - 冷間鍛造用棒鋼線材製造用潤滑剤 - 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】 産業上の利用分野 この発明は冷間鍛造用棒鋼線材の製造に用いる潤滑剤に
係り、より詳しくは熱間圧延材の脱スケール後に行なわ
れる潤滑処理において、潤滑下地処理および反応型石け
んまたは石灰石けん処理を省略することが可能な潤滑性
能のすぐれた潤滑剤に関する。

従来技術 冷間鍛造用の棒鋼線材は、熱間圧延後脱スケール、潤滑
処理を経て冷間で伸線加工が施されたのち最終製品に加
工されるもので、線材の二・三加エメーカーで多用され
ているものである。

このような冷間鍛造用棒鋼線材の製造工程において、酸
洗等による脱スケール後に行なわれる潤滑処理は、リン
酸亜鉛等による潤滑下地処理とステアリン酸ナトリウム
または石灰石けん等による潤滑処理とから成っており、
従来の冷間鍛造用棒鋼線材はこれらの潤滑処理を経て伸
線加工されている。

例えば、熱間圧延材を酸洗槽で脱スケールした後、リン
酸亜鉛等の潤滑下地処理槽に浸漬し水洗後、ステアリン
酸カルシウムやステアリン酸ナトリウム等の反応型金属
石けん槽に浸漬し乾燥後、伸線する方法が知られている
（特開昭５６−１６３０４７等）。この方法におけるリ
ン酸亜鉛等による潤滑下地処理ハ通常、全酸度（Ｑ度）
　３０〜３０ｐｔ、　！ｔａｕ温度８０℃、処理時間１
０〜２０分であり、反応型石けん処理は濃度２ｐｔ　、
処理温度８０℃、処理時間３〜５分の条件で行なわれて
いる。

この発明が解決しようとする問題点 従来の冷間鍛造用棒鋼線材の製造における潤滑処理は前
記したとおり、リン酸亜鉛等による潤滑下地処理および
ステアリン酸ナトリウム等による反応型石けん処理であ
るため、潤滑処理に多くの工程を必要とし、設備費が高
くつく上、その潤滑下地処理および反応型石けん処理は
いずれも化学反応であるため所定の皮膜を得るためには
時間を要し生産性低下の一因となること、また潤滑下地
処理液（リン酸亜鉛等）は通常ＤＨ＝　２〜３の酸性で
あり、後工程の水洗が不十分な場合は錆を発生するおそ
れがおること、ざらに潤滑下地処理および反応型石けん
処理はいずれも８０℃で行なうため昇温エネルギーを必
要とすること等の欠点がめった。

発明の目的 この発明は従来の前記欠点を解潤するためになされたも
ので、リン酸亜鉛等による潤滑下地処理およびステアリ
ン酸ナトリウム等による反応型石けん処理を必要としな
い冷間鍛造用棒鋼線材製造用潤滑剤を提案せんとするも
のである。

発明の４苛成 この発明に係る潤滑剤は、フッ素系樹脂３〜１５％、黒
鉛３〜１０％を主成分とし、塩素系樹脂３〜１０％、ナ
ノテン酸金屈塩０．１〜５％を含有し、残部溶剤からな
ることを特徴とするものである。

黒鉛は高温潤泄剤として一般に用いられている潤滑剤で
あるが、通常４００℃で潤滑性能が失なわれる。一方、
フッ素系樹脂は軟化点が他の高分子樹脂に比べ高いこと
、耐熱性を有すること、摩擦係数が極めて低いこと等の
特徴を有する。この発明では上記黒鉛の持つ欠点を改善
し、かつフッ素系樹脂の持つ長所を組み合わせたところ
の黒鉛とフッ素系樹脂を主成分とする潤滑剤を提案した
ものである。

ここで、フッ素系樹脂と黒鉛を主成分とする潤滑剤の組
成を限定した理由を以下に示す。

フッ素系樹脂としては、例えば３フツ化エチレン、４フ
ツ化エチレンが好適である。２フツ化エチレンは潤滑能
に乏しいため使用不能であり、６フツ化エチレンは高価
につくため好ましくない。

このフッ素系樹脂の含有量は、１％未満では潤滑効果が
小さく、他方１５％を超えるとコストが高くつくことお
よび、これ以上含有させても潤滑効果に大きな向上がみ
られないため、フッ素系樹脂の含有ｍとしては１〜１５
％が好ましい。

黒鉛は塑性加工時の耐衝撃熱を緩和する効果を有するも
のであるが、３％未満ではその効果がほとんど得られず
、他方１０％を超えると加工時に脱落粉が多く発生し金
型に溜まり製品疵の原因となるため、その含有量は３〜
１０％が好ましい。

塩素系樹脂はフッ素系樹脂および黒鉛の展着剤および、
加工時の発熱で分解ざＩ！塩素を極圧添加剤として作用
させるために添加するもので、３％未満ではフッ素系樹
脂および黒鉛が展む効果がなく極圧添加剤としての効果
がほとんど得られず、他方１５％を超えると膜厚が厚く
なり製品疵発生原囚となるため、添加量としては３〜１
５％が好ましい。

ナフテン酸金属塩は皮膜の強化剤、フッ素樹脂の分散剤
あるいは潤滑助剤として作用させるために添加するもの
で、使用できる金属塩としてはＮ。

１１ｎ、　ＣＬＬ、　ＺＴＩ、　Ｃａ、　Ｚｒ、　ＬＬ
等があげられる。これらは一般に塗料乾燥剤、顔料分散
剤等に使用されているが、潤滑剤としては従来あまり使
用されていない。ただし、このような金属塩を多く添加
すると、タック（粘合性）が生じて潤滑に逆作用をなす
ため、その添加量としては５％以下が好ましく、他方０
．１％未満では高温潤滑性および延展性が得られないた
め、添加■としては０．１〜５％が好ましい。

溶剤はフッ素系樹脂を溶解するものであって、速屹性に
すぐれかつ皮膜が均一に生成されるものが好ましい。例
えば、トリクレン、　　１．１．１トリクロルエタン等
の塩素系アルコール、ナフテン系アルコール、エステル
等があげられる。

次に、この発明の潤滑剤を用いて冷間！２造用線材を製
造する方法の一例について説明する。

具　　体　　例 第１図は線材の製造工程図、第２図は潤滑皮膜（笥成を
示す図である。

すなわち、冷間鍛造用の圧延材、例えば熱延コイルを脱
スケール材稈で酸洗あるいはメカニカルデスケーリング
により脱スケールした後（酸洗処理の場合は水洗後）、
潤滑処理工程でこの発明の潤滑剤で潤滑処理し、屹燥後
伸線する。

潤滑処理後の皮膜（ｊ？５成は第２図に示すごとく、地
鉄（１）の表面にフッ素系樹脂と黒鉛を主成分とする潤
滑皮膜（２）が形成される。なあ、従来の例えばリン酸
亜鉛による潤滑下地処理およびステアリン酸ナトリウム
の反応型石けん処理を行なった場合の皮膜は、リン酸亜
鉛皮膜、反応層およびステアリン酸ナトリウム皮膜とか
ら千１１１成される。

この発明の潤滑剤の場合は、処理温度は常温でよく、か
つ処理時間は化学反応を伴なわないため１分程度で十分
でおる。

次に、この発明の潤滑剤の潤滑性能を調べるために行な
った実施例について説明する。

実施例１ ２８ｍｍφの供試材（３２０Ｃ）の脱スケール材を第１
表に示す組成を有する潤滑剤にて潤滑処理（処理温度：
常温、処理時間：　１分）を施し、自然屹燥して得られ
た供試材について、冷間鍛造性試験（後方押出しにおけ
る限界押し込み深さ調査）とバウデン試験を実施した結
果をそれぞれ第２表および第３図に示す。なお、潤滑剤
付着量は供試材部、１〜６の本発明例についてはやＩｂ
バラツキがおるものの約２０　ｇ４であった。第３図中
、本発明例と比較例はそれぞれ平均値を示す。

また、第２表および第３図には比較のため、脱スケール
材を従来のリン酸亜鉛処理（全酸度的３０ｐｔ、温度約
８０’Ｃ，処理時間１５分）および反応型石けん処理（
温度２ｐｔ　、温度約ａｏ’ｃ、時間３分）を施して得
られたもの（従来例）の冷間加工性を併せて示した。な
お、従来例の潤滑剤付着量はリン正亜鉛皮膜７．２ｇイ
？１反応層皮膜１．３ｇイｒ、ステアリン酸す１〜リウ
ム皮膜３．４ｇ、Ｊであった。

本実施例における冷間鍛造性は後方押出しを実施し、押
出し減面率約７０％における焼付き発生の限界押し込み
深さで評価した。また、バウデン試験は試験荷重３００
０ｇｒ、試験温度３００′Ｃ，試験鋼球径２ｍｍφにお
ける摩耗係数を測定した。

第２表より明らかなごとく、本発明の潤滑剤による潤滑
皮膜は、従来の潤滑下地処理および反応型石けん処理に
より１ｑられた潤滑皮膜に比べいずれも焼付き発生まで
の押込み深さが深く、また第３図から明らかなごとく、
バウデン試験における摩擦係数も低く、潤滑性能は非常
にすぐれている。

一方、この発明の成分範囲を外れた比較例のＮｏ、　７
はフッ素系樹脂が１％以下で潤滑能に乏しく、早期に焼
付きを発生した。

またＮｏ、　８は黒鉛塩素系樹脂、ナフテン酸伍が非常
に多く、皮膜の脱落が多く発生し、かえって少ない押し
込みで焼付きを生じた。同時に脱落した皮膜が金型につ
まり製品寸法に狂いを生じる等の影響があられれた。

これらの結果より、フッ素系樹脂と黒鉛を主成分とする
潤滑剤の有効性が認められるとともに、従来の潤滑下地
処理および反応型石けん処理を省略できることが明らか
である。

第　　　１　　　表 第　　　２　　　表 Ｏ；焼付きなし ×：焼付き発生 実施例２ ５．５ｍｍφの供試材（Ｃ１０８１０）の脱スケール材
を実施例１と同じ潤滑剤を用い同様の条件で潤滑処理し
た後、伸線（減面率的８７％、　　５．５ｍｍφ→２、
Ｏｍｍφ）を実施したところ、同じ供試材を従来のリン
酸亜鉛処理および反応型孔けん処理を施したものと同様
、焼付きは全く発生しなかった。従って、この発明の潤
滑剤を使用することにより従来のリン酸亜鉛処理および
反応型孔けん処理を省略できることがわかる。なお、成
分範囲を外れたＮｏ、７の潤滑剤の場合は若干焼付きが
発生し、Ｎｏ、８の潤滑剤の場合は黒鉛の脱落粉が生じ
て僅かに製品疵が見られた。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明の潤滑剤は常温での短時間
処理で、従来のリン酸亜鉛等による潤滑下地処理および
ステアリン酸ナトリウム等の反応型孔けん処理と同等あ
るいはそれ以上の潤滑性能を有する潤滑皮膜が１ｑられ
るので、冷間鍛造用棒鋼線材の製造における従来の潤滑
下地処理および反応型孔けん処理を省略覆ることができ
、潤滑処理工程の簡略化による設備費の低減、処理時間
短縮による生産性の向上、リン酸亜鉛処理の省略により
錆発生が防止されることによる品質の向上、昇温エネル
ギー不要による省エネルギー等、多くの効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の潤滑剤を使用した場合の線材の製造
工程図、第２図は同上潤滑剤の潤滑皮膜構成を示す図、
第３図はこの発明の実施例におけるバウデン試験結果を
示す図である。 １・・・地熱、２・・・潤滑皮膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱間圧延材を脱スケール後潤滑処理を施し伸線して冷間
   鍛造用棒鋼線材を製造する方法に用いる潤滑剤であつて
   、フッ素系樹脂３〜１５％、黒鉛３〜１０％を主成分と
   し、塩素系樹脂３〜１０％、ナフテン酸金属塩０．１〜
   ５％を含有し、残部溶剤からなることを特徴とする冷間
   鍛造用棒鋼線材製造用潤滑剤。