JPS6397695A - 金属の鍛造および鋳造用潤滑剤 - 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】 〔発明技術分野〕 本発明は金属の鍛造および鋳造用潤滑剤に関し、より詳
細には金属の温間および熱間加工用、更に詳細には鍛造
、ダイカスト等の鋳造または押し出し加工用として好適
な鍛造および鋳造用潤滑剤に関する。

〔従来技術〕

金属の温間並びに熱間加工を行う際には、通常潤滑剤が
使用されるが、これら潤滑剤は油溶性のものと水溶性の
ものとに大別される。

前者は黒鉛に鉱物油やワックス類を添加し、必要に応じ
て極圧剤や乳化剤を配合したものであり、後者は黒鉛と
水を主体とするものであるが、いづれも黒鉛を含むため
に黒く汚れ、環境面や作業上で問題点があった。

また黒鉛がスプレーノズルに詰るために自動化が困難で
あったり、電解により配管の腐蝕を生ずる等の欠点があ
った。

かかる欠点を解消するために、本発明者らは従来からこ
の種の潤滑剤について検討を続けており、水溶性ガラス
からなる潤滑剤は、極めて優れた潤滑性を発揮し、潤滑
離型剤として極めて好適であることを見出し、この’Ｉ
ＩＩ　？％剤の基になる水溶性ガラスについて提案した
（特公昭５６−７９７６号および特公昭５６−１７２９
７号）。

また本発明者らは、上記水溶性ガラスと層状珪酸塩とを
併用するときには、両者の相乗作用によって著しく潤滑
性が向上することを見出し、提案じた（特公昭６１−９
３５３号）。

更に本発明者らは引続き検討を続け、水溶性ガラスと芳
香族カルボン酸を併用すると、通常の金属加工のみなら
ず、ダイカスト等の鋳造用潤滑剤としても優れているこ
とを見出し提案した（特開昭６１−１０９８２８号）。

本発明者は引続き更に検討を続けた結果、下記の事実を
見出した。

＋１）　　上記従来の水溶性ガラスは、高温下での潤滑
性は優れるが高温時に金型付着性が悪く、皮膜が形成し
にくく焼付きが起り易い等の難点がある。

一方、シリコーンオイルおよびワックス類は高温金型へ
の付着性が優れ、均一皮膜を形成するが、高温の潤滑性
が劣る欠点がある。

（２）　　有ｔＪ３１１シリコーンオイルは、温間また
は熱間において金型に付着しやすいが、耐熱性が低い欠
点がある。

（３）また一方、ワックスは焼付は防止、耐熱性向上の
ために有効である。

（４）そこで、水溶性ガラスとシリコーンオイルおよび
ワックスを複合させることができれば、王者の性質が相
和して飛躍的に性能を向上させることができることが期
待される。

（５）シかしながら、この王者を単に混合しただけでは
、安定した乳化物を得ることはできず、分離してしまう
。

（６）　　シリコーンオイルとワックスは乳化するが、
水溶性ガラスとシリコーンオイル乳化物とワックス乳化
物の王者を同時に混合しても同様に分離してしまい、安
定な乳化物を得ることは困難である。

（り　シリコーンオイル、ワックスおよび水溶性ガラス
とから長期間安定な乳化物を得るためには、予めワック
スを乳化しておき、これに水溶性ガラスの水溶液を配合
させ安定化させる必要がある。

この配合乳化物にシリコーンオイルの乳化物を混合すれ
ば、常に広範囲において安定した乳化物を得ることがで
きる。

〔発明の目的〕

本発明は上記知見にもとづいてなされものであり、すで
に従来提案されている金属加工用潤滑剤の有する欠点を
一挙に解決することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明の金属の鍛造および鋳造用潤
滑剤は、固形分としてシリコーンオイル１〜４０重量％
、水溶性ガラス１〜３５重量％、ワックス１０〜６０重
量％、油状物０〜１０重量％および界面活性剤１〜３０
重量％を含有する水分散液である。

本発明における第一成分のシリコーンオイルとしては、
アルキル変性シリコーン、フェニル変性シリコーン、ポ
リエーテル変性シリコーン、カルビノール変性シリコー
ン等のベインタプル性（塗装性）シリコーンが挙げるこ
とができ、好ましくはアルキル変性シリコーン、フェニ
ル変性シリコーンである。

かかるシリコーンオイルは単一種に限らず複数種の混合
オイルを使用することもでき、その使用量は通常では固
形分で１〜４０重量％、好ましくは５〜２０重量％であ
る。

また、第二成分のガラスは、２１等０〜７０重量％、Ｂ
、０３０〜８０重量％、Ｍユ０　（Ｍはアルカリ金属を
示す）８〜８０ｉ１ｆ量％からなる組成物（ただし、Ｐ
、０．とＢ、０３が共に０％となることはない）であり
、水溶性である。

このガラス組成物の一部は、これ自体で潤滑性を有する
が、本発明においては上記の広い範囲のガラス組成物が
シリコーンオイルおよびワックスと併用したときに相乗
作用によってより優れた展着性と被膜性を示し、この結
果として優れた潤滑性と離型性を示す。

このガラスは、鍛造、鋳造または押出し時の２００〜８
００℃の温度において数百〜数千ポアズの適度の粘性を
有する。

ＰｊＬＯ，、Ｂ□０．およびＭユ０の含有割合が上記の
範囲外では、ガラスが２００〜８００℃において適度な
粘性を示さないために潤滑剤として重要な潤滑性が低下
することになり、好ましくない。

かかるガラス製造原料としては、通常この分野で使用さ
れるものを広く使用することができ、具体的にはＰ、０
．源として燐酸、第一燐酸ナトリウム、第一燐酸カリウ
ム、メタ燐酸ナトリウム、第二燐酸ナトリウム、縮合燐
酸カリウム等の燐酸塩を例示できる。

Ｂ１０．源としては、硼酸、硼酸ナトリウム、硼酸カリ
ウム等の硼酸塩を挙げることができる。

またＭ、０源としては、具体的には炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、水酸化ナトリウム等の炭酸塩、水酸化物等
が使用される。

上記ガラスは、それ自体で、またはこのガラスを水に溶
解させた形態で使用することができ、その使用量は固形
分で１〜３５重量％、好ましくは２〜２０重量％である
。

かかるガラスと上記シリコーンを複合させると、広い複
合範囲で相乗効果を発揮することができる。

第三成分としてのワックスは、離型性被覆の耐熱性を上
げ、対焼付き・離型性をさらに向上させる機能を有し、
天然ワックスとしてのパラフィンワックス、カルナバワ
ックス、モンタンワックス、オシケライトワックス、シ
ュラツクワックス、ライスワックス、密蝋、木蝋、マイ
クロクリスタリンワックス等、また合成ワックスとして
のポリエチレンワックス、フィッシャートロプシュワッ
クス、カスターワックス、オパールワックス等を挙げる
ことができ、これら天然または合成ワックスは単独で使
用しても良いし、両者を混合して使用することもできる
。

かかるワックスの使用量は、固形分で１０〜６０重量％
であり、好ましくは１０〜４０重量％である。

第四成分としての油状物は潤滑性を付与し、エマルジョ
ンを安定化する性質を有し、植物油、動物油および鉱物
油に区分される。

植物油には大豆油、菜種油、オリーブ油、サフラワー油
、パーム油、亜麻仁油、向日葵油、落花生油、箆麻子油
、椰子油、胡桃油等があり、動物油には牛脂、豚油、羊
脂等があり、鉱物油にはギヤー油、マシン油、軸受油、
タービン油、スピンドル油等がある。

かかる油状物は、植物油、動物油または鉱物油の単一種
を使用しても良いし、同一種または異種の油を適宜混合
して使用することもできる。

そして、その使用量は固形分でＯ〜１０ｆｆｉｆｉｔ％
であり、好ましくは１〜４重量％である。

第五成分としての界面活性剤は、シリコーンオイル、ワ
ックスおよび油状物を乳化、分散させるために使用する
。

通常では非イオン型界面活性剤が使用され、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニ
ルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エス
テル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等が挙げられ
、その使用量は通常では固形分で１〜３０重量％、好ま
しくは２〜２０重量％である。

本発明の潤滑剤は、上記第一〜第五成分を攪拌、混合し
て均一な混合物とすることによって容易に製造すること
ができる。

本発明の潤滑剤は、上記第３および／または第４成分を
第５成分により乳化したのち第２成分を安定に配合し、
次いで第１成分を第５成分により乳化したものを混合し
て均一な混合物とすることによって容易に製造すること
ができる。

本発明の潤滑剤は、かかる混合物の形態で使用すること
ができるが、通常ではこれに水を添加、攪拌することに
よって得られる、非分離性の水性乳化物の形態で使用さ
れる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の潤滑剤は、従来の潤滑剤が有
する欠点を打ち消し、相乗作用によって特長を著しく向
上させる機能を有する。

従って本発明の潤滑剤は、銅、アルミニウム、鉄、これ
らの各種合金等の鍛造、鋳造および押し出し加工等各種
の加工に好適に使用することができる。

また、黒鉛を全く使用しないので、環境面や作業上での
問題点を完全に解消することができる。

以下、本発明の実施例を述べる。

〔実施例〕

実施例１ ポリエチレンワックス８０重量部、菜種白絞油６重ｉｔ
部、ポリエチレンアルキルフェニルエーテルエーテル２
０重量部、苛性ソーダ１重量部および水１９３Ｍ量部を
加えてオートクレーブ中で１００〜１２０℃で攪拌し、
均一な乳化液Ａを３００重量部得た。

一方、アルキル変性シリコーン４０重量部、ポリオキシ
エチレンソルビタン脂肪酸エステル２０重量部を５０〜
６０℃で均一に溶解し、同温の温水２４０重量部を除徐
に加え、均一を乳化液Ｂを３００重量部得た。

乳化液Ａの３００重量部に、水溶性ガラス（Ｐ。

０．５８重量％、Ｂ、０．５重量％、Ｎａ！０２４重量
％、Ｋ、０１３重量％）３４重量部を水１７０重量部で
希釈した溶液を加え攪律し、均一を溶液とした後、乳化
液Ｂの３００重量部を攪拌下に加え、さらに水１９６Ｍ
量部を加えて固形分２０％の水性乳濁液１０００重量部
を得た。

この乳濁液は分離せず、安定であった。

この乳濁物を用い、下記の条件で潤滑剤性能を試験した
。

テスト機　　東芝５００Ｔ　　ダイカストマシン製品　
　　　スタータハウジング 型温　　　　金型内組込み温度　１７０〜１９０℃金型
表面温度 スプレー前　２２０〜３９０℃ スプレー後　１２０〜２７０℃ 希釈率　　　ハンドスプレー　１００倍結果　　　　湯
流れ良好で焼付もなく、離型性も良好であった。

実施例２ 実施例１において、乳化液Ａのうち菜種白絞油を総てポ
リエチレンワックスに変更し、また乳化液Ｂのうちアル
キル変性シリコーンをフェニル変性シリコーンに変更し
た以外は総て実施例１と同様に作成して水性乳化物を得
た。

ただし、この実施例で用いた水溶性ガラスの組成は、Ｐ
、０．７０重量％、Ｎａ、０３０重量％であった。

この安定な乳化物の性能を下記条件で検討した。

テスト機　　東芝３２０Ｔ　　ダイカストマシン製品　
　　　ベアリングキャップ 型温　　　　２００〜４００℃ 希釈率　　　ハンドスプレー７５倍 結果　　　　製品の仕上り、湯まわりは良好で、焼付を
生ぜず、離型性も良 好であった。

実施例３．４および比較例Ａ、ＢおよびＣ実施例１と同
様な方法で下記表のような水性乳化物を作成し、下記の
条件で性能を比較検討した。

なお、表中の数字は重量％を示す。

また、水溶性ガラス組成は、Ｐ、Ｏｄ７重量％、Ｋ、０
１８重量％、８□０３６５重量％である。

（以下、本頁余白） 条件： テスト機　東芝５００　Ｔ　　ダイカストマシン製品　
　　ガスメーター 希釈率　　ハンドスプレー１００倍 結果： 実施例３：製品の打数は３００個、スプレー量が少ない
とスライドコアがやや焼付気味になる。

不良品約１５個であった。

実施例４：製品の打数は３５０個、湯流れ良く、離型性
も良好であった。

実施例３と同様であるが、捨て打つ数が実施例３の１５
シヨツトに比較して５シヨツトと少なくてすんだ。

不良品は約１６個であった。

比較例Ａ：型製品打数は３５０個であるが、スプレー量
が少ないと忽ち製品の割れが発生し、製品の剥離音が大
きくなる。不良品は約３０個であった。

比較例Ｂ：製品の側面スライドコアの湯流れが悪く、不
良品が多発した。

打数７０個、不良品約４０個であった。

比較例Ｃ：製品の打数は１００個であるが、不良品が約
５０個と多発した。

以上の結果から、良好な順は実施例４〉実施例３〉比較
例Ａ〉比較例Ｂ〉比較例Ｃであった。

（以下、本頁余白）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固形分としてシリコーンオイル１〜４０重量％、水溶性
   ガラス１〜３５重量％、ワックス１０〜６０重量％、油
   状物０〜１０重量％および界面活性剤１〜３０重量％を
   含有する水分散液からなる金属の鍛造および鋳造用潤滑
   剤。