TW200422397A - Water-soluble lubricant for metal working, and method and apparatus for metal working being suitable for using the same - Google Patents

Description

200422397 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲，金屬加工用水溶性潤滑劑，及有關其所適 用之金屬加工方法和金屬加工裝置。 【先前技術】 以前，在鋁等之切削、硏削、塑性加工等之金屬加工 ，使用揮發性的油系潤滑劑，但乾燥性不充分、以熱風等 高溫乾燥爲必要。爲解決此之問題，考慮以水系爲之，對 一般爲水系者，有加工性能差的問題。從而，期望維持加 工性能、優良乾燥性的水系之金屬加工用潤滑劑的開發， 和使用其之金屬加工方法和金屬加工裝置的開發。 而有關水溶性切削油劑，由已知的氧化亞烷基側阻擋 附加型非離子界面活性劑、羧酸鹽及水所爲的組成物（參 照日本特開2 0 02 — 2 1 2 5 8 4號公報），但乾燥性和加工性 能不充分。爲了使加工性能提高，有必要增加羧酸鹽的添 加量，但這樣作不只乾燥性惡化，因爲容易變腐敗，變爲 必需增加防腐劑的添加劑，更且，因爲使各成分的分散性 提高，非離子界面活性劑也變得不得不增量，更變爲使乾 燥性惡化。但是，爲了改良乾燥性，削減羧酸鹽的添加量 ’而惡化加工性能，必需滿足這兩難的窘境。 一方面’有關金屬加工方法和金屬加工裝置的種種技 術，例如，在日本特開昭5 4 - 9 1 8 3 2號公報中，開示有關 石油燃燒器的內焰筒、外焰筒的製造方法，拉出同時加工 -5- (2) (2)2004223 97 已捲回成捲狀的不鏽鋼板，以輸送帶式乾燥爐用退火脫脂 的方法。在此，用由加工、切削、乾燥爐工程構成的輸送 帶式連續加工裝置，有關製造附熱交換器用之潤滑被膜的 鋁鰭片，用第4圖說明。 捲回成捲狀的薄壁金屬板1 0 1爲，由端部拉出，浸於 由以往使用積蓄油系潤滑劑1 0 2的油浴槽1 0 3，塗布油系 潤滑劑1 02。油系潤滑劑1 02爲，由先積蓄油系潤滑劑 1 〇 5的油槽1 0 4通過供給量控制閥1 〇 6供給於油浴槽1 〇 3 〇 於沖壓加工用模具107中，設置加工用陰模107a〜 1 0 7 d，沖壓加工用沖子1 〇 8中，設置加工用陽模1 〇 8 a〜 l〇8d。薄壁金屬板爲，依沖壓加工用模具1〇7及沖壓加工 用沖子沖壓加工後，依設置於切削用模具1 0 9、1 1 0的切 削用刀具1 〇 9 a、1 1 0 a切削加工。 乾燥爐1 1 1爲乾燥塗布於薄壁金屬板的潤滑劑用，具 有由加熱用火焰或熱量構成的比較大容量的加熱手段1 1 2 、和將加熱手段Π 2產生的熱風吹至薄壁金屬板的送風機 113° 用如此地以往的金屬加工裝置，使用以往的油系潤滑 劑的場合，因爲是油系所以給與環境的負荷大，不關懷作 業方法及作業環境、也有損及作業者的健康或自然環境的 可能性。而且，在材料表面有潤滑被膜的鋁板的場合，加 工時析出的加工粉附著於加工具，給予加工具損傷，也會 發生加工品的品質損傷的問題。 -6 - (3) (3)2004223 97 爲了解決上述問題，期望優良乾燥性、環境負荷小的 金屬加工用水溶性潤滑劑的開發。 本發明爲，是以上述狀況爲鑑之物，加工性能及乾燥 性優良、環境負荷極小的金屬加工用水溶性潤滑劑，及提 供適合其使用的金屬加工方法和金屬加工裝置爲目的。 【發明內容】 本發明者群，總括達成上述目的重覆致力硏究的結果 ，有特定的性狀之金屬加工用水溶性潤滑劑、及適合其使 用的金屬加工方法和金屬加工裝置，發現有效的得達成上 述目的之物而完成本發明。 則本發明之要旨如下述。 I · ( A )以底面積50cm2的容器秤取lg，保持於1〇〇 °C的恒溫槽，蒸發80%質量百分率的時間在1 0分鐘以內 的有機羧酸金屬鹽 0 · 0 1 %質量百分率以上5 %質量百分率 以下，（B )由非離子界面活性劑0.05〜20%質量百分率及 水構成爲特徵的金屬加工用水溶性潤滑劑。 2·更且，以包含（C)防腐劑0.0]〜10%質量百分率及 (D )金屬非活性化劑〇·〇ΐ〜10%質量百分率爲特徵，於上 述1所記載的金屬加工用水溶性潤滑劑。 3· (A)有機羧酸金屬鹽是鹼金屬鹽或鹼土類金屬鹽 者於上述1或2記載的金屬加工用水溶性潤滑劑。 4 .於（A )有機羧酸金屬鹽之有機羧酸爲，由羧酸殘 基之總碳數爲8以上的直鏈飽和脂肪酸、直鏈單元不飽和 (4) (4)200422397 脂肪酸及二鹽基酸構成一種或二種以上之物於上述1或2 記載的金屬加工用水溶性潤滑劑。 5 .( B)非離子界面活性劑的總碳數是1 5以下之物， 於上述1或2記載的金屬加工用水溶性潤滑劑。 6 · ( C )防腐劑是，N —（ 2 -羥乙基）六氫化吡嗪及/ 或胺基類於上述1或2記載的金屬加工用水溶性潤滑劑。 7 ·( D )金屬非活性化劑，是三唑系化合物於上述1 或2記載的金屬加工用水溶性潤滑劑。 8 ·是用在鋁，上述1或2記載的金屬加工用水溶性潤 滑劑。 9·由薄壁金屬板之表裏至少一面塗佈金屬加工用水溶 性潤滑劑的工程、及沖壓加工及/或切削加工前述薄壁金 屬板之工程作爲本質的金屬加工方法。 10·更且包含附著於前述薄壁金屬板之表面的金屬加 工用水溶性潤滑劑的乾燥或促進乾燥的工程記載於上述9 的金屬加工方法。 1 1 ·以霧狀噴霧金屬加工用水溶性潤滑劑、或以飛沬 狀噴霧，塗佈於薄壁金屬板，於上述9或10中記載的金 屬加工方法。 1 2 ·向薄壁金屬板爲金屬加工用水溶性潤滑劑的塗佈 ，是在沖壓加工之前及/或切削加工之前、或與前述各加 工同時進行，於上述9或1 0項記載的金屬加工方法。 1 3 ·金屬加工用水溶性潤滑劑的塗佈量或濃度，依薄 壁金屬之種類、表面潤滑被膜之有無、硬度、厚度設定， -8 - (5) (5)200422397 於上述9或1 0記載的金屬加工方法。 1 4 ·塗佈於沖壓加工用的金屬加工用水溶性潤滑劑的 塗布量或濃度、和塗佈於切削加工用的金屬加工用水溶性 潤滑劑的塗布量或濃度，各個個別設定，於上述9或j 〇 記載的金屬加工方法。 1 5 .在沖壓加工及/或切削加工之前，稀釋金屬加工用 水溶性潤滑劑之原材料成爲預先設定的濃度，於上述9或 1 〇記載的金屬加工方法。 1 6 ·薄壁金屬板爲，是附熱交換器用之鰭片材料的潤 滑被膜的鋁薄板，於上述9或1 0記載的金屬加工方法。 1 7 ·是用申請專利範圍第1〜5項之任一項記載的金屬 加工用水溶性潤滑劑，於上述9或1 0記載的金屬加工方 法。 1 8 ·薄壁金屬之收納部、拉出前述薄壁金屬板的驅動 手段、在前述薄壁金屬板之表裏至少一面塗佈金屬加工用 水溶性潤滑劑的塗佈手段、由實行沖壓加工及/或切削加 工之加工手段作爲本質的金屬加工裝置，於上述塗佈手段 ，控制第1〜8請求項之任一記載的金屬加工用水溶性潤滑 劑之供給量，而塗佈於薄壁金屬板爲特徵的金屬加工裝置 〇 ]9 ·將塗佈手段，設置於實行沖壓加工及/或切削加工 之前於上述18記載的金屬加工裝置。 2 0.更且，是有依常溫附近的溫度的乾燥手段，於上 述1 8或1 9記載的金屬加工裝置。 -9- (6) (6)200422397 【實施方式】 發明實施的最佳形態 本發明的金屬加工用水溶性潤滑劑爲，（A )以底面 積5 0 c m2的容器秤取1 g，保持於1 〇 〇 °C的恒溫槽，蒸發 8 0%質量百分率的時間在1〇分鐘以內的有機羧酸金屬鹽 0.01%質量百分率以上5%質量百分率以下，（B)由非離 子界面活性劑0 · 0 5〜2 0 %質量百分率及水構成爲特徵。 本發明之金屬加工用水溶性潤滑劑（以下，也單稱爲 水溶性潤滑劑）之主成分的水量爲，以潤滑劑全量基準， 理想爲80〜99.9%質量百分率。較理想爲90〜99.9%質量百 分率，更理想爲9 5〜9 9.9 %質量百分率、特別理想爲 97〜99.9%質量百分率。未滿80%質量百分率，乾燥性差， 超過99.9 %質量百分率者加工性差。 次而，爲水溶性潤滑劑（A )成分的有機羧酸金屬鹽 ’以使潤滑性提高，可不特別限制使用。於有機羧酸金屬 鹽作爲有機羧酸者，可例示如下述之物。 可舉出（I )壬烷酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、山 酸等直鏈飽和脂肪酸，（2 ) 2 -癸酸甲酯、6 —壬酸丙酯 、4 一十二酸甲酯、1 2 —十三烷酸甲酯、4 一十四烷酸甲酯 、2 -十四烷酸甲酯、1 4 —十七烷酸甲酯、5 -十八烷酸甲 酯、2 —十八烷酸丁酯等的分岐飽和脂肪酸，（3 )順一 2 一壬酸、己酸、1 〇 -十一碳烯酸、十二碳烯酸、2 —十三 燒酸（tridecenoic acid) 、5 -十四燒酸（tetradecenoic -10- (7) (7)2004223 97 acid)、肉豆蔻烯酸、順式—6—十六烯酸（hexadecenoic acid )、反式—9 —十八烯酸、油酸、順式一 9 —二十烯酸 、反式一 13 —二十二烯酸、芥子酸等之直鏈單元不飽和脂 肪酸、（4)3 —甲基一 2 —壬酸、5 —甲基—2-十一碳烯 酸、5 —甲基一2 —十三；)¾ 酸（tridecenoic acid) 、2 —丙 基一 9 一十八烯酸等之分岐單元不飽和脂肪酸、（5)己二 嫌酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生油酸、緋油酸、青魚 酸等之多元不飽和脂肪酸、（6 ) 6 —十八（碳）炔酸（ tariric acid )酸、十八炔—〔9〕—酸、西門木炔酸（ xymenynic acid)等之乙炔酸（acetylenic acid) 、 （7) 錦葵酸、環戊烯十一酸、環戊烯十三碳烯酸等的脂環式脂 肪酸、（8 )檜酸（Sab ini c acid )、羥基棕櫚酸、蓖麻油 酸、十八碳三烯酮酸等之含氧脂肪酸、（9 )己二酸、壬 二酸、癸二酸等之直鏈飽和二塩基酸、7 —乙基十六烷二 羧酸等之分岐飽和二鹽基酸之二鹽基酸、（1〇)苯一〔1 ，2，4〕一三羧酸、苯均四酸、1，2’ 3’ 4 — 丁基四羧酸 等之多價羧酸。 在上述的有機羧酸中，直鏈飽和脂肪酸、直鏈單元不 飽和脂肪酸、二鹽基酸爲理想。而且’羧酸殘基之總碳數 爲8以上之物爲理想、12以上之物較理想、1 6以上之物 較理想。更具體的說，由羧酸殘基之總碳數爲8以上之直 鏈飽和脂肪酸、直鏈單元不飽和脂肪酸及二鹽基酸構成一 種或二種以上之物爲理想，如在此等之中，特別是，羧酸 殘基之總碳數爲]6以上之二鹽基酸最理想。 -11 - (8) (8)200422397 而且，作爲上述有機羧酸金屬鹽之金屬爲，鋰、鈉、 鉀等之鹼金屬，鎂、鈣等鹼土金屬爲理想。尙且，有機羧 酸金屬鹽單獨使用一種亦可，組合使用二種以上亦可。 上述有機羧酸金屬鹽的配合量爲，以潤滑劑全量基準 ，是0 · 0 1 %質量百分率以上、未滿5 %質量百分率。理想 爲 0.0 1〜3°/。質量百分率，較理想爲0.01〜1.5%質量百分率 。未滿〇 . 〇 1 %質量百分率，加工性差、在5 %質量百分率 以上，乾燥性差。。 本發明之金屬加工用水溶性潤滑劑，於乾燥性良好， 以底面積5 0 c m 2的容器秤取1 g，保持於1 〇 〇 °C的恒溫槽， 蒸發8 0 %質量百分率的時間在1 〇分鐘以內。此因素爲， 依照前述各種複雜因素而決定。 本發明之金屬加工用水溶性潤滑劑中，爲了提高液安 定性（可溶化性能）、耐腐敗性及防銹性，可配合（B ) 非離子界面活性劑、（C )防腐劑及（D )金屬非活性化 劑。 (B )成分之非離子界面活性劑爲，不特別限定。具 體的爲，能例舉2—乙基己基二乙二醇、二丙二醇.、甘油 、一乙一 _己醚、羊乙二醇壬基苯基醚等。於此等中，總 碳數1 5以下者爲理想、1 2以下者較理想、1 〇以下者更理 想。更具體的說，二乙二醇己醚（總碳數10)、二丙二 醇（總碳數I 〇 )特別理想。（B )成分單獨使用一種亦可 ，組合使用二種以上亦可。其之配合量爲，以潤滑劑全量 基準’ 0.05〜20 %質量百分率，理想爲〇·〇5〜10°/。質量百分 -12- 200422397 Ο) 率、更理想爲〇 · 〇 5〜5 %質量百分率、特 質量百分率。對未滿〇·〇5 %質量百分率 加劑的效果小，超過2 0 %質量百分率， 而在經濟上變爲不利，乾燥性亦惡化。 (C )成分的防腐劑爲，不特別限 物。具體的爲，可舉出2，4一二烴基 化合物；氫硫基胺基羧酸或其鹽；二甲 唑腈、噻唑腈等之噻唑腈化合物；聚z 烷-1，2，4 —三羧酸或其鹽；1 一烴亞 酸或其鹽；二—η — 丁基一 η—十六基-一 η—十二烷基一鍈、四（tetrakis )— 之鹽；N - （ 2 —羥乙基）六氫化吡嗪； 三—羥乙基）三氮、二乙醇胺、單 基二乙醇胺、三乙醇胺、雙環己胺等之 ’ N — （ 2 —羥乙基）六氫化吡嗪、胺类| )成分爲單獨使用一種亦可，組合使用 之配合量爲，以潤滑劑全量基準，0.0 L· 理想爲0.01〜2%質量百分率、更理想爲 分率。對未滿0.01 %質量百分率，耐腐 過10%質量百分率，因稀釋量而效果小 利，乾燥性亦惡化。 (D )成分之金屬非活性化劑爲， 著於金屬表面的金屬和腐蝕性物質而使 金屬非活性化劑爲，無特別限制，可列 別理想爲〇.〇5〜1 % ，使分散其他之添 因稀釋量而效果小 定，可使用各種之 苯甲酸苯甲醯胺基 基噻唑腈、甲基噻 ,烯亞胺；2 —膦丁 乙基一 1，1 —二膦 •錢，三一 η —丁基 羥甲基一鱗或其等 六氯一1，3，5 — 乙醇胺、嗎啉、甲 胺類。於此等之中 ί爲特別理想。（C 二種以上亦可。其 、1 〇 °/。質量百分率， 0.01〜0.6 %質量百 敗性之效果小，超 而在經濟上變爲不 是爲了防止接觸吸 用之物。可使用爲 舉苯並三唑；羧基 -13- (10) (10)200422397 苯並三唑；3 —胺基三唑、4 一胺基三唑、2，5 -二胺基三 唑、3 -氫硫基三唑、3 -胺基一 5 —三唑等之三唑化合物 ;2—氫硫基疊氮、2—胺基疊氮等之疊氮化合物；2-氫 硫基咪唑、2 —氫硫基- 1 -甲基咪唑等之咪唑化合物之類 。此等中，三唑化合物特別理想。（D )成分爲單獨使用 一種亦可，組合使用二種以上亦可。其之配合量爲，以潤 滑劑全量基準，0.01〜10%質量百分率，理想爲0.01〜2%質 量百分率、更理想爲 〇.〇1〜0.6%質量百分率。對未滿 0.01%質量百分率，防銹性之效果小，超過10%質量百分 率，因稀釋量而效果小而在經濟上變爲不利，乾燥性亦惡 化。 本發明之金屬加工用水溶性潤滑劑中，在不損及本發 明之目的的範圍，按照必要各種添加劑，例如，使氧化防 止劑、消泡劑、防銹劑、黏度指數提昇劑、流動點下降劑 之類單獨或組合二種以上者，可適宜包含。 在此’以氧化防止劑爲，例示例如烷基化二苯胺、苯 基—α—萘胺、烷基化一 α一萘胺之類的胺系、2，6—二一 t 丁基一P -甲酚的酚系、及硫磺系之類，以消泡劑爲， 例如例示二甲基聚矽氧烷、氟醚類。而且，以防銹劑爲， 例如例示羧酸系防銹劑、羧酸酯系防銹劑、過鹽基性鹼土 類金屬鹽類。 按照此等必要而使用的添加劑之合計含有量爲，以潤 滑渕全墓基準，1 〇 %質量百分率以下爲理想、5 %質量百分 率以下較理想。 -14- (11) (11)200422397 而且水溶性潤滑劑之塗佈量爲對薄壁金屬板之表面積 1平方公尺，有潤滑被膜於表面的薄壁金屬板的場合爲’ 是3 c c〜1 2 c c之範圍，無設置潤滑被膜於表面的薄壁金屬 板的場合爲，3 c c〜3 5 c c之範圍爲理想。 塗佈量比3 c c少的場合’得不到於各加工爲必要的潤 滑性、發生於沖壓加工切裂薄壁金屬板而危險性變高。而 且，塗佈量爲比1 2 c c或3 5 c c多的場合不容易乾燥，有乾 燥工程的設備變大規模的可能性。 而且，塗佈於沖壓加工的水溶性潤滑劑的塗佈量或濃 度、與塗佈於切削加工的水溶性潤滑劑的塗佈量或濃度， 各個個別設定爲理想。 更且，上述水溶性潤滑劑的原材料以水稀釋的稀釋倍 率爲，有潤滑被膜於表面的薄壁金屬板的場合爲，有 3 0〜2 00之範圍，無設置潤滑被膜於表面的薄壁金屬板的 場合爲，3 0〜1 〇 〇之範圍爲理想。 稀釋倍率比3 0小的場合爲，成爲使用高濃度水溶性 潤滑劑，不容易乾燥，有乾燥工程的設備變大規模的可能 性。而且，稀釋倍率比1 00或200大的場合爲，得不到於 各加工爲必要的潤滑性、發生於沖壓加工切裂薄壁金屬板 的可能性變高。 如此地，水溶性潤滑劑的塗布量、濃度中有選擇範圍 ，塗佈於薄壁金屬板的水溶性潤滑劑爲，對薄壁金屬板的 種類、表面潤滑被膜之有無、硬度、厚度，選擇最適合的 潤滑油塗佈量或濃度爲理想，以如此作就不會使用無益的 -15- (12) (12)200422397 水溶性潤滑劑而可發揮良好的潤滑性能’而且可削減花費 〇 接著，有關本發明之金屬加工方法及裝置之實施形態 ，參照圖面同時說明。 爲本例，說明使用於熱交換器等之鋁鰭片用材料，於 鋁材料的表面有親水性被膜層，更於其之上層有潤滑性被 膜層的鋁鰭片用材料之場合。 第1圖爲圖示本發明之金屬加工裝置之圖，於本裝置 ，沖壓加工、切削加工、乾燥之各工程爲，由第1圖之左 方朝向右方進行。 已捲成捲筒狀的薄壁金屬板1，以任意的方法拉出， 導入塗佈室2。水溶性潤滑劑調製機8爲，依混合水溶性 潤滑劑的原材料和自來水，調製水溶性潤滑劑9爲任意的 濃度，而暫時積蓄。水溶性潤滑劑9爲，通過水溶性潤滑 劑噴霧量控制閥〗0供給於塗佈室2內。 尙且，上述水溶性潤滑劑的原材料以水稀釋的工程爲 ，依薄壁金屬板的沖壓加工、切削加工工程相同建地或近 處實行，可至稀釋工程時將水溶性潤滑劑以原材料狀態處 理，以流通和貯藏的等級管理而可減低潤滑劑的重量、容 積、在庫量，可削減花費。而且，將稀釋工程於沖壓加工 、切削加工之前實行，可減低因稀釋而發生成長泡沬之處 理勞力。 於塗佈室2內’由噴霧噴嘴3噴出霧狀的水溶性潤滑 劑4，塗佈室2中，充滿霧狀的水溶性潤滑劑4的環境氣 -16- (13) (13)200422397 。然後，於霧狀之潤滑劑4之環境氣中導入薄壁金屬板1 ’在殘留潤滑被膜層的狀態，於薄壁金屬板1的表面均一 附著塗佈水溶性潤滑劑4。此時，噴霧噴嘴3爲，設置背 向於通過塗佈室2內的薄壁金屬板1而噴霧。此爲，比水 溶性潤滑劑4直接噴霧於薄壁金屬板1，是爲了抑制在薄 壁金屬板1表面的水溶性之潤滑被膜層（無圖示）溶解剝 落。 於本發明，水溶性潤滑劑以霧狀噴霧、或以飛沫狀噴 霧，因爲塗佈於薄壁金屬板，可以最少量的水溶性潤滑劑 均勻潤滑薄壁金屬板表面，可削減關於水溶性潤滑劑的花 費。 設置於塗佈室2內變爲多餘的水溶性潤滑劑4 a，先 暫時積蓄於水溶性潤滑劑積蓄5，設置對所定量積蓄的排 出量控制閥6通過排放管7由塗佈室2排出。 沖壓加工用模具1 1中，設置加工用之陰模 Π a〜1 1 d ，於沖壓加工用沖子12中，設置加工用之陽模12a〜12d 。薄壁金屬板爲，依沖壓加工用模具1 1及沖壓加工用沖 子1 2加工。於沖壓加工，薄壁金屬板爲每衝壓機執行一 次衝壓動作而進行陰模11a〜lid或陽模12a〜12d的一列份 ，合計經過4階段的小工程，結束衝壓工程。 水溶性潤滑劑噴淋器1 3爲，飛沬狀噴霧塗佈水溶性 潤滑劑1 4於薄壁金屬板。水溶性潤滑劑1 4爲，由水溶性 潤滑劑調製機8通過水溶性潤滑劑噴淋器量控制閥1 5而 供給。 -17- (14) (14)200422397 在與沖壓加工同時進行，結束衝壓工程於薄壁金屬板 的表面中，由水溶性潤滑劑噴淋器1 3直接塗布飛沫狀噴 霧的水溶性潤滑劑1 4。於此，直接塗佈水溶性潤滑劑]4 於薄壁金屬板表面，較沖壓加工而於切削加工爲，因爲於 薄壁金屬板表面設置潤滑被膜層的必要性低，因爲爲了作 成霧狀之水溶性潤滑劑的環境氣的塗佈室2地設備爲不必 要。變爲多餘的水溶性潤滑劑1 4 a暫時的先積蓄於潤滑劑 積蓄1 6，設置對所定量積蓄的排出量控制閥6通過排放 管7排出。 於本發明，水溶性潤滑劑的塗佈，以沖壓加工之前或 切削加工之前工程、或與前述加工同時進行，因爲塗布最 小限度的水溶性潤滑劑於最適合的時期，加工可水溶性潤 滑劑不乾，且可削減關於水溶性潤滑劑的花費。 切削用模具1 7及1 8中，各個設置切削用刀具1 7a、 18a，薄壁金屬板依切削用刀具17a、18a切削加工。 吹氣用送風機19通過吹氣用噴嘴20送風，乾燥已沖 壓加工及切削加工的薄壁金屬板表面的水溶性潤滑劑4， 1 4。乾燥爲，以環境氣溫度實行，使用按照必要的小容量 熱源，以比環境氣若干高的溫度實行亦可。採用依如此地 送風機的送風手段，同時依設置低溫度的乾燥設備，因爲 不需要以往的大型加熱乾燥設備、可以爲簡單的設備，可 削減初期投資及運轉維持費用。 水溶性潤滑劑爲，因爲依本來自然乾燥即可乾燥，若 能將沖壓加工、切削加工後的薄壁金屬板自然乾燥，就不 -18- (15) (15)2004223 97 必要使用吹氣用送風機1 9之類爲了乾燥工程的設備。但 是，爲了大幅縮短乾燥時間，使用即存的乾燥爐或大容量 的熱源的乾燥爐之類亦可。 第2圖（a )爲，圖示於以上述沖壓加工用之陰模 ]1 a〜]1 d或陽模1 2a〜1 2d於薄壁金屬板1之加工工程之斷 面圖。 於第2圖，薄壁金屬板1爲，以成形機實行球面狀的 塑性加工爲步驟I，以穿孔軋機開孔1 a，且設置環1 b爲 步驟II，以延伸機延伸前述環lb爲步驟III，以擴孔折邊 機將環1 b的端部1 c翻捲於其外側爲步驟IV的各程序的 順序加工。 於上述沖壓加工對加工具的負荷大，特別是，於第2 圖（b )所示關於（A )的處所的應力最大，依場合爲， 有產生被加工材料之薄壁金屬板I的破碎和加工具之沖壓 加工用模具1 1及沖壓加工用沖頭1 2的損傷的場合。爲此 ，於上述一連串的沖壓加工時，潤滑的最適化是重要的。 爲此，於沖壓加工前，依不溶出薄壁金屬板1的潤滑 被膜的霧狀噴霧施予水溶性潤滑劑4的塗佈而提高潤滑性 ，在後之切削加工的潤滑’依噴淋器施予水溶性潤滑劑 1 4的塗佈，將除去切削粉之類的異物置爲重點。 尙且，沖壓加工具爲，至少含以鈷或鎳作爲結合劑（ 結合相金屬）構成的超硬合金爲理想’於水溶性潤滑劑抑 制由沖壓加工具之結合劑溶出而溶解抑制劑者爲理想。 第3圖爲，終了上述沖壓加工及切削加工的薄壁金屬 -19 - (16) (16)200422397 板的斜視圖。於第3圖，I a爲以穿刺開之孔、1 b爲以延 伸（ironing )延伸之環、然後lc爲施予向外側捲入加工 的環1 b之端部。 尙且，於上述已說明鋁板加工的態樣，也可適用於鋼 板和銅板，也可適合有薄壁如果任一需要水溶性潤滑劑的 金屬之沖壓加工或切削加工。 而且，於上述實施的型態1，沖壓加工前的水溶性潤 滑劑4的塗佈爲霧狀的噴霧，原來未施以潤滑被膜層於表 面的薄壁金屬板的場合爲，因爲不必考慮潤滑被膜層的溶 出，沖壓加工前的水溶性潤滑劑4的塗佈爲將薄壁金屬板 直接浸於水溶性潤滑劑的方法、或以飛沬狀直接噴霧塗佈 的方法亦可。 更且，前述水溶性潤滑劑4、1 4的塗佈，在沖壓加工 之前和切削加工之前實行，而考慮金屬薄板的材質、加工 面積、加工的複雜程度、表面潤滑被膜的有無及其之厚度 ，於沖壓加工前、沖壓加工時、切削加工前、切削加工時 之各工程，可各個任意設定水溶性潤滑劑的塗佈量、濃度 等之調整。依如此作用，可以按照各個金屬發揮最大限度 的潤滑效果，而且於各工程因爲可實行最低限必要的水溶 性潤滑劑的塗佈管理，可削減關於潤滑劑的花費。 本發明的金屬加工裝置爲，薄壁金屬之收納部、拉出 前述薄壁金屬板的驅動手段、在前述薄壁金屬板之表裏至 少一面塗佈金屬加工用水溶性潤滑劑的塗佈手段、由實行 沖壓加工及/或切削加工之加工手段作爲本質的金屬加工 -20- (17) 200422397 裝置，於上述塗佈手段，控制第1〜8請求項之任一記載的 金屬加工用水溶性潤滑劑之供給量，而塗佈於薄壁金屬板 爲特徵的金屬加工裝置。 本發明的裝置爲，若能使用於以上所述的金屬加工方 法之裝置爲佳’將塗佈手段，設置於實行沖壓加工及/或 切削加工的加工手段之前，更且，依常溫近處的溫度或短 時間乾燥的目的，有以1 5 0 °C程度的高溫的乾燥爐的乾燥 手段亦佳。

實施例 次而，依有關本發明之金屬加工用水溶性潤滑劑之實 施例，更詳細的說明，而本發明無被任何限定於此等之例 〇 實施例1〜10及比較例1〜3 (1 )金屬加工用水溶性潤滑劑之調製 對水’將於第1表所示的成分，依基於潤滑劑全量於 第1表所示的量（質量百分率）配合，調製金屬加工用水 溶性潤滑劑。尙且，比較例3爲，由異鏈烷烴（於4 0 °C 動黏度；2 · 6 m m2 / s )與碳數1 6的α -烯烴（2 0 °/。質量百分 率）構成以往的油系潤滑劑。 (2 )物性之評價 有關各潤滑劑以下述之要領爲物性評價。其結果表示 -21 - (18) (18)2004223 97 於第1表 ① 乾燥性試驗1 以底面積5 0cm2的容器中（1 )秤取已調製潤滑劑1 g ，均一擴散於容器底部後，保持於1 〇〇°C的恒溫槽’測定 蒸發80%質量百分率的時間（分）。 ② 乾燥性試驗2 以底面積50cm2的容器中（1 )秤取已調製潤滑劑lg ，均一擴散於容器底部後， 保持於1 80°C的恒溫槽，測定殘量（％質量百分率） ③ 摩擦試驗 以包登（Bowden)試驗求摩擦係數 供試鰭片材：支持材（摩擦試驗1 )及KS 175、鋼球 :SUJ2 ( 3/16hich)(摩擦試驗 2) 荷重：lkg(Pjnax = 97.6kPa)、速度：10mm/s、行程 (stroke ) : 40mm、溫度：室溫（25°C ) ④ 腐敗性試驗 依簡易培養基（easy culture )細菌測定法一週後之 生菌數求腐敗度。 〇：輕度、△:中度、X:強度 -22- (19) (19)200422397 ⑤ 防銹性試驗 浸漬支持材20 x 5 0於30cc之試料，於60°C保持3曰 後，觀察有無腐蝕。 ⑥ 試料外觀 依目視觀察，觀察試料的狀態。

-23- (20) (20)200422397 第1表—1 實施例 1 2 3 4 5 6 配 合 量 水. 96 88 86 93 99.2 88 羧酸鹽 A1 4 4 4 2 0.2 A2 4 A3 A4 界面活性劑 B1 8 8 4 0.4 B2 8 B3 防腐劑 C1 1 0.5 0.1 C2 金屬非活性化劑 D1 1 0.5 0.1 評 價 乾燥性試驗1 4 4 9 5 3 4 乾燥性試驗2 4 4 5 2.5 0.3 4 摩擦試驗1 支持材 0.12 0.12 0.12 0.13 0.18 0.13 摩擦試驗2 KS175 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 腐敗性試驗 △ △ 〇 〇 〇 △ 防銹性試驗 有銹 有銹 無銹 無銹 無銹 有銹 試料外觀 陰暗 良好 良好 良好 良好 良好 -24- (21) 200422397 第1表一 2 實施例 比較例 一 7 8 9 10 1 2 3 1 配 合 旦 里 水 88 99.2 88 99.2 88 62 油 系 潤 滑 劑 羧酸鹽 A1 0.2 4 12 A2 0.2 A3 4 A4 4 界面活性劑 B1 0.4 24 B2 8 0.4 8 B3 8 防腐劑 C1 0.1 1 C2 0.1 金屬非活性化劑 D1 0.1 0.1 1 評 價 乾燥性試驗1 4 3 4 3 10< 10< 10< 乾燥性試驗2 4 0.3 4 0.3 4 12 0 摩擦試驗1 支持材 0.18 0.19 0.24 0.21 0.12 0.12 0.2 摩擦試驗2 KS175 0.02 0.02 — 0.02 0.02 0.02 〇 Of： 腐敗性試驗 X 〇 X 〇 X 〇 v.VJU ——— 防銹性試驗 有銹 無銹 有銹 無銹 有銹 無銹 試料外觀 良好 良好 良好 良好 良好 良姹 注）配合成分 A17—乙基十六烷二羧酸鈉鹽 A 2油酸鈉鹽 A3棕櫚酸鈉鹽 A4壬酸鈉鹽 B 1二乙二醇己醚（總碳數1 〇 ) B2二丙二醇（總碳數6 ) B3辛乙二醇壬基苯基醚（總碳數31) C 1 N — （ 2 —經乙基）六氫化d比嗪 C 2嗎啉 D ]苯並三唑 -25- (22) 200422397 一系列進行用上述金屬加工裝置及稀釋於 劑於空氣調和機用熱交換器鰭片的沖壓加工及切 更於乾燥爐以1 60°C 4分鐘的乾燥的結果，亦無 的問題，可得良好的結果。 產業上利用的可能性 本發明之金屬加工用水溶性潤滑劑爲，加工 燥性優良，環境負荷極小的水溶性潤滑劑，可合 爲前述金屬加工方法及金屬加工裝置的水系的潤 現因爲是水溶性潤滑劑所以環境負荷極低，因爲 滑劑可不再利用廢水處理，能不變化水溶性潤滑 而安定使用，使用容易之類種種的效果。 於本發明之金屬加工方法及金屬加工裝置， 屬板的沖壓加工或切削加工，因爲前述薄壁金屬 至少一面塗佈水溶性潤滑劑，可減低環境的負荷 因爲使用乾燥性優良的水溶性潤滑劑，於乾燥工 工程，依使用適宜送風手段等的乾燥手段，謀求 的縮短化變爲可能。更且，於使用水溶性潤滑劑 爲無由潤滑劑引火的可能性，可將乾燥裝置接近 壓加工機，可縮短裝置線。 而且，於本發明之金屬加工方法及金屬加工 溶性潤滑劑以霧狀噴霧、或以飛沬狀噴霧，因爲 壁金屬板，可以最少量的水溶性潤滑劑均勻潤滑 板表面。 4 %之潤滑 削加工， 品質確保 性能及乾 適的使用 滑劑。展 多餘的潤 劑之組成 於薄壁金 板之表裏 。而且， 程及除水 乾燥時間 ，因爲變 設置於沖 裝置，水 塗佈於薄 薄壁金屬 -26- (23) (23)200422397 本發明爲，因爲可適用於附上熱交換器用的鰭片材料 之潤滑被膜的鋁薄板的加工，可效率好的製造用於空氣調 和機之類的熱交換器。 【圖式簡單說明】 桌1圖爲’圖不本發明的金屬加工裝置之圖。第2圖 (a ) ’於本發明在薄壁金屬板1的加工工程之斷面圖， 第2圖（b )爲，於本發明沖壓加工的詳細斷面圖，第3 圖爲於本發明施與沖壓加工及切削加工的薄壁金屬板的斜 視圖。第4圖爲圖示以往的金屬加工裝置之圖。 元件對照表 1 :薄壁金屬板 2 :塗佈室 3 =噴霧噴嘴 4 :水溶性潤滑劑 5 :水溶性潤滑劑積蓄 6 z排出量控制閥 7 =排放管 8 =水溶性潤滑劑調製機 9 =水溶性潤滑劑 ]〇 :水溶性潤滑劑噴霧量控制閥 1 1 :沖壓加工用模具 11a〜lid :陰模 -27- (24)200422397 1 2 :沖壓加工用沖子 I2a〜12d :陽模 1 3 :水溶性潤滑劑噴淋器 ]4 :水溶性潤滑劑 14a :水溶性潤滑劑 1 5 :水溶性潤滑劑噴淋器量控制閥 1 6 :潤滑劑積蓄

1 7 :切削用模具 1 7 a :切削用刀具 1 8 :切削用模具 1 8 a :切削用刀具 1 9 :吹氣用送風機 2 0 :吹氣用噴嘴 1 0 1 :薄壁金屬板 1 0 2 :油系潤滑劑

]03 :油系潤滑劑塗佈用油浴槽 104 :油系潤滑劑槽 1 0 5 :油系潤滑劑 1 06 :油系潤滑劑供給控制閥 1 1 1 :乾燥爐 1 1 2 :加熱手段 1 ] 3 :乾燥爐用送風機 1 ] 3 a :熱風 -28-

Claims (1)

1. 200422397 ⑴ 拾、申請專利範圍 1 · 一種金屬加工用水溶性潤滑劑，其特徵係由：（A )以底面積50cm2的容器秤取ig，保持於i〇(TC的恒溫槽 ，蒸發80%質量百分率的時間在1 0分鐘以內的有機羧酸 金屬鹽0.01%質量百分率以上5%質量百分率以下，（b) 由非離子界面活性劑〇.〇5〜20%質量百分率及水組成 2.如申請專利範圍第1項所記載之金屬加工用水溶性 潤滑劑，其中又包括：（C )防腐劑0 · 0 1〜1 0 %質量百分率 及（D )金屬非活性化劑〇 . 〇丨〜%質量百分率。 3 ·如申請專利範圍第〗或2項所記載之金屬加工用水 ί容性'潤滑劑’其中，有機羧酸金屬鹽爲鹼金屬鹽或鹼土類 金屬鹽。 4 ·如申請專利範圍第]或2項所記載之金屬加工用水 溶性潤滑劑，其中，於有機羧酸金屬鹽的有機羧酸爲，由 羧酸殘基之總碳數爲8以上的直鏈飽和脂肪酸、直鏈單元 不飽和脂肪酸及二鹽基酸組成一種或二種以上之物。 5 .如申請專利範圍第1或2項所記載之金屬加工用水 溶性潤滑劑，其中，（Β )非離子界面活性劑的總碳數是 1 5以下之物。 6.如申請專利範圍第1或2項所記載之金屬加工用水 溶性潤滑劑，其中，（C )防腐劑是，Ν — ( 2 -羥乙基） 六氫化毗嗪及/或胺基類。 7·如申請專利範圍第1或2項所記載之金屬加工用水 溶性潤滑劑，其中，（D )金屬非活性化劑是，三唑系化 -29- (2) 200422397 合物。 8 ·如申請專利範圍第1或2項所記載之金屬加工用 溶性潤滑劑，其中，用在鋁。 9. 一種金屬加工方法，係由：薄壁金屬板之表裏至 一面塗佈金屬加工用水溶性潤滑劑的工程、及由沖壓加 及/或切削加工前述薄壁金屬板之工程作爲本質所組成。 I 0.如申請專利範圍第9項所記載之金屬加工方法 其中又包括：附著於前述薄壁金屬板之表面的金屬加工 水溶性潤滑劑的乾燥或促進乾燥的工程。 II ·如申請專利範圍第9或1 0項所記載之金屬加工 法’其中：以霧狀噴霧金屬加工用水溶性潤滑劑、或以 沬狀噴霧，塗佈於薄壁金屬板。 1 2 ·如申請專利範圍第9或1 0項所記載之金屬加工 法’其中：向薄壁金屬板爲金屬加工用水溶性潤滑劑的 佈’有在沖壓加工之前及/或切削加工之前、或與前述 加工同時進行。 1 3 ·如申請專利範圍第9或1 0項所記載之金屬加工 法，其中：金屬加工用水溶性潤滑劑的塗佈量或濃度， 薄壁金屬之種類、表面潤滑被膜之有無、硬度、厚度設 〇 1 4 ·如申請專利範圍第9或1 0項所記載之金屬加工 法，其中：塗佈於沖壓加工用的金屬加工用水溶性潤滑 的塗布量或濃度、和塗佈於切削加工用的金屬加工用水 性潤滑劑的塗布量或濃度，各個個別設定。 水 少 工 用 方 飛 方 塗 各 方 依 定 方 劑 溶 - 30- (3) 200422397 I 5 .如申請專利範圍第9或1 0項所記載之金屬加工方 法，其中：沖壓加工及/或切削加工之前，稀釋金屬加工 用水溶性潤滑劑之原材料成爲預先設定的濃度。 1 6 ·如申請專利範圍第9或1 0項所記載之金屬加工方 法，其中：薄壁金屬板爲，附熱交換器用之鰭片材料的潤 滑被膜的鋁薄板。

   1 7 .如申請專利範圍第9或1 0項所記載之金屬加工方 法，其中：用申請專利範圍第1〜5項之任一項記載的金屬 加工用水溶性潤滑劑。

   1 8 · —種金屬加工裝置，係薄壁金屬之收納部、拉出 則述薄壁金屬板的驅動手段、在前述薄壁金屬板之表裏至 少一面塗佈金屬加工用水溶性潤滑劑的塗佈手段、由實行 沖壓加工及/或切削加工之加工手段作爲本質的金屬加工 裝置’其特徵爲：於上述塗佈手段，控制申請專利範圍第 1〜8項之任一記載的金屬加工用水溶性潤滑劑之供給量， 而塗佈於薄壁金屬板。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項所記載的金屬加工裝置， 其中：將塗佈手段，設置於實行沖壓加工及/或切削加工 之前。 20·如申請專利範圍第is或19項所記載的金屬力α工裝 置’其中又具有：依常溫附近的溫度的乾燥手段。 -31 -