TW539744B - Aqueous lubricant of one process type used for high efficient cold forging - Google Patents

Description

539744 A7 __B7___ 五、發明説明（彳） 發明領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 近年來，運輸機器的重要零件係由冷鍛法製造，其中 對具有超過3 0 0 N /m m 2張力強度之鋼材施加冷鍛，使 其在一次衝程下減少面積超過7 0 %，這種冷鍛處理稱爲 ''高效率冷鍛〃。本發明係關於一種處理，用以在欲受到 高效率冷鍛之金屬材質表面上形成一具有極佳性能之潤滑 塗敷層以作爲潤滑劑，如此一來無需要任何前置化學處理 。本發明係關於一種用於高.效率冷鍛的單製程型式的水潤 滑劑，可以促進習知潤滑劑層形成處理之簡化，亦即，縮 小形成潤滑塗敷層所需之空間面積而不會增加工業廢棄物 製品。 習知技術 一般來說，在金屬材質的冷锻中，例如鋼與不銹鋼， 會在金屬材質的表面上形成一塗敷層。此塗敷層可以防止 金屬材質與锻造工具的直接接觸，且可以減少因爲與鍛造 工具直接接觸的關係所導致之金屬材質的表面缺陷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可以在金屬材質的表面上形成兩種塗敷層，一是直接 黏著於金屬材質表面上的潤滑劑，另一種是在事先形成於 金屬表面上之化學層上所使用之潤滑劑。 直接黏著於金屬材質表面上之潤滑性塗敷層比起在事 先形成於金屬材質表面上之化學層上所使用之潤滑性塗敷 會具有較低的黏著性。因此，前面的這種型式一般係用於 具有較少變形之冷鍛上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 539744 A7 _B7_ 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在後面的這一種型式中，首先透過例如磷酸鹽層形成 處理與草酸鹽層形成處理等之化學處理而在金屬材質表面 上形成一化學層，如此一般會使得化學層成爲適合用作潤 滑劑之載體，且具有高潤滑性之潤滑劑係塗敷於此化學層 上。在此種型式中，所形成的膜會具有雙層結構，其中包 含一化學層作爲載體及一潤滑層，如此會具有高度抗表面 缺陷之特性。 因此，這種型式被廣泛應用在電線拉製、管拉製與冷 鍛等領域上。特別是在其中需要嚴格變形的冷鍛中，最常 使用的是一種處理法，其中首先形成一含有磷酸鹽或草酸 鹽之化學層，然後在此化學層上使用一潤滑劑。 塗敷到化學層上之潤滑劑就用途來說可以被區分成兩 組。第一組包括可機械式地黏著於化學層上之潤滑劑，第 二組包括可以與化學層反應之潤滑劑。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一組的潤滑劑包括藉由兩種潤滑劑，一是使用礦物 油、蔬菜油或合成油作爲基油且在基油中含有高壓添加物 所備製之潤滑劑，另一種是藉由將固態潤滑劑，例如石墨 與二硫化鉬，連同接合劑成分溶解入水中而備製之潤滑劑 。這些潤滑劑可以具有容易控制濃度之優點，因爲它們僅 藉由噴塗塗敷與浸泡塗敷即可使用，然而，由於它們只有 很小的潤滑性，所以它們傾向使用於需要較小的金屬材質 變形量之情形。 另一方面，在第二組的潤滑劑中，例如鈉脂肪等反應 性肥皂係用於其中需要高潤滑性之冷鍛。反應性肥皂會與 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 539744 A7 B7 五、發明説明（3 ) 化學層反應且產生具有高潤滑性之一層。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而，由於反應性肥皂提供化學反應，所以在處理期 間，對於溶液組成的控制、化學反應的溫度控制及溶液退 化的更新控制等因素均非常重要。而且，例如，在磷酸鹽 層與反應性肥皂的反應之下，在形成潤滑層的過程中會伴 隨著在溶液中產生不可溶解之物質。這些非溶物質被稱爲 淤泥，這一點相當麻煩，因爲它必須固定從溶液中淸除。 而且，在上述形成磷酸鹽層的過程中所產生之廢水會 含有磷酸鹽化合物。爲了移除其中所含有之磷酸鹽化合物 ，.所以這類的廢水必須適當地處理。在多數情形中，含有 磷酸鹽化合物的廢水會以熟石灰中性處理以沉澱磷酸鹽。 所沉澱的磷酸鹽化合物會與水分離且連同上述淤泥視爲工 業廢棄物而拋棄。 近年來，爲了保護全球的環境，所以減少工業廢棄物 是一大課題，且有鑑於環保，含有磷酸鹽化合物的工業廢 棄物被認爲是相當嚴重的問題。因此，必須使用不會產生 廢棄物的製程才行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，在會產生磷酸鹽層且在此磷酸鹽層上使用反應 性肥皂的習知製程中，其製程需要簡化與改進，由於它需 要較大的處理工廠面積、較多的時間及複雜的製程控制。 例如，在產生磷酸鹽層的處理中，必須藉由滴定法來計算 出在自由酸度上之磷酸鹽濃度、總酸度及加速劑之濃度。 而且，在反應性肥皂應用處理中，一般藉由人工實施自由 酸度及其組成物之濃度分析。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 539744 A7 B7 五、發明説明（4 ) 爲了解決上述問題，日本專利案 N 〇 · 5 2 — 2 0 9 6 7 A，其中揭示一種潤滑劑組成， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其包含水溶性聚合體或水溶液乳膠作爲基礎成分，且揭示 一種固態潤滑劑與膜形成劑。然而，並未獲得任何組成， 其具有與習知使用化學層與反應性肥皂之處理方式相同的 效果。 爲了解決上述問題，可以引述另一個習知技術，日本 專利案Ν ο · 1 〇 — 8 0 8 .5 A， >金屬材質冷加工之水 性潤滑劑"。此習知技術係關於一種用於金屬材質冷鍛之 水性潤滑劑，其中（A )水溶性無機鹽、（B )固體潤滑 劑、（C )至少一種從化學油、動物油、蔬菜油及合成 油中所選出之油，（D )表面活性劑及（E )水係均勻地 擴散與乳化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此習知技術係關於一種水性非反應性潤滑劑，且致力 於將形成磷酸鹽層、水沖洗及塗敷反應性肥皂等三道習知 處理予以簡化。亦即，在此製程中，藉由浸泡等方式與單 製程型式的水潤滑劑接觸金屬材質而直接在金屬材質的表 面上形成潤滑劑膜，而不需要在金屬材質的表面上預先形 成任何化學層。這種型式的潤滑劑一般稱爲單製程型式的 潤滑劑。 然而，根據此習知技術之潤滑劑使用於工業規格時卻 相當不穩定，由於它包含乳化的油性成分，且在高效率冷 鍛時無法穩定顯示高潤滑性。 另外一項習知技術，日本專利案 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~ 539744 A7 B7 五、發明説明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

No . 2〇0〇一 6338 0 A中所揭示之、、金屬材質冷 加工時所用之潤滑劑組成〃。此習知技術係有關一種潤滑 劑’包含（A )合成樹脂、（B )水溶性無機鹽及水，其 中在固態時（B ) / ( A )的重量比率是從〇 _ 2 5 / 1 到9 / 1 ’且合成樹脂會溶解或擴散於成分中。然而，此 種組成亦無法在高效率冷鍛中顯示出高潤滑性。 發明槪述 因此’本發明的目的是要解決上述習知技術所產生之 問題’且提供一種用於高效率冷鍛之單製程型式的潤滑劑 ’可以適合製造運輸機器之重要部位，也可以簡化操作而 無須任何預先的化學處理以形成塗敷層，且又能符合環保 0 本發明係爲了解決上述問題，且發現到一種單製程型 式之水潤滑劑，可藉由一特定組合比率將水溶性無機鹽、 蠟與脂肪酸的金屬鹽在水溶液中結合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的水潤滑劑僅需塗敷潤滑劑之一步驟，而不需 要包含形成磷酸鹽層的化學反應、水沖洗及塗敷一反應性 肥皂等三道步驟。這三道步驟係在習知技術中所需要的。 而且，本發明的水潤滑劑是一種簡化的製程，且比起習知 技術來說，可減少更多工業廢棄物。 亦即，本發明是一種用於高效率冷鍛的單製程型式的 水潤滑劑，其特徵在於：此水潤滑劑包含（A )水溶性無 機鹽、（B )蠟及（C )脂肪酸的金屬鹽，其中這些成分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 539744 A7 _B7_ 五、發明説明（6 ) 是溶解或擴散於水溶液中的，且（B )/( A )在固態的 重量比率是0 · 6到0 _ 7，且（C ) / ( A )固態的重 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 量比率是〇 . 1到0 · 3。且本發明的潤滑劑適合製造運 輸機器之重要部位。 較佳的水溶性無機鹽可以選自硫酸鹽、矽酸鹽、硼酸 鹽、鉬酸鹽及鎢酸鹽所組成之群組，且蠟最好是可以擴散 於水中的合成鱲，且具有熔點在7 0到1 5 0 ° C之間。而 且，脂肪酸的金屬鹽最好是一種化合物，係由C 1 2到 C 2 6的飽和脂肪酸與Z η，C a，B a ，A 1 ，M g， 及L i等之一金屬反應而獲得。 較佳實施例之詳細說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現在，將詳細說明本發明。爲了提供硬度與強度到形 成於金屬材質表面上之潤滑塗敷層，所以內含本發明水潤 滑劑中所使用之水溶性無機鹽（A )。具有這種性能的水 溶性無機鹽被要求要能夠具有均勻溶解在水潤滑劑中之特 性，且當乾燥時要能形成一強硬之潤滑塗敷層。由於無機 鹽能提供這樣的特性，所以最好使用至少由硫酸鹽、矽酸 鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽及鎢酸鹽所組成之群組之一。 作爲上述的水溶性無機鹽，可以使用硫酸鈉、硫酸鉀 、砂.酸鉀、硼酸鈉、硼酸鉀、硼酸銨、鉬酸鹽及鎢酸銨、 鉬酸鈉及鎢酸鈉。上述鹽類可以單獨使用也可以結合兩種 或更多種鹽類。 最好使用合成鱲作爲蠟（B )，雖然在結構與型式上 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~ — 539744 A7 ___ _B7_ 五、發明説明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 並無特殊限制。蠟會在冷鍛期間藉由塑性變形所產生出來 的熱量而融化，藉此可以增進潤滑性塗敷層之潤滑特性。 因此’最好具有熔點介於7 〇到1 5 0。C的範圍之間，且 能穩定存在於水潤滑劑中，以便在冷鍛開始階段時執行較 佳的潤滑。 實際上蠟的適用範例包括微晶鱲、聚乙烯蠟、聚丙烯 鱲等等。這些蠟最好是以水性散播或水乳液型式含在水潤 滑劑中。（B ) / ( A )，亦即在固態下鱲（B )相對於 水溶性無機鹽（A )之比例最好是在〇 · 6到0 · 7的比 例之間。在高效率冷鍛中，係屬於一種硬加工，當上述比 例低於0 . 6時，有可能會使潤滑塗敷層的潤滑特性不足 ’而當該比率超過〇 . 7時，潤滑塗敷層的黏著性則可能 不足。 在本發明中所使用的脂肪酸（C )的金屬鹽係用於提 供潤滑性，且作爲脂肪酸的金屬鹽，雖然在型式上沒有限 制，但是最好使用由C 1 2到C 2 6飽和脂肪酸與Ζ η， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C a ’ B a，A 1 ，M g及L i所構成的組群之一反應所 獲得之產品。 然而，最好是使用硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、 硬脂酸鎂及硬脂酸鋰。在本發明中所使用之脂肪酸的金屬 鹽係以擴散形式存在於水潤滑劑中，且當有需要時也可以 使用表面活性劑。 (C ) / ( A )，亦即水性無機鹽（A )與脂肪酸金 屬鹽（C )之比例在固態下係設定於〇 . 1到〇 . 3之間 本紙•張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 539744 A7 ____ B7 五、發明説明（8 ) 的範圍。在高效率冷鍛的嚴格工作條件下，當該比例小於 0 . 1時’所加工物件之耐用性將會不足。然而，在高效 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 率冷鍛的嚴格工作條件下，當該比例大於〇 . 3時，所獲 得的冷鍛物件之尺寸精確度將會不足。 當需要表面活性劑使得脂肪酸的金屬鹽與鱲能擴散在 水潤滑劑中時，可以使用任何型式的表面活性劑，例如非 離子、陰離子、兩性的及陰離子型式。非離子表面活性劑 包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯烷基酯 ，其包含聚乙二醇（或環氧乙烷）及較高的脂肪酸（ 〇12到（：18)、聚氧乙烯山梨糖醇酐烷基酯包含山梨 聚糖、聚乙二醇及較高的脂肪酸（C 1 2到C 1 8 )。 陰離子表面活性劑包括脂肪酸鹽、硫酸酯、磺酸鹽、 磷酸酯及二硫代磷酸酯。兩性的表面活性劑包括氨結構基 酸或甜菜鹼結構之羧化物、硫酸酯、磺酸鹽、磷酸酯。陽 離子表面活性劑包括脂肪酸胺鹽、季銨鹽等物。每種表面 活性計可以單獨使用或結合至少兩種來使用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的單製程型式之水潤滑劑係用於金屬材質之高 效率冷鍛，其中在一次衝程中可提供超過7 〇 %的剖面積 減少率。汽車機車所使用之運輸機器的重要部位，例如動 力火車與車廂係藉由應用這種水潤滑劑而製造的。冷鍛製 品的形狀並不會被侷限至圓柱形且可以應用到更加複雜結 構的處理，例如齒輪與齒輪軸。 關於將本發明水潤滑劑塗敷到金屬材質之處理，可以 使用浸泡法。當金屬材質表面藉由任何方法覆蓋水潤滑劑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 539744 A7 _B7_ 五、發明説明（9 ) 時，則可以塗敷水潤滑劑。在塗敷之後，必須烘乾所塗敷 之水潤滑劑。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下提供較佳之塗敷操作： 噴砂 以熱水沖洗（移除像鐵粉等污物且將金屬材質加熱） 7 ◦到9 0 ° C ，1到3分鐘 塗敷水潤滑劑：5 0到7. 〇。C，浸泡1到3秒 烘乾：在室溫下以空氣吹乾，1到2分 冷锻 在金屬材質表面上所形成之潤滑劑塗敷層之重量是一 個重要的因素，因爲它會嚴重影響加工性能，例如潤滑性 與抗表面缺陷性。所形成的塗敷層之重量可以根據在形成 塗敷層前後金屬材質的塗敷區域之間的重量差而計算出來 〇 潤滑劑塗敷層重量=(形成塗敷層之後的重量一形成 塗敷層之前的重量）/(金屬材質的面積） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所形成的潤滑劑塗敷層之重量，如果要適用於冷鍛處 理’最好是在5到1 5 g / c m 2的範圍之間。 當所形成之塗敷層小於5 g / c m 2時，則無法提供足 夠的潤滑性能，且在鋼效率冷鍛期間會產生灼傷缺陷。反 之’ g所形成之塗敷層的重量超過1 5 g / c ^ 2時，剝落 的潤滑劑膜可能會傾向殘留在冷鍛模中，且在冷鍛模中的 澄i半會不利地影響到冷鍛製品的尺寸精密度，因爲它會在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21()X297公釐)" ' 539744 A7 _ B7 _ 五、發明説明（1〇) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 冷鍛製品中形成一局部的未塡滿部位。可以控制水潤滑劑 的組成濃度以便調整所形成之潤滑劑塗敷層重量落在上述 的範圍中。 實施例與比較例〔I〕 以下將參考實施例與比較例來說明本發明。 <金屬材質> 6 0 0 0 0件副軸用鋼棒：直徑5 0 m m，長度 1 4 0 m m 鋼材等級·· j I S G 4105 S C M 4 2 0 表面預處理：以直徑0 . 5 m m的鋼珠進行噴砂處理 1 4分鐘以移除鱗狀物 <潤滑處理A :單製程型式> 以8 0 °C的熱水淸洗：用於移除噴砂粉末且作爲初步 加熱。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 潤滑處理··在6 0 t的潤滑劑中浸泡1分鐘。 烘乾：在室溫下用空氣吹乾1分鐘 潤滑處理A的總時間（處理時間+運送時間）：2分 3 0秒 潤滑處理A所需之總工廠面積：9 m 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 539744 A7 __B7_ 五、發明説明（n) <潤滑處理B :習知型式（磷酸層+反應肥皂）> (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以強鹼去油劑進行去油，稀釋成3 %的水溶液，8 0 °C進行1 0分鐘。 以水淸洗：以室溫的自來水淸洗5分鐘。 以酸淸洗：以1 0 %的氫氯酸水溶液在室溫淸洗5分 鐘。 以水淸洗：以室溫的自來水淸洗5分鐘。 以水淸洗：以室溫的自來水淸洗5分鐘。 浸泡在磷酸膜形成溶液中進行化學處理：稀釋成1 % 的水溶液，8 0 °C進行1 〇分鐘。 以水淸洗：以室溫的自來水淸洗5分鐘。 以水淸洗：以室溫的自來水淸洗5分鐘。 以反應性肥皂處理：稀釋成1 %的水溶液，9 0。(3進 行1 0分鐘。 以熱水淸洗：以8 0 °C的自來水淸洗5分鐘。 烘乾：在室溫下以空氣吹乾1 0分鐘。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 潤滑處理B的總時間（處理時間+運送時間）·· 6 0 分 潤滑處理A所需之總工廠面積：9 0 m 2 <冷鍛處理1 :抗灼傷性> 藉由前向擠壓所導致的剖面減少率：7 7 % 冷鍛模：超硬合金，高速鋼（H e i s ) 冷鍛衝模：高速鋼（H e i s ) 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐Ί 一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539744 A7 B7 五、發明説明（12)

冷鍛速度·· 0 . 0 7 8 m / s e C <冷鍛處理2:藉由對抗未塡滿而達成尺寸精密度> 具有直徑2 7 m m且由冷鍛所製造而成之軸樣本受到 退火且然後藉由前向擠壓而進行冷鍛，如圖1所示，進而 測量其A部位之直徑。 <評估> 在冷鍛處理1中之抗灼傷性：在冷锻工具與冷鍛製品 上的表面缺陷係以肉眼觀察。假如發現到表面缺陷的話， 則不合格。. 在冷鍛處理2中之尺寸精密度：測量A部位之直徑。 假如冷鍛有良好的精密度的話，則A部位的直徑是2 7 m m。假如直徑小於2 7 m m的話，則它是處於一種所謂 ”未飽和〃的狀態，則不合格。2 7 m m的直徑便表示成 〜0 m m 〃 ，而2 6 · 5 m m的直徑則表示爲''一 Ο · 5 m m 〃 ° 潤滑處理的簡化：根據在潤滑處理中的處理步驟數與 潤滑處理所須知總工廠面積來作評估。最好是較少的處理 步驟與較少的面積。 環保：測量6 0 0.0件樣本中所產生之廢棄物量（廢 水、淤渣等）。最好是較少量的廢棄物。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

539744 A7 B7 五、發明説明（13) <實施例1 > 使用潤滑劑1，且根據潤滑處理.A來實施塗敷。 潤滑劑1 : 水性無機鹽：硼酸鈉 鱲：聚乙烯蠟（添加1 %的非離子表面活性劑來促進 擴散） 脂肪酸金屬鹽：硬脂酸鈣 固態成分比例·· （ B ) / ( A ) :0.70 固態成分比例：（C ) / ( A ) : 0 · 1 〇 所形成的塗敷層之重量，g / c m 2 : 1 5 <實施例2 > 使用潤滑劑2，且根據潤滑處理A來實施塗敷。 潤滑劑2 : 水性無機鹽：硼酸鉀 蠟：微晶鱲（添加1 %的非離子表面活性劑來促進擴 散） 脂肪酸金屬鹽：硬脂酸鈣 固態成分比例：（B ) / ( A ) : 〇 · 6 0 固態成分比例：（C ) / ( A ) : 〇 · 3 0 所形成的塗敷層之重量，g / c m 2 : 1 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） — L-------^^裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539744 A7 B7 五、發明説明（14) <實施例3 > 使用潤滑劑3，且根據潤滑處理A來實施塗敷。 潤滑劑3 : 水性無機鹽：硼酸鈉 蠟：聚乙烯鱲（添加1 %的非離子表面活性劑來促進 擴散） 脂肪酸金屬鹽：硬脂酸鈣 固態成分比例：（B ) / ( A ) ·· 〇 · 6 0 固態成分比例·· （ C ) / ( A ) : 〇 · 2 0 所形成的塗敷層之重量，/ c 111 2 : 1 〇 <實施例4 > 使用潤滑劑4，且根據潤滑處理A來實施塗敷。 潤滑劑4 : 水性無機鹽：硼酸鈉 蠟：石鱲（添加1 %的非離子表面活性劑來促進擴散 ) 脂肪酸金屬鹽：硬脂酸鋅 固態成分比例·· （ B ) / ( A ) : 〇 · 7 0 固態成分比例：（C ) / ( A ) : 〇 . 2 0 所形成的塗敷層之重量，g / c m 2 : 1 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·!·裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _ 17 _ 539744 A7 __B7 五、發明説明（15) <比較例1 > 使用潤滑劑5，且根據潤滑處理A來實施塗敷。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 潤滑劑5 : 水性無機鹽：硼酸鈉 鱲：石鱲（添加1 %的非離子表面活性劑來促進擴散 ) 脂肪酸金屬鹽：硬脂酸鈣 固態成分比例·· （ B ) / ( A ) : 1 · 〇 (超過本發 明的範圍） 固態成分比例：（C ) / ( a ) : , 2 所形成的塗敷層之重量，g / c m 2 : 1 2 <比較例2 > 使用潤滑劑6，且根據潤滑處理a來實施塗敷。 潤滑劑6 : 水性無機鹽：硼酸鈉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 鱲：聚乙烯鱲（添加1 %的非離子表面活性劑來促進 擴散） 脂肪酸金屬鹽：硬脂酸鈣 固態成分比例：（B ) / ( A ) : 〇 . 7 〇 固態成分比例：（C ) / ( A ) :〇.50 所形成的塗敷層之重量，g / c m 2 : 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） 539744 A7 B7 五、發明説明（16) <比較例3 > 使用潤滑劑7，且根據潤滑處理A來實施塗敷 潤滑劑7 : 水性無機鹽：硼酸鉀 鱲：聚乙烯蠟（添加1 %的非離子表面活性劑來促進 擴散） 脂肪酸金屬鹽：硬脂酸鈣 固態成分比例：（B ) / ( A ) : 〇 . 8 0 (超出本 發明的範圍） 固態成分比例：（C ) / ( A ) : 〇 · 4 0 (超出本 發明的範圍） 所形成的塗敷層之重量，g / c m 2 : 1 5 <比較例4 > 根據潤滑處理B (磷酸層+反應性肥皂）來實施塗敷 <結果> 上述測試的結果顯示於表1中。其中實施例1到4係 使用本發明單製程型式水潤滑劑來進行高效率冷鍛，所» 可以形成具有極佳特性之塗敷層，且具有較少的處理步·驟 與塗敷處理的工廠面積。而且，可以理解的是本發明的水 潤滑劑不會產生太多工業用廢棄物，亦即廢水與淤渣。在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先聞讀背面之法意事項存填寫本買) •燊· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539744 B7 五、發明説明（17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 比較例1中，其中（B ) / ( A )的比例超出本發明的 圍，且在比較例2中，（C ) / ( A )的比例高於本發明 的比例，會觀察到灼傷且顯示內部加工性能。對於比較例 3中所獲得的塗敷層，其中（b ) / ( A )與（C ) / ( A )均稍微與本發明的範圍不同，則發現到尺寸精密度便 會不夠。而且，在比較例4中，其中應用習知的處理，所 以會獲得與本發明類似的性能。然而，此比較例需要較多 的處理步驟且需要較多的工廠面積，且它會產生較大量的 廢棄製品。 表1 性能 簡化 環保 抗灼傷/尺寸精 密度 處理步驟數 處理所須之工廠面積 (m2) 廢水⑴ 淤渣(kg) 實施例1 良好/ Omm 3 9 0 0 實施例2 良好/ 0mm 3 9 0 0 實施例3 良好/ 0mm 3 9 0 0 實施例4 良好/ 0mm 3 9 0 0 比較例1 不好/-11 3 9 -11 -η 比較例2 不好/-11 3 9 比較例3 良好 / -0.5mm 3 9 -12 -12 比較例4 良好/ 0mm 11 90 570 100 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 1 :沒有由於內部加工性能所產生之資料 * 2 :沒有未塡滿所導致的資料 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 539744 A7 ____B7_ 五、發明説明（18) 實施例與比較例〔I I〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) <金屬材質 > 鋼棒j I s G 4 10 5 S C Μ 4 2 0 ’ 直徑 5 0 m m，長度 1 4 0 in in <潤滑處理 > 與潤滑處理A相同 <冷鍛方式 > 剖面積的減少率：5 1 % 冷鍛 模：高速鋼冷鍛衝模：高速鋼 <高效率冷鍛 > 剖面積減少率：7 7 % 冷鍛模 :局速鋼 冷鍛衝f旲：尚速鋼 <潤滑劑 > 使用（A ) ，（ B ) ，（ c )，其中（ B)/(A)與（C)/(A)之配置係如表2中所示之 單製程型式的水潤滑劑。 水溶性無機鹽（A ) ••硼酸鈉 鱲（B ):聚乙烯鱲 脂肪酸金屬鹽（C ) ••硬脂酸鈣 <結果> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如表2所示，在剖面積減少率爲5 1 %的冷鍛中，可 以在所有潤滑劑中獲得良好效果，亦即，可以獲得抗灼傷 性與尺寸精密度，即使（B ) / ( A )的比例小於0 · 6 或大於0 · 7 °另一方面，在剖面積減少率爲7 7 %的冷 鍛中，僅能在（B ) / ( A )的比例位於〇 . 6到0 · 7 之間的狹窄範圍內才能獲得良好的潤滑性能。同樣地，在 冷鍛中，即使當（C ) / ( A )小於〇 . 1或大於0 . 3 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格（210X297公釐] 539744 五、發明説明（19) 時，仍能獲得良好的結果。然而，在高效率冷鍛中’只有 當（C ) / ( A )介於小於〇 · 1到0 . 3的範圍之間才 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 能獲得良好的結果。 表2 般製程型式潤滑劑 冷鍛 抗灼傷性 尺寸精密度 ⑻/(A) (C)/(A) 0.55 0.2 ~^般冷鍛 一 〇 〇 0.55 0.2 高效率冷鍛 Δ △ 0.65 0.2 一般冷鍛 一 〇 〇. 0.65 0.2 高效率冷鍛 〇 〇 0.75 0.2 一般冷鍛 一 〇 〇 0.75 0.2 高效率冷鍛 Δ Δ 0.65 0.05 一般冷鍛 〇 〇 0.65 0.05 高效率冷鍛 Δ △ 0.65 0.15 一般冷锻 〇 〇 0.65 0.15 高效率冷鍛 〇 〇 0.65 0.35 —般冷锻 〇 〇 0.65 0.35 高效率冷鍛 Δ Δ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之優點 誠如上述，本發明的水潤滑劑可以形成具有高性能的 塗敷層在金屬材質表面上。且本發明需要較少的處理步驟 數及塗敷處理所須之工廠面積。此外，本發明的水潤滑劑 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 539744 A7 B7 五、發明説明（20) 會產生較少的工業廢棄物且符合環保要求。 而且’本發明的處理能夠藉由節省塗敷的處理時間、 增進塗敷效率、節省能源與製造成而改善整個製程。 圖式簡單說明 圖1是顯示實施例中冷鍛處理2的尺寸精確性。 中國風家標準（、CNS >,A4規格（、210X297公麦), (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 言

-0^ .

Claims (1)

1. 539744

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 · 一種用於高效率冷鍛的單製程型式的水潤滑劑， 其特徵爲該水潤滑劑包含（A )水溶性無機鹽、（B )鱲 及（C )脂肪酸金屬鹽，其中這些成分係溶解或擴散於水 溶液中，且在固態中之重量比例（B ) / ( A )是在 〇.6到0 . 7的範圍之間而（C ) / ( a )是在0 · 1 到0 . 3的範圍之間。 2 ·根據申請專利範圍第1項之用於高效率冷鍛的單 製程型式的水潤滑劑，其中水溶性無機鹽是選自至少硫酸 鹽、矽酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽與鎢酸鹽所構成之群組。 3 .根據申請專利範圍第1項之用於高效率冷鍛的單 製程型式的水潤滑劑，其中蠟是一合成鱲，會擴散於水中 且具有熔點爲70到150°C。 4 .根據申請專利範圍第1 ，2或3項之用於高效率 冷鍛的單製程型式的水潤滑劑，其中脂肪酸的金屬鹽是一 化合物，藉由將C 1 2到C 2 6的飽和脂肪酸與Ζ η， C a，B a，A 1 ，M g，L i所構成之群組反應而獲得 的0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)