WO2005095563A1 - 塑性加工用潤滑剤組成物 - Google Patents

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WO2005095563A1
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plastic working
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metal material
lubricant
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Masato Kaneko
Hideo Kanamori
Takuma Kimura
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Idemitsu Kosan Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a lubricant composition for plastic working, a cold working and warm working method using the same, and a method for producing a hot pressed metal material. More specifically, the present invention is excellent in workability, degreasing property, work environment, etc., and is suitable for plastic working of various metal materials, particularly non-ferrous metal materials such as magnesium or aluminum, particularly in the field of warm press working.
  • the present invention relates to a lubricating composition for plastic working, which is preferably used, a warm working method using the lubricant composition, and a method for efficiently producing a warm pressed metal material.
  • press working using a magnesium alloy plate as a work material enables the use of thin products, and there is no need for surface polishing after processing.
  • magnesium alloys have poor additivity at room temperature, so the temperature during press working is usually 200-300 ° C. If the lubricating performance of the press oil is insufficient during this press working, the work material will break and will adhere to the mold. For this purpose, a dedicated lubricant is used.
  • Patent Document 1 discloses a method of warm pressing a magnesium alloy sheet, but does not describe a lubricant.
  • Patent Document 2 discloses a cold rolling method for a magnesium alloy or an aluminum alloy. Of plastic working oil and processing method Tepuru, but there is no description about solid lubricant!
  • the lubricant used for the plastic working of the magnesium alloy sheet is a lubricant that suppresses the breakage of the workpiece and the adhesion to the mold in a warm state, generally in a temperature range of 100 to 300 ° C. It is necessary to show high processing performance by having lubricating performance, and also to show performance that can be removed by a normal degreasing process.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-103311
  • Patent Document 2 JP 2003-105364 A
  • the present invention is excellent in workability, degreasing, working environment, and the like, and is used in the field of plastic working of various metal materials, particularly magnesium-based and aluminum-based non-ferrous metal materials,
  • An object of the present invention is to provide a lubricant composition for plastic working which is suitably used in the field of working, a warm working method using the lubricant composition, and a method for producing a warm pressed metal material.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a solid lubricant and a composition containing a specific compound in a specific ratio are formed of a lubricant composition for plastic working of a metal material.
  • a solid lubricant and a composition containing a specific compound in a specific ratio are formed of a lubricant composition for plastic working of a metal material.
  • the present invention provides: (1) (A) a solid lubricant, and (B) at least one selected from (a) calcium sulfonate and (mouth) a non-volatile compound, and (A) component and (B) component Wherein the content ratio of the lubricant is 90:10 to L0: 90 in mass ratio.
  • component (A) Solid lubricant power of component (A)
  • component (A) which are at least one powder selected from polytetrafluoroethylene, calcium carbonate, zinc oxide, disulfide molybdenum and graphite.
  • V slippery plastic working lubricant composition
  • the calcium sulfonate of the component (a) is neutral or overbased, and has a total base value S0-700 mgKOHZg of the calcium sulfonate.
  • the non-volatile compound as the component (B) (mouth) is at least one selected from the group consisting of a mineral oil having a kinematic viscosity at 40 ° C of 50 mm 2 Zs or more and a neutral oil of Z or synthetic oil.
  • ⁇ (5) V slippery plastic working lubricant composition
  • the volatile compound of component (C) is at least one selected from mineral oil and synthetic oil having a kinematic viscosity of 0.5 to 5 mm 2 Zs at 40 ° C.
  • the lubricant composition of the above (1) to (11) is applied to the surface of the metal material to be processed, and is subjected to a heat treatment to evaporate volatile components, followed by pressing the metal material to be processed.
  • the present invention it is excellent in workability, degreasing property, work environment, and the like, and is used in the field of plastic casting of various metal materials, particularly, magnesium-based and aluminum-based non-ferrous metal materials, particularly in the field of warm press working.
  • various metal materials particularly, magnesium-based and aluminum-based non-ferrous metal materials, particularly in the field of warm press working.
  • a warm-pressed metal material can be efficiently produced by the warm-working method using the lubricant thread.
  • the lubricant composition for plastic working of the present invention comprises (A) a solid lubricant, and (B) at least one selected from (a) calcium sulfonate and (mouth) non-volatile compound.
  • An oil-based composition containing, if desired, (C) a volatile compound and Z or (D) at least one selected from a corrosion inhibitor, an antioxidant, a bactericide and an antifoaming agent.
  • Examples of the solid lubricant of the component (A) in the lubricant composition of the present invention include powders of polytetrafluoroethylene, calcium carbonate, zinc oxide, disulfide molybdenum, and graphite. These may be used alone or in combination of two or more.However, non-black powders are more effective than black powders such as molybdenum disulfide and graphite in terms of work environment.
  • polytetrafluoroethylene (Teflon) powder is preferable from the viewpoint of working environment and lubrication performance.
  • the average particle size of the solid lubricant powder is not particularly limited, but is usually about 0.1 to 20; about ⁇ , preferably about 0.2 to 7 / ⁇ from the viewpoint of dispersibility and lubrication performance. Range.
  • the polytetrafluoroethylene (Teflon) powder For example, as a commercially available product, “Lubron L-2” (trade name, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) can be mentioned.
  • the calcium sulfonate as the component (B) (i) has an action of imparting cleanliness and anti-dust properties, and a calcium salt such as petroleum sulfonic acid or long-chain alkylbenzene sulfonic acid can be used. . These may be used alone or in combination of two or more.
  • Calcium sulfonate is obtained by converting a sulfonic acid obtained by sulfonating an alkyl-substituted aromatic hydrocarbon into a calcium salt using calcium hydroxide, calcium oxide, or the like.
  • the raw material alkyl-substituted aromatic hydrocarbon can be obtained by alkylation of a mineral oil or an aromatic hydrocarbon.
  • the number of carbon atoms in the alkali-substituted aromatic hydrocarbon alkyl group is preferably about 3 to 70 in one molecule in total.
  • the calcium sulfonate used in the present invention may be neutral or may be obtained by dispersing an excess calcium hydroxide or carbonate in the sulfonate and overbased.
  • the total base number of calcium sulfonate is not particularly limited, it is usually preferably from 0 to 700 mgKOHZg, more preferably from 100 to 600 mgKOHZg.
  • the value of the total base number of calcium sulfonate within the above range, not only the strength but also the detergency and anti-dust property can be improved.
  • the (B) non-volatile component as the (mouth) component is a mineral oil or a Z or synthetic oil having an effect of imparting degreasing properties, and has a kinematic viscosity at 40 ° C of 50 mm 2. Those with a flash point of 250 ° C or higher with Zs or higher are used. Further, the preferred kinematic viscosity is 80 mm 2 Zs or more, and the preferred flash point is 270 ° C. or more.
  • the kinematic viscosity and the upper limit of the flash point are not particularly limited, but the kinematic viscosity is usually about 5,000.
  • Mineral oil and non-aromatic mineral oil include light-Eutral oil, medium-Eutral oil, heavy-Eutral oil, and bright stock.
  • Synthetic oils include polybutene, polyolefin [ ⁇ -olefin homopolymer (PAO)] and copolymers (eg, ethylene propylene copolymer (OCP)), and various esters (eg, polyol esters, dibasic acid esters).
  • ethers eg, polyphenyl ether
  • polyglycol alkylbenzene, alkylnaphthalene, etc.
  • alkylbenzene alkylnaphthalene
  • polyolefin and polyol ether are particularly preferable.
  • the above mineral oils may be used alone or in combination of two or more.
  • the above synthetic oils may be used alone or in combination of two or more.
  • a combination of one or more mineral oils and one or more synthetic oils may be used.
  • the above-mentioned component (a) and component (mouth) may be used alone or in an appropriate combination of each component.
  • the content ratio of the component (A) and the component (B) needs to be in the range of 90:10 to: L0: 90 in terms of mass ratio from the viewpoint of lubrication performance (workability), degreasing property, and the like. And more preferably in the range of 70:30 to 30:70.
  • a volatile compound may be contained as a component (C), if desired, in order to improve coatability.
  • the volatile compound is not particularly limited as long as it improves coatability, but the kinematic viscosity at 40 ° C. is 0.1 to 5 mm 2 Zs, preferably 0.1 to 2.5 mm. 2 is Zs, flash point 0.99 ° C or less, preferably 100 ° C (212 ° F) mineral oil, synthetic oil is used.
  • solvents represented by hexane, toluene, and the like can also be used as the component (C).
  • the lower limit of the flash point of the volatile compound is not particularly limited, but is usually about 10 ° C.
  • Preferred mineral oils as component (C) are, for example, noraffinic, naphthenic and non-aromatic oils, and synthetic oils include, for example, normal paraffin, branched olefins and hydrogenated branched olefins.
  • the solvent other than the mineral oil and the synthetic oil is not particularly limited as long as it improves the applicability of the lubricant composition of the present invention.
  • acyclic hydrocarbons represented by hexane Hydrogen aromatic hydrocarbons represented by toluene, alcohols represented by ethyl alcohol, and fluorine-based solvents represented by perfluorocarbon oils.
  • mineral oil and synthetic oil are preferably used.
  • the above mineral oil may be used alone or in combination of two or more as the volatile conjugate of the component (C).
  • the above synthetic oils may be used alone or in combination of two or more.
  • the solvent may be used alone or in a combination of two or more.
  • mineral oil, synthetic oil and solvent may be used in combination of one or more kinds.
  • the content of the component (C) is not particularly limited.
  • the total amount of the component (A) and the component (B) is 100 parts by mass. It is preferable that the component (C) be contained in a proportion of 0 to 100 parts by mass. More preferably, it is in the range of 0 to 80 parts by mass.
  • the storage stability of the composition of the present invention is maintained and the coating performance is improved. be able to
  • composition of the present invention if necessary, as a component (D), various additives conventionally used in lubricant compositions for processing metal materials, such as corrosion inhibitors, antioxidants, bactericides and disinfectants, may be used.
  • a foaming agent and the like can be appropriately contained.
  • the lubricant composition of the present invention can be used in the field of plastic working such as warm pressing, cold pressing, forging, drawing, ironing, bending, rolling and rolling. Further, as the material to be worked, various metals such as steel, stainless steel, magnesium alloy, aluminum or its alloy, titanium or its alloy, copper, or its alloy can be used.
  • the lubricant composition of the present invention is suitably used particularly for warm pressurization of non-ferrous metal materials, for example, magnesium alloy, aluminum or aluminum or its alloy, titanium or its alloy, or copper.
  • a non-ferrous metal material for example, a magnesium alloy, aluminum or its alloy, titanium or its alloy, a cold working method and a warm working method of copper, etc., particularly magnesium, Provides excellent warm working method of aluminum.
  • the lubricant composition of the present invention is coated on the surface of the metal material to be processed, and the volatile component is evaporated by heat treatment.
  • a method for producing a hot pressed metal material is provided.
  • the performance of the lubricant composition was evaluated according to the following procedure.
  • a sample was applied to a magnesium alloy plate (80 mm ⁇ 60 mm), dried at 200 ° C. for 5 minutes, washed with water for 10 minutes, and the area% of the degreased portion was determined.
  • Lubricating compositions having the compositions shown in Tables 1 and 2 were prepared, and their performance was evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • A-1 Polytetrafluoroethylene powder [Daikin Industries, trade name “Lubron L2", average particle size 5 m or less]
  • components in Examples 4 and 5 use molybdenum disulfide and graphite as component (A), respectively.
  • component (A) As shown in Table 1, components in Examples 4 and 5 use molybdenum disulfide and graphite as component (A), respectively.
  • component (A) As shown in Table 1, components in Examples 4 and 5 use molybdenum disulfide and graphite as component (A), respectively.
  • component (A) As shown in Table 1, components in Examples 4 and 5 use molybdenum disulfide and graphite as component (A), respectively.
  • Comparative Example 4 oil smoke was generated, and there was a risk of ignition.
  • a lubricant composition having the composition shown in Table 2 was prepared and its performance was evaluated. Table 2 shows the results.
  • Mouth-3 Paraffinic mineral oil (Kinematic viscosity 455mm 2 / s 40 ° C)
  • 8-1 to 8-5 and 8-1 to 8-3 are the same as the footnotes in Table 1.
  • Examples 14 and 15 used disulfide molybdenum disulfide and graphite as the component (A) similarly to Examples 4 and 5 so that the second force could also be applied. And the working environment is poor. Further, in Comparative Examples 6 to 8, scratches and cracks were observed in the deep drawing test because the mixing ratio of the solid lubricant was lower than the mixing ratio of the non-volatile compound. Examples 24-32
  • a lubricant composition having the composition shown in Table 3 was prepared and its performance was evaluated. Table 3 shows the results.
  • Paraffinic mineral oil (kinematic viscosity 0.77mmVs 40 ° C, flash point 44 ° C)
  • the plastic working lubricant composition of the present invention is excellent in workability, degreasing property, work environment, and the like, and is suitable for various metal materials, particularly magnesium-based and aluminum-based non-ferrous metal materials in the field of plastic caroes, particularly warm pressurizing. It is suitably used in the field of kneading.

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Abstract

加工性、脱脂性及び作業環境性などに優れ、各種金属材料、特にマグネシウム系やアルミニウム系の非鉄金属材料の塑性加工分野、とりわけ温間プレス加工分野において好適に用いられる塑性加工用潤滑剤組成物、この潤滑剤組成物を用いた温間加工方法及び温間プレス加工金属材料の製造方法を提供すること。 固体潤滑剤と、（Ｂ）(イ)カルシウムスルホネート及び（ロ）不揮発性化合物の中から選ばれる少なくとも一種を含み、かつ（Ａ）成分と（Ｂ）成分との含有割合が、質量比で９０：１０～１０：９０である塑性加工用潤滑剤組成物である。                                                                               

Description

明 細 書
塑性加工用潤滑剤組成物
技術分野
[0001] 本発明は、塑性加工用潤滑剤組成物、それを用いた冷間加工および温間加工方 法、及び温間プレス加工金属材料の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、 加工性、脱脂性及び作業環境性などに優れ、各種金属材料、特にマグネシウム系や アルミニウム系の非鉄金属材料の塑性加工分野、とりわけ温間プレス加工分野にお
Vヽて好適に用いられる塑性加工用潤滑剤組成物、この潤滑剤組成物を用いた温間 加工方法及び温間プレス加工金属材料を効率よく製造する方法に関するものである
背景技術
[0002] 従来金属の塑性加工において、金属材料と工具あるいは金型間の摩擦を低減し、 金属の塑性変形をいつそう円滑に行うと共に、工具あるいは金型の冷却、保護並び に、工具や金型からの金属材料離型を容易にする目的で潤滑剤が使用されている。 ところで、マグネシウム合金は実用金属中で最も軽量であり、電磁波遮断性などの 優れた特性を有することから、近年利用が拡大している。現在、マグネシウム合金の 加工は、主に、ダイカスト、チクソモールディングにより行われている力 これらの加工 技術では、加工後の表面研削が必要であること、薄肉製品への対応が困難であるこ となどが指摘されている。
[0003] 一方、マグネシウム合金板を被加工材とするプレス加工は、薄肉製品への対応を 可能とし、加工後の表面研肖 IJも必要ない。しかし、マグネシウム合金は、常温での加 ェ性に乏しいため、プレス加工時の温度は、通常、 200〜300°Cで行われている。こ のプレス加工の際に、プレス油の潤滑性能が不足すると、被加工材の破断、金型へ の凝着などが発生する。このため、専用の潤滑剤が用いられる。
例えば、特許文献 1には、マグネシウム合金薄板の温間プレスの方法が開示されて いるが、潤滑剤に関する記載はなぐまた、特許文献 2にはマグネシウム合金又はァ ルミ-ゥム合金用冷間圧延に関する塑性加工油および加工方法について検討され て!ヽるが、固体潤滑剤に関しての記載はな!/、。
上記のように、マグネシウム合金板の塑性加工に用いる潤滑剤は、温間、一般的に は 100〜300°Cの温度域において、被加工材の破断、金型への凝着を抑制する潤 滑性能を有することにより高い加工性能を示すと共に、通常の脱脂工程で除去でき る性能を示すことが必要である。
[0004] マグネシウム合金板の温間加工にぉ ヽては、これまで固体被膜系潤滑剤が使用さ れてきたが、この場合加工後に脱膜処理が必要で、簡便な脱脂処理ができないため
、生産性に劣るのを免れな力つた。
一方、油系潤滑剤では、プレス時に金型が 300°C程度になるため、油煙が生じ、環 境面で問題があると共に、加工性に劣り、加工キズが発生したり、割れが生じたりする おそれがある。したがって、油系潤滑剤は使用しにくいという問題があった。
[0005] 特許文献 1 :特開 2003— 103311号公報
特許文献 2 :特開 2003— 105364号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 本発明は、このような状況下で、加工性、脱脂性及び作業環境性などに優れ、各種 金属材料、特にマグネシウム系やアルミニウム系の非鉄金属材料の塑性加工分野、 とりわけ温間プレス加工分野にぉ ヽて好適に用いられる塑性加工用潤滑剤組成物、 この潤滑剤組成物を用いた温間加工方法及び温間プレス加工金属材料の製造方 法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、固体潤滑剤と 、特定の化合物を特定の割合で含む組成物が、金属材料の塑性加工用潤滑剤組成 物としてその目的に適合し得ること、そして、被加工金属材料表面に上記組成物を塗 布し、加熱処理して揮発分を蒸発させたのち、該被加工金属材料をプレス処理する ことにより、とりわけ、非鉄金属からなる温間プレス加工金属材料を効率よく製造し得 ることを見出した。本発明は、力かる知見に基づいて完成したものである。
[0008] すなわち、本発明は、 (1) (A)固体潤滑剤と、（B) (ィ)カルシウムスルホネート及び (口)不揮発性ィ匕合物の 中から選ばれる少なくとも一種を含み、かつ (A)成分と (B)成分との含有割合が、質 量比で 90： 10〜： L0： 90であることを特徴とする塑性カ卩ェ用潤滑剤組成物、
(2)さらに (C)揮発性化合物を含む上記（1)の塑性加工用潤滑剤組成物、
(3) (A)成分と (B)成分との合計 100質量部に対して、（C)成分を 0〜： L00質量部含 有する上記（2)の塑性加工用潤滑剤組成物、
(4) (A)成分の固体潤滑剤力 ポリ四フッ化工チレン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、 二硫ィ匕モリブデン及び黒鉛の中から選ばれる少なくとも一種の粉末である上記（1) 〜（3) V、ずれかの塑性加工用潤滑剤組成物、
(5) (B) (ィ）成分のカルシウムスルホネートが、中性又は過塩基性であって、該カル シゥムスルホネートの全塩基価力 S0〜700mgKOHZgである（1)〜（4)いずれかの 塑性加工用潤滑剤組成物、
[0009] (6) (B) (口)成分の不揮発性化合物が、 40°Cにおける動粘度 50mm2Zs以上の鉱 油及び Z又は合成油の中力 選ばれる少なくとも一種である上記（1)〜（5) V、ずれ かの塑性加工用潤滑剤組成物、
(7) (C)成分の揮発性化合物が、 40°Cにおける動粘度 0. 5〜5mm2Zsの鉱油及び 合成油の中力 選ばれる少なくとも一種である上記（2)〜（6)の 、ずれかの塑性カロ ェ用潤滑剤組成物、
(8)さらに (D)腐食防止剤、酸化防止剤、殺菌剤及び消泡剤の中から選ばれる少な くとも一種を含む上記（1)〜（7)の 、ずれかの塑性加工用潤滑剤組成物、
(9)温間プレス力卩ェ、冷間プレス力卩ェ、鍛造加工、引き抜き力卩ェ、しごき加工、曲げ 加工、転造加工又は圧延加工用である上記（1)〜（8)の 、ずれかの塑性加工用潤 滑剤組成物、
[0010] (10)非鉄金属材料の温間プレス加工用である上記（9)の塑性加工用潤滑剤組成 物、
(11)非鉄金属材料がマグネシウム合金である上記（9)又は（10)の塑性加工用潤滑 剤組成物、
( 12)上記（ 1)〜（ 11)の 、ずれかの塑性加工用潤滑剤組成物を用いた金属材料の 冷間加ェおよび温間加ェ方法、
(13)被加工金属材料表面に上記（1)〜（11)の潤滑剤組成物を塗布し、加熱処理 して揮発成分を蒸発させたのち、該被加工金属材料をプレス処理することを特徴と する温間プレス加工金属材料の製造方法、及び
(14)被加工金属材料表面に塗布された潤滑剤組成物中の揮発成分の蒸発を、加 熱されたプレス金型上で行 、、そのままプレス処理する上記（13)記載の温間プレス 加工金属材料の製造方法、
を提供するものである。
発明の効果
[0011] 本発明によれば、加工性、脱脂性及び作業環境性などに優れ、各種金属材料、特 にマグネシウム系やアルミニウム系の非鉄金属材料の塑性カ卩ェ分野、とりわけ温間 プレス加工分野にぉ ヽて好適に用いられる金属材料の塑性加工用潤滑剤組成物を 提供することができる。
また、本発明の方法によれば、上記潤滑剤糸且成物を用いた温間加工方法により、 温間プレス加工金属材料を効率よく製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 本発明の塑性加工用潤滑剤組成物は、（A)固体潤滑剤と、（B) (ィ)カルシウムスル ホネート及び (口)不揮発性ィ匕合物の中から選ばれる少なくとも一種と、所望により（C) 揮発性化合物及び Z又は (D)腐食防止剤、酸化防止剤、殺菌剤及び消泡剤の中 カゝら選ばれる少なくとも一種を含む油系組成物である。
本発明の潤滑剤組成物における (A)成分の固体潤滑剤としては、ポリ四フッ化工 チレン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、二硫ィ匕モリブデン及び黒鉛などの粉末を例示 することができる。これらは一種を単独で用いてもよぐ二種以上を組み合わせて用 いてもよいが、二硫ィ匕モリブデンや黒鉛などの黒色系粉末よりも、非黒色系粉末の方 力 作業環境性の面から好ましぐ特に作業環境性及び潤滑性能などの点で、ポリ四 フッ化工チレン (テフロン)粉末が好適である。この固体潤滑剤粉末の平均粒径は、特 に限定されないが、分散性及び潤滑性能などの面から、通常 0. 1〜20 ;ζ ΐη程度、好 ましくは 0. 2〜7 /ζ πιの範囲である。前記ポリ四フッ化工チレン (テフロン)粉末としては 、例えば市販品として「ルブロン L— 2」 (商品名、ダイキン工業社製)などを挙げること ができる。
[0013] 一方、（B) (ィ)成分であるカルシウムスルホネートは、清浄性及び防鲭性を付与する 作用を有し、石油スルホン酸または長鎖アルキルベンゼンスルホン酸等のカルシウム 塩を用いることができる。これらは、一種を単独で用いてもよぐ二種以上を組み合わ せて用いてもよい。
カルシウムスルホネートは、アルキル置換芳香族炭化水素をスルホン化して得られ るスルホン酸を、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、等を用いてカルシウム塩に変 換することにより得られる。原料のアルキル置換芳香族炭化水素は、鉱油や芳香族 炭化水素のアルキルィ匕により得ることができる。アルカリ置換芳香族炭化水素アルキ ル基の炭素数としては、合計で一分子中に 3〜70程度が好ま 、。
[0014] 本発明で用いられるカルシウムスルホネートは、中性であってもスルホネート中に過 剰のカルシウム水酸ィ匕物または炭酸塩を分散させ過塩基ィ匕されたものであってもよ い。
カルシウムスルホネートの全塩基価については特に限定はないが、通常、 0〜700 mgKOHZgが好ましぐ更に好ましくは、 100〜600mgKOHZgである。カルシゥ ムスルホネートの全塩基価の値を上記範囲にすることで力卩ェ性だけではなく、清浄性 及び防鲭性が向上できる。
[0015] また、 (B) (口)成分である不揮発性ィ匕合物は、脱脂性を付与する作用を有する鉱 油及び Z又は合成油であって、 40°Cにおける動粘度が 50mm2Zs以上であり引火 点が 250°C以上のものが用いられる。さらに、好ましい動粘度は、 80mm2Zs以上、 好ましい引火点は 270°C以上である。
動粘度及び引火点の上限については特に限定はないが、通常、動粘度は約 5000 このような鉱油としては、溶剤精製や水添精製などの精製法により高度に精製され たパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油及びノンァロマ系鉱油などが挙げられ、具体的 には、軽質-ユートラル油、中質-ユートラル油、重質-ユートラル油及びブライトスト ック等を挙げることができる。 また、合成油としては、ポリブテン、ポリオレフイン [ αォレフイン単独重合体 (PAO) や共重合体 (例えば、エチレン プロピレン共重合体 (OCP)]、各種のエステル (例 えば、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステルなど）、各種のエーテ ル（例えば、ポリフエ-ルエーテルなど）、ポリグリコール、アルキルベンゼン、アルキ ルナフタレンなどが挙げられる。このうち、特にポリオレフイン、ポリオールエーテルが 好ましい。
本発明においては、不揮発性化合物 (B) (口)成分として、上記鉱油を一種単独で 用いてもよぐ二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記合成油を一種単独 で用いてもよぐ二種以上を組み合わせて用いてもよい。さらには、鉱油一種以上と、 合成油一種以上を組み合わせて用いてもょ 、。
[0016] 本発明の組成物においては、（B)成分として、前記の (ィ)成分及び (口）成分、それ ぞれ単独で用いてもよぐあるいは各成分を適当に組み合わせて用いてもよい。また 、前記 (A)成分と (B)成分の含有割合は、潤滑性能 (加工性)、脱脂性などの面から 、質量比で 90 : 10〜： L0 : 90の範囲であることが必要であり、さらに好ましくは 70 : 30 〜30 : 70の範囲である。
[0017] 本発明の組成物においては、塗布性を向上させるために、所望により（C)成分とし て、揮発性ィ匕合物を含有させることができる。揮発性ィ匕合物としては塗布性を向上さ せるものであれば特に制限はないが、 40°Cにおける動粘度が 0. l〜5mm2Zs、好 ましくは 0. 1〜2. 5mm2Zsであり、引火点が 150°C以下、好ましくは 100°C以下の 鉱油、合成油が用いられる。
さらに、へキサンやトルエンなどに代表される溶剤も（C)成分として用いることができ る。
揮発性ィ匕合物の引火点の下限値に特に制限はないが、通常、約 10°Cである。 (C)成分として好ましい鉱油としては、例えば、ノラフィン系、ナフテン系、ノンァロ マ系が、合成油としては、例えば、ノルマルパラフィン、分岐ォレフィン及び分岐ォレ フィンの水素化物などが挙げられる。
また、鉱油及び合成油以外の溶剤として本発明の潤滑剤組成物の塗布性を向上さ せるものであれば特に制限はないが、例えば、へキサンに代表される非環式炭化水 素、トルエンに代表される芳香族炭化水素、エチルアルコールに代表されるアルコー ル、及びパーフロロカーボン系オイルに代表されるフッ素系溶剤などが挙げられる。 以上の揮発性化合物中でも鉱油や合成油が好ましく用いられる。
[0018] 本発明においては、（C)成分の揮発性ィ匕合物として、上記鉱油を一種単独で用い てもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記合成油を一種単独で用 いてもよぐ二種以上を組み合わせて用いてもよい。さら〖こは、上記溶剤を一種単独 で用いてもよぐ二種以上を組み合わせて用いてもよい。さらにまた、鉱油、合成油及 び溶剤をそれぞれ一種以上組み合わせて用いてもょ 、。
[0019] さらに、本発明の糸且成物においては、（C)成分の含有量について特に制限はない 力 通常、前記 (A)成分と (B)成分との合計 100質量部に対して、（C)成分を 0〜10 0質量部の割合で含むとが好ましい。さらに好ましくは、 0〜80質量部の範囲である。
(C)成分を (A)成分と (B)成分との合計 100質量部に対して上記範囲内に含有さ せることで、本発明の組成物の貯蔵安定性を維持し塗布性能を向上することができる
[0020] 本発明の組成物においては、所望により（D)成分として、従来金属材料加工用潤 滑剤組成物に慣用されている各種添加剤、例えば腐食防止剤、酸化防止剤、殺菌 剤及び消泡剤などを適宜含有させることができる。
本発明の潤滑剤組成物は、温間プレス加工、冷間プレス加工、鍛造加工、引き抜 き加工、しごき加工、曲げ加工、転造加工、圧延加工などの塑性加工分野において 用いることができる。また、被力卩工材としては、鋼、ステンレス鋼、マグネシウム合金、 アルミニウム又はその合金、チタン又はその合金、銅などの各種金属やその合金な どを用いることができる。
[0021] 本発明の潤滑剤組成物は、特に非鉄金属材料、例えばマグネシウム合金、アルミ -ゥム又はその合金、チタン又はその合金、銅などの温間プレスカ卩ェ用として好適に 用いられる。
さらに、本発明の潤滑剤組成物を用いることで、非鉄金属材料、例えばマグネシゥ ム合金、アルミニウム又はその合金、チタン又はその合金、銅などの冷間加工方法及 び温間加工方法、特にマグネシウム、アルミニウムの優れた温間加工方法を提供す る。
本発明はまた、被加工金属材料表面に、前述の本発明の潤滑剤組成物を塗布し、 加熱処理して揮発成分を蒸発させたのち、該被加工金属材料をプレス処理すること により、温間プレス加工金属材料を製造する方法を提供する。
上記方法にぉ ヽては、被加工金属材料表面に塗布された潤滑剤組成物中の揮発 成分の蒸発を、加熱されたプレス金型上で行い、そのままプレス処理する方法を採 用することができる。
実施例
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によ つてなんら限定されるものではな!/、。
なお、潤滑剤組成物の性能は、以下に示す要領に従って評価した。
(1)潤滑性
(a)深絞り試験
板厚 lmmのマグネシウム合金板材を用い、ポンチ速度 10mmZs、ポンチ径 32m m、ダイス径 34. 4mm、温度 250°Cの条件にて、深絞り試験を行い、キズの有無、割 れの有無を目視観察した。
(b)パウンデン試験
マグネシウム合金板材を用い、鋼球： SUJ2[3Z16インチ（4. 8mm) ]、荷重： 49N 、速度： 20mmZs、摺動距離： 50mm、温度： 200°Cの条件にてパウンデン試験を 行い摩擦係数を求めた。
(2)脱脂性
マグネシウム合金板材（80mm X 60mm)に試料を塗布し、 200°Cで 5分間乾燥後 、 10分間水洗処理し、脱脂された部分の面積％を求めた。
(3)作業環境
潤滑剤組成物の取扱い性や機械周辺の汚れが問題とならない場合を〇、問題とな る場合を Xとした。
(4)塗布作業性
マグネシウム合金板に塗布する場合の塗り易さを評価し、そのままノヽケ塗りできる場 合を〇、温めな 、とハケ塗りできな 、場合を△とした。
(5)貯蔵安定性
潤滑剤組成物を一日放置したとき個体潤滑剤が沈殿するかどうかを観察した。
[0023] 実施例 1〜10及び比較例 1〜5
第 1表及び第 2表に示す組成を有する潤滑剤組成物を調製し、その性能を評価し た。結果を第 1表及び第 2表に示す。
[0024] [表 1]
第 1表 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施 ft 実脑 実細 顧 比較例 比較例 比較例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5
Α— 1 50 50 50 20 5
(A)成分 Α-2 50 20 5
固体 滑剤 Α-3 50 20 5 鉱油 ΜΟΐ動粘度： ボンデ
SB合量 Α-4 50 450mmVs) 剥離型 質: 1% Α— 5 50 潤滑剤
B (ィ） 成分 ィー 1 50 50 50 50 50 80 95
カルシウム ィー 2 50 80 95
スルホネート ィ— 3 50 80 95
キズ有無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 有 有 有 有 無 潤滑 tt 深 βリ試験 割れ有無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 有 有 有 有 無 バウデン試験 庫擦係数 0.05 0.07 0.09 0.07 0.09 0.06 0.07 0.08 0.09 0.11 0.15 0.16 0.25 0.35 0.05 脱脂 tt 脱脂試験 脱脂率％ 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0 作業 I境製 0 0 0 * 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0
[0025] (注）
A— 1 :ポリテトラフルォロエチレンパウダー [ダイキン工業社製、商品名「ルブロン L 2」、平均粒径 5 m以下]
A— 2 :炭酸カルシウム
A— 3 :酸化亜鉛
A— 4 :二硫ィ匕モリブデン
A - 5 :黒鉛
ィー 1： 500TBN過塩基性カルシウムスルホネート
ィー 2： 300TBN過塩基性カルシウムスルホネート
ィ— 3 : 19TBNカルシウムスルホネート（BrtonC— 4502)
* 1：機械周辺の汚れが見られる。
* 2 :油煙発生が見られる。
第 1表カゝら分力ゝるように、実施例 4及び 5は、（A)成分としてそれぞれ二硫化モリブ デン及び黒鉛を用いているため、機械周辺の汚れが著しぐ作業環境が悪い。また、 比較例 4は、油煙が発生し、発火の危険性がある。
実施例 11〜23、比較例 6〜8
第 2表に示す組成を有する潤滑剤組成物を調製し、その性能を評価した。結果を 第 2表に示す。
[0026] [表 2]
第 2表
Figure imgf000013_0001
[0027] (注）
ロー 1 :ペンタエリスリトールテトラオレート
ロー 2：ポリアルファーォレフイン（動粘度 375mm2Zs 40°C)
口— 3 :パラフィン系鉱油（動粘度 455mm2/s 40°C)
なお、八ー1〜八ー5及び8—1〜8— 3は、第 1表の脚注と同じである。
また、第 2表力も分力るように実施例 14及び 15は、実施例 4及び 5同様 (A)成分と してそれぞれ二硫ィ匕モリブデン及び黒鉛を用いて 、るため、機械周辺の汚れが見ら れ、作業環境が悪い。さらに、比較例 6〜8は不揮発性ィ匕合物配合割合に対して、固 体潤滑剤の配合割合が低 ヽため、深絞り試験でのキズ及び割れが観察された。 実施例 24〜32
第 3表に示す組成を有する潤滑剤組成物を調製し、その性能を評価した。結果を 第 3表に示す。
[0028] [表 3]
m 凝 o ο 成) (分A
体固 iS m m o o ο
I n 雕 o o ο
() (ィ）成分B
« w m m o ο カウシムル
環 S ホトスル o ο
SB
()) (成分Ba
I «> l o
揮性不発化合物 ο
1
I N o ο
I 10 成O (分
i N o ο
揮性物発化合
i m O o ο m o ο ズキ有無
TO 絞り試験 M滑性深割れ有無
T 1 1 1 ) 1 1 1 1
< < < < < V V □ □ □ ϋ デバウ縻擦 a数s係ン
脂脱試脱脂性
製業琿境作 ¾安貯定性Ε ϋ
(注）
C— 1 :分岐ォレフィン水素化物（動粘度 1. 25mmVs 40°C、引火点 49。C)
C— 2:パラフィン系鉱油（動粘度 0. 77mmVs 40°C、引火点 44°C)
C— 3 :n—ヘプタン
C— 4：フッ素系溶剤 (フロリナート）
C— 5 :ェチルアルコール
なお、 A—;!〜 A— 5及ぴィー 1〜ィ— 3は、第 1表の脚注と、口— 1〜ロー 3は、第 2表 の脚注と同じである。
差替え用紙 （規則 26) 実施例 32の（C)成分の量を (A)成分と (B)成分との合計 100質量部に対して、 67 質量部から 150質量部に変更した場合、沈殿が生じ、潤滑剤組成物の保存安定性 が悪くなつた。
産業上の利用可能性
本発明の塑性加工用潤滑剤組成物は、加工性、脱脂性及び作業環境性などに優 れ、各種金属材料、特にマグネシウム系やアルミニウム系の非鉄金属材料の塑性カロ ェ分野、とりわけ温間プレスカ卩ェ分野において好適に用いられる。

Claims

請求の範囲
[I] (A)固体潤滑剤と、 (B) (ィ)カルシウムスルホネート、及び (口)不揮発性化合物の中 カゝら選ばれる少なくとも一種を含み、かつ (A)成分と (B)成分との含有割合が、質量 比で 90： 10〜： L0： 90であることを特徴とする塑性カ卩ェ用潤滑剤組成物。
[2] さらに (C)揮発性ィ匕合物を含む請求項 1記載の塑性加工用潤滑剤組成物。
[3] (A)成分と (B)成分との合計 100質量部に対して、（C)成分を 0〜： L00質量部の割 合で含む請求項 2記載の塑性加工用潤滑剤組成物。
[4] (A)成分の固体潤滑剤が、ポリ四フッ化工チレン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、二 硫化モリブデン及び黒鉛の中力 選ばれる少なくとも一種の粉末である請求項 1〜3 いずれかに記載の塑性加工用潤滑剤組成物。
[5] (B) (ィ）成分のカルシウムスルホネートが、中性又は過塩基性であって、該カルシ ゥムスルホネートの全塩基価力 S0〜700mgKOHZgである請求項 1〜4のいずれか に記載の塑性加工用潤滑剤組成物。
[6] (B) (口）成分の不揮発性化合物が、 40°Cにおける動粘度 50mm2Zs以上の鉱油 及び合成油の中力 選ばれる少なくとも一種である請求項 1〜5いずれかに記載の 塑性加工用潤滑剤組成物。
[7] (C)成分の揮発性ィ匕合物力 40°Cにおける動粘度が 0. 5〜5mm2Zsの鉱油及び 合成油の中力 選ばれる少なくとも一種である請求項 2〜6のいずれかに記載の塑 性加工用潤滑剤組成物。
[8] さらに (D)腐食防止剤、酸化防止剤、殺菌剤及び消泡剤の中から選ばれる少なくと も一種を含む請求項 1〜7のいずれかに記載の塑性加工用潤滑剤組成物。
[9] 温間プレス力卩ェ、冷間プレス力卩ェ、鍛造加工、引き抜き力卩ェ、しごき加工、曲げカロ ェ、転造加工又は圧延加工用である請求項 1〜8のいずれかに記載の塑性加工用 潤滑剤組成物。
[10] 非鉄金属材料の温間プレス加工用である請求項 9記載の塑性加工用潤滑剤組成 物。
[I I] 非鉄金属材料がマグネシウム合金である請求項 9又は 10記載の塑性加工用潤滑 剤組成物。
[12] 請求項 1〜11の 、ずれか〖こ記載の塑性加工用潤滑剤組成物を用いた金属材料の 冷間加工方法。
[13] 請求項 1〜11の 、ずれか〖こ記載の塑性加工用潤滑剤組成物を用いた金属材料の 温間加工方法。
[14] 被加工金属材料表面に請求項 1〜11の潤滑剤組成物を塗布し、加熱処理して揮 発成分を蒸発させたのち、該被加工金属材料をプレス処理することを特徴とする温 間プレス加工金属材料の製造方法。
[15] 被加工金属材料表面に塗布された潤滑剤組成物中の揮発成分の蒸発を、加熱さ れたプレス金型上で行!、、そのままプレス処理する請求項 13記載の温間プレスカロェ 金属材料の製造方法。
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