JP2010195912A - ステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工用潤滑油、及びそれを用いたステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基油及び添加剤を含有し、油性剤、潤滑性向上剤、芳香族炭化水素、極圧剤のうち1種以上を合計含有量50%質量超え90質量%以下で含有する。添加剤は、アミン誘導体、数平均分子量200以上1000未満であると共に水酸基を3〜6個有する多価アルコールのアルキレンオキシド付加物、そのハイドロカルビルエーテル、数平均分子量120以上1000未満のポリアルキレングリコールのハイドロカルビルエーテル、炭素数2〜10の2価アルコール、及びアルキルスルホン酸塩のうち1種以上よりなり、含有量は0.01〜2.0質量%である。潤滑油の温度40℃における動粘度は100〜400mm2/sである。
【選択図】なし
Description
詳しくは、ステンレス合金あるいは鋼材の冷間圧延、絞り、しごき、プレス、引き抜き、タッピング加工等に関するものである。
そして、それらの自動車関連機器は、小型軽量化に伴い、形状が複雑になりつつある。さらに、加工精度の向上及び生産性の向上の必要性から高度な加工性が要求されている。
このような要求に応えるため、ステンレス合金板や鋼板に対してプレス加工を行う際に供給する潤滑油には、高油性剤の使用あるいは油性剤を増量した潤滑油あるいは高粘度の潤滑油が使われるようになってきている。
そして、プレス加工の処理数の増加とともに、プレス金型表面には磨耗粉等が堆積し、最終的に金型に磨耗粉が凝着し、プレス加工が満足できなくなる問題がある。また、プレス金型の表面に凝着した磨耗粉を除去するためには、金型を整備する必要があり、その結果、生産性が低下するという問題がある。
上記潤滑油は、基油、及び添加剤を含有し、さらに、油性剤、潤滑性向上剤、芳香族炭化水素、及び極圧剤のうち1種または2種類以上を含有し、
上記基油は、鉱物油、未水素添加又は水素添加のポリイソブチレン、及びイソパラフィンから選ばれる1種または2種以上よりなり、
上記添加剤は、アミン誘導体、数平均分子量200以上1000未満であると共に水酸基を3〜6個有する多価アルコールのアルキレンオキシド付加物、そのハイドロカルビルエーテル、数平均分子量120以上1000未満のポリアルキレングリコールのハイドロカルビルエーテル、炭素数2〜10の2価アルコール、及びアルキルスルホン酸塩から選ばれる1種又は2種以上よりなり、
上記添加剤の含有量は0.01〜2.0%(質量%、以下同じ)であり、
上記油性剤、上記潤滑性向上剤、上記芳香族炭化水素、及び上記極圧剤の合計含有量は、50%超え90%以下であり、
上記潤滑油の温度40℃における動粘度は100〜400mm2/sであることを特徴とするステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工用潤滑油にある(請求項1)。
すなわち、上記プレス加工用潤滑油は、いかなる材質のステンレス合金板あるいは鋼板に対しても、優れた磨耗粉分散性を発揮することができる。そのため、変形抵抗の大きなステンレス合金板あるいは鋼板をプレス加工する場合、又は、変形量が大きなプレス加工を行う場合においても、ステンレス合金板あるいは鋼板と、例えばプレス金型との間に発生する磨耗粉の凝着を十分に抑制することができる。それ故、ステンレス合金板あるいは鋼板の焼き付き傷や板切れ等の不具合が発生することを防止できる。
プレス加工後に焼鈍を行う場合には、上記基油としてポリイソブチレン及び/又はイソパラフィンを用いることが好ましい。この場合には、オイルステインの発生を防止することができる。また、この場合には、上記プレス加工用潤滑油の臭いを抑えることができ、作業環境を向上させることができる。
特に、上記アミン誘導体は、上記アミン誘導体は、脂肪族アミン、アルカノールアミン、脂肪族ポリアミン、芳香族アミン、脂環式アミン、複素環アミン、及びそれらのアルキレンオキシド付加物から選ばれる1種又は2種以上であることが好ましい(請求項2)。
また、上記アミン誘導体には、ヒドロキシル基、エーテル基が含まれていても良い。
上記芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン等を用いることができる。
上記アルキレンオキシド等付加物は、例えば、1種類のアルキレンオキシド等の単独重合、2種類以上のアルキレンオキシド等のランダム共重合、ブロック共重合又は、ランダム/ブロック共重合等がある。
また、水酸基を3〜6個有する多価アルコールにアルキレンオキシドを付加させる際、付加される水酸基は、全ての水酸基であっても、一部の水酸基であってもよい。
ハイドロカルビル基は、炭素数1〜24の炭化水素基である。
炭化水素基としては、たとえば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、及びアリールアルキル基等がある。
このようなアルキレンオキシドとしては、上述の多価アルコールのアルキレンオキシド付加物、そのハイドロカルビルエーテルを構成するアルキレンオキシドとして列挙したものと同様のもの等がある。
ハイドロカルビル基としては、例えば、上述の多価アルコールのアルキレンオキシド付加物のハイドロカルビルエーテルを構成するハイドロカルビル基として列挙した各基等がある。
−プロパンジオール、及び1,10−デカンジオール等が挙げられる。
上記添加剤の含有量が0.01%未満の場合には、プレス加工中に発生するステンレス合金あるいは鋼材磨耗粉の分散が十分ではなく、焼き付き疵を発生させるという問題がある。一方、上記添加剤の含有量が2.0%を超える場合には、コストの上昇を招き工業的に成立しないという問題がある。
そして、上記プレス加工用潤滑油に含有される上記油性剤は、天然油脂、合成エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸、及びアルコールのうち1種又は2種以上よりなることが好ましい(請求項3)。
また、上記合成エステルは、モノエステル、ジエステル、トリエステル、及びテトラエステルから選ばれる1種又は2種以上からなることが好ましい。
この場合には、熱による酸化に対する安定性や、境界潤滑性をより向上させることができる。
上記一般式(2)において、上記アルキル基R4の炭素数が6以下の場合には、上記プレス加工用潤滑油の境界潤滑性が低下したり、ステンレス合金粉が凝着し易くなりプレス不良が起こるおそれがある。また、この場合には、上記潤滑油の臭気がきつくなり、作業環境を悪化させるおそれがある。一方、上記アルキル基R4の炭素数が18以上の場合、又は上記アルキル基R5の炭素数が5以上の場合には、上記潤滑油の融点が高くなり、常温で固化し易くなるおそれがある。そのため、上記潤滑油の使用時に、該潤滑油を加熱するための加熱設備等が必要となり、プレス加工用潤滑油の取り扱いが困難になるおそれがある。
上記R1の炭素数が11以下の場合には、極圧性及び極圧潤滑性が劣化し、焼き付きが発生するおそれがある。一方、上記R1の炭素数が15以上の場合には、プレス後の洗浄により上記プレス加工用潤滑油を除去することが困難になるおそれがある。また、上記プレス加工用潤滑油の調整時に粘度が高くなり、取り扱いが困難になるおそれがある。
また、上記プレス加工用潤滑油が、上記油性剤、上記潤滑性向上剤、及び後述の極圧剤等を含有する場合には、上記芳香族炭化水素により、これらと上記基油との相溶性を向上させることができる。その結果、上記ステンレス合金プレス潤滑油の潤滑性をより向上することができる。
上記合計含有量が50%以下の場合には、上記油性剤、上記潤滑性向上剤、上記芳香族炭化水素、及び上記極圧剤による上述の潤滑性の向上効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記合計含有量が90%を超える場合には、プレス加工後に上記プレス加工用潤滑油を除去することが困難になるおそれや、プレス加工後の脱脂や、焼鈍などの工程における残油量が多くなり、ステンレス合金板あるいは鋼板の表面品質に悪影響を及ぼすおそれがある。
上記動粘度は、JIS K 2283の「原油及び石油製品の動粘度試験方法」に準拠して40℃における動粘度を測定することができる。例えば、測定器具としてJIS K 2839の「石油類試験用ガラス器具」のキャノン−フェンスケ粘度計(毛管粘度計の一種)を用い、一定量の試験油が毛管を通過するのに要する時間から測定することができる。
また、上記プレス加工用潤滑油の動粘度は、上記基油、添加剤、後述する油性剤、潤滑性向上剤、芳香族炭化水素、極圧剤等の種類及び配合量等を変えることによって調整することができる。
上記ステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工においては、所定の間隙を有する上型と下型の間にステンレス合金板あるいは鋼板を供給し、油圧プレス等により加圧することで所定の形に成型可能である。
本例は、本発明のステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工用潤滑油にかかる実施例について具体的に説明する。
本例では、表1、2に示すごとく、本発明の実施例としての24種類のステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工用潤滑油(試料E1〜試料E24)と、表2に示すごとく、本発明の比較例としての7種類のステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工用潤滑油(試料C1〜試料C7)を作製し、各種性能の比較試験を行った。
<基油>
a1:鉱物油(温度40℃における動粘度100mm2/s)
a2:ポリイソブチレン(平均分子量3700)
a3:イソパラフィン(温度40℃における動粘度1.3mm2/s)
a4:ポリイソブチレン(平均分子量60000)
<添加剤>
b1:N,N−シクロヘキシルアミンエチレンオキシド2モル付加物
b2:2ブチル−2エチル−1,3−β−ヒドロキシエトキシプロパン
b3:スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルエステルナトリウム塩
<油性剤>
c1:ラウリルアルコール
c2:ステアリン酸ブチル
c3:オレイン酸
c4:トリメチロールプロパン
c5:ペンタエリスリトールオレイン酸テトラエステル
c6:パーム油
c7:オレイルアミン
<潤滑向上剤>
テトラデセン−1
<芳香族炭化水素>
エチルベンゼン(温度40℃における動粘度3.8mm2/s)
<極圧剤>
d1:リン酸トリトリル
d2:ドデシルフォスフォン酸ジメチルエステル
d3:硫化油脂
上記基油は、鉱物油、未水素添加又は水素添加のポリイソブチレン、及びイソパラフィンから選ばれる1種または2種以上よりなる。
上記添加剤は、アミン誘導体、数平均分子量200以上1000未満であると共に水酸基を3〜6個有する多価アルコールのアルキレンオキシド付加物、そのハイドロカルビルエーテル、数平均分子量120以上1000未満のポリアルキレングリコールのハイドロカルビルエーテル、炭素数2〜10の2価アルコール、及びアルキルスルホン酸塩から選ばれる1種又は2種以上よりなる。
上記添加剤の含有量は0.01〜2.0%である。
上記油性剤、上記潤滑性向上剤、上記芳香族炭化水素、及び上記極圧剤の合計含有量は50%超え90%未満である。
上記ステンレス合金あるいは鋼材プレス加工潤滑油の温度40℃における動粘度は100〜400mm2/sである。
まず、冷間加工により作製したステンレス合金板(材質SUS304、直径140mm、板厚0.8mm)を準備した。次いで、各試料(試料E1〜試料E24、及び試料C1〜試料C7)をそれぞれ使用して、ステンレス合金板を外径60mm、高さ20mmの寸法にするプレス加工を行った。
試料の潤滑性が悪い場合には、プレス加工後のステンレス合金板表面に潤滑不良にともなう焼き付きが発生する。この焼き付きの有無を目視にて評価した。潤滑性は、焼き付きが確認されない場合を合格(評価○)、焼き付きが確認された場合を不合格(評価×)とする。
試料のステンレス合金粉分散性が悪い場合には、プレス加工後の金型にステンレス合金粉の凝着が発生する。ステンレス合金粉分散性は、10サンプルを連続プレスした後、プレス金型に堆積したステンレス合金粉の凝着量によって評価した。ステンレス合金粉の凝着量が5mg未満の場合を合格(評価○)、ステンレス合金粉の凝着量が5mg以上の場合を不合格(評価×)とした。
洗浄性は100mm2のステンレス合金板上にプレス加工用潤滑油0.5gを滴下し、均一に塗布する。塗布した後に各試験片をデシケーター内に2時間保管し、有機溶媒(ヘキサン)に10分間浸漬後、重量を測定し、その残油量により評価を実施した。残油量は、保管後の残油分を初期の塗布量で除した割合を残油率として評価を行うこととした。残油率が5%未満である場合を合格(評価○)、5%以上である場合を不合格(評価×)とした。
これにより、本例によれば、潤滑性に優れ、プレス金型表面に磨耗粉が凝着し難く、金型寿命が延ばすことができるプレス加工用潤滑油を提供できることが分かる。
また、比較例としての試料C2は、添加剤の含有量が本発明の上限を上回るため、プレス潤滑油価格が上昇し、コストが不合格であった。
また、比較例としての試料C4は、動粘度が本発明の上限を上回るため、洗浄性が不良であり、不合格であった。
また、比較例としての試料C6は、油性剤、潤滑性向上剤、芳香族炭化水素、及び極圧剤の合計含有量が本発明の下限を下回るため、潤滑性が不十分となり不合格であった。
Claims (5)
- ステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工に用いられる潤滑油であって、
上記潤滑油は、基油、及び添加剤を含有し、さらに、油性剤、潤滑性向上剤、芳香族炭化水素、及び極圧剤のうち1種または2種類以上を含有し、
上記基油は、鉱物油、未水素添加又は水素添加のポリイソブチレン、及びイソパラフィンから選ばれる1種または2種以上よりなり、
上記添加剤は、アミン誘導体、数平均分子量200以上1000未満であると共に水酸基を3〜6個有する多価アルコールのアルキレンオキシド付加物、そのハイドロカルビルエーテル、数平均分子量120以上1000未満のポリアルキレングリコールのハイドロカルビルエーテル、炭素数2〜10の2価アルコール、及びアルキルスルホン酸塩から選ばれる1種又は2種以上よりなり、
上記添加剤の含有量は0.01〜2.0%(質量%、以下同じ)であり、
上記油性剤、上記潤滑性向上剤、上記芳香族炭化水素、及び上記極圧剤の合計含有量は、50%超え90%以下であり、
上記潤滑油の温度40℃における動粘度は100〜400mm2/sであることを特徴とするステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工用潤滑油。 - 請求項1において、上記アミン誘導体は、脂肪族アミン、アルカノールアミン、脂肪族ポリアミン、芳香族アミン、脂環式アミン、複素環アミン、及びそれらのアルキレンオキシド付加物から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とするステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工用潤滑油。
- 請求項1又は請求項2において、上記油性剤は、天然油脂、合成エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸、及びアルコールのうち1種又は2種以上よりなることを特徴とするステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工用潤滑油。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のプレス加工用潤滑油を、ステンレス合金あるいは鋼材の表面及び/又は裏面に供給し、ステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工を行うことを特徴とするステンレス合金板あるいは鋼板のプレス加工方法。
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