JP3135007B2 - 塑性加工用潤滑剤 - Google Patents
塑性加工用潤滑剤Info
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Description
し、特に、圧延、絞り、引き抜き、しごき、あるいは冷
間鍛造等の塑性加工において、加工性を向上させて、加
工製品の表面状態を良好に仕上げ、かつ加工工具の寿命
を延長させることができるとともに、洗浄性にも優れた
塑性加工用潤滑剤に関する。
工油は、従来から、鉱油や合成系炭化水素油に、アルコ
ール類、脂肪酸類、脂肪酸エステル類等の油性剤や極圧
剤を配合することによって、加工性を維持してきた。
加工性が不充分であつて生産性を高めることができない
上、上記の油性剤や極圧剤等の添加により、加工部分の
脱脂や防錆面で様々な不都合があった。特に、近年、オ
ゾン層の破壊、地球の温暖化というような地球規模の環
境破壊が大きな問題となっており、このような背景の中
で、フロン等の洗浄剤の使用削減の目的から、洗浄性改
善をめざした塑性加工油の要求が台頭してきている。
ルミニウム、銅、黄銅、その他の金属あるいは合金の圧
延、絞り、引き抜き、しごき、冷間鍛造、その他各種の
塑性加工における加工性を向上させて、加工製品の表面
状態を良好に仕上げ、しかも加工工具の寿命をも延長さ
せることができるとともに、洗浄性にも優れた塑性加工
用潤滑剤を提供することを目的とする。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、α位が修飾さ
れた特定の化合物を用いることにより、これらの要求に
充分応えることのできる優れた性能を備えた塑性加工用
潤滑油剤が得られることを見出し、本発明を完成するに
至った。
エステル、 (B)α位にエポキシ構造を有する炭素数5〜16の直
鎖アルキル、 (C)α位に三重結合を有する炭素数5〜16のアルキ
ン、 (D)ビニルエーテル誘導体で炭素数4〜18の化合
物、および (E)脂肪酸ビニルで炭素数4〜18の化合物、 の中から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有してな
ることを特徴とする塑性加工用潤滑剤を要旨とする。
B(Hydrophile−Lipophile Ba
lance)値が8〜12の界面活性剤を0.01〜1
0重量%配合してなることをも特徴とする。
分の全てがα位が修飾された化合物であって、これら各
成分の炭素数がそれぞれ上記より少ないものでは、加工
性すなわち潤滑性が不足して適当でなく、逆に上記より
多いものでは、沸点が高くなり、蒸発性、洗浄性が悪
く、しかも入手も困難である。本発明においては、沸点
が約300℃以下のものが好ましい。上記(A)〜
(E)各成分の好ましい炭素数は、(A)〜(C)成分
では、8〜15、さらに好ましくは11〜15、(D)
〜(E)成分では、7〜17、さらに好ましくは10〜
16である。
成分の具体例としては、次のようなものが挙げられる。 (A)成分としては、アクリル酸n−オクチル、アクリ
ル酸n−デシル、アクリル酸n−ドデシル等が挙げられ
る。 (B)成分としては、1,2−エポキシn−オクタン、
1,2−エポキシn−デカン、1,2−エポキシn−ド
デカン、1,2−エポキシn−テトラデカン等が挙げら
れる。 (C)成分としては、1−オクチン、1−デシン、1−
ドデシン、1−テトラデシン等が挙げられる。 (D)成分としては、ビニルn−オクチルエーテル、ビ
ニルn−デシルエーテル、ビニルn−ドデシルエーテ
ル、ビニルn−テトラデシルエーテル等が挙げられる。 (E)成分としては、n−オクタン酸ビニル、n−デカ
ン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、パルミチン酸ビニル等
が挙げられる。 あるいは、これらの混合物などを挙げることができる。
の各成分は、それぞれ単独で、あるいは(A)〜(E)
各成分のうちの2種以上を混合して、あるいは例えば
(A)成分の1種以上と(B)成分の1種以上とを混合
して等のように異なる成分同士の1種以上を混合して使
用することもできる。
る(A)〜(E)成分の少なくとも1種の化合物の配合
量は、少なすぎると効果がなく、前述のような優れた性
質を有する塑性加工用潤滑剤にはならず、逆に多すぎて
も効果は飽和してしまい不経済であるため、本発明で
は、塑性加工用潤滑剤全量に対して、0.5〜80重量
%、好ましくは1〜50重量%の割合で配合するのが適
している。
物である(A)〜(E)成分の少なくとも1種とともに
配合される界面活性剤は、周知の通りHLB値が高いと
親水性が増加増し、低いと親油性が増加する。本発明で
は、これらの親水性および親油性に加えて上記(A)〜
(E)成分あるいは後述する基油に対する溶解性の点か
ら、HLB8〜12、好ましくは9.5〜10.5の界
面活性剤を使用する。
示す界面活性剤であればどのようなものを使用してもよ
いが、好ましくは非イオン系の界面活性剤が適してい
る。具体的には、ポリオキシエチレン(以下、“PO
E”と記す)ラウリン酸エステル,POEステアリン酸
エステル,POEオレイン酸エステル,POEミリスチ
ン酸エステル,POEパルミチン酸エステル,POEヒ
ドロキシステアリン酸エステル等のPOE脂肪酸エステ
ル類、POEラウリルアミン,POEステアリルアミン
等のPOEアルキルアミン類、POEソルビタンラウリ
ン酸エステル,POEソルビタンステアリン酸エステ
ル,POEソルビタンオレイン酸エステル等のPOEソ
ルビタン脂肪酸エステル類、POEラウリルアルコー
ル,POEオレイルアルコール,POEマッ香アルコー
ル等のPOE高級アルコール類、POEオクチルフェノ
ール等のPOEアルキルフェノール類、POE多価アル
コール脂肪酸(部分)エステル類、POEジエタノール
アミン等が挙げられる。これらは、単独で、あるいは2
種以上を混合して使用することができる。
すぎれば、本発明の塑性加工用潤滑剤を親水性にせず、
後述する作用を良好に発現しない。逆に、多すぎれば、
本発明の塑性加工用潤滑剤の蒸発後の残留分が多くな
り、洗浄性に悪影響を及ぼす。従って、本発明では、塑
性加工用潤滑剤全量に対して、0.01〜10重量%、
好ましくは0.1〜3重量%とするのが適している。
物である(A)〜(E)成分の少なくとも1種ととも
に、あるいはこれと上記のようなHLB値を有する界面
活性剤とともに、本発明の塑性加工用潤滑剤を構成する
成分としては、鉱油、合成油等からなる基油、あるいは
水を挙げることができる。
る動粘度が0.5〜500cst、特に0.5〜30c
tsのものが好適に用いられる。このうち鉱油として
は、種々のものをあげることができ、例えば、パラフィ
ン系原油、中間系原油、あるいはナフテン系原油を、常
圧蒸留して得られる留出油、あるいは常圧蒸留の残渣油
を減圧蒸留して得られる留出油、またはこれらを常法に
したがって精製することによって得られる精製油、例え
ば、溶剤精製油、水素化精製油、脱ロウ処理油、白土処
理油等を挙げることができる。合成油としては、イソパ
ラフィン、低分子量ポリブテン、ポリ−α−オレフィン
などを用いることができる。
と、エマルジョンおよびソリュブル型の潤滑油剤とな
り、本発明では、これを用いることもできる。
は、各種のアルコール類、脂肪酸類、エステル類、ジエ
ステル類、多価エステル類、油脂類、硫化油脂類、硫化
エステル類、硫化オレフィン、塩素化パラフィン、リン
酸エステル、亜リン酸エステル、ジチオリン酸塩(ジチ
オリン酸亜鉛、ジチオリン酸モリブデン等)、ジチオカ
ルバミン酸塩(ジチオカルバミン酸モリブデン等)など
の公知の油性剤や極圧剤を添加することができ、また各
種公知の乳化剤、防錆剤、腐食防止剤、消泡剤などを適
宣添加することもできる。
限はないが、本発明の塑性加工用潤滑剤に対し、50重
量%以下の割合とすればよい。また、乳化剤、防錆剤、
腐食防止剤、消泡剤などの添加剤の配合割合は、同じく
本発明の塑性加工用潤滑剤に対し、20重量%以下とす
ればよい。これらが多すぎると、蒸発性が悪くなり、洗
浄性の改善にならない。
(A)〜(E)の各成分のうちの1種以上、あるいはこ
れにHLB値が8〜12の界面活性剤が加わったもの
が、圧延、絞り、引き抜き、しごき、冷間鍛造、その他
の塑性加工において、加工性を向上させて、加工製品の
表面状態を良好にし、加工工具の寿命を延長させるとと
もに、優れた洗浄性を発現する作用をなす。
用をもなす。すなわち、近年の各種の金属あるいは合金
製の製品(例えば、アルミニウム製フィン等)は、シリ
カ系コーティング材,水ガラス系コーティング材,有機
系コーティング材等により親水性処理されているものが
ある。この場合、水を基油とする塑性加工用潤滑剤を用
いて塑性加工された製品は、該潤滑剤が製品の表面に残
存したとしても、該製品の稼働時(アルミニウム製フィ
ンで言えば、ラジエーター稼働時)に、該製品の表面に
水滴が付くようなことはない。
塑性加工用潤滑剤を用いて塑性加工された製品は、該潤
滑剤が製品の表面に残存すると、該製品の稼働時に、該
製品表面に水滴が付き、種々の弊害を誘発する(アルミ
ニウム製フィンで言えば、表面に付着した水滴が大きく
成長して通風抵抗を大きくし、通気性を妨害して冷却効
率を低下させる)。
面活性剤が配合されていれば、製品の表面に該界面活性
剤による親水性の膜が形成されるため、該製品の表面の
濡れ性が良好となり、付着した水滴は製品の表面に広が
り、水膜となって、弊害を誘発することはない(アルミ
ニウム製フィンで言えば、通風抵抗を大きくすることが
ないため、冷却効率を低下させることはない)。
塑性加工用潤滑剤(実施例1〜12)を調製し、また表
4に示す組成により比較のための塑性加工用潤滑剤(比
較例1〜4)を調製した。
よび比較塑性加工用潤滑剤について、加工性の評価とし
てプレス性を表5に示す条件により評価した。この結果
を、表6〜8に示す。
び比較塑性加工用潤滑剤について、洗浄性の評価として
蒸発性を次の要領にて評価した。この結果を、表9に示
す。
ャーレに、これら各潤滑剤3gを入れ、室温(20〜2
5℃)にて24時間後の蒸発量を測定した。
12の本発明の塑性加工用潤滑剤を使用した場合は、い
ずれも加工製品の表面状態は良好であったのに対し、比
較例2〜4の塑性加工用潤滑剤を使用した場合は、加工
製品(本例では、アルミニウムフィン)表面の平面に対
して縦方向(すなわち、板厚方向)のキズが生じてい
た。
用潤滑剤を使用した場合には、いずれも加工工具(本例
では、アルミニウムフィン成形専用のプレス機)の金型
への被加工材(本例では、JISA1100材)の凝着
がないか、あっても僅かであり、加工工具の寿命延長を
も充分図ることができるのに対し、比較例2,4の塑性
加工用潤滑剤を使用した場合は、被加工材の金型への凝
着が多く、加工工具の寿命が短いことが判る。
1〜11の本発明の塑性加工用潤滑剤は、いずれも蒸発
量が多く、言い換えれば蒸発残渣が少なく、洗浄性に優
れているのに対し、比較例1,3の塑性加工用潤滑剤
は、蒸発量が極めて少なく、言い換えれば蒸発残渣が極
めて多く、洗浄性が極めて悪いことが判る。なお、水を
基材とする実施例12の本発明の塑性加工用潤滑剤は、
上記の条件では蒸発しなかった。
加工製品の表面状態は良好であり、加工工具の寿命延長
は確保できるが、洗浄性が悪く、比較例3の塑性加工用
潤滑剤は、加工工具の寿命延長は確保できるが、加工製
品の表面状態および洗浄性が悪いことが判る。
スコーティング材で処理したもの)につき、図1に示す
通風抵抗測定装置を用いて、通風抵抗を測定した。すな
わち、製品アルミニウムフィンを、図1中のフィンコア
部にセットし、表10に示す条件の乾き空気を1時間送
風後、同表に示す条件の湿り空気を1時間送風すること
を1サイクルとして、乾・湿サイクルを数回繰り返し、
所定サイクル毎に通風抵抗を測定した。この通風抵抗の
測定は、表10に示す条件の乾き空気と湿り空気とをそ
れぞれ送風し、乾き空気送風時の通風抵抗と湿り空気送
風時の通風抵抗とを測定し、両者の比率で示した(この
比率が大きい程、通風抵抗が大きい)。なお、通風抵抗
測定時の風速は、図1のフィンコア部前面において1.
0m/秒とした。
2において、界面活性剤を配合している実施例6〜8の
塑性加工用潤滑剤を使用して加工したアルミニウムフィ
ンを用いた場合は、領域α内の通風抵抗を示したのに対
し、界面活性剤を配合していない他の実施例の塑性加工
用潤滑剤を使用して加工したアルミニウムフィンを用い
た場合は、領域β内の通風抵抗を示しており、界面活性
剤を配合する場合は、界面活性剤を配合しない場合に比
して、通風抵抗においてやや優れた効果を示すことが判
る。
種の金属あるいは合金の絞り、打抜き、その他の各種の
塑性加工の際に、工具寿命の延長、加工製品の表面品質
の向上等の加工性が向上するとともに、洗浄性が著しく
改善され、蒸発性の優れた試料油を用いた場合には、完
全に洗浄工程を省略できるという利点もある。従って、
本発明の塑性加工用潤滑剤は、各種金属や合金の絞りを
はじめとする塑性加工の際の金属加工油剤として幅広
く、かつ有効に利用され、環境対策にもつながる。
た製品フィンの通風抵抗を測定した際に使用した装置を
説明するための図である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)アクリル酸、および炭素数5〜1
6のアクリル酸エステル、 (B)α位にエポキシ構造を有する炭素数5〜16の直
鎖アルキル、 (C)α位に三重結合を有する炭素数5〜16のアルキ
ン、 (D)ビニルエーテル誘導体で炭素数4〜18の化合
物、および (E)脂肪酸ビニルで炭素数4〜18の化合物、 の中から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有してな
ることを特徴とする塑性加工用潤滑剤。 - 【請求項2】 HLB8〜12の界面活性剤を0.01
〜10重量%配合してなることを特徴とする請求項1記
載の塑性加工用潤滑剤。
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