JPH02110196A - 高温潤滑・離型剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、窒化硼素（以下ＢＮと記す）粉末を用いた、
固体潤滑あるいは１ｉｉｔ型剤の用途に供する、水ある
いは水−アルコール系分散組成物に関するものである。

［従来の技術１ 本発明は、主として、鉄、アルミニウム、あるいは、そ
れらの合金の熱間圧延、押出加工時などの熱間加工時等
に好適に用いられる、高温用潤滑・離型剤に関するもの
で、従来、この種の潤滑・離を剤としては、黒鉛粉末を
分散させた油性もしくは水性の有機エマルジョンをのも
のが使用されている。しかし、従来型の黒鉛扮宋−有機
バインダ系の潤滑・離型剤の場合２次のような多くの欠
点を有していた。すなわち。

（１１熱間加工時に材料と黒鉛とが反応して表面に浸炭
層が生成し、製品表面あるいは内部の欠陥生成の原因と
なる。

（２）　有機バインダーは、２００℃以上に熱した場合
分解してガスを発生させ、アルミニウム合金などの比較
的軟かい金属では表面に多孔質の欠隔部分を生起させる
。

（３）　黒色の黒鉛粉末および（２）で述べた多量のガ
ス発生は１作業環境を極端に悪化させる。

上記問題点を解決するために特開昭５５−２９５０６号
公報に開示されるように、六方晶窒化硼素Ｃ以下、ｈ−
ＢＮと記す）粉末を主体とする高温金型離型剤が提案さ
れている。ｈ−ＢＮは黒鉛と同様な層状構造を有し、ｈ
−ＢＮ結晶粒の層間の滑りにより潤滑性が発現する。ま
た、ｈ−ＢＮは黒鉛と比較して耐酸化性に優れており、
高温まで比較的安定に存在でき、黒鉛に代わる高温潤滑
・離型剤としての用途拡大が期待されていた。

ところが、実際に金属の熱間加工に使用した場合、ｈ−
ＢＮ系の潤滑・離型剤は熱間の潤滑性の発現に対して、
期待される効果が出ないのが常であった。この原因はｈ
−ＢＮ粉末にあるのではなく、ｈ−ＢＮ粉末を分散させ
る媒質に問題があると考えられる。すなわち、ｈ−ＢＮ
粉末の潤滑性を最大限に発現させるために最適な媒質の
選択・検討がさらに必要であった。

〔発明が解決しようとする課題１ 本発明の目的は、従来の黒鉛−有機バインダー系の潤滑
・離型剤における前述の問題点を解決し、かつ、従来の
ｈ−ＢＮ粉末を主体とする潤滑・＃を剤の高温下での潤
滑機能を画期的に高めた、ｈ−ＢＮＮ粉末高温潤滑・離
型剤を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するために、六万品窒化硼素粉
末の含有量が１〜５０重量％、コロイド状アルミナの含
有量が固形分（Ａ、２２０３、以下同様）として０．５
〜１５重量％、六万品窒化硼素粉末とコロイド状アルミ
ナとの混合比が六万品窒化硼素／コロイド状アルミナ（
固形分）の重量比で表わして０．１〜５で、残部が水系
分散剤である高温潤滑・離型剤、および、この高温潤滑
・離型剤にさらに、六万品窒化硼素粉末とコロイド状ア
ルミナ（固形分）の合計量に対して２〜３０重量％の、
有機系または無機系のバインダを配合した高温潤滑・離
型剤を提供もするのである。

〔作用］ 本発明δらは、ｈ−ＢＮ粉末と各種の無機物質からなる
組成物を調合し熱間での潤滑性を鋭意評価した結果、主
としてｂ　−Ｂ　Ｎ粉末とコロイド状アルミナとから１
画期的に熱間での潤滑性に優れた組成物が得られること
を見出し１本発明を完成した。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の組成物が潤滑性および離型性機能を有するのは
、基本成分として配合するｈ−ＢＮ粉末の性質によるも
のである。

本発明に用いられるｈ−ＢＮ粉末とコロイド状アルミナ
の性質は、純度、粒度なと特に限定されず、９５％前後
の純度で１−１０μｍの粒度のｈ−ＢＮＮ粉末好適に用
いられる６組成物中のｈ−ＢＮ粉末の濃度は１〜５０重
量％の範囲内に限定されるが、この範囲内に限定する理
由は、１％未満では潤滑・１ｉｄｉ型機能を発現するに
は不足し、５０重遣％を越えると潤滑・離を機能は十分
であるが、均一な分散液の調整が難しく、また。

潤滑・離形剤としてスプレーガン、はけ塗り等で塗布す
る際に、粘稠過ぎて塗布するのが困難となるからである
。

本発明では、コロイド状アルミナを配合する。

コロイド状アルミナを配合する理由は、実験結果に基づ
いて後述するように、ｈ−ＢＮ粉末とコロイド状アルミ
ナとを配合することにより、ｈ−ＢＮ粉末のみの場合と
比べて潤滑性が各段に向上するからである０本発明にお
いて好適に用いられるコロイド状アルミナについても特
に限定されず、例えば、市販されている日産化学工業（
株）製のコロイド状アルミナである、アルミナゾル−１
００、アルミナゾル−２００などが好適に使用される。

その配合量は、固形分として潤滑・離型剤に対して０．
５〜１５重遺％で、４この範囲内に限定する理由は、０
．５％重量未満ではコロイド状アルミナの効果が出す、
１５重量％を越えるとｈ−ＢＮ粉末の時にも述べたよう
に１組成物が粘稠になり過ぎて塗布するのが困難となる
からである。

本発明においては、上記のｈ−ＢＮ粉末とコロイド状ア
ルミナを、水または水−アルコール系分散剤に分散させ
るが、特に、ｈ−ＢＮ粉末とコロイド状アルミナの混合
比の最適化が重要であり、ｈ−ＢＮ扮末／コロイド状ア
ルミナ（固形分）の重量比で表わして０．１〜５の範囲
内が潤滑性が良好である。この範囲内に限定される理由
は、以下の実験結果に基づくものである。

平均粒径１０ｕｍのｈ−ＢＮＮ粉末、 Ａ９．２０３としての固形分の含有量が１０重量％のコ
ロイド状アルミナとを、ｈ−ＢＮ粉末と固形分の合計含
有量が１０重量％となるように、種々のｈ−ＢＮ粉粉末
コロイド状アルミナ（固形分）の重量比の水分散組成物
を少量の分散剤を配合して調整し、普通鋼に１００μｍ
の膜厚となるように塗布して７５０℃の熱間での加工の
際の変形挙動から摩擦係数を求めた。第１図に、ｈ−Ｂ
Ｎ粉末とコロイド状アルミナ（固形分）との合計量に対
するｈ−ＢＮ粉末含有量と摩擦係数（普通鋼のリング圧
縮試験法）との関係を示す。第１図から明らかなように
、ｈ−ＢＮ粉末含有量が９〜８４重量％、すなわちｈ−
ＢＮ扮末／コロイド状アルミナ（固形分）重量比が０．
１〜５の範囲内において、摩擦係数が０．１以下になっ
ていることがわかる０本発明においてｈ−ＢＮ扮末／コ
ロイド状アルミナ（固形分）重量比を０．１〜５の範囲
内に限定する理由は以上の実験結果によるものである。

ｈ−ＢＮ粉末とコロイド状アルミナとを混合することに
より、何故、摩擦係数がｈ−ＢＮＮ粉末みの場合と比べ
大幅に低下するのかという理由については詳かではない
が、コロイド状アルミナはｉｏｏ人の直径で長さが１０
００人（０，１μｍ）という非常に微細なベーマイト系
の棒状結晶の集合体の水分散組成物であり、ｈ−ＢＮ粉
末と混合した場合、ｈ−ＢＮ粉末の平板結晶の間を充填
し、ｈ−ＢＮの結晶粒の層間の滑りを助長するのではな
いかと推測される。

本発明においては、前記ｈ−ＢＮ扮末とコロイド状アル
ミナとの均一な水または水−アルコール系分散剤による
分散組成物を調整するが、とくに、ｈ　−Ｂ　Ｎ粉末を
一様に分散させるために分散剤を添加することが好まし
い。本発明において使用する分散剤は特に限定されず、
通常、有機系の界面活性剤の作用のあるものが好適に使
用される。

本発明において、水−アルコール系分散剤を用いる理由
は、水にアルコールを混合することにより、スプレー等
により塗布した際の被膜の乾燥速度をコントロールをで
きるからであり、各種金属、の加工時の実際の適用状況
に合わせて、水とアルコールの混合比が決定される。本
発明において使用されるアルコールについても特に限定
されないが、コスト等を考えてメチルアルコール、エチ
ルアルコールが好適である。

また１本発明においてはｈ−ＢＮ粉末とコロイド状アル
ミナに加えて、さらに好適にはＦＴ８１系または無機系
のバインダを配合する。配合する目的は、スプレー等に
より引布して形成した波膿を乾燥あるいは熱処理した際
に、被膜中にｈ−１３Ｎ扮宋などを安定して保持するた
めであり、１′Ｔ機系バインダとしては、水またはアル
コールと相溶性のポリビニルアルコール、カルボキシル
メチルセルローズなどが好適であり、無機系バインダと
しては燐酸塩系、水ガラス系のバインダが好適である。

これらのバインダの添加量は、ｈ−ＢＮＮ粉末コロイド
状アルミナ（固形分）の合計量に対して２〜３０重量％
とするが、この範囲内に限定する理由は、２重量％未満
ではバインダの効果が不十分で、３０重量％を越えて配
合すると、バインダ自体の特性のため、摩擦係数に悪影
響が出てくるからである。

〔実施例］ １次粒子の平均粒径が７．０μｍのｈ−ＢＮ粉末、固形
分含有量２０重量％のコロイド状アルミナ（日冷化学工
業製アルミナゾル−２００）、およびポリカルボン酸系
の分散剤を用い、第１表に示したｈ−ＢＮ粉末とコロイ
ド状アルミナと水系分散剤とからなる各種組成の潤滑・
離型剤を調合し、リング形状の普通鋼に１００μｍの膜
厚となるように塗布し乾燥した後、７５０℃の熱間にて
圧縮加工を施し、その時の変化型からｌｊ９擦係数を求
めるというリング圧縮試験法によって評価した。

試験結果を第１表に示す。第１表に示すように本発明に
よれば、　摩擦係数の非常に低い高ｚ品潤滑・ｆｉ型剤
が得られる。

［発明の効果］ 本発明のｈ−ＢＮ粉末とコロイド状アルミナとの水系分
散組成物は、鋼あるいはアルミニウム等の非鉄金属の熱
間加工用の非常に摩擦係数の低い潤滑・１ｉｉｌ型性の
被膜が形成でき、しかも、作業（３境のＴｒｊ染のない
高温潤滑・離型剤として利用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は摩擦係数とｈ−ＢＮ扮末／コロイド状アルミナ
（固形分）重量比との関係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　六方晶窒化硼素粉末の含有量が１〜５０重量％、 コロイド状アルミナの含有量が固形分とし て０．５〜１５重量％、 六方晶窒化硼素粉末とコロイド状アルミナ との混合比が六方晶窒化硼素粉末／コロイド状アルミナ
   （固形分）の重量比で表わして ０．１〜５、 残部が水系分散剤 であることを特徴とする高温潤滑・離型剤。 ２　六方晶窒化硼素粉末とコロイド状アルミナ（固形分
   ）の合計量に対して、２〜３０重量％の有機系または無
   機系のバインダを配合した請求項１記載の高温潤滑・離
   型剤。