JPH061994A - 冷温間鍛造加工用潤滑処理方法 - Google Patents
冷温間鍛造加工用潤滑処理方法Info
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- JPH061994A JPH061994A JP4184465A JP18446592A JPH061994A JP H061994 A JPH061994 A JP H061994A JP 4184465 A JP4184465 A JP 4184465A JP 18446592 A JP18446592 A JP 18446592A JP H061994 A JPH061994 A JP H061994A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷間鍛造時はもとより温間鍛造時においても
良好な潤滑作用を行う潤滑被膜の形成処理方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 水溶性無機塩K2SO4,K2B5O8,Na2B
4O7,K2SiO3,Na2SiO3の1種又は2種以上を
主成分として5〜30重量%含有し且つ二硫化モリブデ
ン,黒鉛の1種又は2種をそれぞれ二硫化モリブデン:
3〜20重量%,黒鉛:1〜10重量%の範囲で含有す
る水溶液を浸漬法等にて被鍛材表面に均一塗布した後、
乾燥して該被鍛材表面に前記無機塩と該無機塩にて担持
された二硫化モリブデン又は/及び黒鉛から成る潤滑被
膜を形成する。
良好な潤滑作用を行う潤滑被膜の形成処理方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 水溶性無機塩K2SO4,K2B5O8,Na2B
4O7,K2SiO3,Na2SiO3の1種又は2種以上を
主成分として5〜30重量%含有し且つ二硫化モリブデ
ン,黒鉛の1種又は2種をそれぞれ二硫化モリブデン:
3〜20重量%,黒鉛:1〜10重量%の範囲で含有す
る水溶液を浸漬法等にて被鍛材表面に均一塗布した後、
乾燥して該被鍛材表面に前記無機塩と該無機塩にて担持
された二硫化モリブデン又は/及び黒鉛から成る潤滑被
膜を形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は冷温間鍛造加工を行う
際の潤滑処理の方法に関する。
際の潤滑処理の方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、鍛造加工を行うに際して被鍛材と金型とが直接接触
するとそこで焼付きを起こしてしまい、製品を良好に成
形できなくなることから、これら被鍛材と金型との間に
潤滑剤を介在させることが行われる。
に、鍛造加工を行うに際して被鍛材と金型とが直接接触
するとそこで焼付きを起こしてしまい、製品を良好に成
形できなくなることから、これら被鍛材と金型との間に
潤滑剤を介在させることが行われる。
【0003】その際の潤滑処理の方法として、従来、被
鍛材表面に蓚酸塩被膜や燐酸亜鉛被膜を形成したり、或
いは金型表面に黒鉛を水に分散させたエマルジョン液を
流し掛けるといった方法が採用されている。
鍛材表面に蓚酸塩被膜や燐酸亜鉛被膜を形成したり、或
いは金型表面に黒鉛を水に分散させたエマルジョン液を
流し掛けるといった方法が採用されている。
【0004】しかしながら従来の潤滑処理方法の場合、
充分な潤滑性能が得られず、また特に温間鍛造の場合、
適当な潤滑剤及びその処理方法が見当らないというのが
実情である。
充分な潤滑性能が得られず、また特に温間鍛造の場合、
適当な潤滑剤及びその処理方法が見当らないというのが
実情である。
【0005】鍛造加工に際してこれを冷間で行った場
合、比較的寸法精度の良い、肌の良好な製品が得られる
反面、材料の変形抵抗が大きいため、ある程度以上の加
工が困難である。そこでこのような場合、温度400〜
800℃程度の温間領域で鍛造加工を行うが、その際使
用する潤滑剤が問題となるのである。
合、比較的寸法精度の良い、肌の良好な製品が得られる
反面、材料の変形抵抗が大きいため、ある程度以上の加
工が困難である。そこでこのような場合、温度400〜
800℃程度の温間領域で鍛造加工を行うが、その際使
用する潤滑剤が問題となるのである。
【0006】即ちこのような高い温度で加工を行う場
合、従来の潤滑剤では著しい酸化劣化を起こしたり、発
火の恐れがあったりする問題があり、また冷間,温間を
問わず、従来の潤滑剤ないしその処理方法の場合、潤滑
剤が被鍛材または金型表面に充分強固に付着しないた
め、加工時に被鍛材の加工部分で金型と被鍛材とが強く
擦れたり、しごかれたりすると、同部分の潤滑剤が容易
に取り去られてしまい、この結果金型と被鍛材の加工部
分との間に潤滑剤が介在しない状態で被鍛材の強制変形
が行われることとなって、そこで焼付きを起こしてしま
うといった問題があった。
合、従来の潤滑剤では著しい酸化劣化を起こしたり、発
火の恐れがあったりする問題があり、また冷間,温間を
問わず、従来の潤滑剤ないしその処理方法の場合、潤滑
剤が被鍛材または金型表面に充分強固に付着しないた
め、加工時に被鍛材の加工部分で金型と被鍛材とが強く
擦れたり、しごかれたりすると、同部分の潤滑剤が容易
に取り去られてしまい、この結果金型と被鍛材の加工部
分との間に潤滑剤が介在しない状態で被鍛材の強制変形
が行われることとなって、そこで焼付きを起こしてしま
うといった問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたものであり、その要旨は、水
溶性無機塩K2SO4,K2B5O8,Na2B4O7,K2S
iO3,Na2SiO3の1種又は2種以上を主成分とし
て5〜30重量%含有し且つ二硫化モリブデン,黒鉛の
1種又は2種をそれぞれ二硫化モリブデン:3〜20重
量%,黒鉛:1〜10重量%の範囲で含有する水溶液を
浸漬法等にて被鍛材表面に均一塗布した後、乾燥して該
被鍛材表面に前記無機塩と該無機塩にて担持された二硫
化モリブデン又は/及び黒鉛から成る潤滑被膜を形成す
ることにある。
を解決するためになされたものであり、その要旨は、水
溶性無機塩K2SO4,K2B5O8,Na2B4O7,K2S
iO3,Na2SiO3の1種又は2種以上を主成分とし
て5〜30重量%含有し且つ二硫化モリブデン,黒鉛の
1種又は2種をそれぞれ二硫化モリブデン:3〜20重
量%,黒鉛:1〜10重量%の範囲で含有する水溶液を
浸漬法等にて被鍛材表面に均一塗布した後、乾燥して該
被鍛材表面に前記無機塩と該無機塩にて担持された二硫
化モリブデン又は/及び黒鉛から成る潤滑被膜を形成す
ることにある。
【0008】
【作用及び発明の効果】本発明に従って潤滑処理した場
合、被鍛材表面に均一且つ強固な潤滑被膜が形成され
る。この潤滑被膜を詳細に調べたところ、被鍛材の処理
表面全面に亘って上記無機塩の膜が均一に形成されてこ
れが被鍛材表面に強固に固着し、そしてこれら無機塩に
より固体潤滑剤である二硫化モリブデン,黒鉛の小さな
粒子が強く担持されていることが確認された。而してこ
れら無機塩とこれに担持された二硫化モリブデン,黒鉛
の粒子からなる潤滑被膜は優れた潤滑性能を示す。
合、被鍛材表面に均一且つ強固な潤滑被膜が形成され
る。この潤滑被膜を詳細に調べたところ、被鍛材の処理
表面全面に亘って上記無機塩の膜が均一に形成されてこ
れが被鍛材表面に強固に固着し、そしてこれら無機塩に
より固体潤滑剤である二硫化モリブデン,黒鉛の小さな
粒子が強く担持されていることが確認された。而してこ
れら無機塩とこれに担持された二硫化モリブデン,黒鉛
の粒子からなる潤滑被膜は優れた潤滑性能を示す。
【0009】被鍛材表面に上記無機塩の膜のみを形成し
た場合、その無機塩はある程度焼付防止に効果はあるも
のの、このものは摩擦係数が高く、充分な潤滑作用を行
うことができない。一方固体潤滑剤としての二硫化モリ
ブデン,黒鉛は、その劈開性に基づいて良好な潤滑性を
示すものの、金型,被鍛材表面への付着力が弱く、例え
ば手で拭う程度でも容易に表面からとれてしまう。
た場合、その無機塩はある程度焼付防止に効果はあるも
のの、このものは摩擦係数が高く、充分な潤滑作用を行
うことができない。一方固体潤滑剤としての二硫化モリ
ブデン,黒鉛は、その劈開性に基づいて良好な潤滑性を
示すものの、金型,被鍛材表面への付着力が弱く、例え
ば手で拭う程度でも容易に表面からとれてしまう。
【0010】しかるに本発明に従って形成した潤滑被膜
は、無機塩の膜の有する強い固着能と固体潤滑剤の有す
る良好な潤滑性能との両者の特長を併せ有するもので、
それらの相乗効果により鍛造加工に際して優れた潤滑性
能を発揮する。
は、無機塩の膜の有する強い固着能と固体潤滑剤の有す
る良好な潤滑性能との両者の特長を併せ有するもので、
それらの相乗効果により鍛造加工に際して優れた潤滑性
能を発揮する。
【0011】例えば前述のように鍛造加工時に材料の変
形部においては潤滑剤が容易に剥がれてしまい、そこで
焼付きを起こしてしまう問題が生じていたが、本発明に
従う潤滑被膜は材料の変形部においても容易には材料表
面から剥がれず、加えて材料の変形に良好に追従して被
鍛材表面と金型との間に介在し続け、加工完了にいたる
まで良好に潤滑作用を行う。
形部においては潤滑剤が容易に剥がれてしまい、そこで
焼付きを起こしてしまう問題が生じていたが、本発明に
従う潤滑被膜は材料の変形部においても容易には材料表
面から剥がれず、加えて材料の変形に良好に追従して被
鍛材表面と金型との間に介在し続け、加工完了にいたる
まで良好に潤滑作用を行う。
【0012】この結果、金型等工具寿命が大幅に向上す
るとともに、鍛造加工に際しての製品の成形性が良好と
なる。またこの潤滑被膜は温間鍛造を行う際にも酸化劣
化,発火の問題を生じることなく良好に潤滑性能を発揮
する。勿論かかる潤滑被膜は、冷間鍛造加工に際しても
優れた潤滑性能を示すものである。
るとともに、鍛造加工に際しての製品の成形性が良好と
なる。またこの潤滑被膜は温間鍛造を行う際にも酸化劣
化,発火の問題を生じることなく良好に潤滑性能を発揮
する。勿論かかる潤滑被膜は、冷間鍛造加工に際しても
優れた潤滑性能を示すものである。
【0013】本発明においては、無機塩K2SO4,K2
B5O8,Na2B4O7,K2SiO3,Na2SiO3と固
体潤滑剤としての二硫化モリブデン,黒鉛との組合せに
おいて良好な潤滑被膜が形成され、他の無機塩或いは他
の固体潤滑剤を用いた場合には充分な潤滑被膜が形成さ
れないことが確認されている。例えば固体潤滑剤として
BNを用いた場合、かかるBNは無機塩によって良好に
担持されない。
B5O8,Na2B4O7,K2SiO3,Na2SiO3と固
体潤滑剤としての二硫化モリブデン,黒鉛との組合せに
おいて良好な潤滑被膜が形成され、他の無機塩或いは他
の固体潤滑剤を用いた場合には充分な潤滑被膜が形成さ
れないことが確認されている。例えば固体潤滑剤として
BNを用いた場合、かかるBNは無機塩によって良好に
担持されない。
【0014】本発明ではこれら無機塩及び固体潤滑剤を
含む水溶液中に被鍛材を浸漬し或いは水溶液を被鍛材表
面に流し掛ける等して被鍛材表面に塗布した後、これを
乾燥することにより潤滑被膜を形成する。
含む水溶液中に被鍛材を浸漬し或いは水溶液を被鍛材表
面に流し掛ける等して被鍛材表面に塗布した後、これを
乾燥することにより潤滑被膜を形成する。
【0015】この乾燥手段としては、被鍛材自身の持つ
熱によって、即ち潜熱によって溶媒又は分散媒としての
水を揮発させるのが良い。具体的には、水溶液を80℃
以上の温度に保持しつつ且つこれを撹拌状態に保ちつつ
この水溶液中に加熱状態の被鍛材を浸漬し、引き上げる
ことで、被鍛材表面に付着した水を揮発させ、乾燥を行
うことができる。
熱によって、即ち潜熱によって溶媒又は分散媒としての
水を揮発させるのが良い。具体的には、水溶液を80℃
以上の温度に保持しつつ且つこれを撹拌状態に保ちつつ
この水溶液中に加熱状態の被鍛材を浸漬し、引き上げる
ことで、被鍛材表面に付着した水を揮発させ、乾燥を行
うことができる。
【0016】勿論他の方法を採用することも可能であ
る。例えば被鍛材表面に水溶液を流しかけた後ヒータ,
ドライヤ等でこれを乾燥処理することもできる。
る。例えば被鍛材表面に水溶液を流しかけた後ヒータ,
ドライヤ等でこれを乾燥処理することもできる。
【0017】尚本発明において無機塩を5〜30重量
%,固体潤滑剤としての二硫化モリブデン,黒鉛をそれ
ぞれ3〜20重量%,1〜10重量%としているのは、
これらの範囲を外れた場合、良好な潤滑被膜が形成され
ないことによる。ここで無機塩の重量%は、(無機塩重
量/水の体積)×100(%)を意味する。固体潤滑剤
についても同様である。
%,固体潤滑剤としての二硫化モリブデン,黒鉛をそれ
ぞれ3〜20重量%,1〜10重量%としているのは、
これらの範囲を外れた場合、良好な潤滑被膜が形成され
ないことによる。ここで無機塩の重量%は、(無機塩重
量/水の体積)×100(%)を意味する。固体潤滑剤
についても同様である。
【0018】
【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にすべく以下に
その実施例を詳述する。被鍛材としてSUS304を用
い、これを旋盤により直径25mm,高さ30mmの円
柱状に成形し、弗硝酸洗により表面粗さをRz=10〜
15μmに調整した。
その実施例を詳述する。被鍛材としてSUS304を用
い、これを旋盤により直径25mm,高さ30mmの円
柱状に成形し、弗硝酸洗により表面粗さをRz=10〜
15μmに調整した。
【0019】このテストピースを表1に示す各種の無機
塩と固体潤滑剤との組合せから成る水溶液中に浸漬した
後、乾燥することによって、かかるテストピース表面に
潤滑被膜を形成し、そして図1に示す金型10,12を
用いてスパイクテストを行うことにより潤滑被膜の性能
を評価した。
塩と固体潤滑剤との組合せから成る水溶液中に浸漬した
後、乾燥することによって、かかるテストピース表面に
潤滑被膜を形成し、そして図1に示す金型10,12を
用いてスパイクテストを行うことにより潤滑被膜の性能
を評価した。
【0020】このスパイクテストは、400℃に加熱し
たテストピースを600トンメカニカルプレスに装着し
た金型10と12とで圧縮し、以てこれを金型の成形凹
所14によってスパイクピースに鍛造成形するもので、
その際の潤滑被膜の評価は、成形されたスパイクピース
の高さを測定することによって行った。結果が表1及び
図2に示してある。
たテストピースを600トンメカニカルプレスに装着し
た金型10と12とで圧縮し、以てこれを金型の成形凹
所14によってスパイクピースに鍛造成形するもので、
その際の潤滑被膜の評価は、成形されたスパイクピース
の高さを測定することによって行った。結果が表1及び
図2に示してある。
【0021】
【表1】
【0022】またこの結果に基づいて、無機塩と固体潤
滑剤との組合せの良否の判定を行った結果が表2にまと
めて示してある。
滑剤との組合せの良否の判定を行った結果が表2にまと
めて示してある。
【0023】
【表2】
【0024】以上の結果から、無機塩K2SO4,K2B5
O8,Na2B4O7,K2SiO3,Na2SiO3とMoS
2,Cとを組合せて潤滑被膜を形成した場合において良
好な結果が得られることが分かる。
O8,Na2B4O7,K2SiO3,Na2SiO3とMoS
2,Cとを組合せて潤滑被膜を形成した場合において良
好な結果が得られることが分かる。
【0025】これら無機塩とMoS2,Cとを組合せた
場合に良好な潤滑性能が得られることの理由は、前述し
たように被鍛材表面に強固な無機塩の膜が形成されると
ともに、この無機塩によってMoS2,Cの小さな粒子
が安定的に担持されることによるものと考えられる。
場合に良好な潤滑性能が得られることの理由は、前述し
たように被鍛材表面に強固な無機塩の膜が形成されると
ともに、この無機塩によってMoS2,Cの小さな粒子
が安定的に担持されることによるものと考えられる。
【0026】因みに被鍛材を無機塩の水溶液のみにて処
理した場合において、被鍛材表面に無機塩の結晶が付着
している状態が参考写真(イ)として示されている。ま
たK2SO4とMoS2とを含む水溶液にて処理したとき
に被鍛材表面に形成された潤滑被膜の状態が参考写真
(ロ)として示してある。
理した場合において、被鍛材表面に無機塩の結晶が付着
している状態が参考写真(イ)として示されている。ま
たK2SO4とMoS2とを含む水溶液にて処理したとき
に被鍛材表面に形成された潤滑被膜の状態が参考写真
(ロ)として示してある。
【0027】この参考写真(ロ)において、MoS2の
小粒子の層がK2SO4の結晶の層に覆い被さるように存
在していることが認められる。これら小粒子は、参考写
真(イ)において認められるように無機塩K2SO4の結
晶の凹凸によって強く担持され、被鍛材表面にあたかも
固定された状態として存在する。
小粒子の層がK2SO4の結晶の層に覆い被さるように存
在していることが認められる。これら小粒子は、参考写
真(イ)において認められるように無機塩K2SO4の結
晶の凹凸によって強く担持され、被鍛材表面にあたかも
固定された状態として存在する。
【0028】このことが、大きく変形させられる被鍛材
の加工部分表面にも潤滑被膜が安定的に存在し、被鍛材
と金型との焼き付きを防止すべく有効に働いている理由
と推察される。
の加工部分表面にも潤滑被膜が安定的に存在し、被鍛材
と金型との焼き付きを防止すべく有効に働いている理由
と推察される。
【0029】尚参考写真(ハ)及び(ニ)は、それぞれ
K2SO4とBN,又はK2SO4とセリサイトとの組合せ
から成る潤滑被膜を形成したときの状態を示している。
この写真に見られるようにこれらの組合せの場合、B
N,セリサイトが無機塩により良好に担持されないこと
が分かる。
K2SO4とBN,又はK2SO4とセリサイトとの組合せ
から成る潤滑被膜を形成したときの状態を示している。
この写真に見られるようにこれらの組合せの場合、B
N,セリサイトが無機塩により良好に担持されないこと
が分かる。
【0030】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で実施可能である。
【図1】本発明の一実施例において形成した潤滑被膜の
評価のための鍛造加工の際に用いた金型の図である。
評価のための鍛造加工の際に用いた金型の図である。
【図2】同実施例において得られた潤滑被膜の潤滑性能
を示す図である。
を示す図である。
10,12 金型 14 成形凹所
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 103:06 Z 9159−4H 103:02) Z 9159−4H C10N 10:02 10:12 30:06 40:24 Z 8217−4H 50:02
Claims (1)
- 【請求項1】 水溶性無機塩K2SO4,K2B5O8,N
a2B4O7,K2SiO3,Na2SiO3の1種又は2種
以上を主成分として5〜30重量%含有し且つ二硫化モ
リブデン,黒鉛の1種又は2種をそれぞれ二硫化モリブ
デン:3〜20重量%,黒鉛:1〜10重量%の範囲で
含有する水溶液を浸漬法等にて被鍛材表面に均一塗布し
た後、乾燥して該被鍛材表面に前記無機塩と該無機塩に
て担持された二硫化モリブデン又は/及び黒鉛から成る
潤滑被膜を形成することを特徴とする冷温間鍛造加工用
潤滑処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4184465A JPH061994A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 冷温間鍛造加工用潤滑処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4184465A JPH061994A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 冷温間鍛造加工用潤滑処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH061994A true JPH061994A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16153633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4184465A Pending JPH061994A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 冷温間鍛造加工用潤滑処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH061994A (ja) |
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-
1992
- 1992-06-18 JP JP4184465A patent/JPH061994A/ja active Pending
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