JPS59147093A - 鋳鉄の機械加工のための方法とその方法において用いられる水成の濃縮液 - Google Patents

鋳鉄の機械加工のための方法とその方法において用いられる水成の濃縮液

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JPS59147093A
JPS59147093A JP59018184A JP1818484A JPS59147093A JP S59147093 A JPS59147093 A JP S59147093A JP 59018184 A JP59018184 A JP 59018184A JP 1818484 A JP1818484 A JP 1818484A JP S59147093 A JPS59147093 A JP S59147093A
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ロルフ・ウーオフ・スキヨルド
ラースーギヨスタ・ヴオン・ダーフン
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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】 技術分野 本発明は、鋳鉄特にいわゆるノジュラ鉄または球状化鉄
の機械加工のための方法に関するものである。その加工
は銅錯体と腐食防止剤を含む水成の金属加工用混合液を
用いて行なわれる。本発明は、さらに鋳鉄の機械加工の
ための方法において水′Ｃ希釈された後に用いることが
Ｃきる水成濃縮液を含む。
発明の背景 金属加工用混合液は当該技術分野において゛よく知られ
ている。たとえば米国特許第４．１２９゜５０９号から
、鉱物油と水を含む乳濁液を用いることが知られている
。バクテリアによる腐食と金属加工条件による劣化に対
してその油と水の乳濁液を安定化するために、その特許
は重金属イオンと多官能性の有機配位子の金属錯体およ
び乳化剤の添加を提案している。しかし、鉱物油を含む
切削液は、金属の機械加工において用いられるとき、望
すしからぬ浮遊性のかつ高粘度のスラジを貯蔵タンク、
ポンプ、さらに配管などの中に形成することによる問題
を生ずる。乳化剤の存在はこの問題をさらに悪化させる
。したがって、この理由から、鉱物油を含む切削液は特
に多量の微粒子の汚濁物を生成する鋳鉄の機械加工にお
いて用いるには不適当であることが従来技術からよく知
られている。
鋳鉄、特に通常ノジュラ鋳鉄または球状化黒鉛鋳鉄と呼
ばれる品質の鋳鉄の機械加工は、米国特許第３．２６５
．６２０号において開示されているような油を含まない
水成の金属加工用合成液を用いて行なわれることが多い
。この場合、有毒ガスすなわちホスフィンが生じる。こ
のガスの発生は、鋳鉄が三価のリンを含む物質の不純物
を有するカーボン（グラフ１イト）を含んでいるという
事実による。水の存在の下に鋳鉄を機械加工するとき、
この三価のリンを含む物質はホスフィンを生成するよう
に反応する。
したがって、ホスフィンの発生を減らすために、たとえ
ば切断加工において、強力な酸化剤である過マンガン酸
カリウムを含む金属加工用混合液を用いることが提案さ
れている。この方法がホスフィンの発生を減少するよう
に改善したとしても、機械や道具さらには加工された鉄
に激しい腐食を生じる結果となる。さらに、過マンガン
酸カリウムを含む混合液は安定ではなくて、第１にマン
ガン鉱物の形の析出物を生じる。
発明の概要 本発明によれば、鋳鉄の機械加工のために安定な水成の
混合液を用いることが可能となり、その混合液はホスフ
ィンの生成を防ぎ、同時に良好な腐食防止ど冷ｆＡの特
性を有する。これは錯体としでＣｕ　２＋を含むアルカ
リ性の水成混合液を用い′Ｔ、鋳鉄を機械加工すること
によって達成される。
安定なｐ＋−＋範囲は８〜１０である。より特定的に言
えば、本発明による水成混合液シＪ、次のものを含む。
＜ａ　）　　有機銅（Ｉｔ）錯体。銅錯体の含有量はそ
の混合物の０．０５〜２重最％であり、好ましくは０．
１〜１重量％である。
（ｂ）　　その混合物の０．１〜５重Ｍ％で好ましくは
０．２〜３　ｉａ　！　％の量の従来の腐食防止剤。
本発明による混合液は、通常好ましくは透明な溶液であ
る。
発明の実施例 本発明ににる混合液が非常に効果的にホスフィンの生成
を防ぐということは非常に驚くべきことである。なぜな
らば、そのようなシステムにおける自由Ｃｕ２＋の含有
量は非常に低いからである。
錯生成剤の使用は銅の析出を防き゛、Ｃｕ２′は酸化剤
として用いることができる。金属加工用の混合液中の二
価の銅イオンがその混合液中の腐食防止剤や潤滑剤のよ
うな他の成分と銅の結合を防止するために十分な錯安定
度を備えた有機キレートの形態で用い得るということは
非常に重要なことである。すなわち、その腐食防止剤が
銅イオンと錯体を形成すればその腐食防止性が削減され
るということがわかっている。さらに、Ｃｕ２＋がたと
えば腐食防止剤、潤滑剤、または他の存在する成分に依
存して析出づる場合、金属加工用の混合液はホスフィン
防止性の低いものしか得られない。
したがって、錯生成剤は金属加工用の混合液中に添加さ
れている腐食防止剤や潤滑剤のような他の成分と少なく
とも等価なＣｕ２＋錯体生成能を有していなければなら
ない。
本発明による錯生成剤は、シュウ酸、マロン酸。
コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸。
ａ３よびノマル酸のにうな多価のカーホキシリツク酪；
クエン酸と酒石酸のようなヒドロキシカーホヤシリツク
酸；二ｌ・すｏ　ｌ−リアセティック１１２’（Ｎ−１
△）、プ［」ピレンダイアミシフ１〜ラアセテイツクＩ
ｉ９　（ＰＤＴΔ）、および］−ヂレンダイアミンテト
・ラア廿ディック［％　（ＥＤＴＡ）のようなアミノカ
ーボキジリック酸；たとえばトリエタノールアミンやダ
イエタノールアミンのアルカノールアミンである。特に
適した錯生成剤は、Ｑ　ｕ　２４の１：１釦体に関して
１０ａ−１０”の範囲の安定度定数を有し、好ましくは
５ＸｉＯ’−１０”の範囲の安定度定数を有するもので
ある。そのような好ましい錯生成剤の例は、クエン酸、
ニトリロ１−リアセティックｍ、ｒＪ３よびトリエタノ
ールアミンである。
本発明による利用に適した腐食防止剤は、金属加］−領
域内で鉄の腐食防止のために通常用いられる成分のもの
であって、少なくとも１つの親水性の基を含む。適当な
腐食防止剤は有機アミンであって、たとえばアルカノー
ルアミン、アルキルアミン、環状アミン、ポリアミン；
リン酸エステル；力−ボキシリック酸、ざらに鉄に対し
て良好な腐食防止特性を有するその伯の成分である。ト
リエタノールアミンのような腐食防止剤のいくつかは、
銅と錯体を形成することがぐぎる。したがつＣ１これら
の特殊な化合物は腐食防止剤としでのみならず錯生成剤
として添加することかびきる。しかし、それらはその両
方の機能を果たせるような量で添加されなければならな
い。錯生成剤の適当な聞け、イの混合物の０．０４〜３
男は％である。
本発明による特に好ましい腐食防止剤は、アルキルノ７
−リルスルホンアミドカーボキシリック酸。
モルホリン、トリエタノールアミン、まｔこはリン酸エ
ステルであって、それらは次のような一般式％式％ ごこで、Ｒは１２〜２４のカーボン原子を含む炭化水素
の基であり、ＡＯは２〜３のカーボン原子を含むアルキ
レンオキシであり、ｎはＯ〜１０で好ましくは１〜６で
あり、Ｍは水素または一価の陽イオンであり、ざらにＲ
４はＭまたはＲの意味を有（る。
トリエタノールアミン、ニトリロトリアセティツク酸、
またはクエン酸が錯生成剤として選ばれて、腐食防止剤
としてトリエタノールアミンと組合わされるアリキルア
ーリルスルホンアミドカーボキシリンク酸９モルホリン
、および（または）リン酸エステルのような従来の鉄腐
食防止剤とともに用いられる場合、優れた特性の混合液
が得られる。
もし必要ならば、本発明による水成混合液は、Ｃｕ２＋
と析出物を少ししか形成しない潤滑剤を含んでもよい。
好ましくは、その混合液は本質的に炭化水素の成分を含
まないものである。適当な潤滑剤の例は、モノカーホキ
シリツク酸、アルキルまたはアルキルアーリルスルホン
酸塩または硫酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルホスホ
ネート。
アルキル（ポリオキシアルキレン）リン酸塩、またはポ
リアルキレングリコールのタイプの従来の潤滑剤である
。これらの潤滑剤の多くは優れた腐食防止能も有してい
る。潤滑剤の量はその水成合成液の０．０３〜３重量％
の範囲が適当であろう。
錯生成剤、腐食防止剤、および潤滑剤に加えて、その金
属加工用の水成混合液は従来よく知られているｐＨ調整
剤、殺菌剤、香料、粘性調整剤、および可溶化剤を含ん
でもよい。通常その可溶化剤はモノエチルエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブチルダイエチレング
リコール、およびエチレングリコールのような低分子の
水酸化化合物である。
本発明による金属加工用の混合液を作るとき、まず濃縮
溶液を作ることが望ましい。その調製は、適当な量の水
へ銅（１）酢酸塩のような水溶性の塩、錯生成剤、およ
び腐食防止剤を加えることによってなし得る。この後で
、他の成分が軽く攪拌されながら加えられる。他の成分
に対する水の」は、その濃縮液の重量の約１０〜７０％
の水の含有量が得られるように選択される。本発明によ
る濃縮液のり鞄型的な処方箋は次のようである。
１〜５０重量％で、好ましくは２〜３０重量％のＣｕ２
＋錯体で、０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１０重
量％のＱｕ２成分を含む。
１〜５０重量％で、好ましくは２〜３０重量％の腐食防
止剤。
０〜５０重量％で、好ましくは１〜３０重量％の１１１
ｇ滑剤。
０〜２０重量％で、好ましくは０〜１０重量％の１）Ｈ
１１整剤、殺菌剤、可溶化剤など。
１０〜７０重量％で、好ましくは２０〜５０重量％の水
。
使用する前に、その濃縮液は９９．５〜８５重員％の水
を含む作用液を得るために水で薄められる。
本発明は以下の例によって説明される。
Ｉ（ｎ＞酢酸塩を水に加えて、その後、以下の表に従っ
て腐食防止剤や潤滑剤を加えることによって種々の濃縮
液が調製された。それらの濃縮液は、次に水で１０倍に
薄められた。混合液ＡとＢは比較用の混合液である。混
合液Ｂは米国特許第４．１２９．５０９号による処方で
ある。
混合物　　　　　　　１伍　　　　　　重量％１　　　
Ｃ，ｕ２＋酢酸塩”Ｒ２００，５トリエタノールアミン
　　　　４．０ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量２
　　　Ｑｕ２＋酢酸塩’８２０　　　０．５トリエタノ
ールアミン　　　　０．８ アルキルフエニルスルホン アミドカーホキシリツクＩＩＩ　　　Ｏ，４５水　　　
　　　　　　　　　　残量 ３　　　ＣＩＪ’＋酢酸塩−Ｒ２００，５トリエタノー
ルアミン　　　　０．８ アルキルフエニルスルホン アミドカーホキシリツクＭ　　　Ｏ，４５モルホリン　
゛　　　　　　　　１．８水　　　　　　　　　　　　
　残量 ４　　　ＣＯ２＋酢酸塩−１−１２００，５１〜リエタ
ノールアミン　　　　０．８０＋ａアルキルダイ（プロ
ピ レンオギシ）リン酸塩　　　　２．２ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量５
　　Ｃｕ２＋酢１！ＩＪ！！−）−１２００，５トリエ
タノールアミン　　　　２．６ ベラルゴン酸　　　　　　　　０．５ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
５　　　ＣＩ＋’＋酢酸塩・ＨＯｏ、１ＮＴＡ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　０．　　ＩＣ＋８ア
ルキルダイ（オキシ プロピレン）リン酸塩　　　　０．７５トリエタノール
アミン　　　　０．２５水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　残量７　　　Ｃ１１’＋酢酸塩・Ｈ
２Ｏ０，２５ＮＴ△　　　　　　　　　　　　　　　　
　　０．２５Ｃ＋ａアルキルダイ（オキシ プロピレン）リンＩＩＩ塩　　　　０．７５トリエタノ
ールアミン　　　　００２５水　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　残量８　　　Ｑｕ２＋酢酸塩・Ｈ
２Ｏｏ、５、ＮＴＡ　　　　　　　　　　　　　　　　
　０．５Ｃ＋ｓアルキルダイ（オキシ プロピレン）リン酸塩　　　　０．７５トリエタノール
アミン　　　　０．２５水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　残量９　　　Ｑｕ２＋酢酸塩−Ｈ２
Ｏ１，０ＮＴＡ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１．Ｏｃ＋ａアルキルダイ（オキシ プロピレン）リン酸塩　　　　１．５ トリエタノールアミン　　　　０．５ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１
０　　　Ｃｕ’＋酢酸塩・Ｈ２Ｏｏ、５トリエタノール
アミン　　　　０．８ ク工ンＭ（モノ水和物）０．６ Ｃ＋６アルキルダイ（オキシ プロピレン）リン酸塩　　　　１．６ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
Ａ　　過マンガン酸カリウム　　　　１．０トリエタノ
ールアミン　　　　０．５ ＣＩ＋１アルキルダイ（オキシ プロピレン）リン酸塩　　　　１．２ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
Ｂ　　クーラント・コントロール社 のオルガノメット（Ｃｕ　２” 酢ＩＳ１！塩）０．１ 鉱物油　　　　　　　　　　　５．０ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量乾
式旋削によって作られた５グラムの球状生麩の小片が、
底に少し綿を敷かれた試験管内に置かれた。上記の液体
混合物の１つがその小片上に３ミリリツトル注がれて、
その試験管は８０℃の水浴内に置かれた。５分間の反応
時間の後に、その試験管を通して１リツトルの空気がポ
ンプで引かれて、ホスフィンによって色付りられる試薬
（Ｄｒａｇｅｒホスフィン　０．１／ａ）を含む分析管
にその空気を通すことによって、その空気中のボスフィ
ンの量が測定された。
同じタイプの鉄の小片が腐食試験にも用いられた。これ
は、その液体を１．２５ミリリツトルλれられたペトリ
冊内のフィルタ紙上に３０グラムの小片を置くことによ
って行なわれた。２４時間の後に、グリッドを有する透
明なフィルムを前記フィルタ紙に被せてその腐食が測定
された。その腐食の発生は、そのグリッドの各交差点に
おいて計られた。その腐食は、交差点の全数と腐食を伴
なった交差点との割合として測定された。得られた結果
は次のようである。
試験　ボスフィン（ｐｐｍ）　　腐食（％）１　　０．
１　　　　　’　　　　８ ２　０．１以下　　　　　６ ３　　０．１　　　　　　　４ ４０．１　　　　　　　０ ５０．１　　　　　　　５ ６　　０．６　　　　　　　０ ７　　０．４０ ８０．１　　　　　　　０ ９０．１　　　　　　　２ １０　　０　　　　　　　　　　　　　　　０八　　〇
、５　　　　　　　２ＯＬｌ上８　３．０　　　　　　
　測定せず それらの結果から、本発明による方法を用いた場合のボ
スフィンの放出居は非常に低いことが明らかである。も
しホスフィンを減少させる成分を用いずに加工を行なっ
た場合、ホスフィンの量は約３１）ｐＨであろう。腐食
テストによれば、混合液１〜１０は非常に低い腐食を生
じることが示された。
（ほか２名）　　　　・−・、・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）　　ｌｉｔ鉄の機械加工のための方法において、
    前記機械加工は鉄の腐食防止剤を含み必要ならば潤滑剤
    をも含むアルカリ性の水成混合液を用いて行なわれ、前
    記水成混合液が次のものを含むことを特徴とする鋳鉄の
    機械加工のための方法。 （ａ　）　　有機銅（１）錯体。前記銅錯体の量は前記
    混合液の０．０５〜２重量％である。 （ｂ）０．１〜５重量％の含有量の鉄腐食防止剤。 （２）　銅（Ｉ）錯体に含まれる錯生成剤は、ＣＬｌ　
    ２４の１＝１錯体に関して、１０３〜１０’　”　好ま
    Ｌ＜は５Ｘ１０”　〜１０”　（７）安定度定数を有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）　錯生成剤がクエン酸、ニトリロトリアセティツ
    ク酸、トリエタノールアミン、またはそれらの混合物で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
    項記載の方法。 （４）　鉄腐食防止剤がアルキルアリールスルホンアミ
    ドカーホキシリツク酸１モルホリン、トリエタノールア
    ミン、リン酸エステル、またはそれらの混合物であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
    ずれかの項に記載された方法。 （５）　前記腐食防止剤は、少なくともアルキルアリー
    ルスルホンアミドカーホキシリツク酸。 モルホリン、およびリン酸エステルを含むグループから
    の１つまたはそれ以上の腐食防止剤とトリエタノールア
    ミンとの組合せを含むことを特徴とする特許請求の範囲
    第３項記載の方法。 （６）　　０．０５〜２重量％の有機銅（１）錯体と０
    ．１〜５重量％の鉄腐食防止剤を含み、必要な、らば潤
    滑剤をも含゛むアルカリ性の水成混合液を用いて行なわ
    れる鋳鉄の機械加工において、水で希釈された後に用い
    られるのに適した濃縮液であって、次の成分を含むこと
    を特徴とする濃縮液。 ０．５〜２０重量％で、好ましくは１〜１０重量％のＣ
    ｕ　２を含有する１〜５０重量％で、好ましくは２−３
    ０重量％のＣｕ２＋錯体。 １〜５０重量％で、好ましくは２〜３０重量％の腐食防
    止剤。 ０〜５０重量％で、好ましくは１〜３０重量％の潤滑剤
    。 ０〜２０重量％で、好ましくは０〜１０重量％のＯＨ調
    整剤、殺菌剤、および可溶化剤。 １０〜７０重量％で、好ましくは２０〜５０重量％の水
    。 （７）　銅（、ｌ）錯体に含まれる錯生成剤は、Ｃｕ２
    ＋の１：１４！体に関して、１０８〜１０１７好ましく
    は５Ｘ１０’〜１０１ｇの安定度定数を有することを特
    徴とする特許請求の範囲第６項記載の濃縮液。 （８）　錯生成剤がクエン酸、ニトリロトリアセティツ
    ク酸、トリエタノールアミン、またはそれらの混合物で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第６項または第７
    項記載の濃縮液。 （９）　鉄腐食防止剤がアルキルアリールスルホンアミ
    ドカーホキシリツク酸９モルホリン、トリエタノールア
    ミン、リン酸エステル、またはそれらの混合物であるこ
    とを特徴とする特許請求のく１０）　前記腐食防止剤は
    、少なくともアルキルアリールスルホンアミドカーボキ
    シリック酸。 モルホリン、およびリン酸エステルを含むグループから
    の１つまたはそれ以上の腐食防止剤とトリエタノールア
    ミンとの組合せを含むことを特徴とする特許請求の範囲
    第８項記載の濃縮液。
JP59018184A 1983-02-10 1984-02-01 鋳鉄の機械加工のための方法とその方法において用いられる水成の濃縮液 Pending JPS59147093A (ja)

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