塑性加工用水系润滑剂制造技术

本发明专利技术提供一种塑性成形用水系润滑剂，其中包含（ａ）１０质量％～４０质量％的固体润滑剂；（ｂ）２质量％～２０质量％的同时具有润滑性能和分散性能的附着剂；（ｃ）２质量％～２０质量％的同时具有润湿特性和水蒸发促进作用的试剂；和水。当使用该润滑剂时，不仅能够解决传统水溶性润滑剂润滑不足的缺点，而且塑性成形加工处理的多个阶段中无需中断，因此能够连续进行从原料直至最终产品的塑性成形加工处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对诸如碳钢、特种钢和非铁金属等金属材料进行塑性加工的塑性加工用水系润滑剂，特别是涉及以下塑性加工用水系润滑剂，该塑性加工用水系润滑剂在短时间内被提供至高温的被加工材料的表面以在其上形成润滑涂层，从而能够进行锻造加工。
技术介绍
作为冷锻技术，已知有包括下述步骤的方法在金属材料的表面上预先形成诸如磷酸锌等的转化处理用润滑涂层(以下称为“磷酸盐涂层”)，在加工过程中无需提供任何其他的润滑剂，仅使用初期润滑涂层来完成冷锻处理(例如参见以下特许文献1)。然而，如果在该方法中冷锻处理重复进行多次，则初期润滑涂层会被消耗，结果，由于例如润滑涂层的耗尽而导致在加工过程中材料会发生咬死(seizure)。为消除该问题，已经采纳了以含有油溶性极压添加剂的润滑油润滑金属模具的同时进行加工处理的方法，或是下述方法，即中断加工处理，一旦将被加工的材料从锻造生产线中取出，将材料再次加热，然后在材料上再次形成磷酸盐涂层并使该材料返回锻造生产线，由此完成加工处理(例如参见下述特许文献2)。然而，油溶性润滑油可能伴有导致火灾的危险，因而，已经对将油溶性润滑油替换成水溶性润滑剂或水溶性润滑涂层进行了研究(例如参见以下特许文献3、特许文献4、特许文献5、特许文献6、特许文献7、特许文献8和特许文献9)。然而，传统的水溶性润滑剂的润滑性能却不够充分。因而，需要开发一种塑性加工用水系润滑剂，该水系润滑剂能够在诸如锻造等加工处理中使用，特别是，在包括多个步骤并要求使用诸如高接触压力和高伸长比等苛刻的成型环境的塑性加工处理中使用，不会伴随任何造成火灾的危险，能够耐受要求高接触压力和高伸长比的苛刻的成型环境，能够在将该水溶性润滑剂供应至金属模具后立即形成高度致密且强韧的涂层，允许完成多个连续的塑性加工步骤直至最后一步而不会在其间中断这一系列的塑性加工步骤。特许文献1特开昭第62-100595号公报；特许文献2特开平第1-166841号公报；特许文献3特开平第5-279689号公报；特许文献4特开平第6-1994号公报；特许文献5特开平第10-8085号公报；特许文献6特开平第10-46184号公报；特许文献7特开平第11-50083号公报；特许文献8特开平第11-323363号公报；特许文献9特开第2001-323294号公报
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种塑性加工用水系润滑剂，该水系润滑剂能够消除传统水系润滑剂具有的缺陷即润滑性能不足的问题，并允许完成从原材料直至最终产品的多个连续的塑性加工步骤，而不会在其间中断这一系列的塑性加工步骤。本专利技术在此提供下述润滑剂1.一种塑性加工用水系润滑剂，该润滑剂包含(a)10质量％～40质量％的固体润滑剂；(b)2质量％～20质量％的同时具有润滑性能和分散性能的附着剂；(c)2质量％～20质量％的同时具有润湿特性和水蒸发促进作用的试剂；和水。2.如前述第1项所述的塑性加工用水系润滑剂，其中所述固体润滑剂(a)包含二硫化钼。3.如前述第1项或第2项所述的塑性加工用水系润滑剂，其中同时具有润滑性能和分散性能的附着剂(b)包含异丁烯-马来酸共聚物。4.如前述第1～3项任一项所述的塑性加工用水系润滑剂，其中同时具有润湿特性和水蒸发促进作用的试剂(c)包含烷撑二醇。5.如前述第1～4项任一项所述的塑性加工用水系润滑剂，其中所述塑性加工是冷锻。根据本专利技术的塑性加工用水系润滑剂是通过将固体润滑剂、同时具有润滑性能和分散性能的附着剂和同时具有润湿特性和水蒸发促进作用的试剂溶解并分散在水溶液中获得的，该塑性加工用水系润滑剂同时具有下列特性(1)固体润滑剂在水中的分散稳定性，(2)均匀的附着性，(3)快速干燥性能，(4)涂层与被加工材料的附着强度和(5)高润滑性能。因而，不存在造成火灾的任何危险。此外，例如，如果在包括要求高加工率的多个塑性加工步骤的金属材料的冷锻过程中将润滑剂供应至金属模具，则不必将被加工的材料取出并且不必对所述材料进行退火处理，因而，能够不中断地进行一系列冷锻操作直至获得具有最终形状的加工制品。具体实施例方式在包括要求高加工率的多个塑性加工步骤的冷锻中，在进行锻造之前，预先在被加工的材料表面形成润滑剂涂层并进行从原料直至最后一步的全部加工步骤，而不向金属模具供应任何润滑剂，或者在向金属模具供应润滑剂的同时进行各个塑性加工步骤。然而，前一种方法的问题在于初期润滑涂层被消耗，结果，由于例如润滑涂层的耗尽而导致在加工过程中材料会发生咬死，而后一种方法同样存在使得加工效率明显下降的问题。本专利技术在此提供一种塑性加工用水系润滑剂，该水系润滑剂能够使得在锻造过程中，当在每一步之前立即向被加工的材料供应润滑剂时，能够在其表面上瞬间(2秒之内)形成高度致密且强韧的润滑剂涂层，因而使得能够连续完成包括多个塑性加工步骤甚至最终步骤的锻造而不会在其间使锻造中断。用于该目的的润滑剂应当同时满足下列要求(1)固体润滑剂在水中的分散稳定性，(2)均匀的附着性，(3)快速干燥性能，(4)涂层与被加工材料的附着强度和(5)高润滑性能(与在要求高接触压力和高伸长比的苛刻的成型环境中的磷酸盐涂层所观测到的那些性质相当)。本专利技术涉及塑性加工用水系润滑剂，其特征在于其包含(a)固体润滑剂；(b)同时具有润滑性能和分散性能的附着剂；(c)同时具有润湿特性和水蒸发促进作用的试剂，该塑性加工用水系润滑剂溶解并分散于水中；并且该塑性加工用水系润滑剂能够满足所有的锻造要求(1)～(5)。作为本专利技术中所使用的成分(a)的固体润滑剂优选是在小于或等于500℃的温度下具有减小摩擦系数的作用的物质，其例子包括氟化石墨、石墨、三聚氰胺与三聚氰酸的加合物(MCA)、二硫化钼、二硫化钨、经表面处理的微粒状碳酸钙、和经表面处理的微粒状氢氧化铝。其中，在此更优选使用二硫化钼。这些固体润滑剂可以单独使用或作为两种或两种以上的混合物使用。作为本专利技术中所使用的成分(b)的同时具有润滑性能和分散性能的附着剂的例子包括聚乙烯吡咯烷酮和异丁烯-马来酸共聚物。在此优选使用异丁烯-马来酸共聚物。该共聚物的具体实例是异丁烯-马来酸共聚物的钠盐、异丁烯-马来酸共聚物的钾盐、异丁烯-马来酸共聚物的锂盐、异丁烯-马来酸共聚物的铵盐、异丁烯-马来酸共聚物的包含小于或等于5个碳原子的伯胺盐、异丁烯-马来酸共聚物的包含小于或等于3个碳原子的烷醇胺盐、异丁烯-马来酸共聚物的半甲基酯的铵盐和异丁烯-马来酸共聚物的半乙基酯的铵盐。其中，特别优选的是通过以氨水中和分子量为50,000～400,000的异丁烯∶马来酸酐(摩尔比＝1∶1)共聚物至中和度为0.6～1.0而得到的异丁烯-马来酸共聚物的铵盐。这些异丁烯-马来酸共聚物可以单独使用或作为两种或两种以上的混合物使用。作为本专利技术中所使用的成分(c)的同时具有润湿特性和水蒸发促进作用的试剂，例如，可以举出烷撑二醇，并且在此特别优选使用沸点大于或等于150℃的烷撑二醇。该烷撑二醇的具体实例包括乙二醇(沸点198℃)、二乙二醇(沸点246℃)、三乙二醇(沸点285℃)、乙二醇单叔丁基醚(沸点153℃)和乙二醇单丁基醚(沸点171℃)。其中，特别优选二乙二醇。这些试剂可以单独使用或作为两种或两种以上的混合物使用。在本专利技术的润滑剂中，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑性加工用水系润滑剂，所述润滑剂包含（ａ）１０质量％～４０质量％的固体润滑剂；（ｂ）２质量％～２０质量％的同时具有润滑性能和分散性能的附着剂；（ｃ）２质量％～２０质量％的同时具有润湿特性和水蒸发促进作用的试剂；和水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：土井善久，榊原正义，酒井健次，后藤孝一，吉田広明，伊藤树一，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]