金属材料的冷塑性加工用水系润滑剂制造技术

提供了金属材料的冷塑性加工用水系润滑剂，该润滑剂是水系润滑剂，具有高的润滑性，可以代替将磷酸盐处理和草酸盐处理等化学被膜处理与反应型皂处理组合而成的润滑系统，没有像上述润滑体系中的环境方面的问题，能以１个工序进行处理，被膜剥离容易，即使以浸渍法大量处理加工材料也不引起因附着不匀而产生的耐热胶着性降低。该金属材料的冷塑性加工用水系润滑剂由下列成分组成：（Ａ）水溶性无机盐、（Ｂ）固体润滑剂、（Ｃ）选自矿物油、动植物油脂和合成油中的至少一种油成分、（Ｄ）表面活性剂、以及（Ｅ）水，固体润滑剂和水溶性无机盐的重量比（Ｂ／Ａ）是０．０５／１－２／１，相对于水溶性无机盐和固体润滑剂的总量，油成分的重量比（Ｃ／（Ａ＋Ｂ））是０．０５／１－１／１，固体润滑剂和油成分各自均匀分散和乳化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于冷塑性加工(锻造、拔管、拔丝等)钢铁、钛和钛合金、铜和铜合金、铝和铝合金等金属材料时使用的金属材料的冷塑性加工用水系润滑剂(以下，简称水系润滑剂)。在金属材料的塑性加工例如钢管的冷拔加工中，为了降低被加工材料与拉模、芯棒等工具之间产生的摩擦，防止发生咬死或热胶着，容易进行拉拔加工，使用形成液状的被膜或形成固体状的被膜的润滑剂。在这类的润滑剂之中，液状润滑剂的代表者是以矿物油、动植物油和合成油等作为基油为所谓油系润滑剂，一般使用从组装在加工装置上的润滑油供给装置直接流到工具或加工材料上的润滑方法。油系润滑油的使用多见于加工度较低的场合，在加工度较高的场合，使油的粘度上升，或者添加固体润滑剂和耐特压润滑油添加剂而使用。而固体被膜的代表者是与被加工材料反应、与基体形成良好附着的承载被膜的所谓化学被膜处理，对于碳钢和低合金钢，进行形成磷酸锌系被膜的磷酸盐被膜处理，对于不锈钢，进行形成草酸铁系的草酸盐被膜处理。在进行这些化学被膜处理后，通常进行反应型皂润滑处理，通过进行由这样的2个工序组成的润滑处理，能够将化学被膜的承载性和反应型皂润滑剂产生的润滑性组合起来，该润滑方法显示出极高的耐热胶着性。另外，在化学被膜处理后进行反应型皂润滑处理的场合，通常加工材料在拉拔加工之前，要在各种处理槽中进行浸渍处理，由于是反应型处理，所以不论加工材料彼此之间线状地接触部分有多少，润滑剂的附着不匀也是少的，采取以数10根单位集中进行处理的方式。但是，随着加工条件的高速化、高压化和对环境方面、能源方面的要求，要求解决具有与将化学被膜处理和反应型皂润滑处理组合的润滑法同等或更高的润滑性能，而且在化学被膜方面发现的问题，例如作业环境的问题(例如，在80-90℃的高温使用酸系处理液，因此处理液的臭气和烟雾使环境恶化)，废弃物管理的问题等环境方面的问题，以及缩短工序、节能、节省场地等成本方面的问题，进而加工后的被膜剥离性的问题(通常要进行碱脱脂和酸洗处理)等的润滑剂。在为解决这些问题的油系润滑剂的场合，在特公平4-1798中公开了“在配合氯化石蜡、磷酸酯等耐特压润滑油添加剂和异丁烯与正丁烯的共聚物及动植物油的润滑油中配合金属皂和固体润滑剂的冷加工用润滑剂”。但是，即使是这些高性能润滑油，与化学被膜处理后进行反应型皂润滑处理的润滑法相比，在加工性能上也有一些缺点，另外，由于大量使用耐特压剂(耐特压润滑油添加剂)，加工时产生臭气，并且在加工后的软化退火过程中氯和磷有可能对材料产生腐蚀。另外，在水系润滑剂的场合，有直接以湿式使用和以干式被膜使用两种情况。直接以湿式使用的水系润滑剂，像上述油系润滑剂一样直接流到工具或加工材料上而使用，以干式被膜使用的水系润滑剂，是像上述化学被膜一样在处理槽中进行浸渍处理后，在干燥过程中使水分蒸发而得到固体被膜。前者，在特公昭58-30358中记载的“以碳酸氢盐(固形物)为主成分、向其中加入少量的分散剂、表面活性剂和固体润滑剂的金属管的冷加工或温加工用润滑剂”中已有描述，但没有达到代替化学被膜处理而广泛使用的程度。至于后者，“以水溶性高分子或其水性乳液作为基体材料，配合固体润滑剂和化学被膜形成剂的润滑被覆用组合物(特开昭52-20967)”和“组合使用的硼砂为主成分的被膜和钙皂及金属皂，对不锈钢丝进行拔丝加工的方法(特开昭50-147460)”等中已有描述，但是，在一次大量浸渍处理加工材料，然后进行强制干燥得到干燥被膜的情况下，必然产生由于加工材料的部分接触而引起的附着不匀，结果达不到解决在拉拔加工时容易引起热胶着的非反应型润滑剂的大缺点。综上所述，目前还没有能够代替将磷酸盐处理和草酸盐处理等化学被膜处理与反应型皂处理组合而构成的润滑体系，以1个工序实现加工性能、环境、废弃物处理、节能、被膜剥离性等要求的润滑剂。本专利技术是适应这样的要求而完成的，其目的在于，代替将磷酸盐处理和草酸盐处理等化学被膜处理与反应型皂处理组合而成的润滑体系，提供一种属于水系、具有高润滑性、没有上述的环境方面的问题、能以1个工序进行处理、被膜剥离容易、即使用浸渍法大量地处理加工材料也不产生由附着不均匀而引起的热胶着性降低的金属材料的冷塑性加工用水系润滑剂。为了解决上述问题本专利技术人进行了深入研究，结果发现，以良好地附着于基体上、将润滑成分导入工具面上形成被膜的物质的水溶性无机盐作为基体材料，由该基体材料、作为润滑成分的固体润滑剂、作为润滑成分或润滑辅助物质的由矿物油、动植物油和合成油中选择的油成分、表面活性剂和水组成，水溶性无机盐、固体润滑剂和油成分之间的使用比例满足一定条件的水系润滑剂能解决上述问题。即，使用上述水系润滑剂作为金属的冷塑性加工时的润滑剂的场合，在进行浸渍等处理后的干燥工序中，金属表面上形成固体润滑剂分散的无机盐被膜，同时，油成分渗出到被膜的外围部分而形成油膜。该油膜在赋予加工时的初期润滑的同时，弥补加工材料彼此间的接触部分的固体润滑剂附着不匀，从而显著改善耐热胶着性。再者，仅以通常的碱脱脂剂进行的处理就能除去残留在塑性加工后的金属材料上的润滑成分。这样，本专利技术是关于金属的冷塑性加工用水系润滑剂，该润滑剂由下列成分组成(A)水溶性无机盐；(B)固体润滑剂；(C)选自矿物油、动植物油脂和合成油中的至少一种油成分；(D)表面活性剂；(E)水；固体润滑剂与水溶性无机盐的重量比(B/A)是0.05/1-2/1，相对于水溶性无机盐和固体润滑剂的合计量，油成分的重量比(C/(A+B))是0.05/1-1/1，固体润滑剂和油成分各自均匀地分散并乳化。以下详细地说明本专利技术。(A)的水溶性无机盐，是构成用本专利技术的水系润滑剂形成的良好地附着在金属基体上的竖固被膜的主体，只要是作为金属材料的冷塑性加工的媒介物一般使用的水溶性无机盐就可以，没有特别的限制，例如可举出四硼酸钠(硼砂)、四硼酸钾、四硼酸铵等硼酸盐，硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵等硫酸盐，硅酸钠、硅酸钾等硅酸盐，硝酸钠、硝酸钾等硝酸盐，其中以硼砂、四硼酸钾和硫酸钠最好。作为水溶性无机盐，上述的无机盐可以单独使用一种或2种以上组合使用。(B)的固体润滑剂，均匀地分散在本专利技术的水系润滑剂中，在将该水系润滑剂涂敷在加工材料上时进行附着，在加热干燥使蒸发水分时产生的由水溶性无机盐构成的被膜中作为主要成分，有助于防止产生咬住的热胶着。这样的固体润滑剂，只要是进行金属材料的冷塑性加工时通常使用的固体润滑剂就可以，没有特别的限制，例如可举出金属皂、云母、钙化合物、金属硫化物、氮化物、金属氧化物、高分子固体等。金属皂是脂肪酸和金属的盐。作为脂肪酸可举出月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、羟基硬脂酸等，其中以硬脂酸最好。作为金属可举出钙、铝、镁、钡、锌、铅、锂、钾等。作为这样的金属皂，硬脂酸钙最好。作为云母可举出绢云母、白云母、合成云母等。作为钙化合物可举出氢氧化钙、碳酸钙等。作为金属硫化物可举出二硫化钼、二硫化钨、二硫化硒等。作为氮化物可举出氮化硼等。作为金属氧化物可举出氧化钛、氧化锌、二氧化硅等。作为高分子固体可举出PTFE、尼龙、聚乙烯等。除此之外，可举出石墨、滑石、金属等。作为这些固体润滑剂，通常使用粉末状的固体润滑剂。它们之中，以下含有在退火时成为障碍的物质、而且润滑性本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属材料的冷塑性加工用水系润滑剂，其特征是，由下列成分组成： （Ａ）水溶性无机盐； （Ｂ）固体润滑剂； （Ｃ）选自矿物油、动植物油脂和合成油中的至少一种油成分； （Ｄ）表面活性剂； （Ｅ）水； 固体润滑剂和水溶性无机盐的重量比（Ｂ／Ａ）是０．０５／１－２／１，相对于水溶性无机盐和固体润滑剂的总量，油成分的重量比（Ｃ／（Ａ＋Ｂ））是０．０５／１－１／１，固体润滑剂和油成分各自均匀分散和乳化。

【技术特征摘要】
JP 1996-6-21 181396/961.金属材料的冷塑性加工用水系润滑剂，其特征是，由下列成分组成(A)水溶性无机盐；(B)固体润滑剂；(C)选自矿物油、动植物油脂和合成油中的至少一种油成分；(D)表面活性剂；(E)水；固体润滑剂和水溶性无机盐的重量比(B/A)是0.05/1-21，相对于水溶性无机盐和固体润滑剂的总量，油成分的重量比(C/(A+B))是0.05/1...

【专利技术属性】
技术研发人员：村田元治，松村由男，西泽嘉彦，小山隆，
申请(专利权)人：日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]