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JP4384641B2 - Metal materials for plastic working - Google Patents
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Description

本発明は、塑性加工用金属材料に関し、詳細には、皮膜中にリンを含有しなくとも、潤滑性、耐焼き付き性、および耐食性に優れた潤滑皮膜を備えた塑性加工用金属材料に関するものである。本発明の塑性加工用金属材料は、例えば、冷間鍛造、冷間圧造、冷間転造等の冷間加工によって得られるボルト、ナット、ばねなどの機械部品、スチールコード、ビードワイヤー、PC(prestressed concrete)鋼線などの伸線加工品などに好適に用いられる。   The present invention relates to a metal material for plastic working, and in particular, to a metal material for plastic working provided with a lubricating film excellent in lubricity, seizure resistance, and corrosion resistance without containing phosphorus in the film. is there. The metal material for plastic working of the present invention includes, for example, machine parts such as bolts, nuts and springs obtained by cold working such as cold forging, cold forging, and cold rolling, steel cords, bead wires, PC ( Prestressed concrete) It is suitably used for drawn products such as steel wires.

塑性加工用金属材料は、用途に応じて、引抜き、伸線、圧造、鍛造などの様々な塑性加工が施されるが、その際、加工工具と被加工材(金属材料)との間に高い圧力が加わり、相互間に滑りを伴って焼き付きが発生しやすくなる。そこで、被加工材表面の摩擦を軽減し、焼き付きを防止するため、金属材料の表面には、通常、潤滑皮膜が形成されている。   The metal material for plastic working is subjected to various plastic processing such as drawing, wire drawing, forging, forging, etc. depending on the application, but at that time, it is high between the processing tool and the workpiece (metal material). Pressure is applied, and seizure is likely to occur with sliding between each other. Therefore, in order to reduce friction on the surface of the workpiece and prevent seizure, a lubricating film is usually formed on the surface of the metal material.

潤滑皮膜として、代表的には、リン酸塩皮膜と石けん層とからなる複合皮膜(以下、「化成処理皮膜」と呼ぶ場合がある。)が挙げられる。この化成処理皮膜は、金属材料にリン酸塩処理を行ってリン酸塩皮膜を形成した後、反応型石けん潤滑処理を行い、石けんの主成分であるステアリン酸ナトリウムとリン酸塩皮膜とを反応させ、密着性の良いステアリン酸亜鉛(金属石けん)とステアリン酸ナトリウム(湯浴石けん)とからなる石けん層を形成するなどして得られる。上記化成処理皮膜は、潤滑性および耐焼き付き性に優れており、耐錆性も良好なため、当該化成処理皮膜を備えた金属材料は、例えば、冷間鍛造加工のような過酷な加工に好適に用いられる。   A typical example of the lubricating film is a composite film composed of a phosphate film and a soap layer (hereinafter sometimes referred to as “chemical conversion film”). This chemical conversion coating is a phosphate treatment on a metal material, and then a reactive soap lubrication treatment is performed to react sodium stearate, the main component of soap, with the phosphate coating. It is obtained by forming a soap layer composed of zinc stearate (metal soap) and sodium stearate (bath soap) with good adhesion. The chemical conversion treatment film is excellent in lubricity and seizure resistance, and also has good rust resistance. Therefore, the metal material provided with the chemical conversion treatment film is suitable for severe processing such as cold forging. Used for.

しかしながら、上記の金属材料を用い、冷間伸線加工後に熱処理してボルトなどの最終製品を作製すると、熱処理の際、金属材料中にリンが拡散(浸リン)し、遅れ破壊が発生するという問題がある。また、リン酸塩皮膜の形成には、煩雑な処理液の管理と多くの工程とを必要とするほか、処理液と被処理材(金属材料)との化学反応によって大量のスラッジが発生し、その処理に多大な労力と費用とを要する。   However, when the above metal material is used and heat treatment is performed after cold wire drawing to produce a final product such as a bolt, phosphorus diffuses in the metal material during the heat treatment, and delayed fracture occurs. There's a problem. In addition, the formation of the phosphate film requires complicated treatment liquid management and many processes, and a large amount of sludge is generated by the chemical reaction between the treatment liquid and the material to be treated (metal material). The process requires a great deal of labor and cost.

そこで、リン酸塩皮膜を介在させることなしに、潤滑性および耐焼き付き性に優れた潤滑皮膜を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1〜3)。   Then, the method of forming the lubricous film excellent in lubricity and seizure resistance without interposing a phosphate film is proposed (for example, patent documents 1-3).

このうち特許文献1には、下地処理として、ステアリン酸塩ナトリウムと酸化カルシウムとを添加して得られる水溶液を被伸線材の表面に塗付した後、所定のステアリン酸塩を合計で30〜60%含む金属石けんと固体潤滑剤を含み、残部が水酸化カルシウムである粉末状の潤滑剤を用いて伸線法によって潤滑皮膜を形成する方法が記載されている。特許文献2には、前述した特許文献1に記載の下地処理の代わりに、ケイ酸カリウムを含有する下地層を有する金属線材が記載されている。   Among these, in patent document 1, after applying the aqueous solution obtained by adding sodium stearate and calcium oxide to the surface of a wire drawing material as a surface treatment, predetermined | prescribed stearate is 30-60 in total. A method of forming a lubricating film by a wire drawing method using a powdered lubricant containing a metal soap and a solid lubricant, and the balance being calcium hydroxide is described. Patent Document 2 describes a metal wire having a base layer containing potassium silicate instead of the base treatment described in Patent Document 1 described above.

また、特許文献3には、ホウ酸のアルカリ金属塩またはホウ酸のアルカリ金属塩と脂肪酸のアルカリ金属塩とを含有する水溶液に素管を浸漬して被膜を形成し、その上に液状潤滑剤を塗布して冷間引抜加工を行う方法が記載されている。   Patent Document 3 discloses that a coating is formed by immersing a raw tube in an aqueous solution containing an alkali metal salt of boric acid or an alkali metal salt of boric acid and an alkali metal salt of fatty acid, and a liquid lubricant is formed thereon. A method of applying cold drawing and performing cold drawing is described.

しかしながら、これらの潤滑皮膜は、前述した化成処理皮膜に比べ、潤滑性や耐焼き付き性に劣っており、更なる改善が求められている。
特開2003−49188号公報(住金小倉+富士シャフト) 特開2003−53422号公報(同上) 特開2002−192220号公報(住金)
However, these lubricating coatings are inferior in lubricity and seizure resistance compared to the chemical conversion coating described above, and further improvements are required.
JP 2003-49188 A (Sumikin Kokura + Fuji Shaft) JP 2003-53422 A (same as above) JP 2002-192220 A (Sumikin)

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、皮膜中にリンを含有しなくても、リンを含有する化成処理皮膜と同程度またはそれ以上の潤滑性および耐焼き付き性を有しており、耐食性にも優れた潤滑皮膜を備えた塑性加工用金属材料を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to achieve lubricity and seizure resistance equivalent to or higher than those of a chemical conversion treatment film containing phosphorus, even if the film does not contain phosphorus. Another object of the present invention is to provide a metal material for plastic working provided with a lubricating film having excellent corrosion resistance.

上記課題を解決することのできた本発明の塑性加工用金属材料は、表面に潤滑皮膜を有する塑性加工用金属材料であって、前記潤滑皮膜は、50〜230℃の融点を有する皮膜密着性向上成分を0.1〜5%(質量%の意味。以下、同じ)含有し、残部:水酸化カルシウムであることに要旨を有している。   The metal material for plastic working of the present invention that has solved the above problems is a metal material for plastic working having a lubricating film on the surface, and the lubricating film has an improved film adhesion having a melting point of 50 to 230 ° C. It has a gist in that it contains 0.1 to 5% of components (meaning mass%, hereinafter the same), and the balance is calcium hydroxide.

好ましい実施形態において、前記皮膜密着性向上成分は、カルボン酸の金属塩及び/又は無機化合物である。   In a preferred embodiment, the film adhesion improving component is a metal salt of a carboxylic acid and / or an inorganic compound.

前記カルボン酸の金属塩は、カルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルミニウム塩または遷移金属塩か、あるいは、脂肪酸の上記金属塩であることが好ましく、高級飽和脂肪酸の上記金属塩(例えば、ステアリン酸の金属塩)であることがより好ましい。   The metal salt of the carboxylic acid is preferably an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, an aluminum salt or a transition metal salt of a carboxylic acid, or the metal salt of a fatty acid, and the metal salt of a higher saturated fatty acid ( For example, a metal salt of stearic acid is more preferable.

前記無機化合物は、硫酸塩であることが好ましい。   The inorganic compound is preferably a sulfate.

好ましい実施形態において、前記金属材料は、更に、界面活性剤を0.1〜1%含有している。   In a preferred embodiment, the metal material further contains 0.1 to 1% of a surfactant.

本発明の塑性加工用金属材料には、金属材料との密着性に優れ、潤滑性、耐焼き付き性および耐食性も良好な潤滑皮膜が形成されているため、例えば、冷間鍛造加工のような強加工用材料として好適に用いられる。また、上記の潤滑皮膜は、リンを含有していないため、浸リンによる遅れ破壊の発生もなく、しかも、所定の潤滑剤を含有する水溶液中に金属材料を短時間浸漬するだけで容易に形成できるため、生産性などにも優れている。   The metal material for plastic working according to the present invention has a lubricating film with excellent adhesion to the metal material and good lubricity, seizure resistance and corrosion resistance. It is suitably used as a processing material. In addition, since the above lubricating film does not contain phosphorus, it does not cause delayed fracture due to immersion, and it can be easily formed by immersing a metal material in an aqueous solution containing a predetermined lubricant for a short time. Because it can, it is excellent in productivity.

本発明者は、化成処理皮膜と同等またはそれ以上の潤滑性および耐焼き付き性を有し、耐食性にも優れた非リン系潤滑皮膜を備えた塑性加工用金属材料を提供するため、鋭意検討してきた。その結果、金属材料の表面に、多量の水酸化カルシウム(皮膜形成成分)と、水酸化カルシウムを結合させる程度の極く少量の皮膜密着性向上成分(融点50〜230℃の低融点物質)とを含む潤滑皮膜を形成すると所期の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。   The present inventor has intensively studied in order to provide a metal material for plastic working having a non-phosphorus-based lubricating film having a lubricity and seizure resistance equivalent to or better than those of a chemical conversion coating film and excellent in corrosion resistance. It was. As a result, a large amount of calcium hydroxide (film forming component) and a very small amount of film adhesion improving component (low melting point material having a melting point of 50 to 230 ° C.) that binds calcium hydroxide to the surface of the metal material, The present inventors have found that the intended purpose can be achieved by forming a lubricating film containing.

本発明に用いられる潤滑皮膜は、従来よりも、水酸化カルシウムの含有量が格段に多く、且つ、皮膜密着性向上成分の含有量が格段に少なくなるように、両者の比率が制御されており、しかも、本発明に用いられる皮膜密着性向上成分は、所定範囲の融点を有している。上記の潤滑皮膜を備えた金属材料を加工すると、金型やダイスなどの加工工具と金属材料(被加工材料)との接触部(金属間接触)の温度上昇(おおむね、150〜400℃程度)に伴って皮膜密着性向上成分の一部が融解し、融解した皮膜密着性向上成分を介して水酸化カルシウムの粉体同士が強く結合するようになる。その結果、金属材料の表面には、当該金属材料との密着性に極めて優れた皮膜が形成されるため、潤滑性および耐焼き付き性が向上すると考えられる。   The lubricant film used in the present invention has a ratio of both controlled so that the content of calcium hydroxide is much higher than before and the content of the film adhesion-improving component is remarkably reduced. Moreover, the film adhesion improving component used in the present invention has a melting point within a predetermined range. When a metal material having the above-mentioned lubricating film is processed, the temperature of the contact portion (metal-to-metal contact) between the processing tool such as a die or a die and the metal material (work material) (generally, about 150 to 400 ° C.) As a result, a part of the film adhesion improving component is melted, and the calcium hydroxide powders are strongly bonded to each other through the melted film adhesion improving component. As a result, a coating having extremely excellent adhesion to the metal material is formed on the surface of the metal material, which is considered to improve lubricity and seizure resistance.

なお、前述した特許文献1や特許文献2にも、水酸化カルシウムを含む潤滑皮膜が記載されているが、上記皮膜は、特定のステアリン酸塩を合計で30〜60%と多量に含有している点で、ステアリン酸塩に限定されず、融点50〜230℃の低融点物質を最大でも5%しか含有しない本発明における潤滑皮膜とは、構成が相違している。上記の特許文献において、ステアリン酸塩は、主剤(潤滑剤)として作用しているのに対し、本発明では、ステアリン酸塩を使用するにしても、主剤ではなく添加剤(皮膜密着性成分)として作用しているに過ぎない。   In addition, although the lubricating film containing calcium hydroxide is described also in patent document 1 and patent document 2 which were mentioned above, the said film contains specific stearate in a large amount with 30 to 60% in total. In that respect, it is not limited to stearates, and the constitution is different from the lubricating film in the present invention containing only 5% of a low melting point material having a melting point of 50 to 230 ° C. at the maximum. In the above-mentioned patent documents, stearate acts as a main agent (lubricant), whereas in the present invention, even if stearate is used, it is not a main agent but an additive (film adhesion component). It is only acting as.

また、上記特許文献のように多量のステアリン酸塩を含む潤滑皮膜を備えた金属材料は、焼き付きが発生するのに対し、本発明の金属材料を用いれば、焼き付きが発生せず、耐焼き付き性が高められることも明らかになった(後記する実施例を参照)。   In addition, the metal material provided with a lubricating film containing a large amount of stearate as in the above-mentioned patent document generates seizure, whereas if the metal material of the present invention is used, seizure does not occur and seizure resistance. It has also been clarified that (see Examples below).

更に、これらの特許文献では、金属材料との密着性を高める目的で、上記の潤滑皮膜と金属材料との間に下地層を設けているが、本発明では、下地層の形成は不要である。本発明における潤滑皮膜は、金属材料との密着性が格段に高められるように皮膜密着性向上成分の含有量が著しく低減されているため、下地層を介することなく、金属材料の上に直接形成することができる。   Further, in these patent documents, a base layer is provided between the lubricating film and the metal material for the purpose of improving the adhesion to the metal material. However, in the present invention, it is not necessary to form the base layer. . The lubricating film in the present invention is formed directly on the metal material without interposing an underlayer because the content of the film adhesion improving component is remarkably reduced so that the adhesion to the metal material is remarkably enhanced. can do.

まず、本発明の金属材料を特徴付ける潤滑皮膜について説明する。   First, the lubricating film characterizing the metal material of the present invention will be described.

前述したように、上記潤滑皮膜は、50〜230℃の融点を有する皮膜密着性向上成分を合計で0.1〜5%含有し、残部:水酸化カルシウムからなる。   As described above, the lubricating coating contains a total of 0.1 to 5% of coating adhesion improving components having a melting point of 50 to 230 ° C., and the balance: calcium hydroxide.

上記潤滑皮膜を構成する各成分は、以下のとおりである。   Each component which comprises the said lubricating film is as follows.

(皮膜密着性向上成分)
本発明に用いられる皮膜密着性向上成分は、50〜230℃の融点を有している。融点が50℃未満では、皮膜の破壊(剥離)抑制作用が不充分であり、一方、融点が230℃を超えると、加工時の溶融が困難になり、皮膜の破壊抑制作用および皮膜との密着性向上作用が不充分であり、いずれの場合でも、所望の特性が得られない(後記する実施例および図1を参照)。融点の好ましい範囲は、100℃以上220℃以下である。
(Coating adhesion improving component)
The film adhesion improving component used in the present invention has a melting point of 50 to 230 ° C. When the melting point is less than 50 ° C., the effect of inhibiting the destruction (peeling) of the film is insufficient. On the other hand, when the melting point exceeds 230 ° C., melting during processing becomes difficult, and the action of inhibiting the destruction of the film and adhesion to the film In any case, desired properties cannot be obtained (see Examples and FIG. 1 described later). A preferable range of the melting point is 100 ° C. or higher and 220 ° C. or lower.

更に、本発明では、潤滑皮膜中に含まれる皮膜密着性向上成分の含有量を0.1〜5%とする。後記する実施例に示すように、上記範囲を外れた場合は、所望の潤滑性が得られない。上記成分の含有量が0.1%未満では、皮膜形成成分である水酸化カルシウム同士をつなぐ作用が不足し、一方、上記成分の含有量が5%を超えると、皮膜の欠陥が誘発され、皮膜が破壊し易くなるためと考えられる。皮膜密着性向上成分の含有量は、使用する成分の種類によっても相違するが、おおむね、0.5%以上3%以下であることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, the content of the film adhesion improving component contained in the lubricating film is 0.1 to 5%. As shown in the examples described later, when it is out of the above range, desired lubricity cannot be obtained. If the content of the above components is less than 0.1%, the action of connecting the calcium hydroxides that are film forming components to each other is insufficient. On the other hand, if the content of the above components exceeds 5%, defects in the film are induced, This is considered to be because the film is easily broken. The content of the film adhesion improving component varies depending on the type of component used, but is generally preferably 0.5% or more and 3% or less.

本発明に用いられる皮膜密着性向上成分は、融点が上記範囲を満足するものであれば特に限定されないが、代表的には、カルボン酸の金属塩または無機化合物が挙げられる。これらは、潤滑皮膜中に含まれる含有量の合計が上記範囲を満足する限り、単独で用いても良いし、併用しても良い。   The film adhesion improving component used in the present invention is not particularly limited as long as the melting point satisfies the above range, but typically, a metal salt of a carboxylic acid or an inorganic compound is used. These may be used alone or in combination as long as the total content contained in the lubricating film satisfies the above range.

「カルボン酸」には、脂肪酸およびナフテン酸が挙げられ、脂肪酸には、飽和脂肪酸および不飽和脂肪酸の両方が含まれる。飽和脂肪酸としては、例えば、酢酸(C=2)、プロピオン酸(C=3)、酪酸(C=4)、吉草酸(C=5)などの低級飽和脂肪酸;パルミチン酸(C=16)、ステアリン酸(C=18)、アラキジン酸(C=20)、ペヘン酸(C=22)、リグノセリン酸(C=24)、セロチン酸(C=26)、モンタン酸(C=28)などの炭素数16以上の高級飽和脂肪酸が例示される。好ましい飽和脂肪酸は高級飽和脂肪酸であり、パルミチン酸、ステアリン酸がより好ましい。不飽和脂肪酸としては、例えば、炭素数16以上の高級不飽和脂肪酸が挙げられ、パルミトオレイン酸(C=16)、オレイン酸(C=18)、パクセル酸(C=18)、リノール酸(C=18)、リノレン酸(C=18)、アラキドン酸(C=20)、ネルボン酸(C=22)などが例示される。好ましい不飽和脂肪酸は、アラキドン酸、オレイン酸である。   “Carboxylic acid” includes fatty acids and naphthenic acids, which include both saturated and unsaturated fatty acids. Examples of saturated fatty acids include lower saturated fatty acids such as acetic acid (C = 2), propionic acid (C = 3), butyric acid (C = 4), and valeric acid (C = 5); palmitic acid (C = 16), Carbon such as stearic acid (C = 18), arachidic acid (C = 20), pehenic acid (C = 22), lignoceric acid (C = 24), serotic acid (C = 26), montanic acid (C = 28) A higher saturated fatty acid of several 16 or more is exemplified. Preferred saturated fatty acids are higher saturated fatty acids, and palmitic acid and stearic acid are more preferred. Examples of the unsaturated fatty acid include higher unsaturated fatty acids having 16 or more carbon atoms, such as palmitooleic acid (C = 16), oleic acid (C = 18), paxcellic acid (C = 18), linoleic acid ( C = 18), linolenic acid (C = 18), arachidonic acid (C = 20), nervonic acid (C = 22) and the like. Preferred unsaturated fatty acids are arachidonic acid and oleic acid.

カルボン酸の金属塩における「金属塩」としては、例えば、アルカリ金属塩(Li塩、Na塩、K塩など)、アルカリ土類金属塩(Mg塩、Ca塩、Sr塩、Ba塩など)、アルミニウム塩、遷移金属塩(Cu塩、Zn塩、Ag塩、Ta塩、Ni塩、Co塩、Pb塩など)が挙げられる。   Examples of the “metal salt” in the metal salt of carboxylic acid include alkali metal salts (Li salt, Na salt, K salt, etc.), alkaline earth metal salts (Mg salt, Ca salt, Sr salt, Ba salt, etc.), Examples thereof include aluminum salts and transition metal salts (Cu salt, Zn salt, Ag salt, Ta salt, Ni salt, Co salt, Pb salt, etc.).

具体的には、例えば、酢酸マグネシウム・4水和物(融点約80℃)などの酢酸塩、ステアリン酸Ca(融点約180℃)、ステアリン酸Li(融点約220℃)、ステアリン酸Zn(融点約140℃)、ステアリン酸Al(融点約103℃)、ステアリン酸Mg(融点約132℃)、ステアリン酸Ba(融点約160℃)などのステアリン酸塩が好適に用いられる。ここでは、酢酸ナトリウム(融点320℃)やギ酸ナトリウム(融点約245℃)は用いられない。   Specifically, for example, acetates such as magnesium acetate tetrahydrate (melting point: about 80 ° C.), Ca stearate (melting point: about 180 ° C.), Li stearate (melting point: about 220 ° C.), Zn stearate (melting point) Stearate such as Al stearate (melting point: about 103 ° C), Mg stearate (melting point: about 132 ° C), stearic acid Ba (melting point: about 160 ° C) is preferably used. Here, sodium acetate (melting point: 320 ° C.) or sodium formate (melting point: about 245 ° C.) is not used.

また、無機化合物(水和物を含む)としては、硫酸塩、硝酸塩、ほう酸塩などが挙げられる。硫酸塩としては、例えば、硫酸マグネシウム・7水和物(融点約67.5℃)、硫酸亜鉛・7水和物(融点約100℃)、硝酸塩としては、例えば、硝酸マグネシウム・6水和物(融点約89℃)などが例示される。このうち好ましいのは、硫酸塩である。   Examples of inorganic compounds (including hydrates) include sulfates, nitrates and borates. Examples of the sulfate include magnesium sulfate heptahydrate (melting point: about 67.5 ° C), zinc sulfate: heptahydrate (melting point: about 100 ° C), and examples of the nitrate include, for example, magnesium nitrate hexahydrate. (Melting point: about 89 ° C.). Of these, sulfate is preferred.

(水酸化カルシウム)
本発明に用いられる潤滑皮膜は、上記の皮膜密着性向上成分を含有し、残部:水酸化カルシウムである。
(Calcium hydroxide)
The lubricating film used in the present invention contains the above-mentioned film adhesion improving component, and the balance is calcium hydroxide.

水酸化カルシウムの平均粒径は、特に限定されないが、分散性などを考慮すると、おおむね、0.1〜100μmの範囲内であることが好ましく、0.1〜10μmの範囲内であることがより好ましい。   The average particle diameter of calcium hydroxide is not particularly limited, but considering dispersibility and the like, it is generally preferably in the range of 0.1 to 100 μm, and more preferably in the range of 0.1 to 10 μm. preferable.

更に、上記潤滑皮膜には、本発明の作用を損なわない範囲で、潤滑皮膜中に通常含まれる他の成分を含有し得る。本発明では、例えば、以下の成分を更に含有してもよい。   Furthermore, the lubricating film may contain other components usually contained in the lubricating film as long as the effects of the present invention are not impaired. In the present invention, for example, the following components may be further contained.

(界面活性剤)
界面活性剤は、潤滑皮膜の作成過程で、必要に応じて添加される成分である。後に詳しく説明するように、上記潤滑皮膜は、前述した成分を含有する水溶液中に金属材料を浸漬して形成される(浸漬法)が、ステアリン酸塩などのような水に殆ど溶解しない皮膜密着性向上成分を用いる場合は、界面活性剤を添加して分散性(塗布性)を高めることが好ましい。また、界面活性剤は、金属材料の表面に吸着して防錆作用も有するため、耐食性も高められる。従って、例えば、硫酸マグネシウム・7水和物などのように水可溶性の皮膜密着性向上成分を用いる場合は、分散性向上の観点から界面活性剤を添加する必要はないが、耐食性などを更に高める目的で、界面活性剤を添加することが好ましい。
(Surfactant)
The surfactant is a component added as necessary in the process of forming the lubricating film. As will be described in detail later, the lubricating film is formed by immersing a metal material in an aqueous solution containing the above-described components (immersion method), but the film adhesion is hardly dissolved in water such as stearate. When using a property improving component, it is preferable to add a surfactant to improve dispersibility (coating property). In addition, since the surfactant is adsorbed on the surface of the metal material and has a rust preventive action, the corrosion resistance is also improved. Therefore, for example, when a water-soluble film adhesion improving component such as magnesium sulfate heptahydrate is used, it is not necessary to add a surfactant from the viewpoint of improving dispersibility, but the corrosion resistance and the like are further improved. For the purpose, it is preferable to add a surfactant.

潤滑皮膜中に含まれる界面活性剤の含有量は、潤滑皮膜を構成する成分や使用する界面活性剤の種類などによっても相違するが、おおむね、0.1〜1%の範囲内であることが好ましい。界面活性剤の含有量が0.1%未満では耐食性が不足し、一方、1%を超えて添加しても、耐食性向上作用は飽和し、コストが上昇するだけである。   The content of the surfactant contained in the lubricating film varies depending on the components constituting the lubricating film and the type of surfactant used, but is generally within the range of 0.1 to 1%. preferable. If the surfactant content is less than 0.1%, the corrosion resistance is insufficient. On the other hand, adding more than 1% only saturates the corrosion resistance improving effect and only increases the cost.

本発明に用いられる界面活性剤としては、陽イオン、陰イオン、非イオンの各種界面活性剤が挙げられる。陽イオン系界面活性剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、塩化ベンザルコニウムなどが挙げられ、陰イオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムなどが挙げられ、非イオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェノール類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などが挙げられる。   Examples of the surfactant used in the present invention include various cationic, anionic and nonionic surfactants. Examples of the cationic surfactant include quaternary ammonium salts, alkylpyridinium salts, and benzalkonium chloride. Examples of the anionic surfactant include sodium alkylbenzene sulfonate and dodecylbenzene sulfonic acid. Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenols, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters, and the like. Can be mentioned.

(固体潤滑剤)
潤滑皮膜の摩擦係数を低減して潤滑性を更に高めるため、固体潤滑剤を含有してもよい。固体潤滑剤の種類は特に限定されず、例えば、パラフィンワックス、二硫化モリブデン、黒鉛、窒化硼素、雲母、フッ化黒鉛、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンなどが挙げられる。これらは、単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。これらの抗体潤滑剤は、潤滑皮膜中に0.1〜5%含有することが好ましい。
(Solid lubricant)
In order to further improve the lubricity by reducing the friction coefficient of the lubricating film, a solid lubricant may be contained. The kind of solid lubricant is not particularly limited, and examples thereof include paraffin wax, molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, mica, graphite fluoride, polytetrafluoroethylene, and polyethylene. These may be used alone or in combination of two or more. These antibody lubricants are preferably contained in the lubricating film in an amount of 0.1 to 5%.

(防錆剤)
潤滑皮膜中には、耐食性を更に高める目的で、防錆剤を含有してもよい。防錆剤の種類は、特に限定されず、潤滑皮膜に通常含まれるものが用いられ得るが、例えば、モリブデン酸塩、バナジン酸塩、ポリアクリル酸、シリカ、ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
(anti-rust)
The lubricating film may contain a rust inhibitor for the purpose of further improving the corrosion resistance. The type of the rust inhibitor is not particularly limited, and those usually contained in the lubricating film can be used, and examples thereof include molybdate, vanadate, polyacrylic acid, silica, and benzotriazole.

(その他)
潤滑皮膜には、例えば、主成分である水酸化カルシウムと二酸化炭素との反応物(炭酸カルシウムなど)も含まれる。水酸化カルシウムは、空気中で二酸化炭素と徐々に反応するためである。
(Other)
The lubricating film includes, for example, a reaction product (calcium carbonate or the like) of calcium hydroxide and carbon dioxide, which are main components. This is because calcium hydroxide gradually reacts with carbon dioxide in the air.

潤滑皮膜の組成は、以下のようにして測定する。   The composition of the lubricating film is measured as follows.

まず、X線回折法(XRD)により、水酸化カルシウムおよび皮膜密着性向上成分を同定する。潤滑皮膜中に固体潤滑剤が含まれているときは、XRD法により、これらも同定される。後記する実施例では、線源としてCuKα線を用い、理学電機製X線回折装置「RINT−1500」を使用した。   First, calcium hydroxide and a film adhesion improving component are identified by X-ray diffraction (XRD). When a solid lubricant is contained in the lubricating film, these are also identified by the XRD method. In Examples described later, CuKα rays were used as a radiation source, and an X-ray diffractometer “RINT-1500” manufactured by Rigaku Corporation was used.

次に、上記皮膜密着性向上成分の組成を赤外分光分析法(IR)によって測定した。潤滑皮膜中に界面活性剤が含まれているときも、この方法によって測定する。後記する実施例では、日本電子製JIR−100型フーリエ変換赤外分光光度計を用いた。また、上記成分の含有比率は、示差熱分析法(DTA)によって算出した。後記する実施例では、理学電機製の「TG−DTA」または「TG8120」を用いた。   Next, the composition of the film adhesion improving component was measured by infrared spectroscopy (IR). Even when a surfactant is contained in the lubricating film, the measurement is performed by this method. In Examples described later, a JIR-100 type Fourier transform infrared spectrophotometer manufactured by JEOL Ltd. was used. The content ratio of the above components was calculated by differential thermal analysis (DTA). In Examples described later, “TG-DTA” or “TG8120” manufactured by Rigaku Corporation was used.

本発明に用いられる潤滑皮膜の付着量は、おおむね、2〜40g/m以上の範囲内であることが好ましい。付着量が2g/m未満では、連続伸線を多く行なうことが困難であり、一方、付着量が40g/mを超えても、潤滑皮膜による上記作用が飽和し、コストの上昇を招くだけで経済的に無駄だからである。潤滑皮膜は、4g/m以上20g/m以下の範囲内であることがより好ましい。 The adhesion amount of the lubricating film used in the present invention is preferably in the range of 2 to 40 g / m 2 or more. If the adhesion amount is less than 2 g / m 2 , it is difficult to perform continuous wire drawing much. On the other hand, even if the adhesion amount exceeds 40 g / m 2 , the above-described action by the lubricating film is saturated, leading to an increase in cost. Because it is just useless economically. The lubricating film is more preferably in the range of 4 g / m 2 or more and 20 g / m 2 or less.

以上、本発明を特徴付ける潤滑皮膜について説明した。   The lubricating film characterizing the present invention has been described above.

なお、上記の潤滑皮膜は、金属材料の上に、下地層を介さずに直接形成しても優れた特性を発揮する(後記する実施例を参照)が、金属材料との密着性を更に高め、上記特性を一層改善する目的で、汎用の下地層(シリカ含有層)を介しても良い。   The above lubricating film exhibits excellent characteristics even when directly formed on a metal material without using an underlayer (see the examples described later), but further improves the adhesion to the metal material. For the purpose of further improving the above characteristics, a general-purpose underlayer (silica-containing layer) may be interposed.

また、上記潤滑皮膜の上には、防錆性などを付与する目的で、シリカなどを含有する他の皮膜が被覆されていてもよい。これらの他の皮膜は、単層で形成されていてもよいし、二層以上が積層されていてもよい。   Moreover, on the said lubricating film, the other film | membrane containing a silica etc. may be coat | covered in order to provide rust prevention property. These other films may be formed as a single layer, or two or more layers may be laminated.

本発明の金属材料は、上記の潤滑皮膜を表面に有しており、塑性加工用に用いられる。本明細書において、「塑性加工」とは、例えば、引抜き、伸線、鍛造(冷間圧造、温間圧造を含む)などの加工を意味する。   The metal material of the present invention has the above lubricating film on the surface and is used for plastic working. In this specification, “plastic working” means, for example, processing such as drawing, wire drawing, forging (including cold heading and warm heading).

本発明に用いられる金属材料の組成は、塑性加工に用いられるものであれば特に限定されない。例えば、鋼材(鉄鋼、ステンレス鋼、クロム鋼、モリブデン鋼、チタン鋼など)、非鉄金属材(アルミ材、チタン材、銅材など)の種々の金属材料が用いられる。好ましい金属材料は、鋼材である。これらは、例えば、線材又は棒材などとして用いられる。   The composition of the metal material used in the present invention is not particularly limited as long as it is used for plastic working. For example, various metal materials such as steel (iron, stainless steel, chromium steel, molybdenum steel, titanium steel, etc.) and non-ferrous metal (aluminum, titanium, copper, etc.) are used. A preferred metal material is steel. These are used, for example, as a wire or a bar.

次に、本発明に用いられる潤滑皮膜を形成する方法を説明する。   Next, a method for forming a lubricating film used in the present invention will be described.

上記の皮膜は、前述した成分を含有する水溶液中に金属材料を浸漬して得られる(浸漬法)。潤滑皮膜の作成方法としては、代表的に、粉末の潤滑剤を用いて伸線加工をする方法(伸線法)と、潤滑剤を含有する水溶液中に浸漬する方法(浸漬法)とが挙げられるが、浸漬法は、伸線法に比べ、均一で密着性に優れた皮膜を形成しやすいなどの利点があるため、本発明では、浸漬法を用いて皮膜を形成する。本発明によれば、使用する成分の種類に応じて、分散性改善の目的で界面活性剤を添加しているため、皮膜の分散むらなどが発生する恐れはない。   The film is obtained by immersing a metal material in an aqueous solution containing the above-described components (immersion method). As a method for creating a lubricating film, there are typically a method of drawing using a powdered lubricant (drawing method) and a method of immersing in an aqueous solution containing a lubricant (dipping method). However, since the dipping method has an advantage that it is easier to form a uniform and excellent adhesive film than the wire drawing method, the dipping method is used in the present invention to form the film. According to the present invention, since a surfactant is added for the purpose of improving dispersibility according to the type of component used, there is no possibility of uneven coating.

具体的には、まず、水酸化カルシウムと、前述した皮膜密着性向上成分とを含有する水溶液を用意する。皮膜密着性向上成分の種類によっては、必要に応じて界面活性剤を添加して分散液とする。あるいは、前述した固体潤滑剤や防錆剤などの他の成分を更に添加することもできる。   Specifically, first, an aqueous solution containing calcium hydroxide and the aforementioned film adhesion improving component is prepared. Depending on the type of the film adhesion improving component, a surfactant is added as necessary to obtain a dispersion. Alternatively, other components such as the above-described solid lubricant and rust preventive agent can be further added.

上記の分散液を用い、所望とする潤滑皮膜を形成するためには、分散液中に、水酸化カルシウムを約10〜300g/L(好ましくは、約50〜200g/L)、皮膜密着性向上成分を約0.1〜14g/L(好ましくは、約0.2〜12g/L)の範囲内で添加する。   In order to form a desired lubricating film using the above dispersion, calcium hydroxide is added to the dispersion in an amount of about 10 to 300 g / L (preferably about 50 to 200 g / L), and the film adhesion is improved. The ingredients are added in the range of about 0.1-14 g / L (preferably about 0.2-12 g / L).

なお、水酸化カルシウムの供給源として、酸化カルシウムを用いても良い。酸化カルシウムを水に添加すると、反応によって水酸化カルシウムが得られるからである。酸化カルシウムの添加量は、おおむね、8〜230g/L(より好ましくは、約38〜150g/L)とすることが好ましい。本発明では、潤滑皮膜中の水酸化カルシウムを所定範囲に調整することが重要であって、そのために、水酸化カルシウムのみを用いてもよいし、酸化カルシウムのみを用いてもよいし、あるいは、水酸化カルシウムと酸化カルシウムとを併用しても構わない。   Note that calcium oxide may be used as a supply source of calcium hydroxide. This is because calcium hydroxide is obtained by the reaction when calcium oxide is added to water. The amount of calcium oxide added is preferably about 8 to 230 g / L (more preferably about 38 to 150 g / L). In the present invention, it is important to adjust the calcium hydroxide in the lubricating film to a predetermined range, and for that purpose, only calcium hydroxide may be used, only calcium oxide may be used, or Calcium hydroxide and calcium oxide may be used in combination.

界面活性剤を用いるときは、水溶液中に約0.01〜5g/L(好ましくは、約0.1〜1g/L)添加することが好ましい。   When a surfactant is used, it is preferable to add about 0.01 to 5 g / L (preferably about 0.1 to 1 g / L) in the aqueous solution.

また、パラフィンワックスなどの固形潤滑剤を用いるときは、水溶液中に約0.1〜10g/L添加することが好ましい。   Moreover, when using solid lubricants, such as paraffin wax, it is preferable to add about 0.1-10 g / L in aqueous solution.

次に、上記組成の水溶液(または分散液)中に金属材料を浸漬する。   Next, the metal material is immersed in an aqueous solution (or dispersion) having the above composition.

具体的な浸漬条件は、浸漬法で汎用される条件を適宜選択して採用することができるが、例えば、約30〜80℃(より好ましくは40〜70℃)の温度で約5秒間以上(より好ましくは10秒間以上)行うことが好ましい。浸漬温度が上記範囲を下回ると、夏期などの高温環境下で浸漬温度を厳密に管理することが必要となって不便であり、一方、上記範囲を超えると、水溶液(分散液)の蒸発が多くなり、処理液の濃度が変動しやすくなる。また、浸漬時間が上記範囲を下回ると密着性が低下する。なお、浸漬時間の上限は特に限定されないが、約15分間を超えて浸漬しても密着性改善作用は得られない。   Specific soaking conditions can be selected and adopted as appropriate for the soaking method. For example, at about 30 to 80 ° C. (more preferably 40 to 70 ° C.) for about 5 seconds or more ( More preferably, 10 seconds or more). If the immersion temperature is lower than the above range, it is necessary to strictly control the immersion temperature in a high temperature environment such as summer. On the other hand, if the immersion temperature exceeds the above range, evaporation of the aqueous solution (dispersion liquid) often occurs. As a result, the concentration of the treatment liquid is likely to fluctuate. Moreover, when immersion time is less than the said range, adhesiveness will fall. In addition, although the upper limit of immersion time is not specifically limited, Even if it soaks over about 15 minutes, the adhesive improvement effect is not acquired.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and is implemented with appropriate modifications within a range that can meet the purpose described above and below. Any of these may be included in the technical scope of the present invention.

実施例1
(供試材の作製)
鋼種SCM435を熱間圧延して得られた熱間圧延線材(線径10mm)を、760℃で球状化焼鈍した後、酸洗して脱スケールし、水洗した。この線材に、表2に示す種々の成分と、200g/Lの水酸化カルシウムとを含む処理液を用い、浸漬条件を変えて浸漬を行うことにより、種々の潤滑皮膜を備えたNo.1〜27の伸線用線材(直径10mm)を得た。皮膜の付着量は、すべて、約8g/mである。本実施例で用いた皮膜密着性向上成分a〜hの種類および融点は、表1に示すとおりであり、c〜fは本発明の要件を満足する例、a〜bは、融点が本発明の範囲を下回る例、g〜hは、融点が本発明の範囲を超える例である。
Example 1
(Production of test materials)
A hot-rolled wire (wire diameter: 10 mm) obtained by hot-rolling steel type SCM435 was spheroidized and annealed at 760 ° C., then pickled, descaled, and washed with water. No. 1 provided with various lubricating films was obtained by using the treatment liquid containing various components shown in Table 2 and 200 g / L of calcium hydroxide for this wire and immersing under different immersion conditions. 1 to 27 wire rods for drawing (diameter 10 mm) were obtained. The amount of coating is all about 8 g / m 2 . The types and melting points of the film adhesion improving components a to h used in the examples are as shown in Table 1, cf are examples satisfying the requirements of the present invention, and a to b are melting points of the present invention. Examples below g, h, are examples where the melting point exceeds the range of the present invention.

比較のため、リン酸亜鉛と石けん層とからなる化成処理皮膜を備えたNo.28の伸線用線材(直径10mm)を作製した。具体的には、上記と同様にして得られた熱間圧延線材を酸洗(15%塩酸、50℃の酸洗液中に10分間浸漬)して脱スケールした後、10分間水洗した。次に、この線材を、リン酸亜鉛化成処理剤(日本パーカライジング(株)製「パルボンド181X」)を90g/L含む水溶液(80℃)中に10分間浸漬した後、水洗し、リン酸亜鉛皮膜を形成した。次いで、石けん潤滑剤(日本パーカライジング(株)製「パルーブ235」)を70g/L含む処理液(80℃)中に5分間浸漬し、石けん処理を行った。このようにして得られ化成処理皮膜(リン酸亜鉛および石けん)の付着量は、8g/mである。 For comparison, No. 1 provided with a chemical conversion coating comprising zinc phosphate and a soap layer. 28 wire drawing wires (diameter 10 mm) were prepared. Specifically, the hot-rolled wire obtained in the same manner as described above was pickled (15% hydrochloric acid, immersed in a pickled solution at 50 ° C. for 10 minutes), descaled, and then washed with water for 10 minutes. Next, this wire was immersed in an aqueous solution (80 ° C.) containing 90 g / L of a zinc phosphate chemical conversion treatment agent (“Palbond 181X” manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) for 10 minutes, washed with water, and a zinc phosphate coating Formed. Next, soap treatment was performed by dipping in a treatment liquid (80 ° C.) containing 70 g / L of a soap lubricant (“Palube 235” manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) for 5 minutes. The adhesion amount of the chemical conversion film (zinc phosphate and soap) obtained in this way is 8 g / m 2 .

このようにして得られた各伸線用線材(φ10mm)を用い、φ9.5mm→φ8.3mm→φ7.45mm→φ6.3mm→φ5.6mm→φ4.9mm→φ4.2mm→φ3.6mmの順序で段階的に伸線加工した。   Using each of the wire rods thus obtained (φ10 mm), φ9.5 mm → φ8.3 mm → φ7.45 mm → φ6.3 mm → φ5.6 mm → φ4.9 mm → φ4.2 mm → φ3.6 mm The wire was drawn step by step in order.

伸線後の各線材を供試材として用い、前述した方法によって潤滑皮膜の組成および含有量を測定すると共に、下記の特性を評価した。   Each wire after drawing was used as a test material, and the composition and content of the lubricating film were measured by the method described above, and the following characteristics were evaluated.

(潤滑性)
φ4.2mm→φ3.6mmのときの伸線荷重を測定し、潤滑性を評価した。ここでは、焼き付きが生じていないもので、伸線荷重が650kgf未満(6370N未満)のものを「潤滑性に優れている」とした。
(Lubricity)
The wire drawing load when φ4.2 mm → φ3.6 mm was measured, and the lubricity was evaluated. Here, the case where no seizure occurred and the wire drawing load was less than 650 kgf (less than 6370 N) was defined as “excellent in lubricity”.

(耐焼き付き性)
全ての供試材について、伸線加工後の表面状態(表面肌)を肉眼で観察した。ここでは、表面肌が良好で焼き付きが発生していないものを「耐焼き付き性に優れている」とした。
(Seizure resistance)
About all the test materials, the surface state (surface skin) after wire drawing was observed with the naked eye. Here, the surface having good surface and no seizure occurred was defined as “excellent in seizure resistance”.

(耐食性の評価)
耐食性は、伸線後の各線材を、温度40℃、湿度90%の恒温恒湿試験器(タバイエスペックSH−221)内に2週間放置した後、線材側面の表面(15.7cm)に発生した錆の面積率を目視で観察し、測定して評価した。
(Evaluation of corrosion resistance)
Corrosion resistance is determined by leaving each wire after drawing in a constant temperature and humidity tester (Tabaie spec SH-221) at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% for 2 weeks, and then on the surface (15.7 cm 2 ) on the side surface of the wire. The area ratio of the generated rust was visually observed, measured and evaluated.

ここでは、錆の面積率が0%のものを「耐食性に優れている」とした。   Here, the case where the area ratio of rust was 0% was defined as “excellent in corrosion resistance”.

これらの結果を表2に併記する。   These results are also shown in Table 2.

Figure 0004384641
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Figure 0004384641
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表2より、以下のように考察することができる。   From Table 2, it can be considered as follows.

まず、融点が本発明の範囲を満足する皮膜密着性向上成分c〜fを用い、且つ、潤滑皮膜中の含有量が本発明の範囲を満足するNo.3〜6(成分cを使用)、8〜11(成分dを使用)、13〜19(成分eを使用)、22〜24(成分fを使用)の供試材は、潤滑性、耐焼き付き性、および耐食性に優れている。これらの供試材は、化成処理皮膜(リン酸亜鉛および石けん)を備えたNo.28に比べて潤滑性に優れており、焼き付きも見られなかった。   First, film adhesion improving components c to f having a melting point satisfying the range of the present invention were used, and the content in the lubricating film satisfied the range of the present invention. The test materials 3-6 (using component c), 8-11 (using component d), 13-19 (using component e), 22-24 (using component f) are lubricity and seizure resistance Excellent in corrosion resistance and corrosion resistance. These test materials are No. provided with a chemical conversion coating (zinc phosphate and soap). Compared with 28, it was excellent in lubricity, and no seizure was observed.

なお、表2のNo.3〜6には、水溶性の硫酸マグネシウム・7HOを用い、界面活性剤を添加した結果のみを示しているが、界面活性剤を添加しない場合についても同様の実験を行なっており(表2には示さず)、界面活性剤の添加によって耐食性が向上することを確認している。 In Table 2, No. 3 to 6 show only the results of using a water-soluble magnesium sulfate · 7H 2 O and adding a surfactant, but the same experiment was also conducted when no surfactant was added (Table 1). (Not shown in Fig. 2), it has been confirmed that the addition of a surfactant improves the corrosion resistance.

これに対し、融点が50℃未満のNo.1(成分aを使用)、2(成分bを使用)の供試材、および融点が230℃を超えるNo.25(成分gを使用)、26(成分hを使用)の供試材は、潤滑皮膜中の上記成分の含有量を本発明で規定する範囲に制御したにもかかわらず、潤滑性および耐焼き付き性が低下した。   In contrast, No. having a melting point of less than 50 ° C. Samples Nos. 1 (using component a), 2 (using component b), and No. The test materials of 25 (uses component g) and 26 (uses component h) have lubricity and seizure resistance despite the fact that the content of the components in the lubricating film is controlled within the range specified in the present invention. Decreased.

また、融点は本発明の範囲を満足しているが、潤滑皮膜中の含有量が少ないNo.7(成分dを使用)の供試材は、潤滑性および耐焼き付き性が低下した。   Moreover, although melting | fusing point is satisfying the range of this invention, it is No. with little content in a lubricating film. The test material of No. 7 (using component d) was deteriorated in lubricity and seizure resistance.

また、融点は本発明の範囲を満足しているが、潤滑皮膜中の含有量が多いNo.12(成分dを使用)、No.20〜21(成分eを使用)は、潤滑性は良好であるが、耐焼き付き性が低下した。なお、No.20とNo.21とは、界面活性剤の添加の有無のみが相違しているが、No.20のように界面活性剤を添加した場合は、界面活性剤を添加しないNo.21に比べ、耐食性が向上していることが分かる。界面活性剤の添加による耐食性向上作用は、皮膜密着性向上成分の種類や含有量にかかわらず、認められることを実験により確認している。   Moreover, although melting | fusing point is satisfying the range of this invention, No. with much content in a lubricating film. 12 (use component d), No. 12 20 to 21 (using component e) had good lubricity but decreased seizure resistance. In addition, No. 20 and no. No. 21 is different only in the presence or absence of addition of a surfactant. When a surfactant is added as in No. 20, no surfactant is added. It can be seen that the corrosion resistance is improved compared to 21. It has been confirmed by experiments that the corrosion resistance improving effect by the addition of the surfactant is recognized regardless of the type and content of the film adhesion improving component.

No.27は、皮膜密着性向上成分を全く含有しない比較例であり、すべての特性が低下した。   No. No. 27 is a comparative example that does not contain any component for improving film adhesion, and all the characteristics deteriorated.

実施例2
皮膜密着性向上成分の融点が耐焼き付き性に及ぼす影響を調べるため、前述した実施例1の一部の供試材(No.2、4、9、14、22、25、26)について、下記の摺動試験を行った。No.2は、融点が50℃未満の成分bを用いた比較例、No.25、26は、融点が230℃を超える成分g、hを用い比較であり、その他のNo.4、9、14、22は、融点が本発明の範囲を満足する成分c、d、e、fを用いた本発明例であり、いずれも、皮膜中に各成分を2.4%含有している。
Example 2
In order to investigate the influence of the melting point of the film adhesion improving component on the seizure resistance, some of the test materials (Nos. 2, 4, 9, 14, 22, 25, 26) of Example 1 described above are described below. The sliding test was conducted. No. 2 is a comparative example using a component b having a melting point of less than 50 ° C., No. 2; Nos. 25 and 26 are comparisons using components g and h whose melting points exceed 230 ° C. Nos. 4, 9, 14, and 22 are examples of the present invention using components c, d, e, and f whose melting points satisfy the scope of the present invention, and each contains 2.4% of each component in the film. ing.

まず、摺動試験用の試験片(φ10mm、長さ50mm)を用意する。次に、表面性試験機(新東科学(株)製「ドライボギア HEIDON-140 DR」)を用いて往復摺動試験(荷重1kg、摺動距離2cm)を行い、摩擦係数が約0.1から0.25に増加するまでの往復摺動回数(限界摺動回数)を測定した。   First, a test piece (φ10 mm, length 50 mm) for a sliding test is prepared. Next, a reciprocating sliding test (load 1 kg, sliding distance 2 cm) was performed using a surface property tester (“Drybogear HEIDON-140 DR” manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.). The number of reciprocating slides (limit sliding number) until increasing to 0.25 was measured.

ここでは、限界摺動回数が10000回以上のものを「耐焼き付き性に優れている」とした。   Here, those having a limit sliding number of 10,000 or more were defined as “excellent in seizure resistance”.

その結果を表3に示すと共に、図1に、皮膜密着性向上成分の融点と限界摺動回数(耐焼き付き性)との関係をグラフ化して示す。   The results are shown in Table 3, and FIG. 1 is a graph showing the relationship between the melting point of the film adhesion improving component and the limit number of sliding times (seizure resistance).

Figure 0004384641
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表3および図1より、本発明による優れた耐焼き付き性を確保するためには、皮膜密着性向上成分の融点が極めて重要であり、融点が50〜230℃の範囲を外れるものは、所望の効果が得られないことが分かる。   From Table 3 and FIG. 1, in order to ensure excellent seizure resistance according to the present invention, the melting point of the film adhesion improving component is extremely important, and the melting point is outside the range of 50 to 230 ° C. It turns out that an effect is not acquired.

皮膜密着性向上成分の融点と、限界摺動回数(耐焼き付き性)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between melting | fusing point of a film | membrane adhesion improving component, and the limit frequency | count of sliding (seizure resistance).

Claims (6)

表面に潤滑皮膜を有する塑性加工用金属材料であって、
前記潤滑皮膜は、50〜230℃の融点を有する皮膜密着性向上成分を0.1〜5%(質量%の意味。以下、同じ)含有し、残部:水酸化カルシウムであることを特徴とする塑性加工用金属材料。
A metal material for plastic working having a lubricating film on the surface,
The lubricating film contains 0.1 to 5% (meaning mass%, hereinafter the same) of a film adhesion improving component having a melting point of 50 to 230 ° C., and the balance is calcium hydroxide. Metal material for plastic working.
前記皮膜密着性向上成分は、カルボン酸の金属塩及び/又は無機化合物である請求項1に記載の塑性加工用金属材料。   The metal material for plastic working according to claim 1, wherein the film adhesion improving component is a metal salt and / or an inorganic compound of carboxylic acid. 前記カルボン酸の金属塩は、カルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルミニウム塩、または遷移金属塩である請求項2に記載の塑性加工用金属材料。   The metal material for plastic working according to claim 2, wherein the metal salt of carboxylic acid is an alkali metal salt, alkaline earth metal salt, aluminum salt, or transition metal salt of carboxylic acid. 前記カルボン酸の金属塩は、脂肪酸の金属塩である請求項2または3に記載の塑性加工用金属材料。   The metal material for plastic working according to claim 2 or 3, wherein the metal salt of carboxylic acid is a metal salt of fatty acid. 前記無機化合物は、硫酸塩である請求項1〜4のいずれかに記載の塑性加工用金属材料。   The metal material for plastic working according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic compound is a sulfate. 更に、界面活性剤を0.1〜1%含有する請求項1〜5のいずれかに記載の塑性加工用金属材料。   Furthermore, the metal material for plastic working in any one of Claims 1-5 containing 0.1 to 1% of surfactant.
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