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JPH0631379B2 - アルミニウム又はアルミニウム合金の塑性加工用潤滑剤及びそれを用いた該金属の塑性加工方法 - Google Patents
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JPH0631379B2 - アルミニウム又はアルミニウム合金の塑性加工用潤滑剤及びそれを用いた該金属の塑性加工方法 - Google Patents

アルミニウム又はアルミニウム合金の塑性加工用潤滑剤及びそれを用いた該金属の塑性加工方法

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JPH0631379B2
JPH0631379B2 JP59211337A JP21133784A JPH0631379B2 JP H0631379 B2 JPH0631379 B2 JP H0631379B2 JP 59211337 A JP59211337 A JP 59211337A JP 21133784 A JP21133784 A JP 21133784A JP H0631379 B2 JPH0631379 B2 JP H0631379B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金の塑性加
工用潤滑剤およびそれを用いた塑性加工方法に関する。
〔発明の背景〕
アルミニウムあるいはその合金は軽量で外観品質が良い
ことからサツシ,缶あるいは家電品などの部品に広く用
いられている。これら部品は、殆んど生産性の高い塑性
加工によつて作られる。特に、経済性の面でメリツトの
多い冷間鍛造が主流になりつつある。一般にアルミニウ
ムあるいはその合金部品は、外観を重視するため寸法精
度,表面状態(光沢性)等に対する要求が高く、加工時
に用いる潤滑剤に対する要求も特殊なものとなつてい
る。鋼材などの塑性加工用潤滑油に対しては、焼付きが
起らず正常な加工荷重で加工が続けられることが必要か
つ、十分条件であるのに対し、アルミニウムおよびその
合金加工用としては上述の外に成形品表面の仕上り状態
も良いものでなければならない。従来、アルミニウムあ
るいはその合金などの冷間鍛造では、鉱油をベース油と
し、脂肪酸,脂肪酸エステル,高級アルコールなどの油
性向上剤やトリクレジルホスフアイト,トリラウリルホ
スフアイト等の極圧剤又はグラフアイト,二硫化モリブ
デン等の固体潤滑剤等を配合した潤滑油が用いられてい
る。これらの潤滑油は、加工後の表面性状が良いことを
重視して考えられた組成であるため変形量が少ない低加
工率の加工に適用し得るにすぎず、高温,高面圧となる
高加工率、複雑な形成の加工品を作る場合には潤滑油の
耐荷重性及び耐熱性が十分でないため、割れや表面の肌
荒れ、不均一な塑性流動による部品変形、焼付きなどが
発生し適用範囲に限界がある。
加工用潤滑油の大きな役割の一つである耐焼付性は、加
工時に金型と被加工材の摩擦面に取り込まれる油量を多
くする方法がとられる。すなわち、被加工材に対するぬ
れ広がる性質及び付着性を改善すればよいと考えられ
る。そのような例として、ポリオキシアルキレンアルキ
ルエーテルまたはポリオキシリアルキレンアルキルフエ
ニルエーテルのモノもしくはジ燐酸エステルの1種以上
と炭素数12〜18の飽和もしくは不飽和脂肪酸エステ
ルまたは高級アルコールの1種以上と金属石けんの1種
以上を鉱油に配合したアルミニウム加工用潤滑剤(特開
昭54−36303号公報または、米国特許10872
47号明細書)あるいは、ポリオキシアルキレン誘導体
に多価アルコールの高級カルボン酸部分エステルまたは
高級アルコールのいずれか単独または両者の混合物とリ
ン化合物を配合した潤滑油(特開昭56−26997号
公報)が挙げられる。しかし、これらの潤滑油でも加工
率が高い場合には、表面性状悪化,焼付きなどが起り易
いという欠点がある。
一方、被加工材に化成皮膜処理などの前処理を施した
後、その表面に金属石けんを施し加工する方法がある。
この場合は加工度の高い加工においても焼付きが起らず
良好な性能を示すが、表面が着色するなど外観が悪く、
機械加工等による仕上加工が不可欠となるため汎用性の
ある潤滑法とはいえない。
〔発明の目的〕
本発明は、従来技術の欠点や問題を改良すべく種々検討
した結果、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる
被加工材に潤滑剤を塗布するのみで複雑な形成や加工度
の高い加工条件においても良好な潤滑効果を発揮し、加
工品の品質向上、加工工程の簡略化を達成する特にアル
ミニウム及びその合金の塑性加工用に好適な潤滑剤とこ
れを用いた加工方法を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明の潤滑剤は潤滑油を主体とし、これにモノまたは
ジ燐酸エステルの1種以上とペンタエリトリトールの亜
燐酸エステルの1種以上を添加して成るものであるが、
望ましくは、鉱油,合成油の少なくとも1種以上の潤滑
油に添加剤A、一般式(1),(2)で示されるポリオキシア
ルキレンアルキルエーテルの燐酸エステル または、一般式(3),(4)で示されるポリオキシアルキレ
ンアルキルフエニルエーテルの燐酸エステル (なお、R,Rは炭素数8〜18の同一または異な
つたアルキル基、 R′Oはエチレン,プロピレンまたはブチレンオキサイ
ド基、 R,Rは炭素数8〜9の同一または異なつたアルキ
ル基をもつアルキルフエニル基、 m,n,o,p,q,rは整数である。) の1種以上と添加剤B、一般式(5)で示されるアルキル
ペンタエリトリトールモノまたはジホスフアイト または、一般式(6)で示されるアルキルフエニルペンタ
エリトリトールモノまたはジホスフアイト (なお、Rは炭素数8〜18のアルキル基、Rは炭
素数8〜9のアルキル基をもつアルキルフエニル基であ
るが(5),(6)においてRはHでもよい。) の1種以上を配合したものである。
一般式(1)〜(4)におけるアルキル基(R,R)は、
オクチル,イソデシル,ラウリル,トリデシル,パルミ
チル,ステアリル,オレイルなどの基、また、アルキル
フエニル基としてはノニルフエニル,オクチルフエニル
基がある。また、アルキレンオキサイドしてはエチレン
オキサイドが一般的であり、その単位付価モル数((1)
および(3)の場合mおよびp、(2)および(4)の場合(n
+o)12、または(q+r)12)は2〜15程度で
ある方が好ましい。また、一般式(5)〜(8)におけるアル
キル基(R)としては、オクチル,イソデシル,ラウ
リル、または、アルキルフエニル基としては、ノニルフ
エニル,オクチルフエニル基がある。
上記、添加剤A,ポリオキシアルキレンアルキルエーテ
ルまたは、ポリオキシアルキルフエニルエーテルの燐酸
エステルの1種以上と添加剤B,アルキルペンタエリト
リトールまたは、アルキルフエニルペンタエリトリトー
ルの燐酸エステルの1種以上を配合する鉱油,合成油の
少なくとも1種以上からなる潤滑油の性状は、加工条件
や作業条件に応じて任意に選択することができるが、4
0℃における粘度が10mm2/S(CS)以上が好ま
しい。この潤滑油に対する上記添加剤A及びB成分の配
合割合は加工条件に応じて任意に選択すれば良いが、
A:B=5〜95:95〜5(重量部)が好ましく、そ
の合計が2〜60重量%、潤滑油は98〜40重量%の
範囲で使用されるのが好ましい。
本発明に用いられる潤滑油としては、鉱油,ポリオレフ
イン油,モノエステル,ジエステル,ポリオールエステ
ル油,ポリブデン,ポリアルキレングリコール油などが
挙げられ、これらの混合油も用いられる。
添加剤A,B成分の潤滑効果としては、まずA成分によ
り摩擦面への潤滑剤の供給性向上を達成し、加工時にお
ける変形熱及び摩擦熱によつて被加工材表面に潤滑性に
優れた潤滑被膜を形成する。更にB成分も、加工時の熱
によつて被加工材表面に潤滑被膜を形成する為、被膜の
潤滑性を改善し加工荷重の低減と耐熱性が向上し、加工
度の高い製品に対しても焼付きを防止する。
潤滑油に配合する添加剤A成分とB成分との混合割合並
びにA及びB成分の合計添加量が前記の範囲より少ない
場合、被加工材表面に強固な潤滑被膜が形成されず焼付
きを起すようになる。また、多い場合は、それ以上の効
果が現われない。
尚、本発明の目的を損なわない範囲でグラフアイト,二
硫化モリブデン,二硫化タングステン,窒化ホウ素,フ
ツ化カーボン,テフロン等の固体潤滑剤や有機塩素,有
機硫黄系などの極圧剤を任意に配合することができる。
本発明の潤滑剤をアルミニウムおよびその合金加工用に
適用すれば、深絞り,引抜き,伸線,圧延,しごき,押
出しなど多くの冷間加工が容易に達成できる。加工度が
高い複雑な形状の加工も1回の加工で可能であり、出来
た加工品の表面仕上り状態も良好である。
被加工材としてのアルミニウム材は、純アルミニウム及
びJISH4040に記載されているアルミニウム及びアルミニ
ウム合金材などのアルミニウムを主成分とするものであ
る。また、加工する際に用いる金型の材質は、特に限定
しないが、合金工具鋼及び合金工具鋼表面に硬質処理を
施したものでも良好な加工品が得られる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を比較例とともに説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されない。
実施例1〜13 第1表は比較のために用いた潤滑剤組成と実施例の潤滑
剤組成を示したものである。この潤滑剤をアルミニウム
合金の被加工材表面に塗布した後、下記条件により前方
押出し加工法により加工性能及び最大加工荷重、さらに
加工後の寸法精度表面状態などを調べた。結果を第2表
に示した。
加工条件,寸法精度,加工性能及び加工荷重の測定方法
は次の通りである。
1.加工条件 (1)被加工材 (a)材質:アルミニウム合金(JISA5056) (b)寸法:外径9.9mm、長さ30mm 表面あらさ max 2.1μm (2)金型及び主要寸法 (a)材質:SDK11 (b)コンテナ径:10mm (c)押出角:120度 (d)絞り径:6mm(加工率64%) 2.寸法精度 加工後の絞り先端から5mmと50mm部の直径の偏差の平
均値(測定10個)である。寸法精度0.09以上のものは
先端部に割が発生していた。これは、潤滑剤の潤滑性能
が低いために起るものである。
3.加工性能 図は潤滑剤の性能評価に使用した金型の断面を示したも
のである。前方押出用金型に金型加熱用バンドヒーター
を取付け、金型温度を5〜20℃ごとに段階的に上げ、
各温度で潤滑剤を塗布した被加工材を加工速度15mm/
sの条件で10本ずつ加工し、加工後の表面に焼付きが
生じない最高の金型温度を測定した。この温度が高い
程、加工時に被加工材表面に形成される潤滑被膜の耐熱
性が優れている。即ち、潤滑剤の加工性能が優れてい
る。
4.加工荷重 油圧プレスの加圧用配管に圧力変換器を取付け、加工時
の圧力を記録計で記録した。加工時の押出し圧力は、摩
擦面に形成される潤滑被膜の潤滑性(摩擦係数)に大き
く影響され摩擦係数が大きい程、加工時の押出圧力が大
きくなる。加工荷重は、加工後の被加工材表面に焼付き
が生じない最高金型温度で評価した。
第2表の結果から本発明のものは加工度が大きく非常に
苛酷な加工条件においても加工時に形成される潤滑被膜
の耐熱性,潤滑性能が著しく向上し、良好な結果が得ら
れた。さらに、加工後の被加工材先端部の割れがなく寸
法精度及び表面状態も極めて優れているものであること
が明らかである。
〔発明の効果〕
本発明の塑性加工用潤滑剤は、以上の実施例から明らか
なように、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる
被加工材に潤滑剤を塗布するのみで、加工時の熱によつ
て摩擦面に耐熱性に優れた潤滑被膜を形成するので、従
来の加工油に比し加工度の高い部品や複雑な形状の部品
を加工することができるので加工工程の簡略化,低コス
ト化に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
図は、潤滑剤の性能評価に使用する前方押出し用金型の
縦断面図である。 1……ポンチ、2……被加工材、3……加工面、4……
金型加熱用バンドヒーター、5……SDK11材部分。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C10N 30:08 40:24 A 8217−4H (72)発明者 中野 文雄 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭53−124153(JP,A) 特開 昭54−36303(JP,A) 特開 昭55−104394(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モノ燐酸エステルおよび/またはジ燐酸エ
    ステルの5〜95重量部と、アルキルペンタエリトリト
    ールホスフアイトおよび/またはアルキルフェニルペン
    タエリトリトールホスフアイトの95〜5重量部を、潤
    滑油に対して2〜60重量%配合したことを特徴とする
    アルミニウム又はアルミニウム合金の塑性加工用潤滑
    剤。
  2. 【請求項2】モノ燐酸エステルおよび/またはジ燐酸エ
    ステルの5〜95重量部と、アルキルペンタエリトリト
    ールホスフアイトおよび/またはアルキルフェニルペン
    タエリトリトールホスフアイトの95〜5重量部を、潤
    滑油に対して2〜60重量%配合した潤滑剤をアルミニ
    ウム又はアルミニウム合金からなる被加工材の表面に塗
    布し、該被加工材の表面と前記潤滑剤との塑性加工によ
    り形成される潤滑皮膜の存在下で前記被加工材を塑性加
    工することを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム
    合金の塑性加工方法。
JP59211337A 1984-10-03 1984-10-11 アルミニウム又はアルミニウム合金の塑性加工用潤滑剤及びそれを用いた該金属の塑性加工方法 Expired - Lifetime JPH0631379B2 (ja)

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DE8585112426T DE3585120D1 (de) 1984-10-03 1985-10-01 Schmiermittel fuer die plastische verformung von metallen.
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