[发明专利]螺纹轧制用润滑油及螺纹轧制的方法

说明书

本申请要求日本专利申请流水号2007-324549的优先权，其内容通过参考引入本文。

技术领域

本发明涉及优选用于螺纹轧制的共混润滑油及使用该润滑油的螺纹轧制方法。

背景技术

螺丝螺纹能通过在如机动车等的机油滤清器处设置的嵌入螺母的相对大尺寸金属材料上进行机械加工而形成。然而，在机械加工中，产生切屑，且除去切屑的步骤复杂。与之相反，在螺纹轧制的情况下，制造成本比机械加工的成本低，且还不产生切屑。轧制螺纹的强度高于切削螺丝的强度。因此，希望将通过机械加工形成螺丝螺纹的构件转变为螺纹轧制。

当加工金属材料时，使用润滑油。对于此种润滑油，主要要求高润滑性。该要求同样适用于通过轧制形成螺丝螺纹的情况。作为用于加工金属材料的润滑油，已经常使用润滑性或抗擦伤性(seizure resistance)等优良的氯类润滑油。然而，当使用氯类润滑油时，氯类添加剂成分在加工或老化过程中分解，其能使材料或工具生锈。同样，在焚烧中，产生不利于环境的二噁英等有害物质。此外，焚烧炉受到腐蚀或损坏从而缩短其使用寿命。因此，希望存在具有等同于或高于氯类润滑油润滑性的用于加工金属材料的润滑油。在轧制中具有高润滑性等的已知氯类润滑油公开在JP-A-57-42797、JP-A-11-181458、JP-A-2001-348588和JP-A-2006-249369中。

当通过轧制制造螺丝时，通过旋转螺丝攻或模头等的轧制工具产生高于加工材料屈服点的压力。然后，加工材料塑性变形，形成螺丝螺纹和螺纹槽。例如，当制造阴螺丝时，螺丝攻钻孔的内周面通过旋转螺丝攻而塑性变形，且如图1所示的螺丝螺纹1隆起。在这种情况下，螺丝螺纹1隆起从而通过褶曲作用(folding operation)沿着轧制工具的形状将周围材料聚集在一起。在这种情况下，如图1所示，螺丝螺纹1的顶部2经常形成有通过未完全将材料聚集在一起而产生的凹口3。那么，顶部2的机械强度弱化，当用阳螺丝紧固时，存在切掉顶部2的担心。此外，当由紧固时切掉顶部2的碎屑在螺丝的装配部(阳螺丝的侧面和阴螺丝的侧面4之间)为少量时，造成以下问题。紧固扭矩和轴向张力不平衡，且该轴向张力(紧固力)降低。此外，通过擦伤(seizure)造成的去除操作是困难的。

将阴螺丝和阳螺丝的螺纹侧面角(flank angle)设计成一样的。然而，当顶部2的凹口3大时，还存在发生螺丝螺纹的螺纹侧面角或高度尺寸方面误差的危险。凹口3越大，问题越严重。

相对于此，尽管已在四篇参考文献中提出也能够用于螺纹轧制的润滑油，但是还未将其开发用于在形成螺丝螺纹中的螺纹轧制。如上所述，经螺丝轧制的螺丝螺纹通过褶曲作用隆起。因此，如这四篇参考文献中，因为润滑油只是润滑性优良，所以润滑油不适用于螺纹轧制。因为当润滑油仅在润滑性方面优良时，褶曲作用变得相当难以进行，且螺丝螺纹部分的凹口也趋于变大。尽管当润滑油的润滑性降低时，螺丝螺纹部分的凹口能够减小，但由此螺丝螺纹的表面粗糙度或形状不良，因此产品质量劣化。

螺丝螺纹的隆起(高度)尺寸和凹口尺寸能够影响螺纹轧制中的转数。当欲增加通过螺纹轧制制造螺丝部件的生产率时，可以想象要增加轧制工具的旋转速度(转数)。然而，即使当欲增加生产率时，也不能简单地增加转数。因为随着转数的增加，加工材料和轧制工具暴露于更加苛刻的作业环境下。在这四篇参考文献中，没有特别注意螺纹轧制中的转数。此外，也未特别研究螺丝螺纹顶部的凹口的尺寸。因此，就此而言，问题还留在用于加工螺丝螺纹的现有技术的润滑油中。

因此，在本领域中存在对于螺纹轧制用润滑油和使用该润滑油的螺纹轧制方法的需求，该润滑油即使在高速旋转下也具有优良的润滑性且能够形成具有螺丝螺纹顶部的小凹口的螺丝螺纹。

发明内容

本发明为无氯类螺纹轧制润滑油，该润滑油将作为添加剂的(A)硫类极压剂(sulfur species extreme pressure agent)，(B)有机锌化合物，(C)钙类添加剂，和(D)油性试剂共混至润滑油基础油。当使用无氯类润滑油时，该润滑油对于环境是友好的，且工具或焚烧炉等的寿命增加。