[发明专利]塑性加工用水溶性润滑剂、塑性加工用金属材料及金属加工品

说明书

技术领域

本发明涉及塑性加工用水溶性润滑剂、塑性加工用金属材料及金属加工品。具体，涉及即使在皮膜中不含有磷也可以形成润滑性、耐烧结性、耐腐蚀性、以及密合性等皮膜特性优异的润滑皮膜的塑性加工用水溶性润滑剂、以及具备此种润滑皮膜的塑性加工用金属材料及金属加工品。本发明的金属材料例如可以适用于制造利用拉拔、冲压、锻造、镦锻等塑性加工得到的螺栓、螺母、弹簧等机械部件、钢丝帘线、轮胎钢丝、PC(prestressed concrete)钢丝等拉丝加工品等金属加工品。

背景技术

塑性加工用金属材料被根据用途实施拉拔、拉丝、镦锻、锻造等各种塑性加工。在塑性加工时，向加工工具(拉模、柱塞头、冲头等)与被加工材料(金属材料)之间施加高的压力，容易在相互间伴随着滑动产生烧结。所以，为了减轻金属材料表面的摩擦，防止烧结，通常会在金属材料的表面形成润滑皮膜。

作为润滑皮膜的代表性的例子，可以举出由磷酸盐皮膜和皂层形成的复合皮膜(以下有时称作“化成处理皮膜”。)。该化成处理皮膜例如可以如下所示地得到。首先对金属材料进行磷酸盐处理而形成磷酸盐皮膜。其后，进行反应型皂润滑处理，使作为皂的主成分的硬脂酸钠与磷酸盐皮膜反应，形成密合性良好的由硬脂酸锌(金属皂)和硬脂酸钠(沐浴皂)形成的皂层等而得到。上述化成处理皮膜的润滑性及耐烧结性优异，耐腐蚀性也良好。由此，具备该化成处理皮膜的金属材料例如可以适用于冷锻加工之类的严酷的加工。

但是，如果使用上述的金属材料，在冷拉丝加工后进行热处理而制作螺栓等最终产品，则在热处理时，磷会向金属材料中扩散(浸磷)，从而会有产生滞后破坏的问题。另外，在磷酸盐皮膜的形成中，需要烦杂的处理液的管理和很多的工序。此外还会因处理液与被处理材料(金属材料)的化学反应而产生大量的废渣，在其处理中需要花费很多劳力和费用。

所以，提出过不夹设磷酸盐皮膜地形成润滑性及耐烧结性优异的润滑皮膜的方法。例如在专利文献1中，公开过以规定的比率含有水溶性无机盐(A)和蜡(B)、以及脂肪酸的金属盐(C)的金属材料塑性加工用润滑剂。根据记载，依照该方法，通过将(B)/(A)控制为0.3～1.5、将(C)/(A)控制为0.01～0.4，可以获得优异的润滑性能。

另外在专利文献2中，公开过以规定的比率含有水溶性无机盐(A)和润滑剂(二硫化钼、和/或石墨)(B)、以及蜡(C)的金属材料塑性加工用润滑剂。根据记载，依照该方法，通过将(B)/(A)控制为1.0～5.0、将(C)/(A)控制为0.1～1.0，可以获得优异的润滑性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3984159号公报

专利文献2：日本专利第3984158号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，根据本发明人等的研究，上述方法中非磷系的润滑皮膜的润滑皮膜与金属材料的密合性并不充分，在冷锻加工或强冷拉丝加工等强烈加工时润滑皮膜剥离而使加工变得困难。另外还判明会产生剥离了的润滑皮膜变为粉尘而飞散等问题。由此，对于非磷系的润滑皮膜，要求润滑性、耐烧结性或耐腐蚀性优异，并且要求更高的密合性。

本发明是鉴于上述事实而完成的，其目的在于，提供一种塑性加工用水性润滑剂，其可以形成如下的润滑皮膜，即，即使在皮膜中不含有磷，也具有与含有磷的化成处理皮膜相同程度或其以上的润滑性及耐烧结性，耐腐蚀性也优异，并且皮膜密合性也良好，此外还提供具备此种润滑皮膜的塑性加工用金属材料、金属加工品。

用于解决问题的方法

可以解决上述问题的本发明的塑性加工用水溶性润滑剂的主旨在于，含有A成分：无机系固体润滑剂、B成分：蜡、和C成分：水溶性无机金属盐，A成分与B成分的固体成分质量比(A成分/B成分)为0.1～5，相对于A成分、B成分、以及C成分的合计量的C成分的固体成分质量比率(C成分/(A成分+B成分+C成分))为1～30％。

本发明中，还优选作为无机系固体润滑剂，是选自钙化合物、镁化合物、钡化合物、锌化合物、硼化合物(但是除去硼酸盐)、以及硅酸化合物中的至少一种。

此外在本发明中，还优选作为水溶性无机金属盐，是选自硼酸盐、钼酸盐、以及钨酸盐中的至少一种。

另外所述B成分与所述C成分的固体成分质量比(B成分/C成分)优选为大于1.5。