[发明专利]热加工用润滑剂组合物

说明书

本发明是关于热加工用润滑剂组合物，特别是关于适合供给采用倾斜轧制制造无缝钢管时使用的顶头、导板等加工工具的表面的热加工用润滑剂组合物。

采用曼内斯曼方式制造无缝钢管时，其基本工艺过程可以分为：(1)圆钢坯的穿孔工序，(2)中空管的延伸加工工序，(3)精加工工序。在这些穿孔、延伸、轧制的各道工序中需要使用顶头、导板和轧辊等加工工具，其中，顶头的损耗是影响制管操作的效率、经济性、产品的质量的重要因素。顶头的表面上覆盖着附着于母材上的较厚的氧化皮(以下简称铁鳞)。这种铁鳞，作为保护顶头本体的绝热层，不仅直接影响到顶头的寿命，而且还起到减轻轧制负荷、防止烧结的作用。但是，仅仅有铁鳞存在还不足以充分的保护顶头主体，因此，很久以来人们一直试图在对钢坯直接穿孔的顶头上使用润滑剂。

例如，特开昭51-57729和特开平1-180712中公布了从顶头的前端喷射油脂系润滑剂的方法。另外，特开平5-138213中公布了在顶头的表面上预先涂布石墨系润滑剂，然后进行穿孔的方法。但是，前一种方法，由于顶头前端的形状对于钢坯穿孔来说是极为重要的部分，因此，要想在不损害其形状的情况下设置喷射孔是十分困难的，目前在工业上还没有形成成熟的技术。另外，后一种方法，由于石墨而产生滑动，因此未必有利于提高穿孔效率，另外还存在被轧制材料的咬入不良和尻拔不良等问题。

最近，无缝钢管的原材料越来越多地使用不锈钢和合金钢，对于顶头来说使用条件越来越严酷。这是因为，与普通钢相比，被轧材料为合金钢时穿孔工序中的穿孔负荷大大提高，即顶头表面的铁鳞容易剥离，因此顶头与被轧材料之间没有了绝热层兼润滑层，顶头直接受到损耗。

另一方面，用曼内斯曼型穿孔机穿孔、轧制无缝钢管的场合，在用倾斜相对的一对轧辊和顶头轧制被轧材料时，通常使用一对导板来限制由于轧制而产生的被轧材料外径扩大。上述导板通常使用固定型的导板和圆盘辊道型的导板。在这种场合，在被轧材料的圆周方向上，导板的表面与被轧材料处于100％的滑动比接触状态。另外，被轧材料为以13％Cr钢、22％Cr钢和奥氏体不锈钢为代表的高合金钢的场合，在进行轧制时，与碳钢相比，防止被轧材料的外径膨胀的导板抗力增大，因此导板表面容易与被轧材料产生烧结。

为了防止产生上述烧结，特开昭60-56406中公布了一种一面向导板表面供给石墨系润滑剂，一面进行轧制的方法，特公平5-16925中公布了一种向导板表面供给硼酸系润滑剂，进行轧制的方法。这两种方法都是通过喷射将润滑剂供给导板的表面上。

但是，无论哪一种方法都存在下列问题，即润滑剂供给量过少时，防止烧结的作用不充分，使成品钢管的表面上残留有缺陷。反之，润滑剂的供给量过多时，特别是在特开昭60-56406中所述的使用石墨系润滑剂的场合，剩余的润滑剂进入被轧材料与轧辊之间，使这部分的摩擦系数降低，产生滑动，以致轧制无法进行。另外，在特公平5-16925中所述的使用硼酸系润滑剂的场合，由于使用大量的轧辊冷却水等，润滑剂容易流失，有时不能获得防止烧结的效果。

另外，特开平6-142749中公布了一种一面向钢坯表面供给硅酸钠系润滑剂，一面轧制的方法，特开平7-116709中公布了一种一面向轧辊表面供给膨润云母系润滑剂一面轧制的方法。

但是，这两种润滑方法都存在下列问题。如特开平6-142749中所述，一面向钢坯表面供给硅酸钠系润滑剂，一面轧制时，在搬运钢坯过程中或轧制过程中，被轧材料表面的铁鳞容易剥落，与此同时，润滑剂也从被轧材料上脱落，有时不能获得烧结的效果。另外，如特开平7-116709中所述，一面向轧辊表面供给膨润云母系润滑剂，一面轧制时，由于润滑剂被轧辊冷却水等冲洗掉以及由于轧制时被轧制材料表面的氧化皮剥落而使润滑剂脱落，有时不能获得防止烧结的效果。

另外，特开平5-148493中公布了使用含有石墨和云母的硅酸钠水溶液作为被轧材料用的润滑剂。这种水玻璃系润滑剂，在被加热时水分蒸发，发泡后经过浮石状态达到软化温度，形成玻璃态。因此，在轧制前将其预先涂布到高温的被轧材料表面上时，软化成玻璃状后与导板或轧辊接触，发挥润滑作用。另外，该润滑剂由于是液态的，在比较低温的顶头和导板上也能涂布，乍一看起来好像可以用来作为顶头或导板的润滑剂。但是，顶头和导板与被轧材料接触后开始升温，预先涂布的润滑剂在到达形成玻璃状的软化点之前就受到剪切负荷，因此容易从顶头和导板的表面上剥离，不能发挥润滑作用。