專利名稱：用于高效冷鍛的一步型含水潤(rùn)滑劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
最近幾年中，用于運(yùn)輸機(jī)械的重要部件往往通過用抗張強(qiáng)度超過300N/mm2的鋼在一次沖擊下變形面積超過70％的冷鍛生產(chǎn)。這種冷鍛工藝通常稱為“高效冷鍛”。本發(fā)明涉及在用于高效冷鍛的金屬材料上形成具有極好的作為潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑涂層的方法，其無需任何預(yù)先的化學(xué)處理。本發(fā)明還涉及一種用于高效冷鍛的一步型含水潤(rùn)滑劑，其促成了對(duì)常規(guī)潤(rùn)滑劑層成形過程的簡(jiǎn)化，即，將形成潤(rùn)滑涂層所需要的空間面積最小化，并且不增加工業(yè)廢物。
在金屬材料表面上可形成兩種涂層，一種類型是潤(rùn)滑劑直接粘附在金屬材料的表面上，另一種類型是潤(rùn)滑劑用于預(yù)先在金屬材料表面上形成的化學(xué)物質(zhì)層上。
直接粘著的在金屬材料表面上形成的潤(rùn)滑涂層比在金屬材料表面上預(yù)先形成的化學(xué)物質(zhì)層上用潤(rùn)滑劑形成的潤(rùn)滑涂層粘結(jié)性小，因此前者通常用于形變量較小的冷鍛。
在后者類型情況下，首先通過化學(xué)方法在金屬材料表面上形成化學(xué)物質(zhì)層，諸如通過磷酸鹽層形成方法或乙二酸鹽層形成方法，其通常形成適合作為潤(rùn)滑劑載體的化學(xué)物質(zhì)層，然后將高潤(rùn)滑性的潤(rùn)滑劑用于該化學(xué)物質(zhì)層上。在這種類型中，形成的膜具有雙層結(jié)構(gòu)，由作為載體的化學(xué)物質(zhì)層和潤(rùn)滑劑層組成，潤(rùn)滑劑層具有高抗表面缺陷性。
由此原因，這種類型已經(jīng)廣泛地用于如拉絲、管材拉拔和冷鍛領(lǐng)域。特別是在要求嚴(yán)重形變的冷鍛中，普遍使用了先形成包括磷酸鹽或乙二酸鹽的化學(xué)物質(zhì)層然后在化學(xué)物質(zhì)層上使用潤(rùn)滑劑的方法。
在化學(xué)物質(zhì)層上使用的潤(rùn)滑劑可在用法上分成主要的兩大類。第一類包括機(jī)械粘附在化學(xué)物質(zhì)層上的潤(rùn)滑劑，第二類包括與化學(xué)物質(zhì)層反應(yīng)的潤(rùn)滑劑。
第一類潤(rùn)滑劑包括用礦物油、植物油或合成油作為基油并在基油中加入特壓添加劑所制備的，以及通過將固體潤(rùn)滑劑——如石墨和二硫化鉬——與粘合劑成分一起溶于水制備的。這些潤(rùn)滑劑的優(yōu)點(diǎn)在于易于控制溶液，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^簡(jiǎn)單的噴涂和浸涂使用，然而，由于僅具有低潤(rùn)滑性，它們傾向于用在需要金屬材料形變量較小的情況。
另一方面，在第二類潤(rùn)滑劑中，反應(yīng)性的脂肪酸金屬鹽，諸如硬脂酸鈉，用于需要特別高的潤(rùn)滑性的冷鍛。反應(yīng)性的脂肪酸金屬鹽與化學(xué)物質(zhì)層反應(yīng)，提供高潤(rùn)滑性。
然而，因?yàn)榉磻?yīng)性脂肪酸金屬鹽引起了化學(xué)反應(yīng)，在該過程中控制溶液的成分，控制化學(xué)反應(yīng)溫度以及繼續(xù)控制變質(zhì)溶液是非常重要的。此外，例如，在磷酸鹽層與反應(yīng)性脂肪酸金屬鹽的反應(yīng)中，不溶物質(zhì)隨著潤(rùn)滑層的形成在溶液中產(chǎn)生。這種不溶物質(zhì)被稱為淤渣，它令人討厭，因?yàn)樾枰?jīng)常性地將其從溶液中除去。
此外，在形成磷酸鹽層的過程中產(chǎn)生了含磷酸鹽化合物的廢水。應(yīng)恰當(dāng)?shù)靥幚磉@樣的廢水，去掉其所含的磷酸鹽化合物。在大多數(shù)情況下，含磷酸鹽化合物的這種廢水用熟石灰中和，形成磷酸鹽沉淀。沉淀的磷酸鹽化合物與水分離，作為工業(yè)廢物和如上所述的淤渣一起拋棄。
近來，減少工業(yè)廢物保護(hù)全球環(huán)境是一個(gè)大趨勢(shì)，考慮到環(huán)境保護(hù)，含磷酸鹽化合物的工業(yè)廢物已經(jīng)被認(rèn)為是嚴(yán)重問題。因此，非常希望不產(chǎn)生廢物的新工藝。
此外，在產(chǎn)生磷酸鹽層然后在磷酸鹽層上使用反應(yīng)性脂肪酸的金屬鹽的常規(guī)方法中，需要簡(jiǎn)化和改善工藝，因?yàn)槠湫枰竺娣e的加工裝置、更長(zhǎng)的時(shí)間和復(fù)雜的工藝控制。例如，在生產(chǎn)磷酸鹽層的過程中，必須通過滴定法等對(duì)磷酸鹽處理溶液進(jìn)行游離酸度、總酸度和促進(jìn)劑濃度的頻繁分析。此外，在反應(yīng)性脂肪酸鹽施用過程中，游離酸度和其成分濃度的分析經(jīng)常性地通過人工進(jìn)行。
為了解決如上所述的問題，JP52-20967A公開了一種潤(rùn)滑劑組合物，其含有作為基本成分的水溶性聚合物或其水乳液、固體潤(rùn)滑劑和成膜劑。然而，沒有一種組合物具有與使用化學(xué)物質(zhì)層和反應(yīng)性脂肪酸金屬鹽的常規(guī)方法具有相同的效果。為了解決如上所述問題，可引用在JP10-8085A中公開的另一先有技術(shù)″用于金屬材料冷加工的含水潤(rùn)滑劑″。該先有技術(shù)涉及用于冷鍛金屬材料的含水潤(rùn)滑劑，其中(A)水溶性無機(jī)鹽、(B)固體潤(rùn)滑劑、(C)至少一種選自化學(xué)品油、動(dòng)物油、植物油和合成油的油、(D)表面活性劑和(E)水非常均勻地分散和乳化。
這種先有技術(shù)涉及一種含水非反應(yīng)性潤(rùn)滑劑，目的在于簡(jiǎn)化形成磷酸鹽層、水洗和施用反應(yīng)性脂肪酸金屬鹽的常規(guī)三步工藝。也就是說，在這種工藝中，金屬材料通過浸漬等方法與一步型含水潤(rùn)滑劑接觸，在金屬材料表面上直接形成潤(rùn)滑膜，無需在金屬材料表面上預(yù)先形成任何化學(xué)物質(zhì)層。這類潤(rùn)滑劑通常稱為一步型潤(rùn)滑劑。
然而，根據(jù)這種先有技術(shù)的潤(rùn)滑劑在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用中太不穩(wěn)定，因?yàn)槠浜腥榛统煞郑⑶以诟咝Ю溴懼幸膊荒芊€(wěn)定地表現(xiàn)高潤(rùn)滑性。
作為另一先有技術(shù)，可引用在JP2000-63380A中所述的發(fā)明“金屬材料冷加工用的潤(rùn)滑劑組合物”。該先有技術(shù)涉及了一種潤(rùn)滑劑，包括(A)合成樹脂、(B)水溶性無機(jī)鹽和水，其中(B)/(A)的比為0.25/1至9/1，合成樹脂溶于或分散于組合物中。但是該組合物在高效冷鍛中的高潤(rùn)滑性也不穩(wěn)定。
為了解決上述諸問題，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行了研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)合適的一步型含水潤(rùn)滑劑，其通過在水溶液中以特定的組合比率混合水溶性無機(jī)鹽、蠟和脂肪酸金屬鹽得到。
本發(fā)明的含水潤(rùn)滑劑只需要施用潤(rùn)滑劑的一個(gè)步驟，不需要由形成磷酸鹽層的化學(xué)反應(yīng)、水洗和施用反應(yīng)性脂肪酸金屬鹽組成的三個(gè)步驟。在常規(guī)方法中需要這三個(gè)步驟。同時(shí)，本發(fā)明的含水潤(rùn)滑劑是簡(jiǎn)化的工藝，可比常規(guī)方法減少工業(yè)廢物的產(chǎn)生。
即，本發(fā)明是用于高效冷鍛的一步型含水潤(rùn)滑劑，其特征在于該含水潤(rùn)滑劑包括(A)水溶性無機(jī)鹽、(B)蠟和(C)脂肪酸金屬鹽，其中這些成分溶解或分散在水溶液中，(B)/(A)固體重量比在0.60-0.70范圍內(nèi)，(C)/(A)固體重量比為0.1-0.3。本發(fā)明的潤(rùn)滑劑適于生產(chǎn)運(yùn)輸機(jī)械的重要部件。
優(yōu)選的水溶性無機(jī)鹽可選自硫酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽，蠟優(yōu)選是分散在水中的合成蠟，熔點(diǎn)在70-150℃。此外，脂肪酸金屬鹽優(yōu)選是C12-C26的飽和脂肪酸與至少一種選自鋅、鈣、鋇、鋁、鎂和鋰的金屬反應(yīng)得到的化合物。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式現(xiàn)在，進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。所含的用于本發(fā)明含水潤(rùn)滑劑的水溶性無機(jī)鹽(A)用于賦予金屬材料表面上形成的潤(rùn)滑涂層的硬度和強(qiáng)度。具有這種性能的水溶性無機(jī)鹽需要具有均勻溶于含水潤(rùn)滑劑的性質(zhì)并在干燥時(shí)形成堅(jiān)固的潤(rùn)滑涂層。作為賦予這種性質(zhì)的無機(jī)鹽，優(yōu)選使用選自硫酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽的至少一種。
上述水溶性無機(jī)鹽的例子可以是硫酸鈉、硫酸鉀、硅酸鉀、硼酸鈉(四硼酸鈉)、硼酸鉀(四硼酸鉀)、硼酸銨(四硼酸銨)、鉬酸銨、鉬酸鈉和鎢酸鈉。這些鹽的任一種可單獨(dú)使用，或兩種或多種混合使用。
作為蠟(B)，雖然在結(jié)構(gòu)和類型上沒有特別的限制，但是優(yōu)選使用合成蠟。這種蠟可以通過冷鍛塑變期間生成的熱熔化，并因此改善潤(rùn)滑涂層的潤(rùn)滑性。
出于此原因，其優(yōu)選具有70至150℃的熔點(diǎn)，并在含水潤(rùn)滑劑中穩(wěn)定，從而在冷鍛的開始階段表現(xiàn)出優(yōu)越的潤(rùn)滑作用。該蠟的實(shí)際例子可以包括微晶蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟等等。這些蠟優(yōu)選以水分散液或水乳膠的形式含于含水潤(rùn)滑劑中。(B)/(A)，即，蠟(B)相對(duì)于水溶性無機(jī)鹽(A)的固體重量比優(yōu)選0.6-0.7。在高效冷鍛中，即，一種猛烈的加工過程中，當(dāng)上述比例小于0.6時(shí)，潤(rùn)滑涂層的潤(rùn)滑性能可能不足，當(dāng)所述比大于0.7時(shí)，潤(rùn)滑涂層的附著性能可能不足。
用于本發(fā)明的脂肪酸金屬鹽(C)提供潤(rùn)滑性能，雖然在類型上沒有特定的限制，但是作為脂肪酸金屬鹽，優(yōu)選使用C12-C26飽和脂肪酸與選自鋅、鈣、鋇、鋁、鎂和鋰的至少一種金屬反應(yīng)得到的產(chǎn)物。
然而，更優(yōu)選使用硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂和硬脂酸鋰中的任一種。用于本發(fā)明的脂肪酸金屬鹽以分散形式存在于含水潤(rùn)滑劑中，需要時(shí)，可使用已知的表面活性劑。
(C)/(A)，即，固態(tài)的含水無機(jī)鹽(A)和脂肪酸金屬鹽(C)的比設(shè)定在0.1至0.3重量比。在如同高效冷鍛的劇烈加工條件下，當(dāng)所述比例小于0.1時(shí)，加工部件的脫模性可能不足。但是，在如同高效冷鍛的劇烈的加工條件下，當(dāng)所述比例大于0.3時(shí)，得到的冷鍛部件的尺寸精度可能不足。
當(dāng)需要表面活性劑分散含水潤(rùn)滑劑中的脂肪酸金屬鹽和蠟時(shí)，可使用非離子型、陰離子型、兩性的和陽離子型的任一表面活性劑。非離子型表面活性劑非限制性地包括聚氧化乙烯烷基酯、聚乙二醇(乙烯或丙烯)烷基苯基醚、含有聚乙二醇(或環(huán)氧乙烷)和高級(jí)脂肪酸(例如C12-C18)的聚氧化乙烯烷基酯、含有脫水山梨醇、聚乙二醇和高級(jí)脂肪酸(例如C12-C18)的聚氧化乙烯脫水山梨醇烷基酯。
陰離子表面非限制性地包括脂肪酸鹽、硫酸酯、磺酸鹽、磷酸酯和二硫代磷酸酯。兩性表面活性劑非限制性地包括氨基酸構(gòu)型或甜菜堿構(gòu)型的羧酸鹽、硫酸酯、磺酸鹽、磷酸酯。陽離子表面活性劑非限制性地包括脂肪酸的胺鹽、季銨鹽等。這些表面活性劑的每一種可單獨(dú)使用，或兩種或多種混合使用。
本發(fā)明的一步型含水潤(rùn)滑劑用于金屬材料的高效冷鍛，其中一次沖擊可產(chǎn)生大于70％的區(qū)域面積變形率。
用于汽車和摩托車的重要運(yùn)輸機(jī)械部件，如動(dòng)力傳動(dòng)系和底盤，可優(yōu)選通過使用本發(fā)明的含水潤(rùn)滑劑生產(chǎn)。冷鍛產(chǎn)品的形狀不特別局限于圓柱狀，還可使用更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的加工，例如齒輪和齒輪軸。
對(duì)于將本發(fā)明的含水潤(rùn)滑劑用于金屬材料的方法，盡管沒有特別的限定，可使用浸涂法。當(dāng)用任何方法將金屬材料表面全部涂敷了該含水潤(rùn)滑劑時(shí)，就是滿意地施用了該含水潤(rùn)滑劑。涂敷后，需要干燥所涂的含水潤(rùn)滑劑。
優(yōu)選的涂敷操作如下。1)噴丸處理2)用熱水沖洗(除去污物，諸如鐵屑，并加熱金屬材料)70-90℃，1-3分鐘3)施用含水潤(rùn)滑劑50-70℃，浸漬1-3秒4)干燥在室溫下空氣吹掃，1-2分鐘5)冷鍛在金屬材料表面上形成的潤(rùn)滑涂層的重量(涂層量)是一個(gè)非常重要的因子，因?yàn)槠浯蟠笥绊懠庸ば阅?，諸如潤(rùn)滑性和耐燒損和咬卡性。形成的涂層的重量可根據(jù)形成涂層前后的重量差和金屬材料涂敷面積計(jì)算。潤(rùn)滑涂層的重量＝(形成涂層后的重量-形成涂層前的重量)/(金屬材料的面積)形成的適于下述冷鍛加工的潤(rùn)滑涂層的重量?jī)?yōu)選為5-15g/cm2。
當(dāng)形成的涂層重量小于5g/cm2時(shí)，不能提供充分的潤(rùn)滑性，并且在高效冷鍛期間導(dǎo)致燒損缺陷。然而，當(dāng)形成的涂層的重量超過15g/cm2時(shí)，片狀剝落的潤(rùn)滑膜(殘?jiān)?可能有留在冷鍛模具中的傾向，在冷鍛模具中的殘?jiān)鼤?huì)使鍛造產(chǎn)品形成局部未充滿部分，對(duì)冷鍛產(chǎn)品的尺寸精度產(chǎn)生不利影響。可控制含水潤(rùn)滑劑的組分濃度使得形成的潤(rùn)滑涂層的重量處于如上所述的范圍內(nèi)。具體實(shí)施例和比較實(shí)施例[I]現(xiàn)在，參考以下具體實(shí)施例和比較實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。<金屬材料>60000段用于對(duì)軸的鋼條直徑50毫米，長(zhǎng)度140毫米。鋼號(hào)JIS G 4105 SCM420。表面預(yù)處理使用0.5mm直徑的噴丸進(jìn)行噴丸處理14分鐘，目的在去掉氧化皮。<潤(rùn)滑處理A一步型>1)用80℃熱水清洗用于除去噴丸處理粉末并且預(yù)熱2)潤(rùn)滑處理在60℃的潤(rùn)滑劑中浸漬1分鐘。3)干燥在室溫下鼓風(fēng)1分鐘。
用于潤(rùn)滑處理A的總時(shí)間(處理時(shí)間+運(yùn)送時(shí)間)2分30秒潤(rùn)滑處理A所需總設(shè)備面積9m2<潤(rùn)滑處理B常規(guī)型(磷酸鹽層+反應(yīng)性脂肪酸金屬鹽)>1)用堿脫脂劑脫脂(商標(biāo)Parclean 357，Nippon Parkerizing Co，Ltd生產(chǎn))，稀釋至3％水溶液，80C，10分鐘2)用水沖洗自來水，室溫，5分鐘3)用酸洗10％鹽酸水溶液，室溫，5分鐘4)用水沖洗自來水，室溫，5分鐘5)用水沖洗自來水，室溫，5分鐘6)通過在磷酸鹽成膜溶液中浸漬進(jìn)行化學(xué)處理商標(biāo)PalbondL3675XHM(Nippon Parkerizing Co.，Ltd生產(chǎn))，稀釋至1％水溶液，80℃，10分鐘7)用水沖洗自來水，室溫，5分鐘8)用水沖洗自來水，室溫，5分鐘9)用反應(yīng)性脂肪酸金屬鹽處理(商標(biāo)Pa1oob 236H，NipponParkerizing Co.，Ltd生產(chǎn))，稀釋至1％水溶液，90℃，10分鐘10)用熱水洗自來水，80℃，5分鐘11)在室溫下吹空氣，10分鐘潤(rùn)滑處理B所需總時(shí)間(處理時(shí)間+運(yùn)送時(shí)間)60分鐘潤(rùn)滑B所需總裝置面積90m2<冷鍛處理1耐燒損性>正擠壓截面積變形率77％冷鍛模具特硬合金，高速鋼(Heis)冷鍛沖壓機(jī)高速鋼(Heis)冷鍛速度0.078m/sec<冷鍛處理2耐未充滿尺寸精度>
將冷鍛處理1生產(chǎn)的直徑27mm軸樣品進(jìn)行退火，然后通過如

圖1所示的正擠壓冷鍛，測(cè)量圖1A部分的直徑。<評(píng)價(jià)>
在冷鍛處理1中的耐燒損性可目測(cè)觀察在冷鍛工具和冷鍛產(chǎn)品上的表面缺陷。如果觀察到表面缺陷，是不合格的。
在冷鍛處理2中的尺寸精度測(cè)量A部分(圖1)的直徑。如果冷鍛精度好，A部分的直徑是27mm。如果直徑小于27mm，是所謂的“不精確”情況，不合格。27mm的直徑用“0mm”來表示，例如，26.5mm的測(cè)量直徑用“-0.5mm”來表示。
潤(rùn)滑處理的簡(jiǎn)化以潤(rùn)滑處理中的處理步驟數(shù)和潤(rùn)滑處理所需總裝置面積為基礎(chǔ)進(jìn)行評(píng)價(jià)。較少的處理步驟和較小的面積是優(yōu)選的。
環(huán)境保護(hù)測(cè)量處理6000段樣品生成的廢物量(污水、污泥等等)。產(chǎn)生較少?gòu)U物的處理是優(yōu)選的。<具體實(shí)施例1>
使用如下潤(rùn)滑劑1，根據(jù)潤(rùn)滑處理A(一步型)進(jìn)行涂敷。潤(rùn)滑劑1含水無機(jī)鹽四硼酸鈉蠟聚乙烯蠟(加入1重量％的非離子型表面活性劑用于改善分散性)。
脂肪酸金屬鹽硬脂酸鈣固體成分比例(B)/(A)0.70固體成分比例(C)/(A)0.1形成的涂層重量，g/cm215<具體實(shí)施例2>
使用如下潤(rùn)滑劑2，根據(jù)潤(rùn)滑處理A(一步型)進(jìn)行涂敷。潤(rùn)滑劑2含水無機(jī)鹽四硼酸鉀蠟微晶蠟(加入1重量％的非離子型表面活性劑用于改善分散性)。
脂肪酸金屬鹽硬脂酸鈣固體成分比例(B)/(A)0.6固體成分比例(C)/(A)0.3形成的涂層重量(g/cm2)15<具體實(shí)施例3>
使用如下潤(rùn)滑劑3，根據(jù)潤(rùn)滑處理A(一步型)進(jìn)行涂敷。潤(rùn)滑劑3含水無機(jī)鹽四硼酸鈉蠟聚乙烯蠟(加入1重量％的非離子型表面活性劑用于改善分散性)。
脂肪酸金屬鹽硬脂酸鈣固體成分比例(B)/(A)0.6固體成分比例(C)/(A)0.2形成的涂層重量(g/cm2)10<具體實(shí)施例4>
使用如下潤(rùn)滑劑4，根據(jù)潤(rùn)滑處理A(一步型)進(jìn)行涂敷。潤(rùn)滑劑4含水無機(jī)鹽四硼酸鈉蠟石蠟(加入1重量％的非離子型表面活性劑用于改善分散性)。
脂肪酸金屬鹽硬脂酸鋅固體成分比例(B)/(A)0.7固體成分比例(C)/(A)0.2形成的涂層重量(g/cm2)12<比較實(shí)施例1>
使用如下潤(rùn)滑劑5，根據(jù)潤(rùn)滑處理A(一步型)進(jìn)行涂敷。潤(rùn)滑劑5含水無機(jī)鹽四硼酸鈉蠟石蠟(加入1重量％的非離子型表面活性劑用于改善分散性)。
脂肪酸金屬鹽硬脂酸鈣固體成分比例(B)/(A)1.0(在本發(fā)明范圍以外)固體成分比例(C)/(A)0.2形成的涂層重量(g/cm2)10<比較實(shí)施例2>
使用如下潤(rùn)滑劑6，根據(jù)潤(rùn)滑處理A(一步型)進(jìn)行涂敷。潤(rùn)滑劑6含水無機(jī)鹽四硼酸鈉蠟聚乙烯蠟(加入1重量％的非離子型表面活性劑用于改善分散性)。
脂肪酸金屬鹽硬脂酸鈣固體成分比例(B)/(A)0.7固體成分比例(C)/(A)0.5(在本發(fā)明范圍以外)形成的涂層重量(g/cm2)5<比較實(shí)施例3>
使用如下潤(rùn)滑劑7，根據(jù)潤(rùn)滑處理A(一步型)進(jìn)行涂敷。潤(rùn)滑劑7含水無機(jī)鹽四硼酸鉀蠟聚乙烯蠟(加入1重量％的非離子型表面活性劑用于改善分散性)。
脂肪酸金屬鹽硬脂酸鈣固體成分比例(B)/(A)0.80(在本發(fā)明范圍以外)固體成分比例(C)/(A)0.4(在本發(fā)明范圍以外)形成的涂層重量(g/cm2)15<比較實(shí)施例4>
根據(jù)潤(rùn)滑處理B(磷酸鹽層+反應(yīng)性脂肪酸金屬鹽)進(jìn)行涂敷。<結(jié)果>
上述試驗(yàn)的結(jié)果如表1所示。
如表1所示，具體實(shí)施例1至4中將本發(fā)明的一步型含水潤(rùn)滑劑用于高效冷鍛，可形成性能極好的涂層，并且處理步驟較少，用于涂敷處理的裝置面積較小。并且，還可認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的含水潤(rùn)滑劑不會(huì)生成許多工業(yè)廢物，即，污水和污泥。在比較實(shí)施例1中，(B)/(A)的比例不在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在比較實(shí)施例2中，(C)/(A)的比例高出本發(fā)明的范圍，觀察到了燒損，并顯示出較差的加工性能。對(duì)于比較實(shí)施例3得到的涂層，其中(B)/(A)和(C)/(A)均與本發(fā)明的范圍稍有不同，尺寸精度不足。此外，在比較實(shí)施例4中，(磷酸鹽層+反應(yīng)性脂肪酸金屬鹽)以常規(guī)方法應(yīng)用，顯示出與本發(fā)明所得相似的加工特性，但是該比較實(shí)施例需要較多處理步驟并需要較多加工所需的裝置面積，此外還產(chǎn)生更大量的廢物。
表1
*1由于加工性能較差，無數(shù)據(jù)。
*2由于發(fā)生未充滿，無數(shù)據(jù)。具體實(shí)施例和比較實(shí)施例[II]<金屬材料>JIS G 4105 SCM420的鋼條，直徑50毫米，長(zhǎng)度140毫米。<潤(rùn)滑處理>和具體實(shí)施例和比較實(shí)施例[I]的潤(rùn)滑處理A(一步法)相同。<常規(guī)冷鍛>截面積變形比率51％，冷鍛模具高速鋼，冷鍛沖壓機(jī)高速鋼。<高效冷鍛>截面積變形比率77％，冷鍛模具高速鋼，冷鍛沖壓機(jī)高速鋼。<潤(rùn)滑劑>
使用如下(A)、(B)和(C)，通過如表2調(diào)整(B)/(A)和(C)/(A)制備一步型含水潤(rùn)滑劑并試驗(yàn)。
水溶性的無機(jī)鹽(A)四硼酸鈉蠟(B)聚乙烯蠟脂肪酸金屬鹽(C)硬脂酸鈣。<結(jié)果>
如表2所示，在常規(guī)冷鍛中，截面積變形比率是51％，所有潤(rùn)滑劑得到好的結(jié)果，即，即使(B)/(A)的比例小于0.60或大于0.70，也可得到好的耐燒損性和好的尺寸精度。另一方面，在高效冷鍛中，截面積變形比率是77％，只有當(dāng)(B)/(A)的比例處于0.60至0.70的窄范圍內(nèi)時(shí)，可以得到好的潤(rùn)滑劑性能。同樣地，在常規(guī)冷鍛中，即使(C)/(A)的比例小于0.1或大于0.3，也可得到好結(jié)果。但是，在高效冷鍛中，只有當(dāng)(C)/(A)的比例處于0.1至0.3的窄范圍內(nèi)時(shí)，可以得到好的結(jié)果。
表2
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如上所述，本發(fā)明的含水潤(rùn)滑劑可在金屬材料表面形成高性能涂層。在本發(fā)明中涂敷過程需要較少的處理步驟和設(shè)備面積。此外，本發(fā)明的含水潤(rùn)滑劑產(chǎn)生較少的工業(yè)廢物，對(duì)全球環(huán)境保護(hù)更適宜。
此外，本發(fā)明的工藝能夠通過節(jié)約涂敷處理時(shí)間、增加涂敷效率、節(jié)約能量和節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用改進(jìn)工藝。
權(quán)利要求
1.一種用于高效冷鍛的一步型含水潤(rùn)滑劑，其特征在于含水潤(rùn)滑劑包括(A)水溶性無機(jī)鹽、(B)蠟和(C)脂肪酸金屬鹽，其中這些組分溶于或分散于含水溶液中，固體的重量比(B)/(A)在0.60-0.70范圍內(nèi)，(C)/A)在0.1-0.3范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于高效冷鍛的一步型含水潤(rùn)滑劑，其中水溶性無機(jī)鹽是選自硫酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于高效冷鍛的一步型含水潤(rùn)滑劑，其中蠟是合成蠟，分散在水中，并具有70-150℃的熔點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的用于高效冷鍛的一步型含水潤(rùn)滑劑，其中脂肪酸金屬鹽是C12-C26飽和脂肪酸與選自鋅、鈣、鋇、鋁、鎂和鋰的至少一種金屬反應(yīng)得到的化合物。
全文摘要
用于高效冷鍛的含水一步型潤(rùn)滑劑，特征在于其包括(A)水溶性無機(jī)鹽、(B)蠟和(C)溶解或分散在水中的脂肪酸金屬鹽，其中固體成分的重量比(B)/(A)是0.60至0.70，(C)/(A)是0.1至0.3。水溶性無機(jī)鹽可選自硫酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽。作為蠟，可使用分散在水中的、熔點(diǎn)為70－150℃的合成蠟。作為脂肪酸金屬鹽，可使用具有12－26個(gè)碳原子的飽和脂肪酸與至少一種選自鋅、鈣、鋇、鋁和鎂的金屬的反應(yīng)產(chǎn)物。
文檔編號(hào)C10M173/02GK1452653SQ01815129
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2001年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月5日
發(fā)明者山本守, 吉田昌之, 今井康夫, 山口英宏 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社, 日本帕卡瀨精株式會(huì)社