钢管的冷加工用润滑剂及冷加工方法

专利名称：：钢管的冷加工用润滑剂及冷加工方法
技术领域：
：本发明涉及钢管的冷加工用润滑剂及冷加工方法。更详细地说，是涉及钢管的冷加工时的润滑性优异，并且冷加工后从钢管表面清洗去除性优异的润滑剂及钢管的冷加工方法。
背景技术：
：在钢管的冷加工中，以防止加工载荷的降低及钢管与加工工具的烧蚀为目的，而实施润滑处理。作为含钢管在内的金属材料在冷加工中的润滑处理法，历来已知有化学转化处理法、油润滑法及合成树脂被膜润滑法。化学转化处理法由如下工序构成除去在金属材料的表面所形成的氧化被膜和氢氧化被膜的酸洗等的化学转化处理工序；在经过了形成磷酸盐被膜和草酸盐被膜这样的底层被膜的工序之后，在该底层被膜上形成含有Zn等的非碱金属的金属皂被膜的工序。通过这些工序在被加工材表面形成底层被膜我金属皂被膜。如此形成的化成被膜显示出优异的润滑性。化学转化处理法主要多用作钢线材和棒钢的冷加工的前处理。油润滑法是将矿物油等润滑油涂敷于金属材料的被加工面，在涂敷润滑油之后实施冷加工。在油润滑法中，因为能够容易地涂敷构成润滑被膜的润滑油，所以作为冷加工中的润滑处理法被广泛使用。油润滑法主要被用于钢管的扩管加工、縮径加工、冷拉伸加工及冷轧等。合成树脂被膜润滑法是将合成树脂被膜形成于被加工面上，以该合成树脂被膜为润滑材而实施冷加工。合成树脂被膜润滑法主要在钢板的挤压成形加工等中使用。然而，这些润滑处理法均具有如下所示的问题。特别是适用于钢管的冷加工中的润滑处理法时问题多。首先，化学转化处理法中用于形成化成被膜的工序数多，设备规模大，并且费时，因此除我钢线材和棒钢的冷加工均难以采用。另外，在合成树脂被膜润滑法中，需要进行使合成树脂被膜强固地附着于金属材料的表面这样的处理，以使合成树脂被膜在冷加工中不会剥离，因此设备规模大，并用费时，所以处理成本变大。因此，除了钢板的冷加工都难以采用。相对于此，油润滑法不像化学转化处理法及合成树脂被膜润滑法那样设备规模那么大，也不怎么费时。然而，该油润滑法会带来加工载荷的降低效果，比化学转化处理法及合成树脂被膜润滑法差。另外，由于油润滑法只是将矿物油等润滑油涂敷于金属材料的被加工面，所以润滑油对金属材料的表面的附着性低，因此在金属材料的表面的一部分存在没有附着润滑油的情况，而这部分有可能发生烧蚀。此外，无论哪种润滑处理法，其在实施冷加工后都很难从金属材料的表面除去润滑被膜和润滑油。因此，在进行了该去除处理后的金属制品的表面容易残存润滑被膜和润滑油。残存的润滑被膜和润滑油在冷加工后的热处理工序等之中有可能引起各种问题。譬如，对表面残存着由磷酸盐被膜等构成的化成被膜的金属材料进行热处理时，存在向金属材料的浸磷而致使材料强度劣化的情况。另外，表面残存着由矿物油构成的润滑油的不锈钢钢材，会由热处理而引起向不锈钢钢材的浸碳。残存有含有Zn和Mn等非碱金属盐的金属皂被膜时，也会发生与热处理时同样的问题。即，表面残存的润滑被膜有因热处理而使金属制品的表面的机械特性劣化的情况。另外，如果润滑油和合成树脂被膜残存在冷加工后上市的制品的表面，则视作污染，因此该制品不能出售。如此，通过润滑处理而形成的润滑被膜和润滑油需要在冷却加工后除去，因此，优选金属材料的冷加工用润滑剂不但在金属材料的冷加工时的润滑性优异，而且在冷加工后容易从金属材料的表面去除。除了上述的3种润滑处理法以外，还涉及到铝板的挤压成形加工，在专利文献1中公开有一种方法，其是将混合有二硫化钼与石墨等的润滑性微粒子和金属皂的液状润滑剂涂敷于铝板的被加工面并进行挤压成形的方法。然而，该方法是对铝板这种冷变形阻抗非常小的板状的金属进行挤压成形，而对于像扩管加工和冷拉伸加工等钢管的冷加工这种冷变形阻抗很大，而且伴随严酷的塑性变形的管状的金属进行冷加工时的润滑处理则难以适用。此外，该专利文献l所公开的润滑剂难以去除，在将其应用于钢管的冷加工的润滑处理时，从钢管表面除去二硫化钼和石墨等的润滑性微粒子尤其困难。之所以这样说是由于，钢管表面有氧化被膜和氢氧化被膜时，在氧化被膜和氢氧化被膜上容易发生微小的凹凸和裂纹，若这里有二硫化钼和石墨等的润滑剂的微粒子进入，则其去除会极其困难。同样涉及到铝板的加工，在专利文献2中公开有一种由水溶性或水分散性的皮膜形成成分构成的固体润滑剂，该皮膜形成成分由具有界面活性剂318%，防锈剂0.034.0%，余量是分子量6000以上的高分子系合成蜡的a—石蜡一马来酸单酯一马来酸单酯盐的三元共聚物，和具有分子量为1000以上的羧酸的有机高分子化合物及其盐构成。然而，该固体润滑剂非常昂贵，除此之外，其是用于对铝板这种冷变形阻抗非常小的板状的金属进行温挤压成形，而对于像扩管加工和冷拉伸加工等钢管的冷加工这种冷变形阻抗很大，而且伴随严酷的塑性变形的管状的金属进行冷加工时的润滑处理中则难以适用。专利文献1特开平6-277766号公报专利文献2特开平6-264086号公报
发明内容本发明的目的在于，鉴于这种状况而提供一种钢管的冷加工用润滑剂，是一种钢管的冷加工时的载荷降低效果高的冷加工用润滑剂，其在冷加工前的钢管的表面容易形成润滑剂的被膜，并且从冷加工后的钢管表面的清洗去除性优异。而且，本发明的另一目的在于，提供一种使用了润滑剂的钢管的冷加工方法。本发明者首先从对冷加工前的钢管的表面形成润滑剂的被膜和除去的容易性的观点，对于各种润滑剂反复进行研究和实验，其结果是着眼于碱肥皂并得出以下结论。所谓碱肥皂，是水溶性的长链脂肪酸的碱金属盐(Na盐或K盐)。因为碱肥皂为水溶性，所以通过放在碱肥皂水溶液中，就能够很容易地涂敷于钢管的被加工面。而且，如此形成于钢管的被加工面上的皮膜，虽然会直接或在使之干燥的状态下作为润滑被膜而存在于钢管的表面，但是因为是水溶性的碱肥皂，所以在钢管的冷加工后只要用水或热水清洗该钢管的表面，就能够很容易地去除冷加工后的润滑被膜。或者，也可以使碱肥皂含水，将成为具有一定程度的流动性的膏状的含水糊状碱肥皂涂敷在钢管的被加工面上，以此取代以碱肥皂水溶液的状态涂敷于钢管的被加工面。因为是膏状，所以当润滑被膜的形成只是在需要的处所才进行涂敷时很便利。含水膏状碱肥皂如果使之干燥，则与干燥了的碱肥皂水溶液为相同的状态。碱肥皂如上述，是水溶性的长链脂肪酸的碱金属盐(Na盐或K盐)，但只要是直链脂肪酸即可，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸都没有问题。其中，优选采用包括具有碳数1018的直链脂肪酸的Na盐或K盐之中的1种或2种以上的直链脂肪酸。具体来说，能够列举如下等癸酸(C9H19COOH)、月桂酸(CH23COOH)、肉豆蔻酸(C13H27COOH)、棕榈酸(d5HMCOOH)、棕榈油酸(C,5H29COOH)、珠光脂酸(C16H33COOH)、硬脂酸(C17H35COOH)、油酸(C17H33COOH)、亚油酸(C17H31COOH)。在把具有如此各种化学组成的碱肥皂涂敷在钢管上时，对于在其表面所形成的被膜，尝试进行该润滑性和清洗去除性的试验，其结果显示如下。作为碱肥皂，准备具有表l所示的化学组成的碱肥皂。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>然后，对于各个碱肥皂进行振子型摩擦试验，测定其摩擦系数，由此测定该被膜的润滑性。其试验条件如下所示。将具有表1所示的化学组成的各种碱肥皂溶于水中，分别调整为11质量％的浓度的碱肥皂水溶液，用该水溶液润湿试片球后，以冷风干燥而形成被膜后，测定摩擦系数(p)。试料温度为室温(25°C)，测定次数对于各试料为30次。表2中显示关于各试料的第1次的测定时的摩擦系数，和成为稳定值时的摩擦系数。还有，对于至最终一次超过0.3|i的试料，显示摩擦系数为0.3|i时的测定次数。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>其次，是关于该被膜的清洗去除性，将具有干燥状态的被膜的试片在轻微搅拌状态的水中清洗，测定清洗前后的被膜的附着量，由此测定清洗率。该试片的形成条件及试验条件如下所示。将具有表1所示的化学组成的各种碱肥皂溶于水中，分别调整为11质量％的浓度的碱肥皂水溶液，将其单面喷涂于SUS薄板试片(80mmX60mmXlmm)上并使厚度为大约30g/m2(干燥时)，以5(TC的干燥器使之干燥24小时，由此形成干燥被膜，使此形成有干燥被膜的试片浸渍于搅拌中(旋涡程度)的50。C的水槽(1000mL烧杯)中，测定直至被膜被清洗除去的时间(sec)。在表3中显示关于各试料的清洗除去时间。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如此可知，在被加工面涂敷水溶性的碱肥皂而形成被膜很容易，并且此形成的被膜其摩擦系数低，润滑性优异。另外还可知，在形成这样的被膜时，其冷加工后的被膜的清洗除去容易。本发明基于这些新的发现而完成，本发明的钢管的冷加工用润滑剂以如下所示的(1)(3)为要旨。另外，本发明的钢管的冷加工方法以如下所示的(4)(12)为要旨。以下，分别说明本发明的(1)(12)。这些统称为本发明。(1)一种钢管的冷加工用润滑剂，其中，由碱肥皂构成。(2)根据上述(1)的钢管冷加工用润滑剂，其中，钢管的冷加工是在钢管端部的利用顶头进行的扩管加工。(3)根据上述(1)或(2)的钢管的冷加工用润滑剂，其中，碱肥皂包括具有碳数1018的直链脂肪酸的Na盐或K盐之中的1种或2种以上。(4)一种钢管的冷加工方法，其中，在钢管的被加工面上涂敷碱肥皂水溶液，由此形成固体碱肥皂被膜后进行冷加工。(5)—种钢管的冷加工方法，其中，在钢管的被加工面上涂敷碱肥皂水溶液后进行干燥，由此形成固体碱肥皂被膜后进行冷加工。(6)根据上述(4)或(5)的钢管的冷加工方法，其中，涂敷于钢管的被加工面的碱肥皂水溶液，是在具有非金属物质的内面的容器内将碱肥皂溶解于水而成。(7)—种钢管的冷加工方法，其中，在钢管的被加工面涂敷含水膏状碱肥皂，由此形成固体碱肥皂被膜后进行冷加工。(8)—种钢管的冷加工方法，其中，在钢管的被加工面涂敷含水膏状碱肥皂之后进行干燥，由此形成固体碱肥皂被膜后进行冷加工。(9)根据上述(7)或(8)的钢管的冷加工方法，其中，涂敷于钢管的被加工面的含水膏状碱肥皂，是在具有非金属物质的内面的容器内使碱肥皂含水而成。(10)根据上述(4)(9)的任一项的钢管的冷加工方法，其中，在对钢管进行冷加工后，用水或热水清洗被加工面而除去被加工面上的固体碱肥皂被膜。(11)根据上述(4)(10)的任一项的钢管的冷加工方法，其中，钢管的冷加工是对钢管端部利用顶头进行的扩管加工。(12)根据上述(4)(11)的任一项的钢管的冷加工方法，其中，碱肥皂包括具有碳数1018的直链脂肪酸的Na盐或K盐之中的1种或2种以上。在此，所谓碱肥皂，如上所述，是水溶性的长链脂肪酸的碱金属盐(Na盐或K盐)，但只要是直链脂肪酸即可，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸都没有问题。其中，优选采用由具有碳数1018的直链脂肪酸的Na盐或K盐之中的l种或2种以上构成的直链脂肪酸。具体来说，优选采用如下的1种或2种以上癸酸(C9H19COOH)、月桂酸(CH23COOH)、肉豆蔻酸(C〗3H27COOH)、棕榈酸(C15H31COOH)、棕榈油酸(C15H29COOH)、珠光脂酸(C16H33COOH)、硬脂酸(C17H35COOH)、油酸(C17H33COOH)、亚油酸(C17H31COOH)。碱肥皂可以单独使用水溶性的长链脂肪酸的Na盐或K盐，但也可以并用Na盐和K盐。还有，作为冷加工用润滑剂，碱肥皂之中，优选使用具有碳数1018的直链脂肪酸的碱金属盐，但可以单独使用其中的1种直链脂肪酸的碱金属盐，也可以并用2种以上的直链脂肪酸的碱金属盐。作为冷加工用润滑剂的碱肥皂，虽然也可以涂敷于加工工具的表面来使用，但优选涂敷于钢管的被加工面。另外，钢管的被加工面或加工工具的表面所涂敷的皮膜，可以在湿润的状态下进行冷加工，也可以在达到使之干燥的状态之后进行冷加工。在此，冷加工用的钢管中也包含不锈钢钢管。另外，钢管不仅可以是通过曼内斯曼(Mannesmann)制管法和于日内一塞儒尔内(Ugine—Sejcmmet)制管法制造的无缝钢管，也可以是热锻钢管和焊接钢管。另外，作为钢管的冷加工方法，能够列举对钢管端部利用顶头进行的扩管加工和钢管的拉伸加工等。本发明的冷加工方法之一，是将碱肥皂水溶液涂敷于未经底层处理的金属原材的被加工面上，形成固体碱肥皂皮膜，由此作为润滑皮膜使用。虽然也可以直接进行冷加工，但优选在涂敷后干燥，然后再进行冷加工。如此，不用实施化学转化处理的底层处理工序等就能够容易地形成润滑被膜。此外，利用碱肥皂被膜的润滑处理法，显示出比油润滑法和合成树脂被膜润滑法更为优异的载荷降低效果。还有，钢管的被加工面，可以通过轧制等而整理成原材形状后，经喷丸处理和酸洗等实施脱磷，处于使钢管的表面露出的状态，也可以在轧制后，处于有作为氧化被膜的氧化皮或作为氢氧化被膜的锈等残存的状态。在此，涂敷于钢管的被加工面的碱肥皂水溶液，优选在具有非金属物质的内面的容器内将碱肥皂溶解于水而成。还有，所谓非金属物质，譬如有树脂、玻璃和陶瓷。可以用非金属物质形成容器本身，但是也可以用非金属物质只对容器的内面的表面进行内衬或涂装。如果碱肥皂水溶液接触的容器内面是由锌(Zn)和锡(Sn)等金属物质构成，在这样的容器内将碱肥皂溶解于水时，碱肥皂水溶液会成为半固体状。该半固体化的碱肥皂水溶液具有难以附着于钢管的被加工面的性质。因此，在被加工面上形成均一厚度的碱肥皂的被膜很困难，即使使其干燥仍难以遍及被加工面整体而形成被膜。因此，润滑特性会存在疏漏，在被膜不能形成的面，加工中会发生烧蚀。通过在非金属物质覆盖容器内面的容器内生成碱肥皂水溶液，能够防止碱肥皂水溶液的半固体化，碱肥皂水溶液对被加工面的附着性极其良好。因此，能够在被加工面上均一地涂敷碱肥皂，使之干燥后能够遍及被加工面整体而形成均一的固体碱肥皂被膜。本发明的冷加工方法的另一种，是将含水膏状碱肥皂涂敷于未经底层处理的金属原材的被加工面上，而形成固体碱肥皂皮膜，由此作为润滑被膜使用。虽然可以对其直接实施冷加工，但优选涂敷后进行干燥，之后再进行冷加工。如此，不用实施化学转化处理的底层处理工序等就能够容易地形成润滑被膜。此外，利用碱肥皂被膜的润滑处理法，显示出比油润滑法和合成树脂被膜润滑法更为优异的载荷降低效果。还有，钢管的被加工面，可以通过轧制等而整理成原材形状后，经喷丸处理和酸洗等实施脱磷，处于使钢管的表面露出的状态，也可以在轧制后，处于有作为氧化被膜的氧化皮或作为氢氧化被膜的锈等残存的状态。还有，含水膏状碱肥皂，能够通过将碱肥皂溶解于温水中，将其冷却至室温而生成。这时，碱肥皂在含水的基础上，既可保持一定程度的柔软，又可成为膏状。生成含水膏状碱肥皂时使用的温水的优选温度为6(TC以上。另外，涂敷于钢管的被加工面的含水膏状碱肥皂，优选在具有非金属物质的内面的容器内使碱肥皂含有而成。还有，所谓非金属物质，譬如有树脂、玻璃和陶瓷。可以用非金属物质形成容器本身，但是也可以用非金属物质只对容器的内面的表面进行内衬或涂装。含水膏状碱肥皂接触的容器内面是锌(Zn)和锡(Sn)等金属物质时，含有膏状碱肥皂具有难以附着在钢管被加工面上的性质。因此，在被加工面形成均一的厚度的碱肥皂的被膜困难，即使使其干燥仍难以遍及被加工面整体而形成被膜。因此，润滑特性会存在疏漏，在被膜不能形成的面，加工中会发生烧蚀。通过在非金属物质覆盖容器内面的容器内生成含水膏状碱肥皂，含水膏状碱肥皂对被加工面的附着性变得极其良好。因此，能够在被加工面上均一地形成碱肥皂皮膜。在本发明中，涂敷于钢管的被加工面的含水膏状碱肥皂，优选在具有非金属物质的内面的容器内使碱肥皂含有而成。在此所谓非金属物质，譬如有树脂、玻璃和陶瓷。譬如，在含水膏状碱肥皂接触的容器内面是由锌(Zn)和锡(Sn)等金属物质构成，如果在这样的容器内使碱肥皂含水，则含水膏状碱肥皂将难以附着于钢管的被加工面。当然，润滑特性会存在疏漏，在被膜不能形成的面，加工中会发生烧蚀。通过在非金属物质覆盖容器内面的容器内生成含水膏状碱肥皂，碱肥皂水溶液对被加工面的附着性变得极其良好。因为碱肥皂易溶解于水，所以在冷加工后，如果用水或热水清洗被加工面，则残存在被加工面上的固体碱肥皂被膜会很容易被除去。因此，能够抑制或消除润滑被膜的残存。在此，在应用由碱肥皂构成的、冷加工用润滑的钢管中，也包括不锈钢钢管。另外，钢管不仅可以是通过曼内斯曼制管法和于日内一塞儒尔内制管法制造的无缝钢管，也可以是热锻钢管和焊接钢管。另外，作为钢管的冷加工方法，能够列举对钢管端部利用顶头进行的扩管加工和钢管的拉伸加工等。根据本发明，在冷加工前的钢管的表面形成润滑剂的被膜很容易，并且钢管的冷加工时的载荷降低效果高，另外，将其从冷加工后的钢管表面清洗除去也容易。图1是表示本发明的实施的方式的冷加工方法的各工序的流程图。图2是表示实施例1中使用的顶头的形状的侧面图。图3是实施例1中使用的扩管装置的概略图。图4是表示实施例1中求得的各试验条件下的扩管载荷值的图。图5是表示实施例2中求得的各润滑处理中的液压加工装置的原压值。符号说明1顶头2钢管3冲头4压出工具具体实施例方式以下，参照附图详细地说明本发明的实施的方式。对图中相同或相当部分附加同一符号，不再对此进行反复说明。以下，说明钢管的冷加工用润滑剂及冷加工方法。还有，在此，作为钢管的冷加工，是对于利用顶头对钢管的端部进行扩管加工的情况进行说明。参照图l，最初，准备作为润滑剂的碱肥皂水溶液(Sl)。具体来说，作为碱肥皂，准备直链脂肪酸的Na盐及/或K盐。优选碱肥皂的主成分为硬脂酸钠。还有，碱肥皂中的硬脂酸钠含有到可发挥本发明的效果的程度既已足够。优选碱肥皂含有95质量％以上的硬脂酸钠。将上述的碱肥皂在非金属物质覆盖容器内面的容器内溶解于水，生成碱肥皂水溶液。所谓非金属物质，譬如有塑料等的树脂和玻璃、陶瓷等。如果在金属容器等的金属物质构成容器内面的容器内将碱肥皂溶解于水，则碱肥皂水溶液成为半固体状。这样的碱肥皂水溶液难以附着在钢管的被加工面上(内面或外面)，即使附着在被加工面上也无法形成均一的膜，而是成为不均匀的成膜。因此，将碱肥皂均一地涂敷于被加工面整体极其困难。虽然其原因未必一定，但考虑为以下的理由。在金属物质构成容器内面的容器内将碱肥皂溶解于水时，构成容器内面的金属元素会溶解到碱肥皂水溶液内。这时，碱肥皂内的长链脂肪酸和溶解的金属元素结合，金属皂(长链脂肪酸的非碱金属盐)生成。由于该金属皂的生成，认为会导致对被加工面的附着性降低。因此，要在非金属容器内生成碱肥皂水溶液。在非金属容器内生成的碱肥皂水溶液对被加工面的附着性良好，能够遍及被加工面整体均一地附着。还有，如果相对于水量而增加添加的碱肥皂的量，则碱肥皂水溶液的粘度变高，对被加工面的附着性进一步提高。如果使碱肥皂水溶液中的碱肥皂浓度为100g/L(公升)450g/L，则碱肥皂水溶液显示出良好的附着性。但是在该浓度范围外，碱金属肥皂水溶液也是在一定程度发挥本发明的效果的程度上遍及被加工面整体而附着。其次，将在非金属容器内生成的碱肥皂水溶液涂敷于示实施化学转化处理法的被加工面上(S2)。具体来说，就是在作为轧制后的表面氧化膜的氧化皮，或者作为氢氧化膜的锈附着的状态下的钢管的内外面，或者在实施了脱鳞和脱锈处理、氧化皮和锈被除去的钢管的内外面(即母材表面)，直接涂敷碱肥皂水溶液。由化学转化处理法形成的化成被膜(磷酸盐被膜、草酸盐被膜及金属皂被膜)通过化学结合而附着于钢管表面，因此在冷加工后难以去除。如果在钢管内外面残存有化成被膜，则有钢管的机械特性劣化的情况。譬如，对内外面残存有磷酸锌被膜的钢管进行热处理，与其他钢管焊接时，会发生浸磷，有钢管的强度降低的情况。另外，残存有油润滑的油时，对钢管内外面实施涂漆，继而将钢管形成管线时，会发生油漆涂不上等问题。因此，在本实施的方式中，优选使用不实施化学转化处理，未采用油润滑的钢管。作为对钢管的被加工面涂敷碱肥皂溶液的方法，譬如有以下的方法。扩管装置的操作员等作业人员使用刷毛等，将碱肥皂水溶液涂敷在被加工面上。另外，将钢管自身浸渍于非金属容器内的碱肥皂水溶液中，由此也可以将碱肥皂水溶液涂敷于被加工面。将碱肥皂水溶液涂敷于钢管内面之后，干燥碱肥皂水溶液而形成固体碱肥皂被膜(S3)。若使之干燥，则碱肥皂为固体被膜而紧密遍布于被加工面整体，因此优选使之干燥。作为干燥的方法，譬如如果打算快干，则可以使用鼓风机等，也可以在大气中自然干燥。形成固体碱肥皂被膜后，对钢管进行扩管(S4)。这时，形成有固体碱肥皂被膜的钢管内面一边与作为加工工具的顶头接触，一边被扩管。固体碱肥皂被膜比起现有的油润滑所使用的滑润油，其对被加工面的附着性更高。而且，因为油是流体，所以若遭遇操作压力，则向压力低的地方退让，润滑性能降低，但固体碱肥皂被膜为固体，因此缺乏流动性，即使在施加操作压力的情况下，仍会停留在原地。因此，固体碱肥皂被膜能够防止钢管与工具直接接触，润滑性及耐烧蚀性都比油润滑良好。因此，可防止被加工面上的瑕疵发生。此外，借助固体碱肥皂被膜进行的润滑处理，比油润滑更能够降低加工载荷。冷加工后，用水清洗被加工面，除去固体碱肥皂被膜(S5)。因为碱肥皂易溶解于水，所以附着于被加工面的固体碱肥皂被膜仅通过水清洗就能够很容易地去除。因此，与现有的润滑处理法相比较，润滑被膜很难残存。还有，清洗时的水的温度可以是常温，如果提高水温，则碱肥皂的溶解度也提高，因此去除所需要的时间也被縮短。总之，如果用热水清洗，则能够以短时间去除碱肥皂。以上，在本发明的钢管的冷加工方法中，通过应用碱肥皂作为润滑被膜，能够容易地形成润滑被膜。因此，无需像化学转化处理法那样要实施多次工序才能形成润滑被膜(化成被膜)，不需要用于生成磷酸盐被膜等的底层被膜的设备。另外，比起现有的油润滑和合成树脂被膜润滑，其能够得到更优异的载荷降低效果。此外，作为本发明的润滑被膜的固体碱肥皂被膜，通过用水清洗就能够很容易地除去。因此，比起现有的润滑处理法(化学转化处理、油润滑及合成树脂被膜润滑)，能够更容易地除去润滑被膜，能够大幅抑制金属制品的被加工面的润滑被膜的残存。另外，与现有的润滑处理所适用的润滑被膜(化成被膜、润滑油及合成树脂)相比，本发明中作为润滑被膜应用的碱肥皂环境负荷小。另外，用于除去化成被膜和润滑油而使用的清洗剂不仅环境负荷大，而且对人体也会造成不良影响，相对于此，本发明的润滑被膜因为用水就能够容易地除去，所以对环境及人体的负荷也大幅减轻。在上述的实施的方式中，虽然是将碱肥皂水溶液涂敷在被加工面上，但也可以涂敷含水膏状碱肥皂来代替碱肥皂水溶液。如果将固体的碱肥皂溶解于温水，并将其冷却至室温，则含水膏状碱肥皂生成。优选的温度的温度为6(TC以上，更优选的温水的温度为8(TC以上。另外，优选在具有非金属物质的内面的容器内生成。还有，含水膏状碱肥皂的硬度比通常的固体碱肥皂低，譬如与口红的硬度为同程度。与碱肥皂水溶液相同，将由以上的方法生成的含水膏状碱肥皂涂敷在钢管的被加工面上。含朋膏状碱肥皂是不具有流动性的固体。因此能够容易地涂敷于被加工面，特别是在钢管的表面的部分，能够容易地只涂敷在润滑被膜的形成所需要的地方。另外，含水膏状碱肥皂因其硬度低，所以易附着在被加工面上，并容易均一地涂敷。还有，优选使被加工面上所涂敷的含水膏状碱肥皂干燥后，再实施冷加工。在上述的实施的方式中，虽然是以常温实施冷加工，但本发明也能够适用于将钢管加热至15(TC以下的温度而实施温加工的情况，并能够起到与上述同样的效果。实施例1作为滑润材使用硬脂酸钠，扩管无缝钢管，扩管时调查承受的载荷。准备表4所示的形状及强度(等级)的无缝钢管(以下仅称为钢管)。表中的外径、内径、壁厚、长度的单位为mm，等级为API规格。还有，钢管的材质为碳钢。表4形状等级外径(mm)内径(mm〉壁厚(mm)长度(mm)89.0575.336.861505CT3-P"0准备3个图2所示的形状的扩管用的顶头1。各顶头1之中，在与钢管内面接触的表面10上，按表5所示的材质及形成方法，分别形成厚3mm的被膜。表5顶头编号被膜材质1超硬合金2SKD钢3离子镀法形成的CrN被膜顶头编号1的顶头为超硬性的顶头。顶头编号2的顶头为冷加工用工具钢(SKD钢)。顶头编号3的顶头被膜为通过离子镀法形成的CrN被膜。如图3所示，各顶头1的顶头径的最大值为76.8mm。扩管加工使用图3所示的装置，根据以下所示的方法实施。首先，在顶头l和圆筒状的顶出夹具4之间固定钢管2。固定后，用夹隔顶出夹具4而配置在钢管2反对侧的150t冲压机的冲头3挤压顶出夹具4，由此将钢管2压入顶头1。这时，顶头1压入钢管2直至通过钢管2全长。扩管率均为2.0%。150t冲压机具有负荷传感器(loadcell)，由该负荷传感器求得扩管时的加工载荷。这时，使润滑剂的条件发生种种变化而进行扩管加工，其试验条件显示在表6中。表6试验条件润1!剂钢管内面顶头表面1无无2矿物油无3水无4无硬脂酸Na(未干燥)5硬脂酸Na(未干燥)硬脂酸Na(未干燥)6硬脂酸Na(干燥)无了硬脂酸Na(未干燥)无如表6所示，试验条件1是不对钢管内面涂敷丝毫润滑剂而进行扩管。试验条件2是将矿物油(出光兴产株式会社制SD22)涂敷于钢管内面整体后进行扩管。试验条件3是将水作为润滑剂而涂敷于钢管内面整体后进行扩管。试验条件4是将100g/L(公升)的浓度的硬脂酸钠水溶液作为润滑剂涂敷在顶头表面，经10分钟的鼓风而使润滑剂基本上完全干燥并固化后，再进行扩管。还有，试验条件4也不对钢管内面涂敷丝毫润滑剂。试验条件5是在钢管内面整体及顶头整体，涂敷与试验条件4相同的硬脂酸钠水溶液后，在涂敷的硬脂酸钠水溶液干燥前进行扩管。试验条件6是将与试验条件4相同的硬脂酸钠水溶液涂敷于钢管内面整体，经10分钟的鼓风而加以干燥，形成固体硬脂酸钠被膜后再进行扩管。试验条件7将与试验条件4相同的硬脂酸钠水溶液涂敷于钢管内面整体之后，在干燥前进行扩管。还有，硬脂酸钠水溶液在任何条件下都使用在塑料容器内生成的。另外，试验条件4及5以外的试验条件不在顶头表面涂敷润滑剂。各试验条件使用顶头编号13的顶头的一部分或全部来实施扩管。图4中显示试验结果。图中黑柱是使用顶头编号1的顶头进行扩管时的载荷。白柱是使用顶头编号2的顶头时的载荷。内部有剖面线的柱是使用了顶头编号3的顶头时的载荷。使用项头编号13的任意一个顶头时，均是在试验条件6下载荷最小。g卩，与如现有的扩管加工这样使用矿物油的试验条件2相比，将硬脂酸钠被膜形成于被加工面的试验条件6的方法，能够降低扩管时的载荷。另外，所涂敷的硬脂酸钠干燥了的试验条件6的方法，比起干燥前进行扩管加工的试验条件4及7载荷降低。这被认为是由于使之干燥的方法会让硬脂酸钠对被加工面(内面)的附着性提高，因此作为润滑剂的功能更多地被体现。其次，在扩管加工后，用水清洗试验条件2及试验条件6下扩管的各钢管制品的内面。具体来说，以8L(公升)/min从内3.6mm的喷嘴喷射常温的水，清洗钢管内面。其结果是，试验条件2下涂敷的矿物油难以除去，并残存下来，相对于此，试验条件6下作为润滑剂涂敷的硬脂酸钠被膜容易被除去，没有残存。表7是对于在试验条件6下作为润滑剂涂敷的硬脂酸钠被膜，另行以5MPa的水压实施水清洗的结果。在此，使钢管端部的利用顶头进行的扩管加工后至清洗开始的时间进行各种变化，评价扩管加工后的硬脂酸钠被膜的清洗除去性。这时，使清洗水的温度(°C)及清洗时间(sec)发生种种变化。其结果是，如果在l小时以内开始清洗，则能够确认尽管清洗水的温度G018。C)及清洗时间(2030sce)，硬脂酸钠被膜仍能够通过水清洗而容易地除去。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>注)评价O:通过清洗皮膜被完全除去。通过清洗皮膜被基本除去，但有一部分残留。X:清洗后皮膜残留。另外，作为追加试验，准备硬脂酸钠的浓度不同的多个碱肥皂润滑剂。具体来说，准备如下3种碱肥皂润滑剂(1)200g/L的浓度的硬脂酸钠水溶液；(2)以8(TC左右的热水溶解硬脂酸钠，作为350g/L的浓度冷却至室温而得到的含水膏状硬脂酸钠；(3)以8(TC左右的热水溶解硬脂酸钠，作为450g/L的浓度冷却至室温而得到的含水膏状硬脂酸钠。将准备的各碱肥皂润滑剂涂敷于上述的钢管内面整体，经10分钟的鼓风使之干燥而形成硬脂酸钠被膜后，进行扩管。其结果是，用任何一种碱肥皂润滑剂，都能够得到与试验条件6下使用的100g/L的浓度的硬脂酸钠水溶液同程度的载荷降低效果。实施例2使用硬脂酸钠和现有的矿物油作为润滑剂，对不锈钢钢管的管端部进行扩管，就各润滑剂调査在扩管时承受的载荷。作为钢管原材，准备外径114.3mm、壁厚8.56mm及内径97.18mm的超级13Cr钢管(以下仅称为不锈钢钢管)。用于扩管的顶头为超硬合金制，具有经TD处理的表面，其形状与图3相似。顶头的最大顶头直径为98.15mm。扩管以下面所示的方法实施。准备在距管端至少50mm的范围的内面均一地涂敷100g/L(公升)的硬脂酸钠水溶液，并使之基本上完全干燥的10个不锈钢钢管。还有，硬脂酸钠水溶液在塑料容器内生成。作为比较材，准备在与上述相同的范围的管端部内面涂敷有现有的矿物油的4个不锈钢钢管。使用装配有上述的顶头的液压加工装置，在常温下对距各钢管的管端50mm的长度的管端部进行扩管。扩管率为1.0%。扩管时，测定液压加工装置的原压的最大值及最小值。基于测定结果，就各润滑剂，求得原压的最大值及最小值的平均值。调查结果显示在图5中。图中纵轴原压(kgfi^cm2)。另外，图中白柱是原压的最大值的平均，图中黑柱是原压的最小值的平均。参照图6，硬脂酸钠的方法比起矿物油，其原压的最大值及最小值均低。还有，扩管加工后，以与实施例1相同的条件清洗各钢管制品的内面。其结果是，矿物油难以除去，有残存，相对于此，硬脂酸钠容易被除去，没有残存。产业上的利用可能性根据本发明，不仅在冷加工前的钢管的表面容易形成润滑剂的被膜，而且钢管在冷加工时的载荷降低效果高，另外，也容易从冷加工后的钢管表面清洗去除。冷加工方法尤其可以利用于钢管端部的利用顶头进行的扩管加工等。权利要求1.一种钢管的冷加工用润滑剂，其特征在于，由碱肥皂构成。2.根据权利要求1所述的钢管的冷加工用润滑剂，其特征在于，钢管的冷加工是对钢管端部利用顶头迸行的扩管加工。3.根据权利要求1或2所述的钢管的冷加工用润滑剂，其特征在于，碱肥皂包括碳数1018的直链脂肪酸的Na盐或K盐之中的1种或2种以上。4.一种钢管的冷加工方法，其特征在于，在钢管的被加工面上涂敷碱肥皂水溶液，由此形成固体碱肥皂被膜后进行冷加工。5.—种钢管的冷加工方法，其特征在于，在钢管的被加工面上涂敷碱肥皂水溶液后进行干燥，由此形成固体碱肥皂被膜后进行冷加工。6.根据权利要求4或5的钢管的冷加工方法，其特征在于，涂敷于钢管的被加工面的碱肥皂水溶液，是在具有非金属物质的内面的容器内将碱肥皂溶解于水而成的。7.—种钢管的冷加工方法，其特征在于，在钢管的被加工面上涂敷含水膏状碱肥皂，由此形成固体碱肥皂被膜后进行冷加工。8.—种钢管的冷加工方法，其特征在于，在钢管的被加工面上涂敷含水膏状碱肥皂之后进行干燥，由此形成固体碱肥皂被膜后进行冷加工。9.根据权利要求7或8所述的钢管的冷加工方法，其特征在于，涂敷于钢管的被加工面的含水膏状碱肥皂，是在具有非金属物质的内面的容器内使碱肥皂含水而成的。10.根据权利要求49中任一项所述的钢管的冷加工方法，其特征在于，在对钢管进行冷加工后，用水或热水清洗被加工面除去被加工面上的固体碱肥皂被膜。11.根据权利要求410中任一项所述的钢管的冷加工方法，其特征在于，钢管的冷加工是对钢管端部利用顶头进行的扩管加工。12.根据权利要求411中任一项所述的钢管的冷加工方法，其特征在于，碱肥皂包括碳数1018的直链脂肪酸的Na盐或K盐之中的1种或2种以上。全文摘要提供一种容易在冷加工前的钢管的表面形成被膜，并且钢管的冷加工时报载荷降低效果高，另外从冷加工后的钢管表面清洗去除也容易的润滑剂和冷加工方法。使用碱肥皂作为钢管的冷加工用润滑剂。在钢管的被加工面涂敷碱肥皂水溶液或含水膏状碱肥皂后，对钢管实施冷加工，在冷加工后通过水清洗来除去碱肥皂。碱肥皂水溶液或含水膏状碱肥皂优选在含有非金属物质的内面的容器内进行调整。文档编号B21D39/20GK101460265SQ200780017368公开日2009年6月17日申请日期2007年5月15日优先权日2006年5月15日发明者有田勤,秋山雅义申请人:住友金属工业株式会社