专利名称：热塑性加工用润滑剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减轻热加工装置中的被加工材料和与其接触的部材之间的摩擦、防止烧结的润滑剂。更详细而言，涉及一种减轻钢管制造装置的穿孔机的导向撑靴等与被制造物(钢坯、钢管)的摩擦、防止烧结的润滑剂。
背景技术：
例如，在按照满乃斯曼方式进行的钢管的制造中，钢坯经穿孔机(piercer)穿孔时，在它的外面与导向撑靴接触的状态下进行加工。因此，当钢坯外面与导向撑靴之间的润滑不良时，不仅导向撑靴本身会产生烧结瑕疵，而且在被穿孔的素管(以下称作空腔壳)的外面也产生被称作靴印记(日文原文シュ—マ—ク)的烧结瑕疵。
导向撑靴包括固定式板型和旋转式圆盘型。对于任意一种类型而言，为了防止上述的烧结，良好地保持润滑至关重要。而且，关于该润滑方法，如下所述提出了几种方法。
专利文献1中公开了涂布由金属氧化物粉末形成的防烧结剂和粘合剂的混合涂料的穿孔压延方法。
专利文献2中公开了含有氧化铁粉末、丙烯酸系水溶性高分子和表面活性剂的不锈钢的热压延用润滑剂。
专利文献3中公开了含有氧化铁、硅酸钠、淀粉类、黄原胶的热加工用润滑剂。
但是，这些文献所公开的润滑剂，特别是使用在将13％Cr钢之类的难加工材料穿孔时的情况下，不能充分减轻导向撑靴与空腔壳的摩擦，也无法充分防止烧结瑕疵的发生。
专利文献1日本特开昭60-21111号公报
专利文献2日本特开平7-126684号公报
专利文献3日本特开平11-35967号公报
发明内容
发明所要解决的课题 热塑性加工用润滑剂必需具有充分的润滑性以防止烧结。而且，润滑剂在使用时必须能够光滑地提供给必需部位。即，还要求供给性良好。而且，在穿孔压延中不会引起辊滑动等作业上的问题。即，作业性也必需优异。并且，即使在润滑剂残留在加工后的制品表面的情况下，也不会损坏其耐腐蚀性等。
本发明的目的就在于提供一种不仅润滑性优异，而且上述供给性和作业性也优异，不会对制品的耐腐蚀性产生不良影响的热塑性加工用润滑剂(英文lubricant for hot plastic working)。
解决课题的方法 本发明的目标就在于下述热塑性加工用润滑剂。
一种热塑性加工用润滑剂，其特征在于，从其组合物中除去了稳定剂的组合物在无水状态下含有50～80质量％的氧化铁、20～50质量％的硅酸钠和1～20质量％的氧化钙，并且作为杂质的氧化锌、氧化铅和氧化铜各自的含量以及总含量为5质量％以下。
所述各成分的含量为无水状态下的含量。该润滑剂制成水溶液而使用。虽然也取决于加工条件，但相对于1升水，可以添加400～1000克左右的上述润滑剂。
除上述成分外，还可以添加萘磺酸钠福尔马林缩合物、苯乙烯·马来酸酐共聚树脂的钠盐、聚丙烯酸钠盐等、聚乙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基苯基醚等之类的提高分散度稳定性的物质作为稳定化剂。每1升润滑剂的水溶液中，上述成分的添加量可以为20～100克左右。
本发明的润滑剂特别适合在制造以含有8～25质量％的Cr的钢、例如SUS 420JI相当钢、SUS 304相当钢、25Cr系二相不锈钢为原料的钢管时使用。
具体实施例方式 本发明的润滑剂利用上述成分的综合作用来发挥优异的润滑性。以下，对各成分进行说明。
(1)氧化铁 氧化铁是用于得到防烧结效果的主要成分。氧化铁可以是氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)中的任一种，也可以是它们中的两种以上的混合物。氧化铁的量必需为50～80质量％。不足50质量％时会发生烧结。超过80质量％时，与润滑剂中的粘合剂(硅酸钠)相比氧化铁的含量过多，则难以被引入到加工滑动界面或工具表面等，造成润滑剂所必需的性能之一即供给性恶化。
(2)硅酸钠 硅酸钠是结合作为主要成分的氧化铁微粒、使氧化铁微粒容易被引入到滑动界面的粘合剂。其量以无水物换算计为20～50质量％。需要说明的是，硅酸钠可以作为水玻璃来添加。水玻璃可以是水玻璃1号(Na2O:SiO2＝1:2)、水玻璃3号(Na2O:SiO2＝1:3)、水玻璃4号(Na2O:SiO2＝1:4)中的任一种。当硅酸钠以无水物换算计不足20质量％时，难以将氧化铁微粒引入到加工滑动界面或工具表面，造成润滑剂所必需的性能之一即供给性差。超过50质量％时，相对于主要成分氧化铁而言粘合剂的含量过多，氧化铁的防烧结效果减弱。
(3)氧化钙(CaO) 氧化钙在加工滑动界面上为液相，其可降低润滑剂的粘度而提高润滑性。氧化钙的含量不足1质量％时，不具有降低摩擦系数的效果；超过20质量％时，摩擦系数降的太低容易诱发辊滑动等。
(4)氧化锌、氧化铅和氧化铜 氧化锌(ZnO)、氧化铅(PbO)和氧化铜(CuO)是附随上述氧化铁等而混入到润滑剂中的杂质。例如，如果使用镀锌生产线的酸洗矿泥或制钢矿渣作为氧化铁原料时，氧化锌等会作为杂质而混入。若润滑剂中含有大量的所述杂质，则当润滑剂残留在产品表面时会使产品的耐腐蚀性劣化。这些氧化物在高温下容易被氧化铁还原，因此当其残留在产品表面时，会与产品的钢本身反应，使耐腐蚀性劣化。
详细了解了上述现象，结果认为如果氧化锌、氧化铅和氧化铜各自的含量或总含量为5质量％以下时，可使耐腐蚀性劣化的作用小。
(5)其他成分 如上所述，在本发明的润滑剂的水溶液中，可以添加萘磺酸钠福尔马林缩合物、苯乙烯·马来酸酐共聚树脂的钠盐、聚丙烯酸钠盐等、聚乙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基苯基醚等之类的使分散度稳定性提高的物质作为稳定化剂。
本发明的润滑剂可以作为水溶液供给到工具例如导向撑靴的表面，还可以供给到被加工材料例如钢坯的表面。根据需要只要存在于工具与被加工材料接触的界面即可。
实施例 使用表1所示的成分构成的润滑剂，利用满乃斯曼穿孔机进行穿孔压延。其条件如下。
被穿孔钢坯材质为13％Cr、直径为225mm、长度为3000mm的油井管制造用钢坯 穿孔机倾斜辊方式的穿孔机 导向撑靴直径为2800mm、宽为150mm的圆盘辊 穿孔后的空腔壳外径为230mm、壁厚为21.0mm、长度为9000mm 润滑剂的供给以0.5MPa的输出压力对圆盘辊表面进行喷雾 需要说明的是，每1升水中，将表1所示的润滑剂成分按总量500克的比例进行添加，并且每1升该水溶液中添加50克稳定剂(萘磺酸钠甲醛缩合物)。
在上述穿孔作业中，观察润滑剂的供给性是否良好、作业性是否良好，穿孔后检查钢坯的表面，调查烧结瑕疵的发生状况。其结果见表1。
表1的“耐烧结性”是50根钢坯穿孔后的调查结果。○表示钢坯上完全没有产生烧结瑕疵，△表示产生轻微的烧结瑕疵，×表示产生大的烧结瑕疵。
“供给性”的○表示在100根钢坯的穿孔中喷嘴完全没有堵塞，△表示发生1～2次堵塞，×表示发生3次以上的堵塞。
“作业性”的○表示在100根钢坯的穿孔中完全没有发生欠轧(日文原文ミスロ—ル)，×表示由辊滑动引起的欠轧为1根以上。
“耐腐蚀性”为目视观察50根酸洗后的产品中表面是否存在异常腐蚀(酸褶皱)的结果。○表示完全没有发生酸褶皱，×表示目视确认到酸褶皱。
[表1]
注1各成分相对于无水状态下的除去稳定剂的总成分量的比例(质量％)。
注2添加水玻璃1、3、4号。
注3将上述成分制成水溶液而使用。在水溶液中添加微量的稳定剂。
如表1所示，满足本发明中规定的条件的No.3～No.6以及No.11～No.13均具有优异的性能。相反，氧化铁的含量少的No.8和No.10的润滑剂缺乏防烧结效果。另一方面，氧化铁的含量过多的No.2和No.9的润滑剂供给性差。另外，硅酸钠的含量太少的No.6的供给性不充分，而硅酸钠的含量太多的No.8的防烧结效果差。
不含氧化钙的No.1的防烧结效果不充分，氧化钙过多的No.7由于滑动而发生咬合不良，操作性存在问题。并且，氧化锌等的含量多的No.14、No.15和No.16对产品的耐腐蚀性产生不良影响。
产业实用性 本发明的润滑剂在润滑性优异、防烧结方面发挥显著的效果。而且，供给性和作业性优异，且不会对产品的耐腐蚀性产生不良影响。因此，其作为各种热塑性加工用的润滑剂有效，特别是在含有8～25质量％的Cr的钢之类的难加工材料的热穿孔中，非常适合防止在导向撑靴上产生烧结瑕疵。
权利要求
1.一种热塑性加工用润滑剂，其特征在于，从其组合物中除去了稳定剂的组合物在无水状态下含有50～80质量％的氧化铁、20～50质量％的硅酸钠和1～20质量％的氧化钙，并且作为杂质的氧化锌、氧化铅和氧化铜各自的含量以及总含量为5质量％以下。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种润滑性、供给性和作业性优异、不会对产品的耐腐蚀性产生不良影响的热塑性加工用润滑剂。本发明涉及一种热塑性加工用润滑剂，所述润滑剂除去稳定剂后的组合物在无水状态下含有50～80质量％的氧化铁、20～50质量％的硅酸钠和1～20质量％的氧化钙，并且作为杂质的氧化锌、氧化铅和氧化铜的各自的含量和总含量为5质量％以下。该润滑剂适合用于例如高Cr钢的穿孔压延时的导向撑靴的润滑。
文档编号C10N10/16GK101400771SQ200780008728
公开日2009年4月1日 申请日期2007年3月14日 优先权日2006年3月14日
发明者斋藤建一, 中西哲也 申请人:住友金属工业株式会社