滾軋加工用潤滑油以及滾軋加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供以含有作為主成分的礦物油及/或合成油，摩擦系數(shù)0.2以上為特征的滾軋加工用潤滑油，以及使用該滾軋加工用潤滑油的滾軋加工方法。
【專利說明】滾軋加工用潤滑油以及滾軋加工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種滾軋加工用潤滑油以及使用該潤滑油的滾軋加工方法的發(fā)明?！颈尘凹夹g】
[0002]滾軋加工是把作為滾軋工具的模具壓入被加工材料，使用摩擦力和切線力使被加工材料旋轉的同時成型為目標形狀的塑性加工的一種。作為這種滾軋加工的優(yōu)點，在給予壓縮殘留應力的同時能夠加工，由于是不會如切削加工般產生切屑的加工，能夠節(jié)約被加工材料，并且，在加工品的制造工序中，由于比需要進一步研磨和熱處理等工序的切削加工更簡單，從節(jié)省資源、生產效率的提高的觀點考慮備受矚目。
可是，在滾軋加工中使用的潤滑油中，正在尋求在過于苛刻的潤滑條件下，不僅減低工具磨損，同時調控加工制品的形狀，并且改良表面粗糙度等具有高加工性能的潤滑油。
因此，之前的滾軋加工油，以提高加工性能，延長滾軋工具的壽命為目的，逐漸使用含有油性劑和極壓添加劑，提高加工性的潤滑油。例如，專利文獻I中，公開了含有單酯、二羧酸酯、硫化亞磷酸酯、三唑類化合物等的油性劑和極壓添加劑的滾軋加工油。
此外，由于同樣的理由，之前，作為滾軋加工用潤滑油，含有油性劑和極壓添加劑，加工性能高的切削加工油等金屬加工用潤滑油轉為滾軋加工用的潤滑油使用的情況很多。例如，專利文獻2和專利文獻3，關于切削油的發(fā)明，有這種切削油也能夠轉用于滾軋加工的想法的記載(例如，參考專利文獻2段落〔0109〕、專利文獻3段落〔0158〕)。
[0003]一方面，滾軋加工適用于螺紋加工、齒輪加工、槽加工、拋光加工等，任意一種加工中都要求高的加工性能。
在滾軋加工中，就加工的難度被認為很高的蝸桿的加工，特別地，要求能夠得到齒面的硬度高，面粗糙度小，齒輪精度高的加工品。
面對這樣的要求，作為使蝸桿的齒輪精度提高的加工方法，憑經(jīng)驗知道加工量，即減少一次的模具推入量，同時增加模具的轉速的加工方法為有效。
但是，在蝸桿的滾軋加工上，清楚的是如果增加模具的轉速，在蝸桿的齒面底部發(fā)生剝離。總之，在加工的蝸桿齒面底部發(fā)生剝離，最終結果得到外觀不佳的加工制品。并且，這種發(fā)生剝離的現(xiàn)象，即使提高滾軋加工油的極壓性等也不能夠抑制，目前的情況是找不出解決方法。
由于這樣的情況，在螺紋加工、齒輪加工、槽加工、拋光加工等中，進一步尋求加工性能優(yōu)良的滾軋用潤滑油以及滾軋加工方法，特別地，加工精度高，能夠抑制齒面底部發(fā)生剝離的蝸桿的滾軋加工用潤滑油，以及蝸桿的滾軋加工方法的提案被迫切希望。
【背景技術】文獻 專利文獻
[0004]專利文獻1:國際公開W02009/119669號公報 專利文 獻2:日本專利特開2005-187650號公報 專利文獻3:日本專利特開2005-272818號公報
【發(fā)明內容】

發(fā)明需要解決的問題
[0005]本發(fā)明的目的在于提供加工性能優(yōu)異的滾軋加工用潤滑油，特別地，在加工精度高的，蝸桿的滾軋加工方面，能夠抑制在蝸桿齒面底部的剝離的發(fā)生，提高齒輪的外觀的滾軋加工用潤滑油。
此外，本發(fā)明以提供使用前述滾軋加工用潤滑油的加工性能高的滾軋加工方法為目的。
為了解決問題的手段
[0006]本發(fā)明人為了達成前述目的反復鉆研的結果，意外地，發(fā)現(xiàn)了作為滾軋加工用潤滑油，通過使用摩擦系數(shù)為一定的值以上的油，能夠有效地達成上述目的。本發(fā)明是基于相關知識完成的發(fā)明。
[0007]即，本發(fā)明是提供
1.以含有作為主成分的礦物油及/或合成油，摩擦系數(shù)為0.2以上為特征的滾軋加工用潤滑油；
2.摩擦系數(shù)為0.2~0.4的上述I中所述的滾軋加工用潤滑油；
3.40°C時的運動粘度為2~15mm2/s的上述I或2中所述的滾軋加工用潤滑油；
4.調配了摩擦系數(shù)改進劑的上述I~3的任一項中所述的滾軋加工用潤滑油；
5.可以用于螺紋加工、齒輪加工、槽加工，或者拋光加工的上述I~4的任一項中所述的滾軋加工用潤滑油；
6.可以用于蝸桿的加工的上述I~5的任一項中所述的滾軋加工用潤滑油；
7.使用上述I~6的任一項中所述的滾軋加工用潤滑油的滾軋加工方法；
8.滾軋加工為蝸桿的加工的上述7中所述的滾軋加工方法；
9.在模具的進給速度為0.02~8m/s，模具的轉速為5~550rpm，并且模具的圓周速度為0.04~3.14m/s的條件下加工的上述8中所述的蝸桿的滾軋加工方法；
的發(fā)明。
發(fā)明的效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供加工性能優(yōu)異的滾軋加工用潤滑油，特別的，在加工精度高、蝸桿的滾軋加工中，能夠抑制在蝸桿齒面底部剝離的發(fā)生，提高齒輪的外觀的滾軋加工用潤滑油。
此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供使用前述滾軋加工用潤滑油的加工性能高的滾軋加工方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009][圖1]為展示本發(fā)明的實施例中使用的工具(圓形模具)的形狀的圖。
[圖2]為展示本發(fā)明的實施例中使用的被加工材料的形狀的圖。
【具體實施方式】
[0010]〔滾軋加工用潤滑油〕本發(fā)明是以含有作為主成分的礦物油及/或合成油，摩擦系數(shù)0.2以上為特征的滾軋加工用潤滑油。
以下，在滾軋加工為蝸桿的滾軋加工的情況中，就本發(fā)明的滾軋加工用潤滑油(以下，有時略稱為“潤滑油”)進行說明。
本發(fā)明的潤滑油含有作為主成分的礦物油及/或合成油。
在本發(fā)明中所謂的主成分，就是以潤滑油的總量為基準，占50重量％以上，優(yōu)選60重量％以上,更優(yōu)選70重量％以上,特別優(yōu)選80重量％以上，100重量即由礦物油及/或合成油構成的潤滑油也可以。
[0011]作為前述礦物油，例如，可列舉將原油的常壓蒸餾餾分，或者將常壓蒸餾得到的常壓殘油減壓蒸餾得到的餾分，或者這些餾分進行I或2項以上氫化脫硫、溶劑脫浙青、溶劑萃取、氫化分解、氫化脫蠟、溶劑脫蠟、氫化提純、瓷土處理、硫酸洗凈等的處理提純得到的環(huán)烷類礦物油和石蠟類礦物油。此外，也可列舉通過同分異構化礦物油類蠟得到的蠟同分異構化異石蠟類礦物油(蠟同分異構化礦物油)作為適當?shù)牡V物油。
[0012]另外，作為合成油，例如，可列舉聚丁烯或其氫化物、1-癸烯低聚物等碳原子數(shù)8~14的α-烯烴的低聚物(聚α-烯烴)或其氫化物等的脂肪族合成油、烷基苯、烷基萘等的芳香族合成油、含有環(huán)己烷環(huán)的烴等的環(huán)烷類合成油。
在這些礦物油和合成油中，優(yōu)選環(huán)烷類礦物油、石蠟類礦物油、聚丁烯或其氫化物、碳原子數(shù)8~14的α -烯烴的低聚物或其氫化物。
[0013]本發(fā)明的潤滑油中，能夠單獨地使用礦物油、合成油的I種，或者混合使用從這些中選出的2種以上。即，可以使用I種或者2種以上的礦物油，也可以使用I種或者2種以上的合成油，也可以混合使用I種以上的礦物油和I種以上的合成油。
[0014]本發(fā)明的潤滑油，摩擦系數(shù)為0.2以上是必要的。使用摩擦系數(shù)不足0.2的潤滑油，有加工性能降低的情況。例如，如果在蝸桿加工中使用摩擦系數(shù)不足0.2的潤滑油，被加工材料和模具之間發(fā)生滑動，在滾軋加工的蝸桿的齒面底部發(fā)生剝離，有產生外觀不良的加工品的情況。
另外，關于潤滑油的摩擦系數(shù)的上限，沒有特別地限制，從取得的容易性的觀點考慮，優(yōu)選摩擦系數(shù)大概為0.4的。因此，本發(fā)明的潤滑油的摩擦系數(shù)，更優(yōu)選0.2~0.4的，特別地，優(yōu)選0.20~0.40的。
并且，上述摩擦系數(shù)是通過JAS0-M314-88中規(guī)定的“曾田式振子實驗法”，在油溫60°C的條件下測定的數(shù)值。
[0015]本發(fā)明的潤滑油，優(yōu)選在40°C時的運動粘度為2~15mm2/s的。如果潤滑油的40°C時的運動粘度為2mm2/s以上，沒有由于潤滑油的蒸發(fā)損失引起加工性降低的危險，如果為15mm2/s以下，也沒有潤滑油的流動阻力變得過大的危險。正因為如此，潤滑油的40°C時的運動粘度，更優(yōu)選3~10mm2/s的。
[0016]在本發(fā)明中，為了進一步提高潤滑油的摩擦系數(shù)，可以混合摩擦系數(shù)改進劑。作為在本發(fā)明中摩擦系數(shù)改進劑的代表例，例如，可列舉金屬清凈劑和雙環(huán)[2.2.1]庚烷衍生物。
作為前述金屬清凈劑，可 列舉含有Ca、Mg、Ba等的堿土金屬的磺酸鹽、苯酹鹽，以及水楊酸鹽作為適合的摩擦系數(shù)改進劑。這些可以是中性、堿性、過堿性的任意一個。其中，過堿性，例如，根據(jù) 過氯酸法測定的堿值為200mgK0H/g以上，更優(yōu)選300mgK0H/g以上，特別地，優(yōu)選300~500mgK0H/g的磺酸鈣、苯酚鈣、水楊酸鈣等，特別優(yōu)選磺酸鈣。
[0017]此外，作為前述雙環(huán)[2.2.1]庚烷衍生物，可列舉含有2個以上雙環(huán)[2.2.1]庚烷環(huán)的化合物作為適合的摩擦系數(shù)改進劑。其中，例如，優(yōu)選2-甲基-3-甲基-2-〔 (3-甲基二環(huán)[2.2.1]-2-庚基基)甲基〕二環(huán)[2.2.1]庚烷、2-甲基-3-甲基-2-〔 (2-甲基二環(huán)[2.2.1]-3-庚基醇)甲基〕二環(huán)[2.2.1]庚烷等的含有2個二環(huán)[2.2.1]庚烷環(huán)的總碳原子數(shù)15~22的化合物。
[0018]在本發(fā)明中，可以混合從上述金屬清凈劑或者二環(huán)[2.2.1]庚烷衍生物中選擇的I種或者2種以上的摩擦系數(shù)改進劑。這個摩擦系數(shù)改進劑的混合量，以潤滑油總量為基準，優(yōu)選I~30重量％的，更優(yōu)選3~20重量％的,進一步優(yōu)選5~15重量％。如果摩擦系數(shù)改進劑的混合量為I重量％以上，能夠確認摩擦系數(shù)進一步的增大效果，即使混合超過30重量％，也不能期待與經(jīng)濟方面匹配的顯著的效果的上升。
[0019]本發(fā)明中使用的潤滑油，摩擦系數(shù)只要滿足上述的規(guī)定，就也可以組合其他各種添加劑。作為這樣的添加劑，例如，可列舉油性劑、抗氧化劑、防腐劑、消泡劑等。
作為前述油性劑，例如，可列舉硬脂酸甲酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸辛酯、棕櫚酸辛酯等的從碳原子數(shù)12~24的脂肪族羧酸和碳原子數(shù)I~24的脂肪族醇中得到的脂肪酸單酯。這種油性劑的混合量，以潤滑油總量為基準，優(yōu)選I~20重量％范圍的，更優(yōu)選3~15重量％范圍的。
[0020]作為前述抗氧化劑，例如，可列舉2，6_ 二叔丁基-4-甲基苯酚、4，4'-亞甲基雙(2，6_ 二叔丁基苯酚)等的酚類抗氧化劑、4，4' -二辛基二苯胺、4，4' -二壬基二苯胺、苯基-α -萘胺等的胺類抗氧化劑?？寡趸瘎┑幕旌狭浚詽櫥涂偭繛榛鶞?，優(yōu)選0.05~
3.0重量％的，更優(yōu)選0.2~2.0重量％的。
作為前述防腐劑，例如，可列舉苯并三唑類、苯并咪唑類、苯并噻唑類、噻二唑類防腐劑。其混合量，以潤滑油總量為基準，優(yōu)選0.05~10重量％范圍的，更優(yōu)選0.1~5重量％范圍的。
此外，作為前述消泡劑，例如可列舉二甲基聚硅氧烷、氟代醚等。其混合量，以潤滑油總量為基準，優(yōu)選0.00001~10重量％的范圍，更優(yōu)選0.0001~5重量％的范圍。
[0021]〔滾軋加工方法〕
本發(fā)明的滾軋加工方法，是使用上述滾軋加工用潤滑油，進行滾軋加工。
滾軋加工方法中，包含螺紋加工、齒輪加工、槽加工，以及拋光加工等。作為螺紋加工可列舉絲桿和滾珠螺桿的加工、作為齒輪加工可列舉蝸桿的加工、作為槽加工可列舉變距槽加工、作為拋光加工可列舉齒輪類的拋光滾軋加工等。
[0022]使用本發(fā)明的滾軋加工用潤滑油的滾軋加工方法，在為蝸桿的滾軋加工的情況下，優(yōu)選在模具的進給速度和模具的轉速等滿足下述(I)以及(2)的必要條件的加工條件下加工。
(1)模具的進給速度
進給速度優(yōu)選0.02~8m/s,更優(yōu)選0.3~2m/s。
(2)模具的轉速和圓周速度
優(yōu)選模具的轉速為5~550rpm，或者圓周速度為0.04~3.14m/s。根據(jù)如上述(I) 一樣地，模具的進給速度小，并且如(2) —樣地模具的轉速高，或者圓周速度快，能夠提高加工品的齒輪精度。此外，在這樣的加工條件下，通過使用上述蝸桿的滾軋加工用潤滑油，能夠抑制在蝸桿的齒面底部的剝離的發(fā)生。因此，抑制在齒面底部的剝離的發(fā)生，表面粗糙度小的蝸桿的滾軋加工成為可能。
[0023]并且，像這樣的蝸桿的滾軋加工方法，與根據(jù)切削加工的加工方法相比較，因為不產生切屑，加工材料的成品率高，因為能夠節(jié)省材料的費用，能夠為節(jié)省資源作貢獻，此外，與切削加工相比較，能夠高速加工，能夠縮短加工時間。
進一步地，相對于切削加工，在切削加工后大多需要熱處理加工和研磨加工，像這樣的蝸桿的滾軋加工方法，也有可能性能夠省略這樣的工序，也能夠期許大幅度縮短蝸桿的制造時間。
實施例[0024]接著，通過本發(fā)明的實施例進一步地詳細說明，本發(fā)明不根據(jù)這些例子做任何限定。
實施例1~7以及比較例I
按照第3表中顯示的比例調配第3表中顯示的構成成分，準備各滾軋加工用潤滑油。接著，按照下述顯示方法測定其性狀.物性，評價性能。結果顯示在第I表中。
此外，第I表的構成成分，使用以下的物品。
(1)環(huán)烷類礦物油:具有第2表中顯示的性狀的環(huán)烷類礦物油
(2)石蠟類礦物油:具有第2表中顯示的性狀的石蠟類礦物油
(3)異石蠟類合成油:具有第2表中顯示的性狀的合成油，商品名“IP溶劑1620”、出光興產株式會社制)
(4)摩擦系數(shù)改進劑1:磺酸鈣(Chemtura Corporation制、堿值(過氯酸法)400mgK0H/g)
(5)摩擦系數(shù)改進劑I1:雙環(huán)[2.2.1]庚烷衍生物(2-甲基-3-甲基-2-〔(3-甲基二環(huán)[2.2.1]-2-庚基)甲基〕二環(huán)[2.2.1]庚烷(出光興產株式會社制))
(6)油性劑:硬脂酸丁酯(花王株式會社制)
(7)極壓添加劑:二辛基多硫醚(DIC株式會社制)
[0025]<性狀.物性的測定方法>
(1)摩擦系數(shù)
根據(jù)JAS0-M314-88中規(guī)定的“曾田式振子試驗”，使用曾田式振子試驗機(II型)，在油溫60°C時測定。
(2)運動粘度
根據(jù)JIS K2283測定。
(3)密度
根據(jù)JIS K2249測定。
[0026]<性能的評價方法>
(4)蝸桿蝸輪的滾軋加工試驗
(i)試驗裝置以及試驗條件
滾軋加工機:nissei株式會社制GA-330A模具:具有圖1中顯示的形狀，第I表中所示規(guī)格的圓形模具 被加工材料:圖2中顯示的形狀，材質為S45C的被加工材料 加工零件形狀:蝸桿 進給速度:0.14m/s 模具轉速:15rpm
潤滑油供給方法:自動(用裝置附屬的給油機噴射)
(?)評價方法
關于滾軋加工的蝸桿，測定在齒面底部發(fā)生的剝離的重量，進一步評價蝸桿的外觀(剝離面積的比例)。
(剝離的重量測定方法)
使用A & D制電子天平秤HM-202，測定試驗前后的被加工材料的重量，其重量差作為剝離量。
(蝸桿的外觀評價方法)
測定剝離面積的比例，按照下述的評價基準，對照結果用〇~X表示。
外觀評價基準
O:剝離面積為5%以下
Δ:剝離面積為超過5%不足20%
X:剝離面積為20%以上
[0027][表1]
第1表
【權利要求】
1.一種滾軋加工用潤滑油，其特征是，其含有作為主成分的礦物油及/或合成油，其摩擦系數(shù)為0.2以上。
2.如權利要求1中所述的滾軋加工用潤滑油，其摩擦系數(shù)為0.2~0.4。
3.如權利要求1或2中所述的滾軋加工用潤滑油，其40°C時的運動粘度為2~15mm2/So
4.如權利要求1~3的任一項中所述的滾軋加工用潤滑油，其調配了摩擦系數(shù)改進劑。
5.如權利要求1~4的任一項中所述的滾軋加工用潤滑油，可以用于螺紋加工、齒輪加工、槽加工或者拋光加工。
6.如權利要求1~5的任一項中所述的滾軋加工用潤滑油，可以用于蝸桿的加工。
7.一種滾軋加工方法，其使用權利要求1~6的任一項中所述的滾軋加工用潤滑油。
8.如權利要求7中所述的滾軋加工方法，滾軋加工為蝸桿的加工。
9.如權利要求8中所述的蝸桿的滾軋加工方法，在模具的進給速度為0.02~8m/s，模具的轉速為5~550rpm,并且模具的圓周速度為0.04~3.14m/s的條件下加工。
【文檔編號】C10N40/24GK103917633SQ201280038205
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年7月25日 優(yōu)先權日:2011年7月29日
【發(fā)明者】谷野順英, 宍倉昭弘, 新佛利仲, 天野秀一, 薄波昭一, 長岐滋, 后藤龍一 申請人:出光興產株式會社