(57)【要約】      （修正有）【課題】ステンレス鋼板のしごき加工は，加工中に焼付きが発生しやすく、極圧添加剤，特に塩素を含んだ潤滑剤が用いられてきた．近年の環境対策から塩素の使用が制限され，塩素を含まないＳ系，Ｐ系，Ｚｎ系などの極圧添加剤を含んだ非塩素潤滑剤が開発され，市販されているが、実際のしごき加工においては塩素を含んだ潤滑剤よりも優れた性能を有した潤滑剤が開発されてはいない。そこで、ステンレス鋼板のしごき加工において焼付きを防止するための非塩素潤滑剤とともに表面改質工具を使用する加工方法を提供する。【解決手段】本発明の非塩素潤滑剤を使用するステンレス鋼板のしごき加工において、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉ等を表面改質した表面改質工具を使用することにより、塩素潤滑剤と表面改質の無い工具を使用する条件よりも焼付きを防止することを可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼板のしごき加工において焼付きを防止するために非塩素潤滑剤とともに表面改質工具を使用する加工方法。
【請求項２】
前記非塩素潤滑剤は硫黄化合物、カルシウムスルフォートネート、リン酸エステル、亜鉛ジチオフォスフェート等を配合した潤滑剤。
【請求項３】
前記表面改質工具とは、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉ等を表面改質した表面改質工具。
【請求項４】
前記表面改質工具は、表面は０．０２μｍＲａ程度の表面粗さで管理されている表面改質工具。
【請求項５】
前記表面改質工具は、工具鋼等の表面にＰＶＤ処理等により耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉ等の表面膜により表面改質し、その表面膜の厚さは０．５〜５．０μｍの範囲の表面改質工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ステンレス鋼板のしごき加工において焼付きを防止するために非塩素潤滑剤とともに表面改質工具を使用する加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ステンレス鋼板のしごき加工は焼付きが発生しやすく、硫黄化合物、塩素化合物、リン酸エステル等の極圧剤を配合した潤滑剤が用いられている。焼付きを防止したいときには、塩素化合物を配合した潤滑剤が用いられてきた、しかし、近年の地球環境の問題から塩素化合物が使用できなくなることもあり、非塩素潤滑剤が使用されるようになってきている。これまでの非塩素潤滑剤では焼付きが起こりやすく、上記した硫黄化合物、リン酸エステルに亜鉛ジチオフォスフェート等を配合したものが開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１２／１３２０５３
【特許文献２】特開２０１４−１４５０５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ステンレス鋼板のしごき加工は，板成形の中で最もトライボロジー的に厳しい加工として認識されており，加工中に焼付きが発生しやすいことで知られている．そのため，極圧添加剤を大量に含んだ潤滑剤，特に塩素を含んだ潤滑剤が用いられてきた．しかし，近年の環境対策から塩素の使用が厳しく制限される中，ステンレス鋼板のしごき加工においても塩素を含む潤滑剤の使用が制限されるようになっている．  そのような塩素を含まないＳ系，Ｐ系，Ｚｎ系などの極圧添加剤を含んだ多くのステンレス鋼板のしごき加工用非塩素潤滑剤が開発され，市販されているが、実際のしごき加工においては塩素を含んだ潤滑剤よりも優れた性能を有した潤滑剤が開発されてはいない。そこで、ステンレス鋼板のしごき加工において塩素潤滑剤よりも焼付きを防止するための非塩素潤滑剤とともに表面改質工具を使用する加工方法を提案するものである。【０００５】  上記課題を解決するための手段としては、ステンレス鋼板のしごき加工において非塩素潤滑剤とともに表面改質工具を使用する。非塩素潤滑剤は硫黄化合物、カルシウムスルフォートネート、リン酸エステル、亜鉛ジチオフォスフェート等を配合した潤滑剤である。表面改質工具は、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたセラミックスを表面改質した工具である。ステンレス鋼板のしごき加工において、硫黄化合物、カルシウムスルフォートネート、リン酸エステル、亜鉛ジチオフォスフェート等を配合した非塩素潤滑剤とともに工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたセラミックスを表面改質した工具を使用することにより、塩素潤滑剤と表面改質の無い工具を使用する条件よりも焼付きを防止する加工方法が最も適切な解決策となる。【０００６】  ステンレス鋼板のしごき加工において非塩素潤滑剤が開発され，市販されているが、実際のしごき加工においては塩素系を含んだ潤滑剤よりも優れた性能を有した潤滑剤が開発されてはいない。本発明は、非塩素潤滑剤を使用するステンレス鋼板のしごき加工において、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたセラミックを表面改質した表面改質工具を使用することにより、塩素潤滑剤と表面改質の無い工具を使用する条件よりも焼付きを防止する加工方法を提供することである。
【発明を解決するための手段】
【０００７】  本発明者らは、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、非塩素潤滑剤に対し特定の表面改質材が上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下記の非塩素潤滑剤を使用するステンレス鋼板のしごき加工において使用する表面改質工具に係わる。
１．本発明の非塩素潤滑剤は硫黄化合物、カルシウムスルフォートネート、リン酸エステル、亜鉛ジチオフォスフェート等を配合した潤滑剤。
２．本発明の表面改質工具とは、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉ等を表面改質した表面改質工具。
３．前記表面改質工具は、工具鋼等の表面は０．０２μｍＲａ程度の表面粗さで管理されている。
４．前記表面改質工具は、工具鋼等の表面にＰＶＤ処理等により耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉ等の表面膜により表面改質し、その表面膜の厚さは０．５〜５．０μｍの範囲の表面改質工具。
【発明の効果】
【０００８】  本発明のステンレス鋼板のしごき加工において焼付きを防止するために非塩素潤滑剤とともに表面改質工具を使用する加工方法において、本発明の非塩素潤滑剤を使用するステンレス鋼板のしごき加工において、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉ等を表面改質した表面改質工具を使用することにより、塩素潤滑剤と表面改質の無い工具を使用する条件よりも焼付きを防止することを可能にする。本発明は、非塩素潤滑剤を使用するステンレス鋼板のしごき加工において、表面改質工具を使用することにより、塩素潤滑剤と表面改質の無い工具を使用する条件よりも焼付きを防止を可能にすることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  本発明の非塩素潤滑剤は、硫黄化合物、カルシウムスルフォートネート、リン酸エステル、亜鉛ジチオフォスフェート等を配合することを特徴とする。
【００１０】  本発明の表面改質工具とは、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉ等を表面改質した表面改質工具を特徴とする。
【００１１】  非塩素潤滑剤を使用するステンレス鋼板のしごき加工において、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉ等を表面改質した表面改質工具を使用することにより、塩素潤滑剤と表面改質の無い工具を使用する条件よりも焼付きを防止することが本発明の形態である。
【００１２】  本発明のステンレス鋼板のしごき加工中のセラミックスを表面改質した工具の耐焼付き性を評価するために、しごきタイプ潤滑性評価試験機を用いた。
【００１３】  本研究で用いるステンレス合金は、３０４系列、４３０系列等に基づいたものである。
【００１４】  本研究に用いる非塩素潤滑剤は、硫黄化合物、カルシウムスルフォートネート、リン酸エステル、亜鉛ジチオフォスフェート等の配合に基づいた潤滑剤である。
【００１５】  本研究に用いる表面改質工具は、工具鋼等の表面に、種々のセラミックスを表面改質した工具である。具体的には、ＴｉＮ，ＣｒＮ，ＴｉＢＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＡｌＮおよびＤＬＣ−Ｓｉを表面改質した工具を用いた。
【００１６】  ステンレス鋼板のしごき加工において非塩素潤滑剤とともに表面改質工具を使用する加工方法における耐焼付き性を評価するため、しごきタイプ潤滑性評価試験機を用いた。
【実施例】
【００１７】  以下、本発明の実施例を具体的に説明する。ＳＵＳ３０４の板厚２ｍｍ、板幅２０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの寸法を有する試験片を０．０２μｍＲａに管理したＳＫＤ１１の工具及び０．０２μｍＲａに管理したＳＫＤ１１のの表面に、ＴｉＮ，ＣｒＮ，ＴｉＢＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＡｌＮおよびＤＬＣ−Ｓｉの６種類の表面改質を行った表面改質工具、硫黄化合物、カルシウムスルフォートネート、リン酸エステル、亜鉛ジチオフォスフェート等を配合した４種類のステンレス鋼板の市販しごき加工用非塩素潤滑剤を用いて、しごきタイプ潤滑性評価試験機により、しごき加工速度を１０ｃｍ／ｓと一定で、垂直荷重を７０，９０および１１０ｋＮに増加させ、試験片を７０ｍｍしごき加工させた。試験ごとに、垂直荷重および前方張力を測定し、摩擦係数の測定を行い、摩擦係数の上昇から焼付きの発生を評価した。表１に使用したＡ〜Ｄの４種類の市販しごき加工用非塩素潤滑剤の化学成分を示す。【００１８】
【表１】
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【００１９】  ＳＵＳ３０４の試験片を０．０２μｍＲａに管理したＳＫＤ１１の工具で４種類のステンレス鋼板の市販しごき加工用非塩素潤滑剤を用いて、しごきタイプ潤滑性評価試験機により、しごき加工速度を１０ｃｍ／ｓと一定で、垂直荷重を７０，９０および１１０ｋＮに増加させ、試験片を７０ｍｍしごき加工させ、Ａ〜Ｄの４種類の非塩素潤滑剤の耐焼付き性を評価した。表２に潤滑油の焼付き発生の有無の結果を示す。「○」は焼付きが発生しなかった結果、「×」は焼付きが発生した結果を示す。垂直荷重７０ｋＮにおいて潤滑剤Ｃは焼付きを発生し、垂直荷重９０ｋＮにおいて潤滑剤Ｄは焼付きは発生し、垂直荷重１１０ｋＮにおいても潤滑剤Ａ及びＢは焼付きは発生しなかった。この結果から、潤滑剤Ｃの耐焼付き性が悪く、潤滑剤Ａ及びＢの耐焼付き性がともに優れているとの評価が得られた。【００２０】  最も耐焼付き性の悪い潤滑剤Ｃを用いて、０．０２ｕｍＲａに管理したＳＫＤ１１の表面に、ＴｉＮ，ＣｒＮ，ＴｉＢＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＡｌＮおよびＤＬＣ−Ｓｉの６種類の表面改質を行った表面改質工具を用いて、しごきタイプ潤滑性評価試験機により、しごき加工速度を１０ｃｍ／ｓと一定で、垂直荷重を７０，９０および１１０ｋＮに増加させ、試験片を７０ｍｍしごき加工させ、潤滑剤Ｃの耐焼付き性を評価した。図２に各種表面改質工具における焼付き発生の有無の結果を示す。「○」は焼付きが発生しなかった結果、「×」は焼付きが発生した結果を示す。垂直荷重７０ｋＮにおいては、全ての表面改質工具で焼付きは発生せず、垂直荷重９０ｋＮにおいては、ＴｉＡｌＮの表面改質工具に焼付きが発生し、垂直荷重１１０ｋＮにおいては、ＴｉＮ及びＴｉＣＮの表面改質工具に焼付きが発生した。この結果から、ＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉを表面改質した表面改質工具が耐焼付き性に優れていた。耐焼付き性に優れた非塩素潤滑剤Ａ及びＢ等とともに耐焼付き性に優れたＣｒＮ，ＴｉＢＮおよびＤＬＣ−Ｓｉを表面改質した表面改質工具を用いてステンレス鋼板のしがき加工を行うと、塩素潤滑剤と表面改質の無い工具を使用する条件よりも焼付きを防止することが可能となろう。【００２１】  非塩素潤滑剤を使用するステンレス鋼板のしごき加工において、工具鋼等の表面に、耐焼付き性に優れたセラミックを表面改質した表面改質工具を使用することにより、塩素潤滑剤と表面改質の無い工具を使用する条件よりも焼付きを防止する加工方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】４種類の市販しごき加工用非塩素潤滑剤の耐焼付き性の評価結果
【図２】潤滑剤ＣのＴｉＮ，ＣｒＮ，ＴｉＢＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＡｌＮおよびＤＬＣ−Ｓｉの６種類の表面改質工具の耐焼付き性の評価結果
【図１】
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【図２】
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