(57)【要約】【課題】冷間塑性加工用被加工材へ環境対応の水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤を塗布する場合、一般的なアルカリ脱脂洗浄工程および水洗工程では、消泡添加剤や離型添加剤として配合されていることが多いシリコーンオイルなどを除去できない。本発明は冷間塑性加工用金属材料の洗浄方法を提供する。【解決手段】金属材料表面へメラミンスポンジを押し付けながら汚れを掻き取るメラミンスポンジ洗浄工程により、残存するシリコーンオイルなどの汚れをメラミンスポンジの３次元構造の網目により物理的に掻き取り除去し、水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤液のハジキと潤滑皮膜剥離を防止する。【選択図】図１
2019010634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間塑性加工する金属材料の表面洗浄工程において、メラミンスポンジ洗浄工程を有することを特徴とする冷間塑性加工用金属材料の洗浄方法
【請求項２】
請求項１の冷間塑性加工する金属材料の表面洗浄工程において、前記メラミンスポンジ洗浄工程が、金属材料表面へメラミンスポンジを押し付けながら汚れを掻き取る工程であることを特徴とする冷間塑性加工用金属材料の洗浄方法
【請求項３】
請求項１の冷間塑性加工する金属材料の表面洗浄工程において、前記メラミンスポンジ洗浄工程が、金属材料表面をメラミンスポンジへ押し付けながら汚れを掻き取る工程であることを特徴とする冷間塑性加工用金属材料の洗浄方法
【請求項４】
請求項２の冷間塑性加工する金属材料の表面洗浄工程において、金属材料表面へメラミンスポンジを０．５〜３０ｋPaの面圧で押し付けながら汚れを掻き取ることを特徴とする冷間塑性加工用金属材料の洗浄方法
【請求項５】
請求項３の冷間塑性加工する金属材料の表面洗浄工程において、金属材料表面をメラミンスポンジへ０．５〜３０ｋPaの面圧で押し付けながら汚れを掻き取ることを特徴とする冷間塑性加工用金属材料の洗浄方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金等の冷間塑性加工用金属材料の表面に、冷間塑性加工用潤滑皮膜を形成する前の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金等の金属材料を冷間塑性加工する場合、当該加工される金属材料（以降被加工材と称する）に下地皮膜として、鉄鋼の場合はリン酸塩皮膜を、ステンレス鋼の場合はシュウ酸塩皮膜を、アルミニウムおよびアルミニウム合金の場合はフッ化アルミニウム系皮膜を、銅および銅合金の場合は亜酸化銅皮膜を、チタンおよびチタン合金の場合はフッ化チタン系皮膜を形成し、その上に加工度に応じて異なる種類の潤滑皮膜を形成する手法が用いられている。例えば、加工度が低い場合は油や金属石けんなどが、加工度が高い場合は二硫化モリブデンなどが用いられている。
【０００３】
しかし、下地皮膜は化学反応によって形成するため、処理工程が他工程になって管理が煩雑となる上、廃酸、反応副生成物、重金属含有廃水などが発生する。このような問題点を解決するため、特許文献１には、環境対応水系２層塗布型の潤滑皮膜が提案されている。
【０００４】
さらに、特許文献２には、特許文献１の２層潤滑皮膜を均一且つ効率よく成形できる装置が示されており、アルカリ脱脂洗浄工程、温水洗浄工程、第１潤滑剤塗布工程、第２潤滑剤塗布工程の４工程で２層潤滑皮膜が形成できることが示されている。
【０００５】
アルカリ脱脂洗浄工程および水洗工程は、被加工材を作製する時に使用した切削剤、研磨剤、防錆剤、離型剤などに含まれる各種油類などの汚れを除去し、水系２層塗布型第１潤滑液および第２潤滑液のハジキを防ぎ、２層潤滑皮膜の剥離を防ぐための工程である。
【０００６】
しかし、アルカリ脱脂洗浄工程および湯洗工程では、一般的な各種油類は除去できるものの、消泡添加剤や離型添加剤として配合されていることが多いシリコーンオイルなどの汚れは除去できず、被加工材表面に残存するにシリコーンオイルなどの汚れが、水系２層塗布型第１潤滑液および第２潤滑液をハジキ、２層潤滑皮膜の剥離を起こすという問題点がある。この問題点は、水系２層塗布型潤滑剤に限らず全ての水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤に共通している。
【０００７】
また、アルカリ脱脂洗浄工程の前に、ショットブラスト工程を追加する場合もあり、被加工材表面にショットブラスト用粒子を投射して削り、凹凸を付け潤滑剤溜まりを作製することも多い。しかし、ショットブラスト工程でも被加工材によってはシリコーンオイルなどの汚れを除去できない場合や、繰返し使用するショットブラスト用投射粒子表面がシリコーンオイルなどの汚れで汚染され、被加工材に再付着する問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２２２８９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４０３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
冷間塑性加工用被加工材へ水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤を塗布する場合、一般的なアルカリ脱脂洗浄工程および水洗工程では、消泡添加剤や離型添加剤として配合されていることが多いシリコーンオイル以外の汚れは除去できるが、シリコーンオイルなどの汚れを除去できず、被加工材表面に残存するにシリコーンオイルなどの汚れが水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤液をハジキ、潤滑皮膜を剥離するという課題がある。シリコーンオイルなどを除去するための既存方法として、キシレン、ヘキサンなどの有機溶剤による方法があるが、環境対応の水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤を塗布する前処理方法としてはふさわしくない。本発明は、冷間塑性加工用金属材料の洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成するため、有機溶剤を使用せずに冷間塑性加工用被加工材表面からシリコーンオイルなどの汚れを除去する環境対応型の洗浄方法を鋭意検討した結果、被加工材表面を、メラミンスポンジで擦ることにより、シリコーンオイルなどの汚れがメラミンスポンジの３次元構造の網目により物理的に掻き取られ除去できることを見出した。すなわち、水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤を塗布する前工程として、メラミンスポンジ洗浄工程を用いることにより、残存するシリコーンオイルなどの汚れを除去し、水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤液のハジキと潤滑皮膜剥離を防止できることを見出した。
【００１１】
上記メラミンスポンジ洗浄工程とは、被加工材表面をメラミンスポンジで擦り、残存しているシリコーンオイルなどの汚れをメラミンスポンジの３次元構造の網目により物理的に掻き取ることを特徴とする工程である。
【００１２】
上記被加工材をメラミンスポンジで擦る時に、被加工材表面へメラミンスポンジを０．５〜３０ｋPaの面圧で押し付けることを特徴とするメラミンスポンジ洗浄工程である。
【００１３】
なお、メラミンスポンジ洗浄工程において、被加工材に対してメラミンスポンジを移動させて擦っても、またはメラミンスポンジに対して被加工材を移動させて擦っても、シリコーンオイルなどの汚れを掻き取り除去する効果は同じであり、被加工材の形状に応じて被加工材をメラミンスポンジで擦る装置を任意に設計、製作できる。
【００１４】
また、メラミンスポンジ洗浄工程の前に、ショットブラスト工程、アルカリ脱脂洗浄工程、水洗工程を単独で、または組み合わせて用いることも可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被加工材表面の汚れを、メラミンスポンジ洗浄工程で除去でき、水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤液のハジキと潤滑皮膜剥離を防止する。
【００１６】
もし、被加工材表面に潤滑剤溜まり用の凹凸を形成する必要がある場合は、メラミンスポンジ洗浄工程の前工程としてショットブラスト工程を追加できる。また、被加工材表面が防錆用ワックスなどが強固に付着している場合は、メラミンスポンジ洗浄工程の前工程としてアルカリ脱脂洗浄工程および水洗工程も追加できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】メラミンスポンジ洗浄工程、第１潤滑液浸漬工程、乾燥工程、第２潤滑液浸漬工程、乾燥工程の５工程で２層潤滑皮膜を形成する工程図である。（実施例１）
【００１８】
【図２】ショットブラスト工程、メラミンスポンジ洗浄工程、第１潤滑液浸漬工程、乾燥工程、第２潤滑液浸漬工程、乾燥工程の６工程で２層潤滑皮膜を形成する工程図である。（実施例２）
【００１９】
【図３】ショットブラスト工程、アルカリ脱脂洗浄工程、水洗工程、メラミンスポンジ洗浄工程、第１潤滑液浸漬工程、乾燥工程、第２潤滑液浸漬工程、乾燥工程の８工程で２層潤滑皮膜を形成する工程図である。（実施例３）
【００２０】
【図４】アルカリ脱脂洗浄工程、水洗工程、第１潤滑液浸漬工程、乾燥工程、第２潤滑液浸漬工程、乾燥工程の６工程で２層潤滑皮膜を形成する従来の工程図である。（比較例１）
【発明を実施するための形態】
【００２１】
冷間塑性加工用被加工材へ水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤を塗布する前工程の洗浄工程において、メラミンスポンジ洗浄工程を設けることにより、各種油類などの汚れを除去し、後工程で塗布される水系塗布型冷間塑性加工用潤滑剤液のハジキと潤滑皮膜剥離を防止する。
【００２２】
上記被加工材をメラミンスポンジで擦る時に、被加工材表面へメラミンスポンジを０．５〜３０ｋPaの面圧で押し付けることが好ましく、１０〜２０ｋPaの面圧で押し付けるのがさらに好ましい。面圧が０．５ｋPaよりも小さいとシリコーンオイルを掻き取る効率が悪くなり、面圧が３０ｋPaよりも大きいとメラミンスポンジが歪に変形してしまいシリコーンオイルを掻き取りにくくなる。
【００２３】
なお、メラミンスポンジ洗浄工程において、被加工材に対してメラミンスポンジを移動させて擦っても、またはメラミンスポンジに対して被加工材を移動させて擦っても、汚れを掻き取り除去する効果は同じであり、被加工材の形状に応じて被加工材をメラミンスポンジで擦る装置を任意に設計、製作できる。
【００２４】
もし、被加工材表面に潤滑剤溜まり用の凹凸を形成する必要がある場合は、メラミンスポンジ洗浄工程の前工程としてショットブラスト工程を追加することができる。また、被加工材表面が防錆用ワックスなどが強固に付着している場合は、メラミンスポンジ洗浄工程の前工程としてアルカリ脱脂洗浄工程および水洗工程も追加することができる。
【実施例１】
【００２５】
鉄鋼製直径φ５０ｍｍ×高さ３０ｍｍの円柱状被加工材を、図１に示すメラミンスポンジ洗浄工程、第１潤滑液浸漬工程、乾燥工程、第２潤滑液浸漬工程、乾燥工程の５工程で２層潤滑皮膜を形成した。表１に示すように、何れに工程においても、ハジキおよび剥離は発生せず良好に２層潤滑皮膜を形成できた。
【実施例２】
【００２６】
鉄鋼製直径φ５０ｍｍ×高さ３０ｍｍの円柱状被加工材を、図２に示すショットブラスト工程、メラミンスポンジ洗浄工程、第１潤滑液浸漬工程、乾燥工程、第２潤滑液浸漬工程、乾燥工程の６工程で２層潤滑皮膜を形成した。表１に示すように、何れに工程においても、ハジキおよび剥離は発生せず良好に２層潤滑皮膜を形成できた。
【実施例３】
【００２７】
鉄鋼製直径φ５０ｍｍ×高さ３０ｍｍの円柱状被加工材を、図３に示すショットブラスト工程、アルカリ脱脂洗浄工程、水洗工程、メラミンスポンジ洗浄工程、第１潤滑液浸漬工程、乾燥工程、第２潤滑液浸漬工程、乾燥工程の８工程で２層潤滑皮膜を形成した。表１に示すように、何れに工程においても、ハジキおよび剥離は発生せず良好に２層潤滑皮膜を形成できた。
【００２８】
比較例１として、同一の鉄鋼製直径φ５０ｍｍ×高さ３０ｍｍの円柱状被加工材を用い、メラミンスポンジ洗浄工程を設けない従来のアルカリ脱脂洗浄工程、水洗工程、第１潤滑液浸漬工程、乾燥工程、第２潤滑液浸漬工程、乾燥工程の６工程で２層潤滑皮膜を形成した。表１に示すように、第１潤滑剤乾燥工程で剥離が発生し、それ以降の工程を中止せざるを得なかった。
【００２９】
【表１】
2019010634.tif 000003
【００３０】
表１に、実施例１から３と比較例１の試験結果を示す。
第１潤滑剤液浸漬工程、第１潤滑剤乾燥工程、第２潤滑剤液浸漬工程、第２潤滑剤液浸漬工程、第２潤滑剤乾燥工程の４工程において、実施例１〜３は、何れに工程においても、ハジキおよび剥離は発生せず良好に２層潤滑皮膜を形成できた。それに対して、比較例１は、シリコーンオイル残存のため第１潤滑剤乾燥工程で剥離が発生し、それ以降の工程を中止せざるを得なかった。
【図１】
2019010634.tif 000004
【図２】
2019010634.tif 000005
【図３】
2019010634.tif 000006
【図４】
2019010634.tif 000007