(57)【要約】【課題】潤滑性に優れ、鋳鉄、スチール、ステンレス等の金属材料を、極微量油剤供給型の金属加工法により加工するのに適した金属加工油剤組成物、金属加工方法及び金属加工品を提供すること。【解決手段】天然油脂、その誘導体及び合成エステル油からなる群から選ばれる基油及びリン脂質を含む、極微量油剤供給型の金属加工法に用いる金属加工油剤組成物、これを使用した金属加工方法及び金属加工品。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然油脂、その誘導体及び合成エステル油からなる群から選ばれる基油及びリン脂質を含む、極微量油剤供給型の金属加工法に用いる金属加工油剤組成物。
【請求項２】
リン脂質が、卵黄レシチン及び大豆レシチン等からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項１記載の金属加工油剤組成物。
【請求項３】
リン脂質が、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン及びホスファチジルイノシトールの混合物を含有する請求項１又は２記載の金属加工油剤組成物。
【請求項４】
前記リン脂質の配合量が０．１〜４０質量％である請求項１〜３のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
【請求項５】
極微量油剤供給型の金属加工法が、表面が油膜で覆われた水滴を圧縮流体により供給しながら金属材料を加工する方法である、請求項１〜４のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物。
【請求項６】
極微量油剤供給型の金属加工法が、金属加工用油剤をミスト化し圧縮流体にて供給しながら金属材料を加工する方法である、請求項１〜４のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物を使用して金属材料を加工する、極微量油剤供給型の金属加工方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物で覆われた水滴を圧縮流体により供給しながら金属材料を加工する、請求項７記載の金属加工方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物をミスト化し圧縮流体にて供給しながら金属材料を加工する、請求項７記載の金属加工方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項記載の金属加工方法により得られた金属加工品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属加工用油組成物に関し、さらに詳細には、極微量油剤供給型の金属加工法に用いる油剤であって、切削加工、研削加工、転造加工、プレス加工、塑性加工等の金属加工に広く適用できる金属加工用油組成物に関するものである。本発明はさらに、その金属加工用油剤組成物を用いた金属加工方法、及び該金属加工方法により得られた金属加工品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境に優しい金属加工処理方法として、近年、切削加工、研削加工等のドライ化の研究が進められている。金属加工をドライ化した場合、加工点を冷却する必要があり、例えば、圧縮した冷却空気等を噴射して加工点を冷却している。しかし、完全ドライ加工では、工具−被削材間の潤滑が不足するため、極微量の潤滑油が供給されている。加工方法としては、非鉄金属の加工方法（例えば、特許文献１参照）、従来公知の金属加工油剤組成物（例えば、特許文献２，３参照）などがある。しかしこのような金属加工油としては、生産性の向上や省エネルギーの観点から、常に、加工性を更に向上させ、工具寿命の延長、給油量の低減ができる新たな加工油が要望されている。また、ホスファチジルコリン系を添加した金属加工液も知られている（特許文献４参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３９４３７
【特許文献２】特開２０００−２５６６８８
【特許文献３】特開２００４−３００３１７
【特許文献４】特開平９−５７５３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、潤滑性に優れ、鋳鉄、スチール、ステンレス等の金属材料を、極微量油剤供給型の金属加工法により加工するのに適した金属加工油剤組成物、金属加工方法及び金属加工品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究の結果、天然油脂及びエステル油からなる群から選ばれる基油及びリン脂質を含む金属加工油剤組成物が潤滑性に優れ、鋳鉄、スチール、ステンレス等の金属材料の極微量油剤供給型の金属加工に適しているとの知見を得、本発明を完成させた。
【０００６】
本発明は以下に示す金属加工油剤組成物、金属加工方法及び金属加工品を提供するものである。
１．天然油脂、その誘導体及び合成エステル油からなる群から選ばれる基油及びリン脂質を含む、極微量油剤供給型の金属加工法に用いる金属加工油剤組成物。
２．リン脂質が、卵黄レシチン及び大豆レシチン等からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む上記１記載の金属加工油剤組成物。
３．  リン脂質が、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン及びホスファチジルイノシトールの混合物を含有する上記１又は２記載の金属加工油剤組成物。
４．前記リン脂質の配合量が０．１〜４０質量％である上記１〜３のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
５．極微量油剤供給型の金属加工法が、表面が油膜で覆われた水滴を圧縮流体により供給しながら金属材料を加工する方法である、上記１〜４のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物。
６．極微量油剤供給型の金属加工法が、金属加工用油剤をミスト化し圧縮流体にて供給しながら金属材料を加工する方法である、上記１〜４のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物。
７．上記１〜６のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物を使用して金属材料を加工する、極微量油剤供給型の金属加工方法。
８．上記１〜６のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物で覆われた水滴を圧縮流体により供給しながら金属材料を加工する、上記７記載の金属加工方法。
９．上記１〜６のいずれか１項記載の金属加工用油剤組成物をミスト化し圧縮流体にて供給しながら金属材料を加工する、上記７記載の金属加工方法。
１０．上記７〜９のいずれか１項記載の金属加工方法により得られた金属加工品。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の金属加工用油剤組成物、金属加工方法は、金属材料の切削加工、研削加工、転造加工、プレス加工、塑性加工等を効率的に行うことができる。また、油剤使用量も極微量であるため、経済的であり、環境に対する負荷の少ない加工を実現することができる。本発明の金属加工方法により得られた金属加工品は加工精度等が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明について詳細に説明する。
本発明は、極微量油剤供給型の金属加工法に用いる金属加工油剤組成物であって、天然油脂及びエステル油からなる群から選ばれる基油及びリン脂質を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の金属加工油剤組成物に用いる基油は、天然油脂、その誘導体及び合成エステル油からなる群から選ばれる。天然油脂としては、菜種油、大豆油、蓖麻子油、パーム油、ラードなどが挙げられる。また、天然油脂誘導体としては水添菜種油、水添大豆油、水添蓖麻子油、水添パーム油、水添ラードなどの水素添加物、及びアルキレンオキシドを付加した蓖麻子油などが挙げられる。合成エステル油としては、ポリオールエステルに代表されるエステル系合成油が挙げられる。本発明の基油には、ナフテン系及びパラフィン系の鉱物油、ポリα‐オレフィン、ポリブテンに代表される合成炭化水素油、アルキルジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコールに代表されるエーテル系合成油、シリコン油、フッ素化油などを含有させることもできる。しかし、本発明の基油の主成分は天然油脂、その誘導体及び合成エステル油からなる群から選ばれるものであり、これらが、基油全体の７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上を占めることが望ましい。潤滑性、新生面への吸着性の点から、エステル油が最も好ましい。エステル油は分子内に極性基を持っており、金属表面に潤滑性の良好な吸着膜を造る。
【００１０】
本発明の金属加工油剤組成物に使用されるリン脂質としては、卵黄レシチン、大豆レシチン等が挙げられる。卵黄レシチン、大豆レシチン等は、精製度の高い粉状のものと、精製度の低い液状のものが市販されており、一般的にレシチンと呼ばれているものは、ペースト状のものを指す。このレシチンは、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルイノシトールなどの各種リン脂質分子種とトリグリセリド（主に大豆油）との混合物である。
【００１１】
本発明の金属加工油剤組成物に使用するリン脂質は、どの様な形状のものでも良いが、ペースト状のものが基油に溶かしやすく、油剤の製造に適している。リン脂質は市場で一般に入手することができ、本発明では市販品を使用することができる。そのような市販品の例として、商品名ＪレシチンＣＬ（味の素株式会社製）、レシチンＤＸ（日清製油株式会社製）等がある。
【００１２】
本発明の金属加工油剤組成物において、リン脂質の質量比率は、組成物全体に対して、好ましくは０．１〜４０質量％、さらに好ましくは０．２〜３５質量％、もっとも好ましくは０．５〜３０質量％である。この範囲より、成分の量が少ないと期待する潤滑性能を得ることが困難になる。
【００１３】
本発明の金属加工油剤組成物には、必要に応じて、金属加工油剤組成物の汎用成分である、耐荷重添加剤、防錆防食剤、金属不活性化剤、酸化防止剤等、別途添加してもよい。これらの添加量は、組成物全体の質量に対して１０質量％以下が好ましい。
【００１４】
本発明の金属加工油剤組成物は、基油に、リン脂質、及び他の任意成分を所定量配合することにより容易に製造できる。
【００１５】
本発明の方法を実施するための極微量油剤供給型の金属加工方法において、金属加工油剤組成物を極微量供給する形態としては、次に挙げる方法が好ましい。
（１）表面が金属加工油剤組成物に覆われた水滴を圧縮流体（例えばエアー）にて供給する方法。
（２）水と金属加工油剤組成物の混合ミストを圧縮流体（例えばエアー）にて供給する方法。
（３）水と金属加工油剤組成物をおのおの別系統にてミスト化し、圧縮流体（例えばエアー）にて同一箇所に供給する方法。
（４）金属加工油剤組成物をミスト化し圧縮流体（例えばエアー）にて供給する方法。
（１）の方法が最も好ましい。以下、本発明の方法を（１）についてさらに詳細に説明するが、本発明がこの方法に限定されるものではない。（１）の方法を実施するための供給装置としては、例えば特開２００１−２３９４３７に開示されているものがある。供給装置の一例の概略的な構造を図１に示す。このような装置で、通常のスプレーと同様の原理を用いて、水滴の表面に油膜を形成した微粒子からなるミストとする。この時、エアーの吸入口側に近い側で油を吸込み、吐出口側に近い側で水を吸込むことにより、水滴上に効率良く油膜を付けることができる。
【００１６】
本発明の金属加工油剤組成物を供給しながら金属材料を加工する方法の例としては、切削加工、研削加工、せん断加工、エンドミル加工、転造加工、プレス加工、塑性加工等が挙げられる。また金属材料の例としては、鋳鉄、スチール、ステンレス等が挙げられる。
【００１７】
本発明の金属加工油剤組成物の使用量はノズル１本につき、１時間当り０．５〜２０ｍＬ、好ましくは１〜１０ｍＬ程度の極微量で良く、環境負荷も少なく、経済的にも有利である。水の使用量はノズル１本につき、１時間当り５００〜２０００ｍＬ、好ましくは８００〜１５００ｍＬ、例えば、１０００ｍＬ程度である。使用する水は水道水や、工業用水で良い。エアーの供給量は、１分間に２５〜２５０Ｌ程度、好ましくは５０〜１００Ｌ程度が適当である。
【００１８】
さらに本発明の加工方法では、環境負荷の少ない本発明の金属加工用油剤組成物を極少量使い切りで使用することが望ましい。こうすることにより、水溶性切削油剤を使用した従来の加工における問題、すなわち、水溶性切削油剤希釈液の腐敗、硬度上昇等による分離等の液劣化、これに起因した加工性能の低下、水溶性切削油剤希釈液の廃液の環境負荷問題等も軽減ないし解決することができる。
【００１９】
以下、実施例によって本発明をさらに詳述するが、下記の実施例は本発明を制限するものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術範囲に包含される。
【実施例】
【００２０】
表１に示す処方の金属加工用油剤組成物を調製し、これを表１に示す条件で供給しながら切削試験を行い、その切削性を評価した。実施例１〜３および比較例１〜２は、表面が油膜で覆われた水滴をエアーで供給した。比較例３では、市販のエマルション型切削油剤（ＪＩＳ  Ｗ１種  ２号エマルション型切削油剤）（５質量％）を吐出圧１ｋｇ／ｃｍ2、供給量６Ｌ／ｍｉｎで供給した。
【００２１】
切削性評価
炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）の旋削加工により切削性の評価を行った。切削抵抗（Ｎ）は、送り方向に直角（工具押し付け力）とし、比較例１の潤滑剤よりも低いものを合格とする。
【００２２】
切削条件
工具：超硬６枚刃，ねじれ角４５度，すくい角１４度，先端１Ｒ）
被削材：ＳＫＤ１１（ＨＲＣ５３）（３０×１５０×２００ｍｍ）
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１ｍｍ／刃
半径切り込み：０．５ｍｍ
軸方向切り込み：１０ｍｍ
【００２３】
表１に、実施例及び比較例の配合処方と評価試験結果を示す。表１の結果から、本発明の実施例１〜２の金属加工油剤組成物は、切削抵抗が低く潤滑性に優れることがわかる。
【００２４】
【表１】
2007269875.tif 000002
【００２５】
*1:リン脂質：味の素 品名Ｊ レシチン ＣＬ
*2:菜種油：酸価０．０８（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の方法において使用することができる、表面が油膜で覆われた水滴をエアーにより供給する装置の一例を示す概略図である。
【図１】
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