(57)【要約】      （修正有）【課題】冷間鍛造加工の複数工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うことができる繰り返しボール通し試験法による評価試験方法を提案する。【解決手段】最初に潤滑被膜を形成した厚肉円筒状試験片３をコンテナ４に挿入し、試験片上端面から試験片内径Ｄ０より焼付きが発生することがないわずかに大きな直径（Ｄ０＋ｄ）のボール５を押込み、試験片を貫通させる。つづいて、１回ボール通し試験を行ったコンテナに挿入されている試験片を用い、試験片上端面から１回目のボール直径よりもわずかに大きい直径（Ｄ０＋２ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。この試験を焼付きが発生するまで連続して行い、各ボール通し試験におけるボール押込み力の測定から摩擦力に関連する潤滑性の評価及び試験片内面に焼付きが発生したボール通し試験回数から焼付きに関連する潤滑性の評価が可能になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間鍛造加工の複数工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うことができる試験方法
【請求項２】
本発明の繰り返しボール通し試験法は、最初に潤滑被膜を形成した厚肉円筒状試験片をコンテナに挿入し、試験片上端面から試験片内径Ｄ０より焼付きが発生することがないわずかに大きな直径（Ｄ０＋ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。つづいて、１回ボール通し試験を行ったコンテナに挿入されている試験片を用い、試験片上端面から１回目のボール直径よりもわずかに大きい直径（Ｄ０＋２ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。さらに、２回目のボール直径よりもわずかに大きい直径（Ｄ０＋３ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。この試験を焼付きが発生するまで連続して行う繰り返しボール試験法による評価方法
【請求項３】
評価方法としては、各ボール通し試験におけるボール押込み力の測定から摩擦力に関連する潤滑性の評価及び試験片内面に焼付きが発生したボール通し試験回数から焼付きに関連する潤滑性の評価
【請求項４】
ボンデ処理による潤滑被膜の潤滑性と水溶性白色潤滑剤による水性乾燥潤滑被膜の潤滑性の比較の定量的な評価
【請求項５】
ボンデ処理の潤滑被膜の潤滑性に同等もしくは上回る潤滑性を有した水性乾燥潤滑被膜を形成することができる潤滑剤を開発するための評価方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、塑性加工用潤滑被膜の潤滑性評価試験方法に係わり、特に、冷間鍛造において使用される潤滑被膜の潤滑性の評価方法に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】  自動車部品の一部は鋼材の冷間鍛造により製造されることが多く、その際に用いられる潤滑剤としてはボンデ処理による潤滑被膜が用いられてきた。２０００年以降、ボンデ処理は産業廃棄物の発生やエネルギー消費の環境問題が発生し、環境対応のための新しい潤滑剤が開発され、実用化されてきている。そのため、新しい潤滑剤から形成される水性乾燥潤滑被膜の潤滑性の定量的な評価を行う必要性に迫られている。【０００３】  そのような潤滑被膜の潤滑性の評価としては、古くから行われているリング圧縮試験では、冷間鍛造の加工度に比べるとその加工度は非常に小さく、潤滑被膜の定量的な評価はできない。そこで、実際の冷間鍛造加工の加工と近いと思われる試験方法である、ボール通し試験法、スパイク試験法、後方穿孔押出し試験法、テーパーカップ試験法、すえ込み・しごき試験法などを用いて、潤滑被膜の潤滑性の評価が行われている【０００４】  このところ、ボンデ処理からの潤滑被膜と新しい潤滑剤からの水性乾燥潤滑被膜の潤滑性の評価が上記の試験方法を用いて多くのところで行われている。しかし、これらの評価結果は一長一短で、統一的、定量的な評価結果とは言えないだけではなく、冷間鍛造加工の１工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を与えているだけである。多くの冷間鍛造加工は複数の工程を経て部品に加工されている。潤滑被膜の潤滑性の評価において最も必要なのは、複数工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価であるが、いまだに複数工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価の方法は開発できていない状況にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２２７７２１
【特許文献２】特開２０１３−２１５７７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  このような冷間鍛造加工の複数工程に亘っての加工における潤滑被膜の潤滑性の評価が必要とされるようになってきたのは、これまでほとんどの冷間鍛造加工の潤滑剤としてはボンデ処理が用いられていたが、２０００年以降ボンデ処理に代わる新しい潤滑剤が用いられるようになってきたからである。具体的には、ボンデ処理による潤滑被膜と新しい潤滑油による水性乾燥潤滑被膜の潤滑性の比較において最も大切な評価対象は、複数工程の潤滑被膜の潤滑性の評価であることが最近やっと認識されてきたからである。そのため、冷間鍛造加工の複数工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うことができる評価試験方法を提案することである。
【発明を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、冷間鍛造加工の複数工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うことができることを特徴とする潤滑性評価試験方法にある。
【０００８】  上記課題を開発するために、これまでに冷間鍛造加工における潤滑膜の潤滑性の評価に用いられてきたボール通し試験法、スパイク試験法、後方穿孔押出し試験法、テーパーカップ試験法、すえ込み・しごき試験法などの中からボール通し試験法を選択した。ボール通し試験機の概略図を図１に示す。ボール通し試験法は潤滑被膜を形成した厚肉円筒状試験片をコンテナに挿入し、試験片上端面から試験片内径より大きな直径のボールを押込み、貫通させる試験方法である。この試験方法は、同一の試験片を用意し、ボール直径を段階的に増加してボール通し試験を行う。試験結果のボール押込み力の測定から摩擦力に関連する潤滑性を試験片内面の目視観察から得られたボール直径から焼付きに関連する潤滑性を評価することができる。この結果からは、冷間鍛造加工の１工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うことができる。
【０００９】  上記のボール通し試験法は冷間鍛造加工の１工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を与えているだけである。しかし、本発明のボール通し試験法は、最初に潤滑被膜を形成した厚肉円筒状試験片をコンテナに挿入し、試験片上端面から試験片内径Ｄ０より焼付きが発生することがないわずかに大きな直径（Ｄ０＋ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。つづいて、１回ボール通し試験を行ったコンテナに挿入されている試験片を用い、試験片上端面から１回目のボール直径よりもわずかに大きい直径（Ｄ０＋２ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。さらに、２回目のボール直径よりもわずかに大きい直径（Ｄ０＋３ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。この試験を焼付きが発生するまで連続して行う。繰り返しボール通し試験方法の簡単な概略図を図２に示す。
【００１０】  この評価方法は、１個の試験片を用意し、ボール直径を段階的に増加して同じ試験片を用いて、ボール通し試験を行う。それぞれのボール通し試験におけるボール押込み力の測定から摩擦力に関連する潤滑性を試験片内面に焼付きが発生したボール通し試験回数から焼付きに関連する潤滑性を評価することができる。この結果からは、冷間鍛造加工の複数工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うことができる
【発明の効果】
【０００１１】  本発明の評価方法は、これまで行うことができなかった冷間鍛造加工の複数工程の加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うことが可能になり、これまで問題とされていたボンデ処理による潤滑被膜の潤滑性と新しい潤滑油による水性乾燥潤滑被膜の潤滑性の評価の比較を定量的に行うことができる。
【００１２】  本発明の評価方法を用いることにより、ボンデ処理の潤滑被膜の潤滑性に同等もしくは上回る潤滑性を有した水性乾燥潤滑被膜を形成することができる潤滑剤を開発することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下に本発明を詳しく説明する。冷間鍛造加工において使用されるボンデ処理による潤滑被膜と新しい潤滑油による水性乾燥潤滑被膜の潤滑性の比較において最も必要とされる複数工程の潤滑被膜の潤滑性の評価を行うことができる評価方法を提案することが大切である。そのために、これまで冷間鍛造加工における潤滑膜の潤滑性の評価に用いられてきたボール通し試験法、スパイク試験法、後方穿孔押出し試験法、テーパーカップ試験法、すえ込み・しごき試験法などの中からボール通し試験法を選択した。ボール通し試験法を用いることにより冷間鍛造加工の複数工程の潤滑被膜の潤滑性を評価することを可能にすることができる。
【００１４】  具体的には、最初に潤滑被膜を形成した厚肉円筒状試験片をコンテナに挿入し、試験片上端面から試験片内径Ｄ０より焼付きが発生することがないわずかに大きな直径（Ｄ０＋ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。つづいて、１回ボール通し試験を行ったコンテナに挿入されている試験片を用い、試験片上端面から１回目のボール直径よりもわずかに大きい直径（Ｄ０＋２ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。さらに、２回目のボール直径よりもわずかに大きい直径（Ｄ０＋３ｄ）のボールを押込み、試験片を貫通させる。この試験を焼付きが発生するまで連続して行う。
【００１５】  この評価方法は、１個の試験片を用意し、ボール直径を段階的に増加して同じ試験片を用いて、ボール通し試験を行う。それぞれのボール通し試験におけるボール押込み力の測定から摩擦力に関連する潤滑性を試験片内面に焼付きが発生したボール通し試験回数から焼付きに関連する潤滑性を評価することができる。この結果からは、冷間鍛造加工の複数工程に亘っての加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うこと可能にすることが本発明の形態である。
【００１６】  本発明は、ボール通し試験法を用いて冷間鍛造加工の複数工程に亘っての加工における潤滑被膜の潤滑性の評価を行うこと可能にする評価方法を提案することを意味している。
【００１７】  本発明において、これまで問題とされていたボンデ処理による潤滑被膜の潤滑性と新しい潤滑油による水性乾燥潤滑被膜の潤滑性の評価の比較を定量的に行うことができ、本発明の評価方法を用いることにより、ボンデ処理の潤滑被膜の潤滑性に同等もしくは上回る潤滑性を有した水性乾燥潤滑被膜を形成することができる潤滑剤を開発することが可になることを意味している。
【実施例】
【００１８】  以下、本発明の実施例を具体的に説明する。繰り返しボール通し試験の１回目の試験は、水溶性白色冷間鍛造用潤滑剤により形成した水性乾燥潤滑膜を被膜したＳ１０Ｃの外径２９．９ｍｍ、内径１４．７ｍｍ、高さ５０ｍｍの厚肉円筒状試験片をコンテナに挿入し、１１０トンクランクプレス機を用いてパンチにより試験片上端面から直径１５．８８ｍｍのＳＵＪ２製のボールをパンチ速度１８ｍ／ｍｉｎで押込み、試験片を貫通させた。２回目のボール通し試験は、１回ボール通し試験を行ったコンテナに挿入されている試験片を用い、１回目のボール直径よりもわずかに大きい直径１６．６７ｍｍのＳＵＪ２製のボールを１回目と同じ条件で押込み、試験片を貫通させた。
３回目のボール通し試験は、２回ボール通し試験を行ったコンテナに挿入されている試験片を用い、２回目のボール直径よりもわずかに大きい直径１７．４６ｍｍのＳＵＪ２製のボールを１回目と同じ条件で押込み、試験片を貫通させた。最後に、４回目のボール通し試験は、３回ボール通し試験を行ったコンテナに挿入されている試験片を用い、３回目のボール直径よりもわずかに大きい直径１８．２６ｍｍのＳＵＪ２製のボールを１回目と同じ条件で押込み、試験片を貫通させた。【００１９】  それぞれのボール通し試験におけるボール押込み力の測定から摩擦力に関連する潤滑性を試験片内面に焼付きが発生したボール通し試験回数から焼付きに関連する潤滑性を評価した。【００２０】  つづいて、比較のためにボンデ処理により形成された潤滑被膜の潤滑性の評価を同じ試験片を用い、同じ試験方法により４回の繰り返しボール通し試験を行った。上記２種類の潤滑被膜の４回の繰り返しボール通し試験におけるパンチ荷重と焼付き発生の結果を表１に示す。【００２１】  繰り返しボール通し試験の結果から、水溶性白色潤滑剤から形成される水性乾燥潤滑被膜の耐焼付き性は３回目のボール通し試験において焼付きが発生することから評価が可能であることが示された。一方、ボンデ処理から形成される潤滑被膜は４回の繰り返しボール通し試験において焼付きが発生することから、水性乾燥潤滑被膜よりも耐焼付き性に優れているという評価が可能である。また、この試験結果から複数工程における摩擦力の評価も可能になる。【００２２】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来のボール通し試験機の概略図を示す図面
【図２】新しく開発した繰り返しボール通し試験方法を示す図面
【図１】
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【図２】
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