(57)【要約】      （修正有）【課題】評価時間の短縮と潤滑剤の切替に対する労力の低減を可能にする方法を提供する。【解決手段】線材板材等のワークに固体潤滑剤を塗布、乾燥させ、メディアとともに容器に密閉した後、バレル研磨を行うことでワークの表面を研磨し、研磨後、ワーク表面を電子顕微鏡にて元素マッピングし、分析範囲内における潤滑剤成分の占有面積を評価することで、ワークに対する潤滑剤の付着力を評価可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難加工性の線材や板材等の塑性加工に用いられる固体潤滑剤の評価方法であって、線材板材等のワークに固体潤滑剤を塗布、乾燥させ、メディアとともに容器に密閉した後、バレル研磨を行うことでワークの表面を研磨し、研磨後、ワーク表面を電子顕微鏡にて元素マッピングし、分析範囲内における潤滑剤成分の占有面積を評価することで、ワークに対する潤滑剤の付着力を評価することを特徴とする潤滑剤付着力評価方法。
【請求項２】
請求項１記載の潤滑剤評価方法であって、前記バレル研磨を回転バレルで行うことを特徴とする潤滑剤評価方法。
【請求項３】
請求項１記載の潤滑剤評価方法であって、前記バレル研磨を遠心バレルで行うことを特徴とする潤滑剤評価方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の潤滑剤付着力評価方法であって、前記ワークの材質として、Ａｇ基合金、Ｉｒ基合金、Ｐｔ基合金、及びＲｈ基合金を用いることを特徴とする潤滑剤付着力評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体潤滑剤の付着力評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二硫化モリブデン、グラファイト、ＰＴＦＥ、セラミックといった物を油もしくは水に分散させた固体潤滑剤は熱間鍛造の材料の型離れを良くする離型剤として用いられてきた。しかし、固体潤滑剤の用途はそれだけに留まらず、タングステン線の引き抜き加工の際に、線材に塗布する潤滑剤として、また、摺動部品に塗布し潤滑性を高めるなど使用法が多岐に渡っている。特に固体潤滑剤は５００℃以上の温度環境でも潤滑性を発揮するものが多いことから難加工性の材料の加工にて使用されることが多い。固体潤滑剤の中でも、二硫化モリブデンとグラファイトは耐熱性や潤滑性などに優れている為、広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７０３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固体潤滑剤の潤滑性を評価する方法としては対象物に潤滑剤を塗布し、塗布部に材料を接触させ評価するといった方法が知られている。（特許文献１参照）また、固体潤滑剤は塗布後連続して長時間使用される場合が多いため、潤滑性のみではなく、材料への付着性能が重要となる場合が多い。しかし、現状、潤滑剤の付着性能を見るには、実際の使用環境で長期間試験をするか、特許文献１で示した装置に長時間かけるしか方法は無い。そのため、固体潤滑剤使用者の多くが新たな潤滑剤の採用に多大な労力と時間を要してきた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者は上記問題解決の為に鋭意検討をした結果、固体潤滑剤を塗布したワークをバレル研磨し、バレル研磨後のワーク表面の潤滑剤付着量を電子顕微鏡にて評価することにより、付着力評価時間の短縮と潤滑剤の切替に対する労力の低減が可能であるとの知見に至った。
【０００６】
すなわち本発明は、潤滑剤を付着させた線材や板材等のワークをメディアとともにバレル研磨装置に入れ、バレル研磨後に電子顕微鏡にて潤滑剤に使用されている元素の元素マッピングをとり該当元素の存在面積を算出することで、ワークに対する潤滑剤の付着力を評価する潤滑剤付着力評価方法である。図１は本発明の潤滑剤の付着イメージ図でありワークに対して潤滑剤の占有面積が広ければ潤滑剤はワークに対して十分な付着性能を有していることが確認できる。尚、ワークの材質及び形状には特に指定は無く、ワークが少量であっても評価可能である。さらに、バレルの際のメディアの材質としては、酸化物、プラスチック、金属といった一般的なメディアの材質を用いることが可能である。バレル研磨は乾式で行うことが望ましいが、水や有機溶剤といった特定の液体に対する耐性を確認するために、バレル研磨の際にワークとメディアとともに液体をバレル容器に入れ、湿式でバレル研磨することも可能である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
回転バレルを用いた本発明の実施例について簡単に説明する。
【０００８】
厚さ１ｍｍのワークを用意し、縦１０ｍｍ横１０ｍｍの大きさに切断して板材を作成する。その後、板材表面にカーボン潤滑剤を塗布してから乾燥させ、板材の表面に潤滑膜を形成する。そして、板材を直径１０ｍｍの球形のプラスチックメディアとバレル容器に入れ、１００ｒｐｍで３０分間回転バレルにより研磨する。研磨後、走査型電子顕微鏡によりカーボンで元素マッピングをとり、元素マッピング範囲内１×１ｍｍ2でカーボンの占める割合を算出した。回転バレルを用いた本発明の実施例を表１に示す。
【０００９】
【表１】
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遠心バレルを用いた本発明の実施例について簡単に説明する。
【００１０】
厚さ１ｍｍのワークを用意し、縦１０ｍｍ横１０ｍｍの大きさに切断して板材を作成する。その後、板材表面にカーボン潤滑剤を塗布してから、乾燥させ板材の表面に潤滑膜を形成する。そして、板材を直径１０ｍｍの球形のプラスチックメディアとバレル容器に入れ２００ｒｐｍで５分間回転バレルにより研磨する。研磨後、走査型電子顕微鏡によりカーボンで元素マッピングをとり、元素マッピング範囲内１×１ｍｍ2でカーボンの占める割合を算出した。遠心バレルを用いた本発明の実施例を表２に示す。
【００１１】
【表２】
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本発明の比較例について説明する。
【００１２】
まず、線径３．０ｍｍのプラスチック線材を作製し、これを長さ１０ｍｍに切断する。その一端を上下稼動式のカムに固定して、これを可動接触子とする。
【００１３】
この可動接触子に対して、実施例による試料を、厚さ１．０ｍｍ、１０ｍｍ角の形状に
加工したものを２枚用意し、これを０．８ｍｍ間隔で対向させて固定したものを固定接触
子とし、この固定接触子に潤滑剤を付着、乾燥させたうえで固定接触子の間に可動接触子を１００回／分にて往復させることで固定接触子表面を研磨した。尚、研磨時間としては５分、３０分、２４時間とした。研磨後、研磨部分を走査型電子顕微鏡によりカーボンで元素マッピングをとり、元素マッピング範囲内１×１ｍｍ2でカーボンの占める割合を算出した。表３に本発明の比較例を示す。
【００１４】
【表３】
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表１は、回転バレルを用いた固体潤滑剤評価方法を示すもので、４種類のワーク（９０Ａｇ−１０Ｎｉ、９０Ｐｔ−１０Ｉｒ、９０Ｉｒ−１０Ｒｈ、９０Ｒｈ−１０Ｐｔ）に対して、それぞれ３種類のカーボン潤滑剤Ａ、Ｂ、Ｃを適用し、元素マッピングにおけるカーボンの占める割合を示したものである。実施例１〜３の結果より、潤滑剤の種類が変わることで明らかに板材表面への潤滑剤の付着力が変化しているのが確認できる。また、実施例１〜１２をワークの材質ごとに比較すると、ワークの種類が変化することで潤滑剤の付着力が変化しているのも確認できる。
【００１５】
表２は、遠心バレルを用いた固定潤滑剤評価方法を示すもので、４種類のワーク（９０Ａｇ−１０Ｎｉ、９０Ｐｔ−１０Ｉｒ、９０Ｉｒ−１０Ｒｈ、９０Ｒｈ−１０Ｐｔ）に対して、それぞれ３種類のカーボン潤滑剤Ａ、Ｂ、Ｃを適用し、元素マッピングにおけるカーボンの占める割合を示したものである。遠心バレルを用いた固定潤滑剤評価方法は、回転バレルを用いた場合と比べて研磨時間がより短時間であるが、潤滑剤種類に応じた付着力の差異が確認できるものと評価できる。よって、遠心バレルを用いた試験では、回転バレルよりも短時間で潤滑剤の付着力を評価可能となる。
【００１６】
表３は、４種類のワーク（９０Ａｇ−１０Ｎｉ、９０Ｐｔ−１０Ｉｒ、９０Ｉｒ−１０Ｒｈ、９０Ｒｈ−１０Ｐｔ）を２枚ずつ用意して固定接触子とし、固定接触子間にプラスチック線材の可動接触子を用いて、それぞれ３種類のカーボン潤滑剤Ａ、Ｂ、Ｃを適用し、固定接触子間において可動接触子を１００回／分にて往復させ、５分、３０分、２４時間経過時の元素マッピングにおけるカーボンの占める割合を示したものである。表３に示す比較例の結果より、付着性能が極端に低い場合を除けば３０分程度の研磨時間ではほとんど潤滑剤の付着力低下は起こらず、２４時間研磨しても潤滑剤の付着の差を評価できない場合があることを確認した。しかしながら、実際に機械的摺動部にて潤滑剤を使用する場合には、数千時間単位での付着力が要求されることから、比較例による評価にてワークに対する潤滑剤の付着力評価を行うことは、時間がかかり過ぎて実用的ではなく困難だと考えられる。本発明の実施例は、従来の潤滑剤評価方法と比較して短時間で潤滑剤の付着性能が評価可能であることを示す。
【００１７】
以上、本発明によれば短時間で該当のワークに対する潤滑剤の付着力を評価することが可能であり、潤滑剤の切替に対する労力と時間を削減する効果を有する。また、バレル時のメディアやバレル方法を変化させることで従来条件よりも過酷な環境下における潤滑剤の付着性能を評価することが可能であるため、現行の潤滑剤よりも付着性能の高い潤滑剤の選定も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ワークに対する潤滑剤付着イメージ図
【符号の説明】
【００１９】
１  ワーク
２  潤滑剤
【図１】
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