(57)【要約】金属の冷間鍛造用の潤滑剤であって、従来の（化成皮膜）＋（石鹸処理）に比べて産業廃棄物の発生が少なく、且つ処理工程が簡易な、潤滑性能に優れた新たな一工程型潤滑剤を提供する。  （Ａ）水溶性無機塩、（Ｂ）ワックス、（Ｃ）脂肪酸の金属塩を含有し、これ等が水に溶解または分散しており、固形分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．６０〜０．７０、（Ｃ）／（Ａ）が０．１〜０．３である高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤。水溶性無機塩は硫酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩から選ぶことができる。ワックスには水に分散する融点が７０〜１５０℃の合成ワックスを用いることができる。脂肪酸の金属塩には、Ｃ１２〜Ｃ２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム、リチウムの何れかを反応させたものを用いることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）水溶性無機塩、（Ｂ）ワックス、（Ｃ）脂肪酸の金属塩とを含有し、かつこれらの成分が水に溶解または分散しており、固形分での重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．６０〜０．７０、（Ｃ）／（Ａ）が０．１〜０．３の範囲内にあることを特徴とする高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤。
【請求項２】
前記水溶性無機塩が硫酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求の範囲１．に記載の高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤。
【請求項３】
前記ワックスが、水に分散した融点７０〜１５０℃の合成ワックスである、請求の範囲１．または２．に記載の高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤。
【請求項４】
前記脂肪酸の金属塩が、Ｃ１２〜Ｃ２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム及びリチウムから成る群から選ばれた少なくとも一種の金属を反応させて得られたものである、請求の範囲１．または２．または３．に記載の高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤。
【発明の詳細な説明】
技術分野
近年、輸送機器関連部品等は、引張強さが３００Ｎ／ｍｍ２以上の鋼材に１回で７０％以上の大きな減面率の冷間鍛造加工を加えて製造される事が多い。本明細書ではこれを高能率冷間鍛造と略記する。本発明は、冷間鍛造用素材の表面に化成処理を施さず優れた加工性、すなわち、潤滑性、耐焼付き性等を有する潤滑皮膜を形成させる技術に関する。また、従来の処理工程を短縮し、処理スペースを小さくし、且つ、インライン化を可能とし、更に、産業廃棄物を生じさせないで、輸送機器関連部品等を製造する際の高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤に関するものである。
背景技術
一般に鉄鋼、ステンレス鋼等の金属材料を塑性加工する際には、被加工材と工具（金型）との金属接触により生ずる焼き付きやかじりを防止する目的で、金属表面に潤滑皮膜を生成させる。金属表面に生成させる潤滑皮膜としては、潤滑剤を金属表面に物理的に付着させるタイプのものと、化学反応により金属表面に化成処理皮膜（化成皮膜）を生成させた後、潤滑剤を使用するタイプのものがある。
金属表面に物理的に付着させる潤滑剤は金属表面に化成皮膜を生成させて使用するものに比べ、密着性が劣るため一般に軽加工用として使用される。化成皮膜を使用するタイプのものは表面にキャリアとしての役割を有するリン酸塩皮膜や蓚酸塩皮膜等の化成皮膜を生成させた後、滑り性のある潤滑剤を使用する。このタイプはキャリア皮膜としての化成皮膜と潤滑剤との二層構造を有しており、非常に高い耐焼き付き性を示す。そのため伸線、伸管、鍛造などの塑性加工分野において非常に広い範囲で使用されてきた。特に塑性加工の中でも加工が厳しい分野には、りん酸塩皮膜や蓚酸塩皮膜を下地にし、その上に潤滑剤を使用する方法が多用されている。
化成皮膜上に使用される潤滑剤は使用方法で大きく二つに分ける事が出来る。一つは、化成皮膜に潤滑剤を物理的に付着させるタイプのもの、もう一つは、化成皮膜に潤滑剤を反応させて付着させるタイプのものである。
前者の潤滑剤としては、鉱油、植物油及び合成油を基油として、その中に極圧剤を添加したもの、又は黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤をバインダー成分とともに水に溶かし、付着乾燥工程で使用するもの等が挙げられる。これらの潤滑剤はスプレー塗布や浸漬塗布により簡便に使用できるので、液管理も殆ど必要が無いなどの利点があるが、潤滑性が低いため比較的軽い潤滑の場合に使用される事が多い。
一方後者は、ステアリン酸ナトリウムのような反応型石けんによる処理が行われている。特に高い潤滑性が必要な場合は潤滑剤として反応型石けんを使用する。反応型石けんは、化成皮膜と反応することで高い潤滑性を持っている。
しかしながら、反応型の化成処理や反応型石けんの使用は、化学反応であるため、液の管理、化学反応を制御するための温度管理、液の劣化による廃棄更新等が必要となる。例えば、従来のりん酸塩−石鹸処理においては、りん酸塩皮膜を表面に生成させるにともない反応副生成物とも言える不溶性の塩が処理液中に生じる。これは一般にスラッジと呼ばれ、定期的に処理液より系外へ排出されなければならない。
また、りん酸塩処理後の水洗水は、りん酸塩処理液にて汚染される。この水洗水は、りん酸等を含有するにいたるために適切な廃水処理が必要となる。通常、りん酸含有のこの水洗水は、消石灰による中和により、りん酸を凝集沈降させている。凝集沈降された処理水は放流されるが、リンを含む凝集沈降させた廃水処理汚泥は、先のスラッジとともに産業廃棄物として投棄されている。
近年、地球環境保全を目的に、産業廃棄物の低減は大きな課題となり、産業廃棄物の多いりん酸塩処理は、環境保全の側面より問題視されている。このために、廃棄物が生じない潤滑剤や処理方法が望まれているのである。
また、従来のりん酸塩−石鹸処理等は、処理工程として大きなスペースを必要とし、処理時間も長く、処理工程毎の液濃度管理、液温度管理等の複雑な管理が必要であり、維持管理の容易化が望まれている。実際には、りん酸塩処理では、処理液中の遊離酸度、全酸度、促進処理液濃度を中和滴定等により手作業にて分析している。また、石鹸処理においても遊離酸度、濃度を酸分解を用いた手作業の分析を定期的に行っている。これらにより濃度低下分を適宜補給している。
このような問題点を解決するため、「水溶性高分子またはその水性エマルションを基材とし、固体潤滑剤と化成皮膜形成剤とを配合した潤滑剤組成物（特開昭５２−２０９６７号公報）」等が示されているが、化成皮膜処理に匹敵するようなものは得られていない。
また、これら問題点を解決する手段として、例えば、同一出願人が係わる特開平１０−８０８５号の「金属材料の冷間塑性加工用水系潤滑剤」の発明が挙げられる。これは、（Ａ）水溶性無機塩、（Ｂ）固体潤滑剤、（Ｃ）鉱油、動植物油脂および合成油から選ばれる少なくとも１種の油成分、（Ｄ）界面活性剤および（Ｅ）水からなる、固体潤滑剤および油が均一にそれぞれ分散および乳化した、金属の冷間鍛造加工用水系潤滑剤に関するものである。
この発明は、水系の非反応型の潤滑剤に関するものであり、従来のりん酸塩処理−水洗−反応型石鹸処理の３つの工程を、潤滑処理だけの１つの工程にしようとするものである。すなわち、清浄化された被処理材と一工程型潤滑剤を浸漬等により接触させ、被処理材の表面を潤滑剤にて覆い、その後、乾燥（水分を揮発）させて、被処理材表面に潤滑皮膜を生成させるものである。このようなタイプの潤滑剤は、一工程型潤滑剤と呼ばれている。
しかし、前記のこれ迄の発明による潤滑剤は油成分を乳化しているために工業的に使用するには不安定であり、高能率冷間鍛造等において高い潤滑性を安定的に発揮すには至っていない。
これら問題点を解決する手段として、例えば、同一出願人が係わる特開２０００−６３８８０号の「金属材料の塑性加工用潤滑剤組成物」の発明が挙げられる。これは、（Ａ）合成樹脂、（Ｂ）水溶性無機塩および水を含有し、この固形分重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．２５／１〜９／１であって、合成樹脂が溶解または分散している、金属材料の塑性加工用潤滑剤組成物に関するものである。しかし、この発明においても、高能率冷間鍛造等の厳しい加工条件では十分な潤滑性を安定的に発揮すには至っていない。
発明の開示
したがって、本発明は上記従来技術の抱える問題を解決するためのものであり、また地球環境保全を考慮し簡便な処理が可能な、化成処理を不要とする、輸送機器関連部品製造用等の高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤を提供することを目的とするものである。
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、水溶性無機塩、ワックス、脂肪酸の金属塩を含有する水溶液において、それぞれの成分を特定の比率で配合することにより新たな一工程型潤滑剤が得られることを発明した。即ちこの潤滑剤は従来の化成皮膜の形成−水洗−反応型石鹸処理の３つの工程を、潤滑処理だけの１つの工程にしたもので、従って短い処理工程で優れた加工性能を有する皮膜を被処理物の表面に形成させたものであり、産業廃棄物を生じることもなくなることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の金属材料用塑性加工用水系潤滑剤は、（Ａ）水溶性無機塩、（Ｂ）ワックス、（Ｃ）脂肪酸の金属塩とを含有し、かつこれらの成分が水に溶解または分散しており、固形分での重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．６０〜０．７０、（Ｃ）／（Ａ）が０．１〜０．３の範囲内にあることを特徴とする輸送機器関連部品用の高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤である。
前記水溶性無機塩は硫酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、前記ワックスは、水に分散した融点７０〜１５０℃の合成ワックスであることが好ましい。また、前記脂肪酸の金属塩は、Ｃ１２〜Ｃ２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム及びリチウムから成る群から選ばれた少なくとも一種の金属を反応させて得られたものであることが好ましい。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の内容をより詳細に説明する。本発明の金属材料用塑性加工用水系潤滑剤に使用される（Ａ）水溶性無機塩は皮膜に硬さと強度を付与するためのものである。そのため選ばれる水溶性無機塩は溶液中で均一に溶解し、乾燥時に強固な皮膜を形成する性質を持つことが必要である。そのような性質の水溶性無機塩として、硫酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種を使用することが好ましい。
一例として硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、ケイ酸カリウム、ホウ酸ナトリウム（四ホウ酸ナトリウム）、ホウ酸カリウム（四ホウ酸カリウム等）、ホウ酸アンモニウム（四ホウ酸アンモニウム等）、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上組み合わせても良い。
次に、（Ｂ）ワックスとしては、構造や種類を特定するものではないが合成ワックスを使用するのが好ましい。ワックス成分は塑性加工時に発生する熱により融解し皮膜の滑り性を良くするために添加する。そのため加工初期に効果を発揮するように、融点が７０〜１５０℃で、更に水溶液中で安定なものが望ましい。
具体的には、例えば、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等を挙げることが出来る。これらは水ディスパージョンや水エマルジョンの形態で他成分と混合して本塑性加工用水系潤滑剤に含有させるのが良い。ワックスの配合量は（Ａ）水溶性無機塩と（Ｂ）ワックスとの固形分重量比（Ｂ）／（Ａ）として０．６〜０．７とするのが好ましい。厳しい加工条件である高能率冷間鍛造においては、この比が０．６未満では皮膜の滑り性が不十分になる恐れがあり、０．７を超えると皮膜の密着性が不十分になる恐れがある。
本発明で使用する（Ｃ）脂肪酸の金属塩は潤滑性を付与させるためのものであり、その種類は特定されないが、Ｃ１２〜Ｃ２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム、及びリチウムから成る群から選ばれた少なくとも一種の金属を反応させて得られたものを用いるのが好ましい。
この中ではステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウムを使用するのが好ましい。本発明で使用する脂肪酸の金属塩は本発明の水系潤滑剤に分散した形で存在しており、必要に応じ公知の界面活性剤を用いることが出来る。
（Ａ）水溶性無機塩と（Ｃ）脂肪酸の金属塩の配合比率については、（Ｃ）／（Ａ）（固形分重量比）として０．１〜０．３にする。厳しい加工条件である高能率冷間鍛造においては、この比が０．１以下では、加工した部品のノックアウト性にやや不充分な場合がある。厳しい加工条件である高能率冷間鍛造においてはまた、０．３を超えると成形した部品の精度が不充分になるために好ましくない。
なお、前述の脂肪酸の金属塩、ワックスを液中に分散させるために界面活性剤が必要な場合には、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤のいずれも用いることができる。非イオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン（エチレンおよび／またはプロピレン）アルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール（もしくはエチレンオキシド）と高級脂肪酸（例えば炭素数１２〜１８）とから構成されるポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンとポリエチレングリコールと高級脂肪酸（例えば炭素数１２〜１８）とから構成されるポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等が挙げられる。
陰イオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば脂肪酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩、ジチオリン酸エステル塩等が挙げられる。両性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばアミノ酸型およびベタイン型のカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等が挙げられる。陽イオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば脂肪酸アミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの界面活性剤は各々単独でまたは２種以上組み合わせて使用することが出来る。
本発明の高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤は、１回で７０％以上の大きな減面率の冷間鍛造加工を行う輸送機器関連部品用冷間鍛造用素材等に適用される。輸送機器関連部品とは、主に自動車、オートバイのエンジン、パワートレイン、シャーシーなどの部品を意味する。材料の形状としては、特に限定されるものではないが円柱材だけでなく、鍛造後の形状物（ギヤやシャフト等）の加工にも適用できる。
本発明の水系潤滑剤を処理する方法は特に限定されるものではないが、浸漬法を用いることができる。塗布は表面が充分に塑性加工用水系潤滑剤に覆われれば良く、塗布する時間に特に制限は無い。塗布後水系潤滑剤は乾燥する必要がある。好ましい処理方法を以下に示す。
▲１▼ショットブラスト
▲２▼湯洗（鉄粉除去およびワークの予熱）：７０〜９０℃、１〜３分
▲３▼潤滑処理：５０〜７０℃、１〜３秒
▲４▼乾燥：常温送風、１〜２分
▲５▼冷間鍛造
材料表面に付着させ形成させる潤滑皮膜の皮膜重量（付着量）は、加工性（潤滑性，耐焼付き性）に大きな影響を与えるために重要なファクターである。この皮膜重量（付着量）は、処理前後の重量差と被処理材の処理面積より算出されるものである［皮膜重量＝（処理後重量−処理前重量）／処理面積］。皮膜重量（付着量）は、その後の鍛造の加工の程度により適宜コントロールされるが、５〜１５ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。
この皮膜重量が５ｇ／ｍ２未満では、充分な潤滑性が得られず、減面率の大きな鍛造加工では、鍛造中に焼付きを生じるようになり好ましくない。また、この皮膜重量が１５ｇ／ｍ２を超えると潤滑皮膜の剥離物（カス）が金型に残りやすくなり、特に連続で加工した際に、このカス詰まりが、加工後の品物の寸法精度に悪影響を与える場合があり好ましくない。なお、上記のような皮膜重量範囲になるように水系潤滑剤の固形分重量（濃度）は適宜コントロールされる。
実施例−Ｉ
本発明の実施例を比較例と共に挙げ、その効果をより具体的に説明する。
＜素材＞
カウンターシャフト用棒材（φ５０ｍｍ  長さ１４０ｍｍ）：６０，０００本
材質：ＪＩＳ  Ｇ  ４１０５  ＳＣＭ４２０
ショットブラスト：スケール除去を目的に実施
ショット球（φ０．５ｍｍ）  １４分
＜潤滑処理＞
Ａ：一工程型（工程数３）
１．湯洗：ショット粉除去、予熱を目的に市水で８０℃  １分
２．潤滑処理：潤滑剤、６０℃、浸漬１秒
３．乾燥：常温（送風）、１分
トータル処理時間：２分３０秒（上記処理時間＋工程間の搬送時間）
処理設備占有面積：９ｍ２
Ｂ：（化成皮膜＋反応型石けん）型（工程数１１）
１．脱脂：アルカリ脱脂剤｛登録商標  パルクリーン３５７（日本パーカライジング（株）製）｝、３％水溶液、８０℃、１０分
２．水洗：市水、常温、５分
３．酸洗：塩酸洗浄、１０％塩酸水溶液、常温、５分
４．水洗：市水、常温、３分
５．水洗：市水、常温、３分
６．化成：りん酸塩処理｛登録商標  パルボンドＬ３６７５ＸＨＭ（日本パーカライジング（株）製）｝、１％水溶液、８０℃、１０分
７．水洗：市水、常温、３分
８．水洗：市水、常温、３分
９．潤滑：石鹸処理｛登録商標  パルーブ２３６Ｈ（日本パーカライジング（株）製）｝、１％水溶液、９０℃、５分
１０．湯洗：市水、８０℃、５分
１１．乾燥：常温送風、１０分
トータル処理時間：６０分（上記処理時間＋工程間の搬送時間）以上
処理設備占有面積：９０ｍ２
＜鍛造加工１：耐焼付き性＞
前方押出し（減面率：７７％）
金型    ：ハイス  超硬
パンチ  ：ハイス
加工速度：０．０７８ｍ／秒
＜鍛造加工２：精度（欠肉）＞
鍛造加工１にて成形したシャフト（φ２７）を焼鈍し、これを前方押出しにて（図１参照）、鍛造加工し、図１のＡ部の直径測定を行った。
＜評価＞
・加工性１（耐焼付き性）：上記鍛造加工１における成形状態を評価した。
成形品および金型の状態（キズ等）を目視にて判定した。
キズが生じている場合は、好ましくない。
・加工性２（欠肉）：上記鍛造加工２におけるＡ部（図１）の直径を測定した。良好に成形されている場合は、Ａ部の直径は、φ２７ｍｍである。これより直径が細い場合は、一般に欠肉と呼ばれる状態であり、好ましくない。φ２７ｍｍを「０ｍｍ」とし、例えばφ２６．５を「−０．５ｍｍ」と表記した。
・工程：工程数および設備の占有面積より評価した。
工程が少ないほど、また占有面積が小さい方が望ましい。
・環境保全性：廃棄される廃棄物量（排水、排出スラッジ）を６万本処理し定量した。
廃棄物排出量が少ないことが望ましい。
＜本発明例１＞
下記の潤滑剤１を用い潤滑処理Ａ（一工程型）にて処理を行った。
潤滑剤１
水溶性無機塩：四硼酸ナトリウム
ワックス：ポリエチレンワックス（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ）／（Ａ）：０．７０
固形分比（Ｃ）／（Ａ）：０．１
皮膜重量，ｇ／ｍ２：１５
＜本発明例２＞
下記の潤滑剤２を用い潤滑処理Ａ（一工程型）にて処理を行った。
潤滑剤２
水溶性無機塩：四硼酸カリウム
ワックス：マイクロクリスタリンワックス
（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ）／（Ａ）：０．６
固形分比（Ｃ）／（Ａ）：０．３
皮膜重量，ｇ／ｍ２：１５
＜本発明例３＞
下記の潤滑剤３を用い潤滑処理Ａ（一工程型）にて処理を行った。
潤滑剤３
水溶性無機塩：四硼酸ナトリウム
ワックス：ポリエチレンワックス（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ）／（Ａ）：０．６
固形分比（Ｃ）／（Ａ）：０．２
皮膜重量，ｇ／ｍ２：１０
＜本発明例４＞
下記の潤滑剤４を用い潤滑処理Ａ（一工程型）にて処理を行った。
潤滑剤４
水溶性無機塩：四硼酸ナトリウム
ワックス：パラフィンワックス（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸亜鉛
固形分比（Ｂ）／（Ａ）：０．７
固形分比（Ｃ）／（Ａ）：０．２
皮膜重量，ｇ／ｍ２：１２
＜比較例１＞
下記の潤滑剤５を用い処理工程Ａ（一工程）にて処理を行った。
潤滑剤５
水溶性無機塩：四硼酸ナトリウム
ワックス：パラフィンワックス（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ）／（Ａ）：１．０（本発明の範囲外）
固形分比（Ｃ）／（Ａ）：０．２
皮膜重量，ｇ／ｍ２：１０
＜比較例２＞
下記の潤滑剤６を用い潤滑処理Ａ（一工程型）にて処理を行った。
潤滑剤６
水溶性無機塩：四硼酸ナトリウム
ワックス：ポリエチレンワックス（分散のためにノニオン系界面活性剤１重量％添加）
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ）／（Ａ）：０．７
固形分比（Ｃ）／（Ａ）：０．５（本発明の範囲外）
皮膜重量，ｇ／ｍ２：５
＜比較例３＞
下記の潤滑剤７を用い潤滑処理Ａ（一工程型）にて処理を行った。
潤滑剤７
水溶性無機塩：四硼酸ナトリウム
ワックス：ポリエチレンワックス（分散のためにノニオン系界面活性剤１
重量％添加）
脂肪酸の金属塩：ステアリン酸カルシウム
固形分比（Ｂ）／（Ａ）：０．８０（本発明の範囲外）
固形分比（Ｃ）／（Ａ）：０．４  （本発明の範囲外）
皮膜重量、ｇ／ｍ２：１５
＜比較例４＞
潤滑処理Ｂ（化成皮膜＋反応型石けん）にて処理を行った。
＜結果＞
以上の試験の結果を表１に示す。表１から明らかなように、本発明の高能率冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤を用いた本発明例１〜４は、少ない工程数および小さな処理設備面積により優れた加工性を有する潤滑皮膜を形成させることができることが分かる。また、廃棄物である排水および排水処理スラッジもゼロにすることができることが分かる。成分（Ｂ）／（Ａ）の比が本発明の範囲外である比較例１、成分（Ｃ）／（Ａ）の比が本発明の範囲より高い比較例２は加工性が劣り、焼付きが発生した。また、（Ｂ）／（Ａ）および（Ｃ）／（Ａ）が本発明の範囲より若干高い比較例３では、耐焼付き性は得られたものの精度（欠肉）が不充分であった。さらに、比較例４のリン酸塩皮膜に反応石けん処理を行ったものは、本発明と同等の加工性を示すが、工程数が多く、設備専有面積も大きく、廃棄物を多く生じるために環境負荷が大きい。
2002020704.tif 000002
実施例−ＩＩ
＜素材＞  ＪＩＳ  Ｇ  ４１０５  ＳＣＭ４２０の棒鋼、（５０ｍｍφ、長さ１４０ｍｍ）
＜潤滑処理＞［実施例１］の、＜潤滑処理＞Ａ：一工程型に同じ。
＜通常冷間鍛造＞減面率５１％、金型：ハイス、パンチ：ハイス。
＜高能率冷間鍛造＞減面率７７％、金型：ハイス、パンチ：ハイス。
＜潤滑剤＞
下記の成分を用いて（Ｂ）／（Ａ），（Ｃ）／（Ａ）が表２の水系一工程型潤滑剤を作成し試用した。
・水溶性無機塩（Ａ）：四硼酸ナトリウム
・ワックス（Ｂ）：ポリエチレンワックス
・脂肪酸の金属塩（Ｃ）：ステアリン酸カルシウム
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＜結果＞
表２にみられる如く、減面率が５１％の通常冷間鍛造においては（Ｂ）／（Ａ）は０．６０未満でも、０．７０超でも潤滑性は良好であり耐焼付き性、欠肉も良好な結果を示す。一方減面率が７７％の高能率冷間鍛造は加工条件が厳しいために良好な潤滑性は（Ｂ）／（Ａ）が０．６０〜０．７０の狭い範囲でしか得られない。同様に通常冷間鍛造においては（Ｃ）／（Ａ）は０．１未満でも０．３超でも潤滑性は良好であり耐焼付き性、欠肉も良好な結果を示す。しかし高能率冷間鍛造では良好な潤滑性は０．１〜０．３の狭い範囲でしか得られない。
産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、本発明の輸送機器関連部品用冷間鍛造用水系一工程型潤滑剤を用いると、少ない工程数、小さな設備で高い加工性を有する皮膜を金属素材表面に生成させることが出来る。また、産業廃棄物もなく、地球環境保全性にも優れる。
さらに、工程および処理時間も短いことより一貫生産ラインが可能となり、省スペース、省エネルギー、作業環境のクリーン化（従来の酸系処理剤からのミストが無くなる）、処理効率化が計られ、結果、製造コストを低減することもできるために、産業上の利用価値も極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
図１は実施例における鍛造加工２の説明図である。
【図１】
2002020704.tif 000004
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2002020704.tif 000005
2002020704.tif 000006
【国際調査報告】
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2002020704.tif 000008
2002020704.tif 000009
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