[发明专利]用于加工金属材料的润滑剂和使用该润滑剂加工金属材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于加工(例如，压力加工)金属材料(也称为金 属加工)的润滑剂。更具体的是，本发明涉及用于在零下温度 (subzero)下加工高拉伸强度钢板的润滑剂。此外，本发明涉及 用于使用该润滑剂加工金属材料的方法。

背景技术

近年来，当使用加工工具(模具)加工金属材料时，通常省 略润滑剂以降低加工成本。即，该金属材料通常通过干法加工 来加工。然而，如果不使用润滑剂来加工金属材料(即，如果在 预先施涂的防锈油的帮助下加工金属材料)，因为缺乏润滑性， 金属材料不能适当地得到加工，从而在成形产品中产生开裂和 卡死。此外，此润滑性缺乏可加剧金属材料和加工工具之间的 摩擦。此摩擦可严重降低成形模具的使用寿命。

为解决这些问题，存在开发在金属材料加工期间提供优良 润滑性的润滑剂或防锈剂的需要。至今已开发一些特殊润滑剂。 例如，日本特开专利公布号10-279979教导用于金属材料压力成 形的防锈油溶液。这种油溶液含防锈剂、超碱性磺酸钙、硫类 极压剂和硼酸钾。然而，这种油溶液含与污染物质排放转移登 记制度(Pollutant Release and Transfer Register)(PRTR)有关的 硼化合物(硼酸钾)。因此，这种油溶液从环境保护的观点是不 利的。

金属材料加工的后处理可例如包括镀覆或涂布产品的步 骤。当镀覆或涂布产品作为后处理时，金属材料必须通过干法 加工来加工，因为残留在产品上的润滑剂可能在产品的镀覆膜 或涂布膜上导致不利作用(例如，表面不规则和不良粘附)。如 果金属材料使用润滑剂加工，残留在产品上的润滑剂必须在产 品被镀覆或涂布之前从该产品上除去或洗去。然而，该步骤可 导致成本增加。

近年来，从考虑环境关注和生产效率的观点，已开发一些 用于金属加工的快干润滑剂。已知的快干润滑剂通常可包含可 在常温常压下自然蒸发的挥发性润滑剂基础油。如此配制的快 干润滑剂可省略洗涤步骤，因为非挥发性润滑剂残留物在金属 材料经过加工后基本不留在金属材料上。

然而，一些已知的快干润滑剂不具有足够的润滑性。不足 的润滑性可在成形产品中导致开裂和卡死。此外，不足的润滑 性不能充分降低金属材料和模具之间的摩擦。结果，模具的使 用寿命不能充分延长。为了提高快干润滑剂的润滑性，一些已 知快干润滑剂包含氯成分。然而，包含在润滑剂中的氯成分在 加工期间或随着时间的流逝可容易地分解以产生不期望的分解 产物。如此产生的分解产物可锈蚀金属材料和加工工具。此外， 当焚化润滑剂时氯成分可产生有害或有毒的物质。而且，该氯 成分可腐蚀或损害煅烧炉。为了解决这些问题，存在开发可提 供与非挥发性润滑剂基本相同的润滑性的改进的或无氯快干 (挥发性)润滑剂的需求。

至今已开发出一些用于金属加工的无氯挥发性润滑剂。例 如，日本特开专利公布号60-19952教导用于金属加工的无氯挥 发性润滑组合物(润滑剂)，该组合物包含具有沸点23-125℃的卤 代烃(润滑剂基础油)和具有沸点130-250℃的含氟油。然而，卤 代烃和含氟油对环境是不友好的。

此外，快干润滑剂可在几小时或几天内在常温常压下自然 蒸发。因此，当金属材料在常温或更高的温度下加工时，金属 材料和加工工具得不到充分润滑。类似的，当金属材料在高速 下加工时，金属材料和加工工具得不到充分润滑，因为润滑剂 可更快蒸发。此外，在较高温度下，润滑剂粘度通常降低。此 粘度降低可导致润滑剂缺乏润滑性。

为了解决这个问题，金属材料可在零下温度下加工。在零 下温度下，可有效抑制润滑剂的蒸发。此外，润滑剂通常可具 有增高的粘度。结果，在加工期间金属材料和加工工具可得到 充分润滑。

例如，日本特开专利公布号5-247479教导用于在零下温度 下的金属加工的润滑组合物(润滑剂)，该组合物包含链烷烃化 合物(润滑剂基础油)。配制该润滑剂以在温度-50℃至-150℃下 使用。

发明内容

因此，存在开发可在零下温度下使用的改进的无氯快干(挥 发性)润滑剂的需要。