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JPH02310384A - 冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板 - Google Patents

冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板

Info

Publication number
JPH02310384A
JPH02310384A JP1130591A JP13059189A JPH02310384A JP H02310384 A JPH02310384 A JP H02310384A JP 1130591 A JP1130591 A JP 1130591A JP 13059189 A JP13059189 A JP 13059189A JP H02310384 A JPH02310384 A JP H02310384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
weight
parts
copolymer resin
soluble
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1130591A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruo Yoshida
吉田 輝男
Ryosuke Wake
和気 亮介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP1130591A priority Critical patent/JPH02310384A/ja
Publication of JPH02310384A publication Critical patent/JPH02310384A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Lubricants (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はプレス成形用の表面処理鋼板に関するものであ
る。
その目的とするところは、プレス成形時に良好な潤滑性
を有すると共に、プレス前後の耐錆性及び高温(40〜
60℃)域での皮膜安定性に優れ、且つ潤滑膜が水溶性
であることから、自動車、家庭電気製品製造などの化成
処理ラインの前処理工程で潤滑皮膜が完全溶解する性質
を備えた鋼板を提供するものである。
[従来の技術] 鋼板は深絞りその他プレス成形を行うに当って、従来か
ら鉱油を基油とした潤滑油をプレス直前に塗油する方法
が一般的に採用されている。この塗油工程はプレス能率
向上に対し著しく障害となっており、且つ後処理工程で
の脱脂負荷やプレス工程の作業環境の劣化や組み立て工
程での溶接作業のトラブルの原因の一つとなっているこ
とは周知のとうりである。また最近では高速連続プレス
の導入に伴い、プレスダイス、ポンチの温度上昇が著し
く、焼付現像が起因となるプレス割れが頻発し、さらに
自動車、家庭電気製品製造のモデルチェンジ競争による
小型部品、一体成形、難成形化へと厳しい方向に進んで
いる。
このような事態に対し、例えば特公昭44−20217
号、同44−18774号、特開昭58−65793号
等の公報において、潤滑性のよい防錆性に優れた常温で
固形化したワックス状物質(常温で半固形のものも含む
)をあらかじめ鋼板製造者側で鋼板表面に塗布しておく
と、最高の潤滑条件を満足するのみならず、プレス直前
の塗付手間かはふけるため、鋼板製造者側及びプレス施
工者側共に生産性向上、人員削減等の効果が大であると
示されている。しかしながらワックス状物質を塗布した
鋼板(以下、潤滑鋼板という)においても、耐錆性やプ
レス性および脱脂性などが満足されていない。
つまり、最近の省エネや省コストの技術的指向は急速で
あり、従来の品質では満足きれず、脱脂性を例にとると
脱脂浴の低温化、低濃度化、短時間化により約3倍の脱
脂性の向上が必要になっている。
これらの問題を解決するため、本発明者らが特開昭63
−112693号で提唱したポリエチレンオキサイド(
分子量2000〜40(100)の固形分100重量部
に対して水溶性防錆剤0.5〜100重量部含有し残部
が水から成る水性液を両面に塗□布し、乾燥後、固形化
し片面当り0.5〜5.0g/m”の水溶性固体潤滑皮
膜を形成させた冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板はプレス
性においては従来の潤滑鋼板より優れ、脱脂性は水溶性
潤滑剤と水溶性防錆剤の使用で優れ、耐錆性は水溶性防
錆剤で従来の潤滑鋼板相当を確保でき、冷間加工用水溶
性防錆潤滑鋼板として優れたものである。
しかし、その後の研究の結果、本発明者らが特開昭63
−112893号で提唱した冷間加工用水溶性防錆潤滑
鋼板は、常温での皮膜安定性は優れているが、高温(4
0〜60℃)域での皮膜安定性に欠点があることが明ら
かとなり、高温環境下での使用には難点が有ることが判
明した。
[発明が解決しようとする課題] 本発明者らが特開昭63−1121i93号で提唱した
冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板は潤滑性、脱脂性、耐錆
性、水溶性で従来の潤滑鋼板より優れているが、高速大
量使用方式即ち連続帯鋼のプレス作業で使用する場合、
プレスの際のポンチ、ダイス、鋼板間の摩擦熱により鋼
板表面の温度が60℃程度まで高まり、高温(40〜6
0℃)域で皮膜が剥離し、ロールにビドアップする。こ
のビドアップ物がさらに鋼板に付着し、鋼板表面外観を
低下する。
本発明は高温(40〜60℃)域の皮膜安定性(皮11
!剥離性)に優れ、潤滑性を十分に備えると共に、防錆
性があり且つ水溶性である水溶性固体潤滑皮膜を形成し
た冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板を提供するものである
[課題を解決するための手段] 本発明の要旨とするところは、次の通りである。
ポリエチレンオキサイド(分子量2000〜40000
)の固形分100重量部に対して水溶性防錆剤O,S〜
lOO重量部、S l 02 * Cr 20 s +
 F e 2031 ’ g O* Z r 02 *
5n02.^1.03.CaCo、等のコロイド(ゾル
)の1種または2ff1以上を固形分で0.5〜100
重量部含有させ残部が水から成る水性液を鋼板の表面に
塗布し、乾燥後、固形化し、片面当たり0.5〜5.0
g/m’の水溶性固体潤滑皮膜を形成させたことを特徴
とする冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板であり、 又ポリエチレンオキサイド(分子量2000〜4000
0)の固形分100重量部に対して水溶性防錆剤0.5
〜100重量部、一部架橋したエチレン−アクリル酸共
重合体樹脂、ポリアクリル酸及びその共重合体樹脂、ポ
リアクリル酸エステル及びその共重合体樹脂、ポリメタ
クリル酸及びその共重合体樹脂、ポリメタクリル酸エス
テル及びその共重合体樹脂等の水系分散体のiflまた
は2種以上を固形分で0.5〜100重量部含有させ残
部が水から成る水性液を鋼板の表面に塗布し、乾燥後、
固形化し、片面当たり0.5〜5.0g/m’の水溶性
固体潤滑皮膜を形成させたことを特徴とする冷間加工用
水溶性防錆潤滑鋼板であり、 又ポリエチレンオキサイド(分子量2000〜4(10
00)の固形分10o !!量部に対して水溶性防錆剤
0.5〜100重量部、一部架橋したエチレン−アクリ
ル酸共重合体樹脂、ポリアクリル酸及びその共重合体樹
脂、ポリアクリル酸エステル及びその共重合体樹脂、ポ
リメタクリル酸及びその共重合体樹脂、ポリメタクリル
酸エステル及びその共重合体樹脂等の水系分散体の1種
または2種以上と、5loz、Crz03.Fe2O3
,JO,ZrO2゜5n02.AuzOs、CaCo3
等のコロイド(ゾル)の1種または2 f1以上とを固
形分で0.5〜100重量部含有さゼ残部が水から成る
水性液を鋼板の表面に塗布し、乾燥後、固形化し、片面
当たり0.5〜5.0g/m”の水溶性固体潤滑皮膜を
形成させたことを特徴とする冷間加工用水溶性防錆潤滑
鋼板である。
本発明において、鋼板とは冷延鋼板、メッキ鋼、樹脂複
合鋼板、ラミネート鋼板、熱延鋼板あるいはこれらに化
成処理を施した鋼板を指すものである。
また、水溶性防錆剤は特公昭59−22793号で述べ
られている1−ヒドロキシベンゾトリアゾール化合物を
主成分とし、脂肪酸ジカルボン酸の1〜2種を加えp)
17〜8の水溶液で必要に応じて界面活性剤を添加した
ものや、他の公知の水溶液防錆剤、例えば亜硝酸ナトリ
ウム、硝酸ナトリウム、芳香族カルボン酸類、イミダゾ
ール類、アミノ酸類の1種又は2種以上と界面活性剤を
組み合わせたものをさすものである。
[作  用] 以下本発明について詳細に説明する。
分子量2000及び40000のポリエチレンオキサイ
ドの固形分100重量部に対して、水溶性防錆剤25重
量部、5i02のコロイド(ゾル)を固形分で50重量
部含有させ残部が水からなる水性液を厚さ0.8mmの
深絞り用冷延鋼板(SP(:ダル目80番仕上げ)の表
面に塗布し乾燥後、固形化し、片面当り1.5g/m2
の水溶性固体潤滑皮膜を形成させた水溶性防錆潤滑鋼板
を得た。
この水溶性防錆潤滑鋼板について、プレス加工潤滑テス
ト及び高温域での皮膜剥離テストを行った。
プレス加工潤滑テスト方法は、鋼板からブランク径25
0m+a X 25hI11の試片を切り出し、シワ押
え圧5 t/ca2で100mm口の角筒絞りで25m
mの深さに絞り、ワレ発生の有無を調査後、ワレ無しの
ものについてシワ押え圧10 t/cm”に上昇させて
、90mm深さまで絞った。評価は絞り深さくam)、
コーナ一部のネッキング状態及びダイス接触面の表面疵
などを観察評価した。絞り深さは90mmが最良で絞り
深さが浅くなる程プレス性は低下する。
高温域での皮膜剥離テストは、この鋼板から100 X
 100mmの試片を切り出し、30,40゜50.6
0℃にホットプレート上で加温し、30kg/100c
m’の荷重を掛け、100cm”/secのスピードで
10cm’Rのゴム管で擦り、表面の擦り跡の状態を観
察評価した。
次に、stowのコロイド(ゾル)をCr2O5゜Fe
20s* MgO,ZrO2,5n02.^l*Os、
cacOsのコロイド(ゾル)に変えた上記水性液を用
いて上記鋼板に上記水溶性防錆潤滑皮膜を形成させた水
溶性防錆潤滑鋼板を同様にプレス加工潤滑テスト及び高
温域での皮膜剥離テストを行った。
これらの結果を第1表に示す。
尚第1表にはコロイド(ゾル)を添加しない上記水性液
を用いて上記鋼板の表面に片面当り1.5g/m2の水
溶性固体潤滑皮膜を形成させた水溶性防錆潤滑鋼板(従
来品)の比較テスト結果を併記した。
第1表から明らかなように、本発明品は従来品に比べて
プレス性が同等もしくは向上すると共に、従来品では得
られない高温(40〜60℃)皮膜安定性を確保できた
尚コロイド(ゾル)量を0.5〜100重量部に変化さ
せても、又コロイド(ゾル)を種々組み合わせて0.5
〜100重量部の範囲で変化させても同等のプレス性及
び高温皮膜剥離性を得ることができた。
次にコロイド(ゾル)を一部架橋したエチレン−アクリ
ル酸共重合体樹脂の水系分散体に変更した水性液を用い
て上記潤滑皮膜を形成した上記鋼板を得、同様にプレス
加工潤滑テスト及び高温皮膜剥離性テストを実施した。
次に一部架橋したエチレン−アクリル酸共重合体樹脂の
水系分散体を一部架橋したポリアクリル酸共重合体樹脂
、ポリアクリル酸エステル共重合体樹脂、ポリメタクリ
ル酸共重合体樹脂、ポリメタクリル酸エステル共重合体
樹脂の水系分散体に変更した。
これらの結果も第1表に示す。
第1表から明らかなように、本発明品は従来品に比べて
プレス性が同等もしくは向上すると共に、従来品では得
られない高温(40〜60℃)皮膜安定性を確保できた
尚一部架橋したポリアクリル酸共重合体樹脂、ポリアク
リル酸エステル共重合体樹脂、ポリメタクリル酸共重合
体樹脂、ポリメタクリル酸エステル共重合体樹脂の水系
分散体を一部架橋したポリアクリル酸樹脂、ポリアクリ
ル酸エステル樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、ポリメタク
リル酸エステル樹脂の水系分散体に変更しても、又樹脂
量を0.5〜100重量部に変化させても、又樹脂量を
種々組み合わせて0.5〜100重量部の範囲に変化さ
せても同等のプレス性及び高温皮膜剥離性を得ることが
できた。
次に分子量2000及び40000のポリエチレンオキ
サイドの固形分100重量部に対して、水溶性防錆剤2
5重量部、 5tO2のコロイド(ゾル)とエチレン−
アクリル酸共重合体樹脂の水系分散体とを固形分で50
重量部(sio、固形分25重量部に対してエチレン−
アクリル酸共重合体樹脂固形分25重量部)含有させ残
部が水よりなる水性液を厚さ0.8mmの深絞り用冷延
鋼板(5PCEダル目80番仕上げ)の表面に塗布、乾
燥後固形化し、片面当り1.5g/m”の固体潤滑皮膜
を形成した上記鋼板を得、同様にプレス加工潤滑テスト
及び高温皮膜剥離性テストを実施した。
またエチレン−アクリル酸共重合体樹脂の水系分散体を
、ポリアクリル酸共重合体樹脂の水系分散体に変更した
水性液を用いて上記潤滑皮膜を形成し上記鋼板を得、同
様にテストを行った。
これらの結果も第1表に示す。
第1表から明らかなように、本発明品は従来品に比べて
プレス性が同等もしくは向上すると共に、従来品では得
られない高温(40〜60℃)皮膜安定性を確保できた
尚コロイド(ゾル)の種類と量、樹脂の種類と量を変え
た、種々の組合せにしても、コロイド(ゾル)と樹脂と
が固形分で0.5〜100重量部の範囲ならば同等のプ
レス性及び高温(40〜60℃)皮膜特性を得ることが
できた。
以上のように、従来品の皮膜を形成するために用いる水
性液に、5i02.Cr2O3,’Fe2O3,MgO
ZrO2,5n02.^9203.CBGO3等のコロ
イド(ゾル)の1f!又は2種以上及び又は一部架橋し
たエチレン−アクリル酸共重合体樹脂、ポリアクリル酸
及びその共重合体樹脂、ポリアクリル酸エステル及びそ
の共重合体樹脂、ポリメタクリル酸及びその共重合体樹
脂、ポリメタクリル酸エステル及びその共重合体樹脂等
の水系分散体の1種又は2種以上を固形分で0.5〜1
001i量部添加した水性液を用いて皮膜を形成した、
本発明品が高温(40〜60℃)皮膜安定性に優れるの
は、上記コロイド(ゾル)及び上記水系分散体が皮膜結
合力を向上させ強固にするためであると考えられ、又従
来品よりもプレス性が向上するのは、上記の如く皮膜硬
化剤としてのコロイド(ゾル)及び上記水系分散体が潤
滑剤としても作用しているためと考えられる。
ポリエチレンオキサイドの分子量を2000〜4000
0に限定したのはポリエチレンオキサイドの分子量によ
ってプレス加工性が異なり2000未満では加工性が低
下し、40000超ではポリエチレンオキサイドの水に
対する溶解度及び脱脂性が低下するためである。
水溶性防錆剤の添加割合を主成分樹脂の0.5〜100
重量部に限定したのは、0.5重量部未満では防錆性が
低下し10031量部を越えると潤滑性が低下する難点
が生じる為である。
また皮膜硬化剤としてのコロイド(ゾル)の上限を10
0重量部にしたのは皮膜硬化剤としての効果が限界であ
り、これ以上の添加はコスト増になる。下限を0.5重
量部にしたのはこれ以下では効果が薄れるかもである。
さらに皮膜硬化剤として一部架橋したエチレン−アクリ
ル酸共重合体樹脂等の樹脂量の上限をioo z置部に
したのは皮膜硬化剤としての効果が限界であり、多くの
添加はコスト増になり、下限を0.5重量部にしたのは
これ以下では効果が薄れるからである。
またコロイド(ゾル)と一部架橋したエチレン−アクリ
ル酸共重合体樹脂等を複合添加すれば、相乗効果で良く
なるが脱脂性などが低下するために上限は合計量で10
0重量部である。下限は皮膜硬化剤としての効果の限界
から合計量で0.5重量部である。
ポリエチレンオキサイドは常温で固形化しており、鋼板
上に薄膜形成するには、所定量のポリエチレンオキサイ
ドを所定量の水に溶解し、さらに水溶性防錆剤及び皮膜
硬化剤を所定量添加し、スプレー法又はロールコータ−
で塗布することができ、塗布後ただちに100 t:以
上の熱風で乾燥することが望ましい、乾燥膜厚は防錆性
の確保やプレス成形性の効果の確保から0.5g/m2
を下限とし、上限は5.0g/m2で、これを越えると
溶接性、ブロッキング性、スベリ性、脱脂性などを劣化
させるからである。乾燥膜厚はスプレー法ではポリエチ
レンオキサイドの濃度   ゛で、ロールコータ−法で
は溝付きロールの溝幅と角度と溝深さで制御する。
次に本発明による冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板の実施
例を具体例について説明する。
[実施例] 実施例−1 固体潤滑剤ポリエチレンオキサイド(分子量20000
) 100重量部と水溶性防錆剤(特公昭59−227
93号1−ヒドロキシベンゾトリアゾール化合物を主成
分とし、脂肪酸ジカルボン酸の1〜2種を加えpH7〜
8の水溶液)を主成分で25重量部と非イオン性極性界
面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテル)を主
成分比で0.25重量部添加し、さらに皮膜硬化剤とし
て、5in2のコロイド(ゾル)を50重量部添加し室
温の水5000重量部で溶解した。この水性液を用い0
.8 mmX 95Qmm Xコイル長さの玲紘鋼板を
50m/分で2秒間浸漬後、溝付きロールで絞り熱風乾
燥し塗布量を2g/l112とした。
実施例−2 固体潤滑剤ポリエチレンオキサイド(分子量20000
) 100重量部と水溶性防錆剤(特公昭59−227
93号1−ヒドロキシベンゾトリアゾール化合物を主成
分とし、脂肪酸ジカルボン酸の1〜2種を加えpH7〜
8の水溶液で必要に応じて界面活性剤を添加したもの)
を主成分比で25重量部と非イオン性界面活性剤(ポリ
オキシエチレン脂肪酸エステル)を主成分比で0.25
重量部添加し、さらに皮膜硬化剤として、エチレン−ア
クリル酸共重合体樹脂を50重量部添加し、室温で水5
000重量部に溶解した。この水性液を用い0.8 m
mX 950mm xコイル長さの冷延鋼板を50m/
分で2秒間浸漬後、溝付きロールで絞り熱風乾燥し塗布
量を2 g/m”とした。
実施例−3 固体潤滑剤ポリエチレンオキサイド(分子量20(1(
1(1) 10(1重量部と水溶性防錆剤(特公昭5q
−o79:+号t−ヒドロキシベンゾトリアゾール化合
物を主成分とし、脂肪酸ジカルボン酸の1〜2種を加え
たpH7〜8の水溶液)を主成分比で25重量部と非イ
オン性界面活性剤(ポリオキシエチレン脂肪酸エステル
)を主成分比で0.25重量部添加し、さらに皮膜硬化
剤として、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂を25重
量部添加し、さらに5102のコロイド(ゾル)25重
量部を添加し、室温で水5000重量部に溶解した。こ
の水溶液を用い0.8 mmX 950mm Xコイル
長さの冷延鋼板を50m/分で2秒間浸漬後、溝付きロ
ールで絞り熱風乾燥し塗布量を2g/l112とした。
従  来  例 固体潤滑剤ポリエチレンオキサイド(分子量20000
 ) 100重量部と水溶性防錆剤(特公昭59−22
793号1−ヒドロキシベンゾトリアゾール化合物を主
成分とし、脂肪酸ジカルボン酸の1〜2 fflを加え
pH7〜8の水溶液で必要に応じて界面活性剤を添加し
たもの)を主成分比で25重量部と非イオン性界面活性
剤(ポリオキシエチレン脂肪酸エステル)を主成分比で
0.25重量部添加し室温で水5000重量部に溶解し
た。
この水溶性防錆潤滑剤を用い0.8 mmx 950m
m xコイル長さの冷延鋼板を50m/分で2秒間浸漬
後、溝付きロールで絞り熱風乾燥し塗布量を2 g/m
2とした。
これらの皮膜を塗布した冷間加工用鋼板の各種調査結果
を第2表に示す。プレス性、対錆性、溶接性、ブロッキ
ング性、脱脂性、高温皮膜剥離性等のすべてにおいてす
ぐれた成績を示した。
[発明の効果] 本発明は上記実施例からも明らかな如く、冷延用加工鋼
板において、限定した潤滑性物質や水溶性防錆剤や界面
活性剤及び皮膜硬化剤よりなる皮膜を形成することによ
り、特に潤滑性、水溶性、耐錆性、高温皮膜剥離性等の
すぐれた冷間加工用水溶性潤滑鋼板を製造することがで
きた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポリエチレンオキサイド(分子量2000〜400
    00)の固形分100重量部に対して水溶性防錆剤0.
    5〜100重量部、SiO_2、Cr_2O_3、Fe
    _2O_3、MgO、ZrO_2、SnO_2、AlO
    _3、CaCo_3等のコロイド(ゾル)の1種または
    2種以上を固形分で 0.5〜100重量部含有させ残部が水から成る水性液
    を鋼板の表面に塗布し、乾燥後、固形化し、片面当たり
    0.5〜5.0g/m^2の水溶性固体潤滑皮膜を形成
    させたことを特徴とする冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板
    。 2 ポリエチレンオキサイド(分子量2000〜400
    00)の固形分100重量部に対して水溶性防錆剤0.
    5〜100重量部、一部架橋したエチレン−アクリル酸
    共重合体樹脂、ポリアクリル酸及びその共重合体樹脂、
    ポリアクリル酸エステル及びその共重合体樹脂、ポリメ
    タクリル酸及びその共重合体樹脂、ポリメタクリル酸エ
    ステル及びその共重合体樹脂などの水 系分散体の1種または2種以上を固形分で 0.5〜100重量部含有させ残部が水から成る水性液
    を鋼板の表面に塗布し、乾燥後、固形化し、片面当たり
    0.5〜5.0g/m^2の水溶性固体潤滑皮膜を形成
    させたことを特徴とする冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板
    。 3 ポリエチレンオキサイド(分子量2000〜400
    00)の固形分100重量部に対して水溶性防錆剤0.
    5〜100重量部、一部架橋したエチレン−アクリル酸
    共重合体樹脂、ポリアクリル酸及びその共重合体樹脂、
    ポリアクリル酸エステル及びその共重合体樹脂、ポリメ
    タクリル酸及びその共重合体樹脂、ポリメタクリ ル酸エステル及びその共重合体樹脂などの 水系分散体の1種または2種以上と、SiO_2、Cr
    _3O_3、Fe_2O_3、MgO、ZrO_2、S
    nO_2、Al_2O_3、CaCo_3等のコロイド
    (ゾル)の1種または2種以上とを固形分で0.5〜1
    00重量部含有させ残部が水から成る水性液を鋼板の表
    面に塗布し、乾燥後、固形化し、片面当たり0.5〜5
    .0g/m^2の水溶性固体潤滑皮膜を形成させたこと
    を特徴とする冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板。
JP1130591A 1989-05-24 1989-05-24 冷間加工用水溶性防錆潤滑鋼板 Pending JPH02310384A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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