CN101155901B - 用于金属材料加工的润滑剂及对金属材料进行压力加工的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于金属材料加工的润滑剂以及对金属材料进行压力加工的方法，所述润滑剂和方法能够提高压力加工产品的加工精度，使冲模组件的使用寿命延长超过原有的寿命。用于金属材料加工的润滑剂包含硫基特高压试剂、有机锌化合物、钙基添加剂和酯类化合物的混合物以及润滑剂基础油，以润滑剂的总重量为基准，所述硫基特高压试剂的硫含量为大于或等于5重量％，有机锌化合物的锌含量为大于或等于0.5重量％，钙基添加剂的钙含量为大于或等于0.5重量％，酯类化合物的含量为大于或等于1.0重量％。此外，该解决方案包括使用这种润滑剂对金属材料进行压力加工的方法。

Description

用于金属材料加工的润滑剂及对金属材料进行压力加工的方法

技术领域

本发明涉及一种用于金属材料加工的润滑剂及对金属材料进行压力加工的方法。 

背景技术

已知有许多方法可作为对金属材料进行压力加工的方法，例如，冲压、半冲割、折弯和去毛刺。对金属材料进行压力加工时，将润滑剂加入金属材料(即，待加工的材料)和冲模组件之间。润滑剂能防止在金属材料与冲模组件之间因摩擦产生热，并能防止在加工的表面形成毛刺等。加入润滑剂的另一个目的是提高加工产品的加工精度以及延长冲模组件的寿命，所述冲模组件包括冲模和冲杆。 

氯基润滑剂常用作对金属材料进行压力加工时的润滑剂。然而，已经指出氯基润滑剂存在的一个问题是，因为润滑剂的氯基添加剂组分在加工期间或随时间容易分解，而使进行加工的材料和冲模组件生锈。还指出氯基润滑剂存在焚烧时产生有害物质，或腐蚀或损坏焚烧炉的问题。因此，需要一种不含任何氯基物质的压力加工用的润滑剂，这种润滑剂在抗咬合性(seizure resistance)和润滑性方面可以和任何氯基润滑剂相当或者更优于氯基润滑剂。 

例如在专利文献1中描述的润滑剂被称为不含任何氯基添加剂的润滑剂。但是，专利文献1中所述的润滑剂是用于切削的润滑剂，该润滑剂不具有足够的抗咬合性或润滑性。此外，这种润滑剂在用作压力加工金属材料的润滑剂时的性能不能令人满意。特别是，该润滑剂不能令人满意地用于精密剪切(precision shearing)。 

专利文献2和3公开一种切削油组合物，该组合物包含高碱性的金属磺酸盐、硫基特高压(extreme pressure)试剂等。然而，这些润滑剂存在的问题有，对具有高难度的任何压力加工如精密剪切不能提供任何满意的润滑性。但是，这些润滑剂对普通的金属加工则具有良好的润滑性。 

专利文献1 JP 2002-155293 A 

专利文献2 JP 2,641,203 B2 

专利文献3 JP 8-20790 A 

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于金属材料加工的润滑剂和对金属材料进行压力加工的方法，这种润滑剂及方法能够减小金属材料和冲模组件之间的摩擦，提高压力加工的产品的加工精度，并将冲模组件寿命延长超过以前的水平。 

本发明的发明人注意到两个问题，即用于金属材料压力加工的润滑剂和冲模组件所采用的表面处理的方法。结果，发明人发现，使用特定组成的润滑剂和在特定条件下进行表面处理的冲模组件，除了延长冲模组件的寿命外，能够提高加工的产品的加工精度，超过现有的精度水平，从而发明人完成了以下发明。 

第一发明是用于金属材料加工的润滑剂，该润滑剂包含：硫基特高压试剂、有机锌化合物、钙基添加剂和酯类化合物的混合物，以及润滑剂基础油。以润滑剂总重量为基准计，硫基特高压试剂的硫含量为大于或等于5重量％，有机锌化合物的锌含量为大于或等于0.5重量％，钙基添加剂的钙含量为大于或等于0.5重量％，酯类化合物的含量为大于或等于1.0重量％。 

第二发明是对金属材料进行压力加工的方法，包括在将按照第一发明的润滑剂加入金属材料和冲模组件之间后，使用经表面处理的冲模组件。 

所述表面处理是以下方式的处理，以130-170m/s(包括两端点)的喷射速度，向冲模组件表面喷射平均粒径为30-80微米(包括两端点)的高速工具钢的细粒。然后，以130-170m/s(包括两端点)的喷射速度，向冲模组件表面喷射平均粒径为40-70微米(包括两端点)陶瓷材料的细粒。 

第三发明是按照第二发明对金属材料进行压力加工的方法，其中，使用其表面进行了表面处理并且还进行了氮化钛涂布处理的冲模组件来对金属材料进行压力加工。 

本发明能够在金属材料的压力加工中减小金属材料和冲模组件之间的摩擦，提高压力加工产品的加工精度，将冲模组件的寿命延长超出其以前的寿命 水平。 

具体实施方式

根据本发明用于金属材料加工的润滑剂是一种包含硫基特高压试剂、有机锌化合物、钙基添加剂和酯类化合物的混合物以及润滑剂基础油的用于金属材料加工的润滑剂。以润滑剂总重量为基准计，硫基特高压试剂的硫含量为大于或等于5重量％，有机锌化合物的锌含量为大于或等于0.5重量％，钙基添加剂的钙含量为大于或等于0.5重量％，酯类化合物的含量为大于或等于1.0重量％。词语“以润滑剂的总重量为基准计”指取润滑剂总重量为100时的百分数。 

根据本发明对金属材料进行压力加工的方法是以下方法，在将按照第一发明的润滑剂加入金属材料和冲模组件之间后，使用经表面处理的冲模组件。 

所述表面处理是包括以下方式的处理，以130-170m/s(包括两端点)的喷射速度，向冲模组件表面喷射平均粒径为30-80微米(包括两端点)的高速工具钢的细粒。然后，以130-170m/s(包括两端点)的喷射速度，向冲模组件表面喷射平均粒径为40-70微米(包括两端点)陶瓷材料的细粒。 

下面，描述本发明用于金属材料加工的润滑剂。之后，描述对冲模组件进行表面处理的方法以及对金属材料进行压力加工的方法。 

[润滑剂] 

本发明的润滑剂是用于金属材料加工的润滑剂，该润滑剂包含硫基特高压试剂、有机锌化合物、钙基添加剂和酯类化合物的混合物以及润滑剂基础油。本发明的润滑剂不含任何氯基添加剂，并且该润滑剂的抗咬合性和润滑性能和任何氯基润滑剂相当比或更优于氯基润滑剂。 

至少一种选自矿物油或合成油和脂肪或油脂的油可以用作本发明润滑剂的润滑剂基础油。对矿物油或合成油和脂肪或油脂没有特别的限制，只要它们通常是用作基础油。润滑剂基础油在40℃下的动力粘度为1-1000mm²/s，更优选在5-100mm²/s。 

各种这类矿物油或合成油和脂肪或油脂可以购得。可以根据用途等进行适当选择。 

对矿物油，可以使用例如，通过润滑剂生产工艺中的传统方法，通过石油炼制工业炼制的矿物油。更具体的例子是将常压和真空蒸馏原油产生的润滑剂 残余物通过一种或多种处理方法进行炼制获得的产品，所述处理方法有，例如，除去沥青的溶剂处理、溶剂萃取、加氢裂化、溶剂脱蜡、催化脱蜡、加氢精制、硫酸洗涤和白土处理。 

对合成油，可以提及例如，聚α-烯烃、α-烯烃共聚物、聚丁烯、烷基苯、聚氧化烯基二醇、聚氧化烯基二醇醚和硅油。 

脂肪和油脂的具体例子有，牛油、猪油、大豆油、菜子油、米糠油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油和它们的氢化物。 

本发明的润滑剂可以只含有一种上述的基础油，或者含有两种或更多种基础油的混合物。 

下面描述与润滑剂基础油混合的四种组分，即，(a)硫基特高压试剂，(b)有机锌化合物，(c)钙基添加剂和(d)酯类化合物。 

(a)硫基特高压试剂： 

可以用作硫基特高压试剂的有，具有硫原子并具有特高压力效应的试剂。可以考虑硫化脂肪或油脂、硫化脂肪酸、硫化酯、硫化烯烃、多硫化物、硫代氨基甲酸酯和硫化矿物油作为硫基特高压试剂的具体例子。使硫与脂肪或者油脂(猪油、鲸油、植物油、鱼油等)反应可获得硫化脂肪或油脂。其具体例子是硫化猪油、硫化菜子油、硫化蓖麻油和硫化大豆油。可认为硫化油酸是硫化脂肪酸的例子，硫化油酸甲酯和硫化米糠脂肪酸辛酯可作为硫化酯的例子。 

硫化烯烃可以通过使有2-15个碳原子的烯烃或其二聚物至四聚物中的任一种与硫化剂如硫或氯化硫反应制得。 

多硫化物的具体例子有二苄基多硫化物、二叔壬基多硫化物、二(十二烷基)多硫化物、二叔丁基多硫化物、二辛基多硫化物、二苯基多硫化物和二环己基多硫化物。 

硫代氨基甲酸酯的具体例子是硫代氨基甲酸锌、硫代二丙酸二月桂酯和硫代二丙酸二硬脂酯。 

硫化矿物油是其中溶有单纯硫的矿物油。不特别限于其中溶有单纯硫的矿物油，但在考虑基础油的描述中作为润滑剂基础油的例子之前，可以使用矿物油。 

本发明可以使用仅一种上述(a)中提到的硫基特高压试剂，或者其中的两种或多种的组合。 

硫基特高压试剂的硫含量，以润滑剂总重量为基准计，优选为1-50重量 ％，更优选5-30重量％。更小的量是不希望的，因为润滑剂不能保持其润滑性。此外，更大的量也是不希望的，因为要期望任何相应的改进结果都是不切实际的。本文所用术语“硫含量”指硫基特高压试剂中所含硫原子的量。所定义的“硫含量”可以根据硫原子量的计算来获得。 

(b)有机锌化合物： 

可以考虑二烷基二硫代磷酸锌(下面称作ZnDTP)和二烷基二硫代氨基甲酸锌(下面称作ZnDTC)作为优选的有机锌化合物。在ZnDTP和ZnDTC的每一个中烷基可以相同或不同。对ZnDTP的结构式，两个通过氧原子与磷原子相连的烷基可以相同或不同。对ZnDTC的结构式，两个与氮原子相连的烷基可以相同或不同。ZnDTP和ZnDTC上的烷基优选是有3个或更多个碳原子的烷基或芳基。 

本发明可以使用仅一种上述(b)中提到的有机锌化合物，或者其中的两种或多种的组合。 

有机锌化合物的锌含量，以润滑剂总重量为基准计，优选为0.01-10重量％，更优选0.5-5重量％。 

更小的量是不希望的，因为润滑剂不能保持其润滑性。此外，更大的量也是不希望的，因为要期望任何相应的改进结果都是不切实际的。本文所用术语“锌含量”指有机锌化合物中所含锌原子的量。所定义的“锌含量”可以根据锌原子量的计算来获得。 

(c)钙基添加剂： 

作为优选的钙基添加剂，可考虑磺酸钙、水杨酸钙和苯酚钙。其中，磺酸钙因其动力粘度和价格而被优选。更优选碱式磺酸钙。最优选碱值大于或等于300mg KOH/g的碱式磺酸钙。 

本发明可以使用仅一种上述(c)中提到的钙基添加剂，或者其中的两种或多种的组合。 

钙基添加剂的钙含量，以润滑剂总重量为基准计，优选为0.01-10重量％，更优选0.5-5重量％。更小的量是不希望的，因为润滑剂不能保持其润滑性。此外，更大的量也是不希望的，因为要期望任何相应的改进结果都是不切实际的。本文所用术语“钙含量”指钙基添加剂中所含钙原子的量。所定义的“钙含量”可以根据钙原子量的计算来获得。 

(d)酯类化合物： 

可以考虑多元醇酯和复合酯(complex ester)作为优选的酯类化合物。它 们中仅一种，或者两种或多种可以与润滑剂基础油混合。 

多元醇酯是由脂族多元醇与直链或支链脂肪酸形成的多元醇酯。可以考虑以下作为形成多元醇酯的脂族多元醇，例如新戊二醇、三羟甲基丙烷、二(三羟甲基丙烷)、三羟甲基乙烷、二(三羟甲基乙烷)、季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇。还可以使用由这些脂族醇与直链或支链脂肪酸形成的偏酯。 

复合酯是由脂族多元醇、直链或支链脂肪酸以及直链或支链脂族二元酸形成的复合酯。可以考虑以下作为脂族多元醇，例如，三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇和二季戊四醇。可以考虑以下作为脂肪酸，例如，脂族羧酸，如十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、二十二烷酸和二十四烷酸。可以考虑以下作为二元酸，例如，琥珀酸、己二酸、庚二酸(pemeric acid)、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、羧基十八烷酸、羧甲基十八烷酸和二十二烷二酸。 

酯类化合物在100℃下的动力粘度优选为100-10,000mm²/s，更优选1,000-5,000mm²/s。 

酯类化合物的含量，以润滑剂总重量为基准计，优选为0.5-40重量％，更优选为1.0-20重量％。如果酯类化合物的含量较低，润滑剂会降低抗咬合性的水平。此外，如果酯类化合物的含量较高，润滑剂成为过高粘度，而难以处理。 

将上述组分(a)至(d)与润滑剂基础油混合，可以制得本发明的润滑剂。此外，该润滑剂还可以包含各种已知的添加剂等，适当选择这些添加剂，以不影响本发明目的。 

可以考虑以下作为已知的添加剂：防锈剂、氧化抑制剂、防腐蚀剂、着色剂、消泡剂和香料等。可以考虑以下作为防锈剂：钙基防锈剂、钡基防锈剂或蜡基防锈剂等。可考虑以下作为抗氧化剂：胺化合物和酚类化合物等。可考虑以下作为防腐蚀剂：苯并三唑、甲苯基三唑和巯基苯并噻唑等。可考虑以下作为着色剂：染料和颜料等。 

[表面处理] 

下面描述对冲模组件的表面处理方法。 

本发明对金属材料进行压力加工的方法依赖于在压力加工冲模组件的表面喷射细粒，以提高冲模组件的强度。 

对用来在冲模组件表面进行喷射的设备的类型没有特别的限制，但可以使用例如重力型喷射设备(gravity type blasting device)。 

按照本发明，可以在冲模组件表面喷射两种类型的细粒。(A)平均粒径为30-80微米的高速工具钢细粒和(B)平均粒径为40-70微米的陶瓷材料的细粒。这些细粒优选为大致的球形。本文所用术语细粒的“平均粒径”指除以筛选时两种细粒中的粉末重量的粒径，或者是中值粒径(d₅₀)。 

在上面(A)中所述的高速工具钢细粒优选是对应于按照JIS规定的SKH的高速工具钢的细粒。 

此外，在上面(A)中所述的高速工具钢细粒的硬度优选高于向其喷射该细粒的冲模组件的硬度。 

在上面(B)中所述的陶瓷材料的细粒优选是二氧化钛或玻璃的细粒。还可以使用任何其它陶瓷材料的细粒，如氧化铝、氧化锆、氧化钛或二氧化硅。其中，优选二氧化钛的细粒。 

此外，在上面(B)中所述的陶瓷材料细粒的硬度优选大于向其喷射该细粒的冲模组件的硬度。 

向冲模组件表面喷射细粒能在高于或等于其A₃转变点的温度下对冲模组件表面快速循环进行加热和冷却。因此，这能够同时获得以下结果，包括表面的加工硬化并伴随产生压缩残余应力(compressive residual stress)，以及疲劳强度的提高。金属表面通过表面处理的硬化本身是一种工艺，已从JP-B-Hei-2-17607等获知。 

通过这种表面处理可以在冲模组件表面形成许多的细小凹陷。这些凹陷是很小的凹陷，可以用作“油储器”，用来保留润滑剂。因此，当用冲模组件对金属材料进行压力加工时，润滑剂能更容易地保持在冲模组件表面上。可以防止油流出，显著降低冲模组件表面的摩擦。优选使用球形或大致为球形的细粒，以降低冲模组件表面的摩擦。当使用球形的细粒时，在冲模组件表面形成有弧形部分的凹陷，使得润滑剂能更有效地显示表面张力。因而，润滑剂能更容易地保留在冲模组件表面上。 

[金属材料压力加工的方法] 

根据本发明，对金属材料进行压力加工的方法的特点，首先是使用前面所述的“润滑剂”，其次使用进行了前面所述的“表面处理”的冲模组件。具 有前面所述的特定组成的“润滑剂”与进行了前面所述的特定表面处理的冲模组件相结合，产生了比它们单独使用时更好的结果。 

冲模组件的表面硬度可以通过在对表面进行了细粒喷射后，对该表面进行氮化钛的涂布处理(TiN涂布处理)来进一步提高。这能够延长冲模组件的使用寿命。对涂布氮化钛的方法没有特别的限制，但是可以采用任何已知的涂布方法。例如，可以采用PVD(物理气相沉积)来进行氮化钛的涂布处理。 

本发明对金属材料进行压力加工的方法在应用于剪切，例如冲压或钻孔，压力加工，如精密冲割(FB)时得到特别好的结果。 

本发明对金属材料进行压力加工的方法可以应用于任何金属材料的压力加工。例如，可以采用本发明对不锈钢、合金钢、碳钢或铝合金进行压力加工。特别当对碳钢或合金钢进行压力加工时本发明能得到良好的结果。 

本发明用于金属材料加工的润滑剂能够避免任何产品或冲模组件生锈，因为这种润滑剂不含氯。可以使用本发明用于金属材料加工的润滑剂，而不受到作为加工材料的金属的类型的限制。例如，在对不锈钢、合金钢、碳钢或铝合金进行压力加工时可以使用这种润滑剂。但是，本发明用于金属材料加工的润滑剂特别在对碳钢或合金钢进行压力加工时能产生良好的结果。 

本发明对金属材料进行压力加工的方法提高了对金属材料进行压力加工的精度。对进行压力加工时加入润滑剂的方法没有特别的限制，但是可以采用如对待加工的材料表面进行辊涂或者喷涂的方法。也可以不在待加工的材料表面施用润滑剂，而是施用在作为压力加工工具的冲模组件表面上。将润滑剂加入金属材料和冲模组件之间使得能够防止或者抑制冲模组件的任何生锈或损坏，因此延长了冲模组件的使用寿命。还能够降低金属材料与冲模组件之间的摩擦，因而防止在压力加工后的表面上形成毛刺等，并提高了金属材料进行压力加工的精度。 

[实施例] 

下面，描述本发明用于金属材料加工的润滑剂和对金属材料进行压力加工的方法的具体实施例。然而，本发明不限于下面的实施例。 

首先，使用以下的基础油和各种添加剂制备润滑剂1至8，各润滑剂具有表1所示的组成。 

(基础油) 

基础油1：石蜡矿物油(40℃下的动力粘度为450mm²/s) 

基础油2：环烷矿物油(40℃下的动力粘度为46mm²/s) 

基础油3：石蜡矿物油(40℃下的动力粘度为10mm²/s) 

(a)硫基特高压试剂 

a1：多硫化物(硫含量为37重量％) 

a2：多硫化物(硫含量为32重量％) 

a3：硫化脂肪或油脂(硫含量为15重量％) 

a4：硫化脂肪或油脂(硫含量为11重量％) 

(b)有机锌化合物 

b1：ZnDTP(锌含量为9重量％，硫含量为16质量％) 

b2：ZnDTP(锌含量为5重量％，硫含量为11质量％) 

b3：ZnDTP(锌含量为9重量％，硫含量为15质量％) 

(c)钙基添加剂 

c1：磺酸钙(钙含量为15重量％) 

(d)酯类化合物 

d1：多元醇酯和/或复合酯 

(其它组分) 

e1：氯化石蜡(氯含量为50重量％) 

e2：植物脂肪或油脂 

e3：合成油 

对具有表1所示组成的各润滑剂1至8，采用以下设备和方法评价其性能。 

(评价试验的设备) 

压机：AIDA link press VL-6000(生产速率为70spm) 

材料进料距离：23.5mm 

待加工的材料：SPH440(宽70mm，厚4.6mm的板材) 

润滑剂加入方法：用树脂辊均匀涂布待加工的材料表面 

冲杆材料1：SKD11 

冲杆材料2：有TiN涂层的SKD11 

冲模材料：SKD11 

(评价方法) 

用树脂辊将具有表1所示组成的各润滑剂1至8均匀加入到待加工的材料 表面。用两个冲杆同时形成两个孔，测量每个孔的尺寸为10mm×12mm×4.6mm(深)。测量冲压所需的压力负荷，并肉眼检测冲压后的各冲杆的表面。此外，肉眼检测冲压形成的各孔的剪切表面。 

表1 

润滑剂	1	2	3	4	5	6	7	8
									基础油1	15
基础油2				35
									基础油3		25			30	40	30	20
A1	70
									A2		15			5	20	5
A3		15	40	30	20	15	10
									A4		15	60	10	10		20
B1				5	15	5	15
									B2		15
B3				10
									C1				10	10	20	10
D1							10
									E1								70
E2	15	15						10
									E3					10
硫(％)	25	11	14	7	8	9.2	7.9
									锌(％)		0.9		1.0	1.3	0.5	1.3
钙(％)				1.1	1.5	3.0	1.5
									氯(％)								35
酯(％)							10
									负荷(t)	100	97	94	93	92	100	92	97
冲杆表面	良好	良好	良好	良好	良好	良好	良好	良好
									剪切表面	良好	良好	良好	良好	良好	良好	良好	良好

上面表1示出以重量份为基准的各润滑剂1至8的组成。“硫(％)”表示硫基特高压试剂(a)中以润滑剂总重量为基准计的硫(硫原子)重量％的比例。“锌(％)”表示有机锌化合物(b)中以润滑剂总重量为基准计的锌(锌原子)的重量％的比例。“钙(％)”表示钙基添加剂(c)中以润滑剂总重量为基准计的钙(钙原子)重量％的比例。“酯(％)”表示酯类化合物(d)以润滑剂总重量为基准计的重量％的比例。 

由表1所示的的结果可以知道，使用润滑剂7时，冲压后的冲杆表面良好。更具体地，在冲杆表面没有发现咬合或损坏。此外，当使用由SKD11制成且其上有TiN涂层的冲杆时，没有发现涂层分离或剥离。由冲杆形成的孔的剪切表面优良，发现，按预定尺寸精确形成所述的孔，没有任何明显的毛刺或者在孔 周围形成剪切下垂物(shear drop)。另一方面，使用润滑剂1至6和8导致冲压所需的压力负荷增加，尽管冲杆表面和孔的剪切表面总体良好。 

上述结果表明，本发明用于金属材料加工的润滑剂(润滑剂7)具有高抗咬合性和高润滑性。 

然后，在下面所述的条件下进行测试，以评价冲模组件的使用寿命。 

(评价试验用的设备) 

压机：AIDA link press VL-6000(生产速率为70spm) 

材料进料距离：23.5mm 

待加工的材料：SPH440(宽70mm，厚4.6mm的板材) 

润滑剂：表1中的“润滑剂7” 

润滑剂加入方法：用树脂辊均匀涂布待加工的材料表面 

冲杆材料1：SKD11 

冲杆材料2：有TiN涂层的SKD11 

冲杆材料3：有TiAlN涂层的SKD11 

冲杆材料4：有TiCN涂层的SKD11 

冲模材料：SKD11 

(评价方法) 

用树脂辊将具有表1中“润滑剂7”所示组成的润滑剂均匀涂布在待加工的材料表面。此外，用1至4的冲杆同时形成两个孔，测量每个孔的尺寸为10mm×12mm×4.6mm(深)。测量冲压所需的压力负荷，以及冲杆发生故障时冲压的次数。结果示于下面表2。 

表2 

冲杆	1	2	3	4
					负荷(t)	90	91	92	89
剪切的表面	良好	良好	良好	良好
					冲杆发生故障时的  冲压次数	-9,000	-10,000	-2,000	-8,000

由上面表2所示的结果可以知道，涂布有TiN的SKD11的冲杆在所有样品中具有最长的使用寿命。 

使用经表面处理的冲杆(冲模组件)进行类似的试验。更具体地，以130-170m/s的喷射速度，向SKD11制成的冲杆表面喷射平均粒径为60微米的高速工具钢的球形细粒，然后，以130-170m/s的喷射速度，向冲模组件表面喷射平均 粒径为60微米的陶瓷材料的球形细粒。然后，通过PVD，在冲杆表面进行氮化钛涂布处理，进行进一步的表面处理。制得的冲杆称作“冲杆5”。在一试验中使用冲杆5，来测定冲压所需的压力负荷以及直到冲杆发生故障时的冲压次数。结果示于下面表3。 

表3 

冲杆	5
		负荷(t)	89
剪切的表面	良好
		冲杆发生故障时的  冲压次数	-10,000

由表3所示的结果可以知道，SKD11的冲模组件在表面处理后又进行了氮化钛涂布处理(冲杆5)，发现这种冲模组件进行冲压时所需的压力负荷小于只进行了氮化钛涂布处理的SKD11的冲模组件(冲杆2)。 

然后，评价冲模组件在以下生产设备中的使用寿命。结果示于表4。 

(生产设备) 

压机：精密工具液压机(Fine Tool hydraulic press)(生产速率25spm) 

待加工的材料：SPH440(宽70mm，厚4.6mm的板材) 

制成的零件：用于汽车座椅的靠背部件的零件 

使用的润滑剂：上表1中的润滑剂7(本发明的润滑剂) 

上表1中的润滑剂8(比较例) 

润滑剂加入方法：用树脂辊均匀涂布在待加工的材料表面 

使用的冲杆：冲杆5(根据本发明) 

冲杆2(比较例) 

表4 

冲杆的种类	2	5	5
				润滑剂种类	润滑剂8	润滑剂8	润滑剂7
剪切的表面	良好	良好	良好
				冲杆发生故障时的  冲压次数	-13,000	-80,000	-100,000

由表4示出的结果可以知道，冲杆5和润滑剂7的组合在压力加工的产品上产生优良的剪切表面。还发现，冲杆5和润滑剂7的组合达到显著延长冲杆的使用寿命，在冲杆发生故障之前可以进行约100,000次冲压循环。 

这些测试结果证实，使用具有特定组成的润滑剂(润滑剂7)和经特定表面 处理的冲模组件(冲杆5)能够提高压力加工的产品的加工精度。该试验结果还证实，所述方法能够使冲模组件的使用寿命延长超过原有的寿命。 

Claims (3)

1.一种用于金属材料加工的润滑剂，该润滑剂包含硫基特高压试剂、有机锌化合物、钙基添加剂和酯类化合物的混合物以及润滑剂基础油，所述润滑剂不含氯基添加剂；

以润滑剂的总重量为基准，所述硫基特高压试剂的硫含量为大于或等于5重量％，

有机锌化合物包括选自ZnDTP和ZnDTC中的至少一种，以润滑剂的总重量为基准，有机锌化合物的锌含量为大于或等于0.5重量％，

以润滑剂的总重量为基准，钙基添加剂的钙含量为大于或等于0.5重量％，

酯类化合物包括选自多元醇酯和复合酯中的至少一种，以润滑剂的总重量为基准，酯类化合物的含量为大于或等于1.0重量％，所述复合酯由脂族多元醇、直链或支链脂肪酸以及直链或支链脂族二元酸形成。

2.一种对金属材料进行压力加工的方法，该方法包括在将权利要求1所述的润滑剂加入金属材料和冲模组件之间后，使用经表面处理的冲模组件，所述表面处理是包括以130-170m/s的喷射速度，向冲模组件表面喷射平均粒径为30-80微米的高速工具钢的细粒；然后，以130-170m/s的喷射速度，向冲模组件表面喷射平均粒径为40-70微米陶瓷材料的细粒，其中所述的喷射速度和平均粒径的范围都包括两端点。

3.如权利要求2所述的对金属材料进行压力加工的方法，其特征在于，使用其表面进行了表面处理并且还进行了氮化钛涂布处理的冲模组件来对金属材料进行压力加工。