要点まとめ

自動車用スタンピングにおける最適な潤滑剤の選定は、被加工材質（特にアルミボディインホワイト対高張力鋼板）、塗布方法（接触式ローラー対非接触スプレー）、および後工程との適合性という、3つの主要変数に基づく重要なエンジニアリング上の判断です。現代の自動車生産では、アルミニウム合金のトライボロジー的要件に対応するとともに、溶接性および環境規制への適合を確保するため、塩素フリーの可溶性油剤やホットメルト技術がますます好まれています。ガリングや油圧スティッキングなどの不具合を防ぐためには、プレス速度および材料表面のトポグラフィーに応じて流体の粘度（軽形成では20 cSt未満）を適切に選定する必要があります。最終的には、摩擦低減性能と洗浄・廃棄の容易さとのバランスが最適な選択となります。

重要な選定要因：材料および工程変数

潤滑剤の選定の基礎は、被加工材とプレス機との相互作用にあります。異なる金属は摩擦と熱に対して大きく異なる反応を示すため、それぞれに適した化学組成が求められます。自動車用途において最も明確な違いは、アルミニウム合金と高強度鋼の間にあるものです。

アルミニウム製ボディインホワイト（BIW）部品 は通常5xxxおよび6xxxシリーズの合金を使用しており、これらはガリング（アルミが金型表面に付着する欠陥）を起こしやすい性質があります。これを防ぐため、潤滑剤には優れた境界潤滑特性が求められます。かつては直油が標準でしたが、業界では現在、 塩素フリー可溶性油 やエマルションへと移行しています。これらの流体は、後工程の溶接を複雑にするような頑固な残留物を残すことなく、必要なバリア保護を提供します。一方で、 高強度鋼（AHSS） は非常に高い熱と圧力を発生するため、工具の破損を防ぐために硫黄やリンなどの極圧（EP）添加剤を必要とする場合が多いです。

粘度もまた見過ごせない技術仕様の一つです。高速プレス加工における一般的な誤りとして、粘度が高すぎる潤滑剤を選択してしまうことが挙げられます。たとえば、標準的なミルオイルは、40°Cで約 40 cSt の粘度を持つことが多くあります。保管中の腐食防止としては効果的ですが、この粘度ではプレス加工中に「水圧効果」が生じる可能性があり、流体が金型キャビティから十分に速く逃げられず、板材が工具形状に正確に成形されなくなることがあります。精密成形においては、金属の適切な流動を確保し、表面張力によって板材が互いにくっつくのを防ぐために、より低粘度の流体（多くの場合 <20 cSt ）が好まれます。

生産速度と生産量も潤滑剤の性能に影響を与えます。高速プレスでは大きな摩擦熱が発生するため、優れた冷却特性を持つ流体—通常は水溶性クーラント—が必要になります。複雑なサプライチェーンを管理している製造業者にとって、適切な加工専門企業と提携することは、潤滑剤の化学的特性そのものと同様に重要であることが多いです。企業は シャオイ金属技術 iATF 16949認証を取得した高精度プロセスを活用してこれらの変数に対応し、迅速な試作品の製造であれ、何百万ものOEM部品の量産であれ、潤滑剤および工程パラメータの一貫性を確保しています。

潤滑剤の種類：化学組成と性能の比較

利用可能な化学カテゴリーを理解することは、適切な選択を行う上で不可欠です。自動車のスタンピングメーカーは一般的に、潤滑性、冷却性、洗浄性においてそれぞれ異なる利点と課題を持つ4つの主要カテゴリから選択します。

• 純油（ストレートオイル）： これらは水分を含まない清潔な油剤です。優れた潤滑性と防錆性を提供するため、加工が難しい鋼材部品の重厚プレス加工に最適です。ただし、冷却特性が劣り、洗浄が困難な頑固な油分残渣を残すことがあり、多くの場合、溶剤による脱脂処理が必要になります。
• 水溶性油剤（エマルション）: これらは現代のプレス工程で主力となる油剤です。水の中に油が分散した構成で、油由来の潤滑性と水由来の冷却性というバランスの取れた性能を発揮します。純油剤よりも洗浄が容易で、ほとんどの溶接プロセスと互換性があります。環境規制に対応するため、新たに塩素を含まない配合が広く採用されつつあります。
• 合成油剤: これらの流体は鉱物油を含まず、潤滑性は化学ポリマーによって得られます。非常に清潔に動作し、優れた冷却性能を提供し、透明であるため、成形中に部品を確認できます。ただし、コストが高くなる場合があり、適切にメンテントを維持しないと、ワニス状の硬い残留物を残すことがあります。
• ドライフィルムおよびホットメルト潤滑剤： 複雑なアルミニウム成形、特に深絞り用の閉鎖部品において不可欠です。ホットメルト潤滑剤は製造段階で適用され、常温では乾燥状態（ワックスと同様）ですが、プレスの摩擦熱で軟化して初めて活性化します。これにより、液体油の汚れを伴わずに優れた境界潤滑を実現しますが、除去には特定の前処理（多くの場合、高温下での処理）が必要です。

適用戦略：接触式対非接触式システム

完璧な化学組成であっても、適用方法が誤っていれば失敗する。適用における基本は「適切な量を、適切な場所に、適切なタイミングで」である。不均一な塗布は局所的な工具摩耗や部品の割れを引き起こし、過剰塗布は安全上の危険と無駄を生む。

ローラコーダー（接触式）: フラットなブランク材やコイルストックにはローラシステムが最適です。ローラは金属表面に直接接触して一様で均一な油膜を塗布します。高効率でミスティングを最小限に抑え、工場床を清潔に保つことができます。ローラコーダーは通常12～15インチのラインスペースを必要とし、全表面への確実な塗布が可能です。ただし、複雑な形状の部品において特定のトラブル箇所に潤滑を行う場合、使用が制限されることがあります。

スプレーシステム（非接触式）: 複雑な形状や金型の特定エリアに追加の潤滑が必要な場合は、スプレーシステムが優れています。最新のエアレスまたは静電気式スプレーシステムは、金属に触れることなく正確なゾーンに塗布でき、表面の傷付きリスクを低減します。これは外観の完全性が必須の自動車のクラスA表面において特に重要です。スプレーシステムの課題はオーバースプレーの管理にあり、適切な密閉およびミスト回収装置がなければ、空気質の著しい悪化や高価な潤滑液の浪費を引き起こす可能性があります。

後処理工程との適合性：洗浄および接合

スタンピング用潤滑剤の役割は、部品がプレス工程を離れた後も終わりません。溶接、構造用接着、塗装などの下流工程と互換性を保つ必要があります。自動車業界では、これが決定的な要因となることがよくあります。

溶接性および接合性： アルミニウム部品の接合には、構造用接着剤がますます使用されています。潤滑剤の残留物はこれらの接着剤と互換性を持つ必要があり、または容易に洗浄可能でなければなりません。 最近の業界の動向 アルミニウムの接着強度を高めるために設計されたブランク洗浄油の開発が進み、接合部の健全性を損なっていた従来の鋼材中心の油剤が置き換えられています。

洗浄性および環境・衛生・安全（EHS）： 潤滑剤の洗浄性は、標準的なアルカリ浴でどれだけ容易に除去できるかによって評価されます。直鎖型油剤や高塩素化パラフィンは特に洗浄が難しく、廃棄において環境上の課題を引き起こします。このため、多くのOEMが クロールなし 危険廃棄物の処理に伴う高コストを回避するために、スタンパは「染みテスト」を実施すべきです。すなわち、試験片を潤滑剤に24時間浸けて変色や腐食がないか確認します。これらの現象は、将来的な塗装密着不良を示唆している可能性があります。

テストおよび検証：性能の保証

量産投入前に、摩擦学的性能を確認するため、厳格なテストを実施する必要があります。特に重要な自動車部品においては、カタログデータのみに依存することは不十分です。

• カップ絞り試験： パンチが平板のブランクから杯状の製品を破断まで絞り抜く標準的手法です。引張応力下での金属流動を助ける潤滑剤の能力を測定します。
• ねじれ圧縮試験： 回転と圧力下における潤滑膜の強度を評価し、深絞り加工で見られる摩擦状態を模擬します。
• 4ボール摩耗試験： 主に流体の極圧（EP）特性を測定するために使用され、高負荷下での工具保護性能の良さを示します。

実験室から現場への移行にはパイロットランが含まれます。エンジニアは「油粘着」（過剰な流体により部品が金型に付着する現象）や「ガリング」（工具上へのアルミニウムの堆積）を監視すべきです。検証が成功したとは、潤滑剤が以下の3つの条件すべてを満たす場合を意味します：規定の公差内で成形ができること、既存の洗浄ラインで完全に洗い流せること、そして欠陥のない溶接および塗装が可能であること。

まとめ：最終決定を行う

自動車用スタンピングに適した潤滑剤を選定することは、トライボロジーとプロセスエンジニアリングの間でのバランスを取る作業です。材料の特性（アルミニウム対鋼）、塗布システムの精度、および下流工程での組立要求の厳しさなどを考慮した包括的な視点が求められます。塩素フリーの化学成分を優先し、粘度をプレスの動的条件に合わせることで、部品品質と運転効率の両方を最適化できます。

よく 聞かれる 質問

すべての金属スタンピングには潤滑剤が必要ですか？

はい、事実上すべての金属スタンピング工程では、摩擦の低減、熱の放散、工具の保護のために何らかの形での潤滑が必要です。「ドライ」スタンピングと呼ばれる場合でも、通常は工場出荷時に塗布された油や特殊な乾燥皮膜潤滑剤を使用しています。特にアルミニウムや高張力鋼などの材料では、潤滑剤なしでの加工は工具の急速な摩耗、製品表面のキズ、そして重大な故障につながる可能性があります。

アルミニウム製自動車部品に最適な潤滑剤の種類は何ですか？

アルミ製ボディ・イン・ホワイト（BIW）部品の場合、業界標準は 塩素フリー可溶性油 またはホットメルト潤滑剤へと移行しています。これらは焼付きを防ぐために必要な境界潤滑を提供しつつ、従来の高粘度直剰油に比べて洗浄が容易で、環境への負荷も低くなっています。特に深絞り加工用のカバー部品には、ホットメルトタイプが非常に効果的です。

3. 潤滑油の粘度はプレス加工品質にどのように影響しますか？

粘度は油膜の厚さを制御します。粘度が高すぎると（>40 cSt）「水圧効果」が生じ、金属が金型に完全に成形されず、寸法誤差を引き起こす可能性があります。一方、粘度が低すぎると、加圧時に油膜が破壊され、金属同士の接触や傷つき（スコアリング）が発生する恐れがあります。高速・高精度プレス加工では、低粘度油（<20 cSt）が好んで使用されることが多いです。

4. 直剰油と水溶性プレス加工液の違いは何ですか？

ストレートオイルは100%油性であり、厳しい作業に対して最大の潤滑性を提供しますが、洗浄が困難で冷却性能が劣ります。水溶性流体（エマルション）は水を含んでおり、優れた冷却性と容易な洗浄性を提供するため、発熱が問題となる高速作業に最適です。水溶性流体は、一般的に下流の溶接および塗装プロセスとの適合性が高いです。