FLUIDOS DE CORTE
A busca
por valores maiores de vc sempre foi almejado em virtude de uma maior
produção de peças, e isso foi possível devido ao surgimento de novos materiais
de corte (metal duro, cerâmicas, ultra-duros “PCB” e “PCD”) capazes de usinar
os materiais com altíssimas vc, em contrapartida grandes valores de
temperaturas foram geradas na região de corte devido a um grande atrito entre a
peça e a ferramenta.
1 - O calor excessivo prejudica a qualidade do trabalho
por várias razões:
•
Diminui a vida útil da ferramenta;
•
Aumenta a oxidação da superfície da peça e da ferramenta;
•
Aumenta a temperatura da peça, provocando dilatação, erros de
medidas e deformações.
Os
fluidos de corte podem se sólidos, gases e , na maioria das vezes, líquidos.
Freqüentemente são chamados de lubrificantes ou refrigerantes em
virtude das suas principais funções na usinagem :
2 - FUNÇÕES DOS FLUIDOS DE CORTE:
As principais funções dos fluidos de corte
são:
• Refrigeração a altas velocidades;
• Lubrificação a baixas
velocidades.
Outras funções:
·
Ajudar a retirar cavaco da
zona de corte;
·
Proteger a máquina, a
ferramenta e a peça da corrosão atmosférica;
·
Reduzir o desgaste da
ferramenta;
·
Melhorar o acabamento da
superfície.
Como
refrigerante o fluido de corte evita que a ferramenta atinja uma temperatura
elevada, tanto pela dissipação do calor (refrigeração), como também pela
redução da geração de calor (lubrificação).
Quando
um fluido de corte é a base de água a dissipação de calor (refrigeração) é mais
importante que a redução de calor (lubrificação).
A
eficiência do fluido de corte em reduzir a temperatura, diminui com o aumento
da vc (velocidade de corte) e do ap
(profundidade de corte).
3 - RAZÕES PARA SE USAR FLUIDOS
DE CORTE
•
Aumento da vida da ferramenta pela lubrificação e refrigeração (diminuição da
temperatura);
•
Redução das forças de corte devido a lubrificação, portanto redução de
potência;
•
Melhora do acabamento superficial;
• Fácil
remoção do cavaco da zona de corte;
• Menor
distorção da peça pela ação da ferramenta (controle dimensional da peça).
4 -
ADITIVOS
Conferem
propriedades especiais aos fluidos de corte. Os aditivos mais usados são:
• Antiespumantes:
evitam a formação de espuma que poderia impedir a boa visão da região de corte
e comprometer o efeito de refrigeração do fluido;
• Anticorrosivos:
protegem a peça, a ferramenta e a máquina-ferramenta da corrosão (são produtos
à base se nitrito de sódio);
• Antioxidantes:
tem a função de impedir que o óleo se deteriore quando em contato com o
oxigênio no ar;
•
Detergentes: reduzem a deposição de iodo, lamas e borras (composto de
magnésio, bário, cálcio, etc);
• Emulgadores: são responsáveis pela
formação de emulsões de óleo na água;
•
Biocidas: substâncias ou misturas químicas que inibem o crescimento de
microorganismos;
• Agentes
EP (extrema pressão): para operações mais severas de corte, eles conferem
aos fluidos de corte uma lubricidade melhorada para suportarem elevadas
temperaturas e pressões de corte, reduzindo o contato da ferramenta com o
material. Os principais agentes EP são à base de enxofre, cloro e fósforo.
Sem
sombras de dúvidas o grupo dos fluidos de corte líquidos, é o mais importante e
mais amplamente empregado, eles ocupam lugar de destaque por apresentarem
propriedades refrigerantes e lubrificantes, enquanto os gasosos (Ar, CO2 e N )
só refrigeram e os sólidos (grafite, bissulfeto de mobilidênio, dentre outros)
só lubrificam.
Podemos
ainda subdividir o grupo dos fluidos refrigerantes em três grandes grupos:
• Óleos
de corte integrais (puros): óleos minerais (derivados
de petróleo), óleos graxos (de origem animal ou vegetal), óleos sulfurados
(enxofre) e clorados (cloro) que são agentes EP;
• Óleos emulsionáveis
ou solúveis: são fluidos de corte em forma de
emulsão composto por uma mistura de óleo e água na proporção de 1:10 a 1:1000.
Sua composição é à base de óleos minerais, óleos graxos, emulsificados, agentes
EP (enxofre, cloro, fósforo ou cálcio) e água.
• Fluidos
químicos ou sintéticos: não contêm óleo mineral
em sua composição, formam soluções transparentes (boa visibilidade no processo
de corte). Composto por misturas de água e agentes químicos (aminas e nitritos,
fosfatos e boratos, sabões e agentes umectantes, glicóis e germicidas).
6 -
SELEÇÃO DO FLUIDO DE CORTE
Não
existe um fluido universal, a escolha do fluido com determinada composição
depende do material a ser usinado, do tipo de operação e da ferramenta usada.
• Os
fluidos de corte solúveis e os
sintéticos são indicados quando a refrigeração for mais importante;
• Os
óleos minerais e graxos usados juntos ou separados, puros ou contendo
aditivos especiais, são usados quando a lubrificação for o fator mais
determinante. Em operações de corte onde o calor gerado pelo atrito é maior do
eu o calor gerado pela deformação. Ex: Brochamento.
7 -
DICAS TECNOLÓGICAS
• Fofo
cinzento : são normalmente usinados a seco,
porém um óleo emulsionável pode ser útil para ajudar a remover o cavaco que é o
tipo de ruptura;
• O alumínio e suas ligas : podem ser usinados a
seco. Para algumas ligas é necessário o fluido de corte, que pode ser uma
emulsão com mistura de óleo mineral e graxo e a maioria das emulsões solúveis.
Não requer aditivos EP e o enxofre ataca o metal instantaneamente;
•Magnésio
e suas ligas : normalmente são usinados secos e a altíssimas velocidades de
corte, entretanto, um refrigerante pode ser usado. Emulsões são proibidas, pois
a água reage com o cavaco para liberar hidrogênio, que apresenta riscos de
ignição. O enxofre ataca o metal;
• O
cobre e suas ligas geralmente usam óleos solúveis. O enxofre causa
descoloração das peças;
. Devido a altas fragilidades
das ferramentas cerâmicas, deve-se tomar cuidado ao aplicar um refrigerante,
porque os choques térmicos podem causar trincas superficiais.
8 -
DIREÇÕES DE APLICAÇÃO DO FLUIDO
Existem
três direções de aplicação dos fluidos de corte, como mostrado na Figura
abaixo:
Existem basicamente três métodos
de aplicação do fluido:
• Jorro de fluido à baixa pressão
(sobre-cabeça);
• Pulverização;
• Sistema à alta pressão.
Figura – Aplicação por
jorro de um fluido de corte semi-sintético,
vazão total de 1230 l/h.
Nos
últimos tempos, na tentativa de reduzir custos e atender as normas ambientais,
tem-se observado uma necessidade de reduzir o consumo de fluido de corte. A
técnica de aplicação de Mínima Quantidade de Fluido de Corte (MQF) tem sido
objeto de pesquisas nos últimos anos.
Nesta
técnica o fluido é aplicado em volumes muito baixos chegando a 10 ml/h.
Normalmente, eles são aplicados juntamente com um fluxo de ar (método da
pulverização), e direcionados contra a saída do cavaco, ou entre a superfície
de folga da ferramenta e a peça.
10 -
MANUSEIO DOS FLUIDOS E DICAS DE HIGIENE
Providências
e cuidados no manuseio de fluidos de corte:
•
Armazenamento: local adequado sem variações de temperaturas,
limpos e livres de contaminação;
• Alimentação:
deve-se aplicar diretamente sobre a aresta de corte, a
alimentação deve ser iniciada antes do
início do corte;
•
Purificação e recuperação: por meio de decantação e filtragem;
Controle de odor: contornado por meio de
limpeza do local e pelo uso
de bactericida da emulsão;
O
contato do operador com os fluidos de corte mais os resíduos da usinagem formam
compostos que aderem à pele das mãos e dos braços.
Essas
substâncias entopem os poros e os folículos capilares, impedindo a formação normal
do suor e a ação da limpeza natural da pele, o que causa a dermatite.
O
controle desse problema é mais uma questão de higiene pessoal (vestir um
avental a prova de óleo, lavar as áreas da pele que entram em contato com o
fluido, sujeiras e partículas metálicas ao menos duas vezes ao dia. Tratar e
proteger imediatamente os cortes e arranhões, aplicar cremes adequados as mãos
e aos braços antes do início do trabalho e depois de lavá-los, instalar nas
máquinas protetores contra salpicos, etc.).
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