Coolant (refrigerante): classificação, aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O processo de usinagem está inerentemente associado ao forte atrito que ocorre entre a peça e a ferramenta. Isso é especialmente evidente em operações de torneamento e fresamento, quando a fresa está muito quente, durante a extrusão a frio e o cabeamento em várias posições de alta velocidade. O atrito intenso contribui para o desgaste prematuro da ferramenta, deformação plástica da peça e mudanças nas propriedades do metal devido ao superaquecimento. Um fluido de corte especial (refrigerante) é necessário para reduzir o atrito e temperaturas mais baixas.

Parâmetros de classificação de fluidos de corte

A classificação geral dos fluidos de corte é baseada em vários parâmetros básicos:

• De acordo com a origem dos componentes. São produzidos refrigerantes à base de óleos de petróleo, gorduras animais ou vegetais.
• De acordo com o método de layout. Emulsol é um produto acabado com longa vida útil ou refrigerantes técnicos preparados imediatamente antes do uso a partir de um concentrado de acordo com GOST.
• Poindústrias de aplicação. Vários tipos de refrigerantes são produzidos para diferentes condições de trabalho de aplicação. Fluido de corte sintético para operações de deformação plástica, refrigerante para tornos ou fresadoras.
• De acordo com parâmetros físicos e mecânicos - viscosidade, índice de acidez, ponto de inflamação. Esta última característica determina o uso de refrigerantes de óleo para estampagem a quente.

Classificação dos fluidos de corte por composição

Os seguintes tipos de refrigerante são diferenciados por composição:

• Oleosos - composições de componentes que não se misturam com a água. A base dos refrigerantes de óleo são parafina, óleos minerais ou de petróleo (60-95%). Para aumentar a eficácia contra desgaste, atrito, corrosão, vários aditivos e inibidores são incluídos na composição. Os refrigerantes de óleo têm excelentes propriedades lubrificantes. Usado para metais macios em aplicações simples.
• Mineral - a base é feita de óleo por hidrogenação catalítica. Para aumentar a eficiência, aditivos de gorduras, cloro, enxofre e compostos de fósforo são incluídos na composição. Essas composições são usadas em tipos de metalurgia como: corte de aço, alumínio, latão, rosqueamento, fresamento em aços liga.
• Água miscível - solução aquosa de base mineral. Esses compostos possuem excelentes propriedades de resfriamento e baixa toxicidade, mas ao mesmo tempo baixas características lubrificantes. Âmbito de aplicação - torneamento leve e médio de cobre e bronze, fresagem e perfuração de todos os tipos de metais não ferrososmetais, retificação e estampagem de aço.
• Sintético e semi-sintético - mistura de água, tensoativos, polímeros hidrossolúveis, aditivos antiespumantes e antibacterianos, inibidores de corrosão. Aditivos antidesgaste também são adicionados às formulações sintéticas para aumentar a lubricidade.
• Emulsões são composições com alta concentração de partículas dispersas. Reduza o desgaste de ferramentas e equipamentos em praticamente todas as operações metalúrgicas.

Estrutura e mecanismo de ação do refrigerante

O uso generalizado de refrigerante nos processos de usinagem de metais deve-se à separação eficaz das superfícies de atrito da peça e da ferramenta e à redução de sua temperatura. O fluido de corte mais eficaz pode incluir os seguintes componentes:

• Com base em óleos sintéticos ou gorduras animais.
• Aditivos que aumentam o desempenho antifricção e pressão extrema.
• Componentes que impedem a separação da composição durante o armazenamento.
• Aditivos que previnem corrosão e destruição.
• Componentes que reduzem a formação de espuma e melhoram a molhabilidade das superfícies em metalurgia.

Aplicação de refrigerante

Os fluidos refrigerantes são usados para lubrificar e resfriar a área de trabalho em metalurgia. As propriedades do refrigerante permitem reduzir o atrito na zona de processamento, reduzindo assim o desgaste da ferramenta, aumentando a qualidade do produto, melhorando a intensidade da tecnologiaprocesso e, como resultado, a produtividade geral.

Devido às suas propriedades lubrificantes, os refrigerantes reduzem bem a força de atrito entre a superfície da peça e a aresta da ferramenta de corte, atrito interno na camada de metal cortado. Lubrificantes técnicos separados têm propriedades químicas que ajudam a reduzir não apenas a força de atrito, mas também a força de corte. A maioria dos refrigerantes são surfactantes com altas propriedades de adsorção. Eles são capazes de formar um filme estável na superfície do metal, o que reduz significativamente o atrito. Alguns aditivos tensoativos especiais têm um efeito de "ancoragem" no metal. As moléculas alongadas desses aditivos caem em microfissuras na superfície do metal, como uma cunha, enfraquecendo assim a ligação entre as partículas do material. Assim, o refrigerante "ajuda" a ferramenta de trabalho a cortar a camada do metal base.

Refrigerantes mais comuns para máquinas-ferramenta

Os seguintes tipos de fluidos são produzidos para usinagem de metais em tornos e fresadoras:

• Emulsóis à base de óleos minerais e petrolíferos.
• Emulsificantes com ácidos graxos sintéticos.
• As operações de torneamento e fresamento envolvendo usinagem de alta velocidade de aços inoxidáveis e ligas são realizadas de acordo com GOST 38.01445-88. Para estes fins, são fornecidos compostos sintéticos, que são baseados em tall oil, álcoois altamente atômicos, trietanolamina.
• Sulfofresols são misturas de óleo altamente purificado e compostos contendo enxofre. Nãocontêm água, álcalis, ácidos. Esses refrigerantes para máquinas-ferramenta reduzem efetivamente o atrito e não causam corrosão.

Uso de refrigerante para conformação de metais

Este método de usinagem de metais é acompanhado por forças específicas significativas e deslizamento relativo entre a peça e a ferramenta. Os refrigerantes usados em tais processos tecnológicos devem ter uma viscosidade significativamente maior. As características salientes dos compostos formadores de metal são:

• viscosidade suficiente.
• Resistente à fratura e delaminação sob condições de alta temperatura.
• As composições de grafite de água são usadas com a inclusão de grafite em flocos finos à base de suspensão de óleo.

Características do uso de fluidos de corte

Para usar o refrigerante de forma mais eficiente, existem algumas regras simples a serem lembradas.

• A vazão mínima, independentemente de ser uma solução aquosa ou uma emulsão, é 10-15 l/min.
• É muito importante que o fornecimento de refrigerante seja realizado no local onde a quantidade máxima de calor é gerada. No torneamento, esta é a área onde os cavacos se separam da peça.
• O refrigerante deve ser fornecido imediatamente. Quando a refrigeração é aplicada após algum tempo, uma fresa muito quente resfria rapidamente, o que leva à formação de rachaduras nela.
• O refrigerante não é adequado para tornear metais frágeis (bronze, ferro fundido, etc.). Ao girar esses materiais,pequenos cavacos que, misturados ao líquido refrigerante, podem entupir as unidades de trabalho da máquina (carro, pinça, mesa guia), o que leva ao desgaste prematuro e à quebra dessas unidades.

Produção e armazenamento de fluidos de corte

Além de composições prontas para armazenamento a longo prazo, são produzidos concentrados e componentes para a preparação de líquidos adaptados às condições de um determinado empreendimento. Refrigerante, refrigerante, cujo preço depende principalmente da composição que atende a um certo tipo de trabalho, é vendido no mercado moderno por 70-160 rublos / litro para formulações acabadas de fabricantes nacionais e 105-290 rublos / litro de produção estrangeira. O custo médio do concentrado é de 240 rublos / litro. Antes de aplicar o líquido, são realizados os seguintes procedimentos:

• A mistura dos componentes é realizada nas temperaturas especificadas para a composição e marca (60-110 0С).
• Análise da composição para conformidade com GOST.
• As composições preparadas são armazenadas em recipientes especializados que permitem aquecimento periódico, mistura.
• Na preparação do refrigerante, é possível introduzir aditivos, o que é realizado em vibradores de emulsificação fina.
• Reenchimento dos alimentadores contínuos.
• No processo de uso, as composições ficam contaminadas. São fornecidos sistemas de limpeza de refrigerante de resíduos de metal. Os resíduos que não podem ser efetivamente limpos devem ser descartados.