Líquido de corte

LíquidosEditar

Existem geralmente três tipos de líquidos: mineral, semi-sintético, e sintético. Os fluidos de corte semi-sintéticos e sintéticos representam tentativas de combinar as melhores propriedades do óleo com as melhores propriedades da água, suspendendo o óleo emulsionado em uma base aquosa. Estas propriedades incluem: inibição de ferrugem, tolerância a uma ampla gama de dureza da água (mantendo a estabilidade do pH em torno de 9 a 10), capacidade de trabalhar com muitos metais, resistir à ruptura térmica e segurança ambiental.

A água é um bom condutor de calor, mas tem desvantagens como fluido de corte. Ferve facilmente, promove a oxidação das peças da máquina, e não lubrifica bem. Portanto, outros ingredientes são necessários para criar um fluido de corte ideal.

Óleos minerais, que são à base de petróleo, usados pela primeira vez em aplicações de corte no final do século XIX. Estes variam desde os óleos de corte espessos, escuros e ricos em enxofre, utilizados na indústria pesada, até aos óleos leves e claros.

Os refrigerantes semi-sintéticos, também chamados óleos solúveis, são uma emulsão ou microemulsão de água com óleo mineral. Em oficinas que utilizam óleo solúvel inglês britânico, é coloquialmente conhecido como SUDS. Estes começaram a ser utilizados na década de 1930. Uma típica máquina-ferramenta CNC geralmente utiliza um refrigerante emulsionado, que consiste em uma pequena quantidade de óleo emulsionado em uma quantidade maior de água através do uso de um detergente.

Frefecimento sintético originado no final da década de 1950 e são geralmente à base de água.

A técnica oficial para medir a concentração de óleo em amostras de fluido de corte é a titulação manual: 100ml do fluido em teste é titulado com uma solução de HCl 0,5M até um ponto final de pH 4 e o volume de titulante utilizado para alcançar o ponto final é utilizado para calcular a concentração de óleo. Esta técnica é precisa e não afetada pela contaminação do fluido, mas precisa ser realizada por pessoal treinado em ambiente de laboratório. Um refratômetro portátil é o padrão industrial utilizado para determinar a relação de mistura de refrigerantes solúveis em água que estima a concentração de óleo a partir do índice de refração da amostra medido na escala Brix. O refratômetro permite medições in situ da concentração de óleo em plantas industriais. No entanto, a contaminação da amostra reduz a precisão da medida. Outras técnicas são usadas para medir a concentração de óleo em fluidos de corte, tais como a medição da viscosidade do fluido, densidade e velocidade do ultra-som. Outros equipamentos de teste são usados para determinar propriedades como acidez e condutividade.

Outros incluem:

Querosene e álcool de friccionar freqüentemente dão bons resultados quando se trabalha com alumínio.
WD-40 e 3-In-One O óleo funciona bem em vários metais. Este último tem um odor de citronela; se o odor ofende, o óleo mineral e os óleos lubrificantes de uso geral funcionam aproximadamente da mesma maneira.
O óleo de Caminho (o óleo feito para máquinas-ferramentas) funciona como um óleo de corte. Na verdade, algumas máquinas de parafuso são projetadas para usar um óleo como óleo e óleo de corte (a maioria das máquinas-ferramentas tratam o lubrificante e o líquido de arrefecimento como coisas separadas que inevitavelmente se misturam durante o uso, o que leva a que os escumadores de óleo de vagabundagem sejam usados para separá-los de volta)
Os óleos de motor têm uma relação ligeiramente complicada com as máquinas-ferramentas. Os óleos de motor de peso reto e não-detergente são utilizáveis e, de fato, os óleos SAE 10 e 20 costumavam ser os óleos recomendados para fusos e formas (respectivamente) em máquinas-ferramenta manuais décadas atrás, embora hoje em dia prevaleçam as fórmulas de óleo de forma dedicada na usinagem comercial. Embora quase todos os óleos para motores possam agir como fluidos de corte adequados apenas em termos do seu desempenho de corte, os modernos óleos para motores multi-peso com detergentes e outros aditivos são melhor evitados. Estes aditivos podem apresentar uma preocupação de corrosão do cobre ao latão e bronze, que as máquinas-ferramentas têm frequentemente nos seus rolamentos e porcas de chumbo (especialmente máquinas-ferramentas mais antigas ou manuais).
O fluido dieléctrico é utilizado como fluido de corte em máquinas de electroerosão (EDMs). Normalmente é água desionizada ou querosene de ponto de inflamação alto. O calor intenso é gerado pela acção de corte do eléctrodo (ou fio) e o fluido é utilizado para estabilizar a temperatura da peça, juntamente com a descarga de quaisquer partículas erodidas da área de trabalho imediata. O fluido dielétrico é não condutor.
Líquido (água ou óleo de petróleo) são usados com o processo de corte a plasma (PAC).
O óleo de pé direito da mais alta qualidade é usado como lubrificante. É utilizado nas indústrias metalúrgicas como fluido de corte para alumínio. Para usinagem, rosqueamento e perfuração de alumínio, ele é superior ao querosene e vários fluidos de corte à base de água.

Pastas ou géisEditar

O fluido de corte também pode tomar a forma de pasta ou gel quando usado para algumas aplicações, em particular operações manuais como perfuração e furação. Na serragem de metal com uma serra de fita, é comum correr periodicamente um pau de pasta contra a lâmina. Este produto é semelhante em forma ao batom ou à cera de abelha. Vem num tubo de cartão, que se consome lentamente em cada aplicação.

Aerossóis (névoas)Editar

Salguns fluidos de corte são utilizados na forma de aerossol (névoa) (ar com pequenas gotas de líquido espalhadas por todo o lado). Os principais problemas com as névoas têm sido que elas são bastante ruins para os trabalhadores, que têm que respirar o ar que as rodeia, e que às vezes nem sequer funcionam muito bem. Ambos os problemas provêm da entrega imprecisa que muitas vezes coloca a névoa em todo lugar e o tempo todo, exceto na interface de corte, durante o corte – o único lugar e hora em que é desejada. No entanto, uma forma mais recente de entrega de aerossóis, o MQL (quantidade mínima de lubrificante), evita esses dois problemas. A entrega do aerossol é feita diretamente através das canaletas da ferramenta (ele chega diretamente através ou ao redor da pastilha – um tipo ideal de entrega de fluido de corte que tradicionalmente não estava disponível fora de alguns contextos, tais como furação com pistola ou entrega de líquido caro e de última geração na fresa de produção). O aerossol da MQL é fornecido de forma tão precisa (em relação à localização e ao tempo) que o efeito líquido parece quase como usinagem a seco da perspectiva do operador. Os cavacos geralmente parecem ser cavacos secos, sem necessidade de drenagem, e o ar é tão limpo que as células de usinagem podem ser colocadas mais perto da inspeção e montagem do que antes. MQL não fornece muito resfriamento no sentido de transferência de calor, mas sua ação lubrificante bem direcionada impede que parte do calor seja gerada, o que ajuda a explicar seu sucesso.

CO2 CoolantEdit

Dióxido de carbono (fórmula química CO2) também é usado como um refrigerante. Nesta aplicação, o CO2 líquido pressurizado pode se expandir e isso é acompanhado por uma queda na temperatura, suficiente para causar uma mudança de fase em um sólido. Esses cristais sólidos são redirecionados para a zona de corte por bicos externos ou através do fuso, para fornecer resfriamento com temperatura controlada da ferramenta de corte e da peça de trabalho.

Ar ou outros gases (por exemplo, nitrogênio)Editar

Ambiente de ar, claro, foi o refrigerante de usinagem original. O ar comprimido, fornecido através de tubos e mangueiras de um compressor de ar e descarregado de um bico apontado para a ferramenta, é por vezes um refrigerante útil. A força do fluxo de ar descompressivo sopra as aparas e a descompressão em si tem um ligeiro grau de acção de arrefecimento. O resultado líquido é que o calor do corte da usinagem é transportado um pouco melhor do que apenas pelo ar ambiente. Às vezes são adicionados líquidos à corrente de ar para formar uma névoa (sistemas de refrigeração de névoa, descritos acima).

Nitrogênio líquido, fornecido em garrafas de aço pressurizado, às vezes é usado de forma semelhante. Neste caso, a ebulição é suficiente para proporcionar um poderoso efeito refrigerante. Durante anos isto foi feito (em aplicações limitadas) através da inundação da zona de trabalho. Desde 2005, este modo de refrigeração tem sido aplicado de forma comparável ao MQL (com entrega através do fuso e através da ponta da ferramenta). Isto refrigera o corpo e as pontas da ferramenta a tal ponto que ela atua como uma “esponja térmica”, sugando o calor da interface ferramenta-chip. Este novo tipo de refrigeração de nitrogênio ainda está sob patente. A vida da ferramenta foi aumentada por um fator de 10 na fresagem de metais duros como titânio e inconel.

Alternativamente, usando o fluxo de ar combinado com uma substância de evaporação rápida (ex. álcool, água, etc.) pode ser usado como um refrigerante eficaz ao manusear peças quentes que não podem ser resfriadas por métodos alternativos.

Prática passadaEditar

Na prática de usinagem do século 19, não era incomum usar água lisa. Isto era simplesmente um expediente prático para manter a fresa fria, independentemente se ela fornecia alguma lubrificação na interface do chip de corte. Quando se considera que o aço de alta velocidade (HSS) ainda não tinha sido desenvolvido, a necessidade de esfriar a ferramenta torna-se ainda mais aparente. (O HSS mantém sua dureza em altas temperaturas; outros aços para ferramentas de carbono não o fazem). Uma melhoria foi a água com soda (bicarbonato de sódio na água), que inibiu melhor a oxidação das lâminas da máquina. Estas opções geralmente não são utilizadas hoje em dia porque existem alternativas mais eficazes.
Gorduras anímicas como sebo ou banha eram muito populares no passado. Estas são pouco utilizadas hoje em dia, devido à grande variedade de outras opções, mas permanecem como uma opção.
Os textos de treino de máquinas antigas falam do uso de chumbo vermelho e branco, muitas vezes misturado em banha ou óleo de banha. Esta prática é obsoleta devido à toxicidade do chumbo.
De meados do século 20 até aos anos 90, o 1,1,1-tricloroetano foi utilizado como aditivo para tornar alguns fluidos de corte mais eficazes. Na gíria do chão de fábrica era referido como “um-um-um”. Ele foi gradualmente eliminado por causa de suas propriedades destruidoras do ozônio e do sistema nervoso central.