Aula 8- Fluidos de Corte

Transcrição

1 -A utilização de fluidos de corte na usinagem inicia-se em 1890,com a água e a seguir soluções água/soda ou água/sabão (evitar a oxidação - peça e ferramenta). -A água tem alto poder refrigerante, mas um baixo poder lubrificante (além de provocar oxidação). Por isto, outros fluidos de corte foram desenvolvidos. -Nos últimos anos muito tem se discutido sobre o corte a seco ou com mínima quantidade de fluido (MQF).

2 -Os custos operacionais do fluido de corte podem chegar a 17% dos custos de fabricação por peça em indústrias metalúrgicas (valor referência: 0,40 R$/ litro). -Os fluidos de corte podem causar danos à saúde se absorvidos ( contato pela pele, respiração e/ou ingestão) pelo ser humano. As doenças mais comuns são : dermatites, alergias, perda da capacidade pulmonar, câncer gastrointestinal e outros tipos de câncer.os fluidos de corte podem também afetar o meio ambiente (solo, água e ar).

3 Funções do Fluido de Corte Refrigerar (remover calor/ reduzir deformação); Lubrificar ( reduzir desgaste e atrito/ reduzir as forças de corte); Retirar o cavaco da região de corte (em algumas aplicações); Proteção contra a corrosão (em algumas aplicações );

4 Fluido como refrigerante Ter baixa viscosidade, a fim de que flua facilmente; Alta condutividade térmica e alto calor específico; Boa molhabilidade (capacidade de molhar bem o metal - contato térmico); Evita dilatação e danos térmicos à estrutura superficial das peças;

5 Fluido como lubrificante Resistir a pressões e temperaturas elevadas sem se vaporizar; Boas propriedades anti-fricção e anti-soldantes (evita a APC); Viscosidade adequada- suficientemente baixa para permitir fácil circulação do fluido,suficientemente alta para garantir aderência às superfícies da ferramenta;

6 Expulsão de cavacos/ anti-corrosão Para expulsão de cavacos, o fluido deve estar a alta pressão e baixa viscosidade. Além disto os cavacos devem ser pequenos; Não corroer mas, pelo contrário, ter a capacidade de proteger a peça e a máquina dos efeitos da corrosão;

7 Outras propriedades exigidas Ausência de odores desagradáveis; Não causar dano à pele ou qualquer outro risco à saúde; Isenção da tendência a originar precipitados sólidos que se depositam nas guias da máquina e/ou entopem os tubos de circulação do fluido de corte;

8 Fluido ideal 1. Não utilizar; 2. Caso seja utilizado, o fluido de corte deve ser de fácil manutenção e retorno ao sistema; de fácil tratamento; seus resíduos devem ser não poluentes e ele deve ser biodegradável;

9 Classificação dos Fluidos de Corte Óleo de Corte ; Aquosos; Gases; Pastas e lubrificantes sólidos.

10 Óleo Integral Base mineral (óleos de petróleo,etc); Base vegetal (óleos de mamona,etc); Base sintética (ésters, solventes sintéticos);

11 Óleo Integral Veículo = óleo. A viscosidade do fluido depende da viscosidade do veículo. Aditivos = agregam propriedades ao fluido de corte, sendo principalmente: anticorrosivos, antioxidantes, melhoradores de viscosidade e aditivos de extrema pressão ( garantem que o óleo não se vaporize, mesmo sob alta pressão);

12 Óleo Integral Óleo mais viscoso = maior poder de lubrificação; aplicável onde o calor gerado por atrito é muito grande, principalmente em desbaste pesado. Óleo menos viscoso = maior poder de refrigeração; aplicável para altas velocidades de corte (o calor é rapidamente dissipado). Problemas = alto custo em relação aos emulsionáveis, risco de incêndio, ineficiência à altas velocidades de corte, baixo poder refrigerante, formação de fumos(névoa) e riscos à saúde.

13 Água Primeiro fluido de corte utilizado. Vantagens = abundância, baixo custo, não é inflamável e tem baixa viscosidade. Desvantagens= provoca corrosão dos materiais ferrosos e apresenta baixo poder umectante (molhabilidade). Praticamente não utilizado na produção.

14 Fluidos solúveis em água Emulsões (óleo em água, aspecto leitoso); Micro-emulsões (aspecto transparente); Soluções químicas (aspecto transparente);

15 Emulsões Não é uma solução (água e óleo não se misturam).substâncias químicas (os emulsionadores) reduzem a tensão superficial da água, possibilitando que o óleo se disperse. É comum que se tenha 60% ou mais de óleo na água. Especialmente adequadas onde o requisito principal é a refrigeração, quando a retirada de material não é muito grande. Os aditivos eliminam os inconvenientes da água (corrosão/ baixo poder umectante).

16 Emulsões- principais aditivos Biocidas = bactericidas (eliminam bactérias) e fungicidas (eliminam fungos e leveduras). Para evitar o ataque aos agentes emulsionadores. EP (extrema pressão) = aumentam o poder de lubrificação. Em algumas operações, as emulsões com EP podem substituir os óleos integrais. Anticorrosivos e umectantes = conforme já citado.

17 Micro-emulsões Também chamados semi-sintéticos. Apresentam aditivos e compostos químicos que realmente se dissolvem na água, formando moléculas individuais. Apresentam menor quantidade de óleo na água (tipicamente,em torno de 10% ). Os semi-sintéticos têm maior vida útil, porque é necessária uma menor quantidade de emulsionantes ( em relação às emulsões).portanto sofrem menos ataques por bactérias.

18 Soluções químicas Também conhecidas como fluidos sintéticos. Não apresentam óleo mineral em sua fórmula básica. Compostos químicos reagem com a água, formando fase únicas. Os sintéticos,teoricamente, têm vida útil infinita. Pois não são necessários emulsionantes.portanto não sofrem ataques por bactérias. Alguns são biodegradáveis.

19 Soluções químicas Consistem de sais orgânicos e inorgânicos e aditivos (principalmente os de lubricidade, biocidas, EP,anticorrosivos e umectantes). Uma vez adicionado à agua, não pode ser separado. É necessário um fluido para cada tipo de processo (ex:torneamento,fresamento)

20 Gases Ar sob alta pressão. Alguns casos raros: Argônio,Hélio, Nitrogênio. Pastas e lubrificantes sólidos Operações manuais e especiais.

21 Seleção do fluido de corte Considerar principalmente: material da peça e da ferramenta, operação de usinagem e severidade da operação. O óleo integral é preferível para condições severas. Enquanto os fluidos aquosos são preferidos para condições brandas.

22 Seleção do fluido de corte Dica de site : www,mfg.mtu.edu/testbeds/cfest/fluid.html Indica o fluido de corte ideal dadas as características de um processo.

23 Tendências MQF pulverizar uma quantidade mínima de óleo (menos de 60 ml/h) em um fluxo de ar comprimido.aplicável em apenas 20% dos casos. Usinagem a seco; Fluido único; Uso dos sintéticos; Baixa formação de névoas; Leis ambientais dificultam descarte.

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