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FLUIDO DE CORTE

Professora: Maria Adrina Paixão de Souza da Silva, Dra. Eng.

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FLUIDO DE CORTE

INTRODUÇÃO

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INTRODUÇÃO

TENDÊNCIAS DA INDUSTRIAPeçasMais sofisticadasCom elevado grau de tolerância

DimensionalGeométricaRugosidade superficial

Baixo custoSem poluir o meio ambienteCom menor uso de fluido de corte

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INTRODUÇÃO

FLUIDO DE CORTESão aqueles líquidos e gases aplicados na ferramenta e no material que está sendo usinado, a fim de facilitar a operação de corte.

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INTRODUÇÃO

Altas Temperaturas em Usinagem

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Desgaste acelerado da peça;Dano térmico à estrutura da peça;

Distorção devido à dilatação térmica.

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INTRODUÇÃO

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FLUIDO DE CORTE

FUNÇÕES DO FLUIDO DE

CORTE

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FUNÇÕES DO FLUIDO DE CORTE

O uso de fluidos de corte é geralmente justificado por um dos seguintes fatores:

1. Geração excessiva e/ou eliminação deficiente de calor pelo sistema ferramenta cavaco-peça.

Redução através de eliminação;Redução do mecanismo gerador de calor;

2. Ocorrência de esforços elevados.

Funções básicas do fluido de corte: refrigeração e/ou lubrificação.

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FUNÇÕES DO FLUIDO DE CORTE

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2.1 . FUNÇÕES SECUNDÁRIAS DO FLUÍDO

DE CORTEPrevenção contra soldagem cavaco-ferramenta;

Retirada do cavaco da região de corte;

Proteção contra corrosão;

Redução da dilatação térmica da peça;

Evitar danos à estrutura superficial e crescimento exagerado de tensões residuais na superfície usinada.

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2.2. FLUIDO DE CORTE COMO REFRIGERANTE

Para que o fluido de corte elimine o calor de forma eficiente, ele deve possuir:Baixa viscosidade;Molhabilidade;Alto calor específico e condutividade térmica.

Atua reduzindo o atrito entre ferramenta e peça e cavaco ferramenta (principalmente):Redução de esforços;Menor geração de calor.

Infelizmente, possui pouca eficiência a altas Vc’s (velocidades de corte).

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2.3. UM BOM FLUIDO DE CORTE

Resistir a altas pressões e temperaturas;

Possuir boas propriedades antifricção e antisoldantes;

Possuir viscosidade adequada (baixa o suficiente para que o fluido chegue à zona a ser lubrificada e alta o bastante para permitir boa aderência.

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2.4. PROPRIEDADES AUXILIARES DOS FLUIDOS

DE CORTEAusência de odores desagradáveis;

Não corroer peça ou máquina (de preferência deve proteger ambos contra corrosão);

Não tender a originar precipitados sólidos;Deposição nas guias da máquina;Entupimento dos tubos de circulação de fluido;

Não causar danos à saúdem humana.

Fácil eliminação, não causar danos ao meio ambiente.

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FLUIDO DE CORTE

CLASSIFICAÇÃO DO FLUIDO DE

CORTE

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CLASSIFICAÇÃO DO FLUIDO DE CORTE

AquososÁguaEmulsões

ÓleosÓleos mineraisÓleos graxosÓleos compostosÓleos de extrema pressão

ArBaixa capacidade de refrigeração e lubrificação.Usado para a remoção do cavaco da região de corte.Bastante usado na usinagem do ferro fundido e materiais que apresentem cavaco muito curto ou em forma de pó.

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3.1. AQUOSOS

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3.1. 1 . ÁGUAPrimeiro fluido de corte utilizado;

Excelente capacidade de refrigeração;

Preço baixo;

Abundante na natureza;

Baixa viscosidade;

Não inflamável;

Pouca ou nenhuma capacidade lubrificante;

Baixo poder umectante;

Provoca corrosão de materiais ferrosos.

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3.1. 2 . EMULSÕES

Emulsões de óleo em água;

Basicamente compostos de água (1 a 20% de óleo);

Alto poder refrigerante;

Alto poder umectante;

Menor ação corrosiva;

Melhor ação lubrificante em comparação à água.

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3.1. 2 . EMULSÕES

Recomendados para:Médios ou altas Vc’s;

Não recomendados para:Baixas Vc’s;

Operações de desbaste

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3.2. ÓLEOS

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ÓLEOS PUROSRecomendados quando a geração de calor provocada por atrito é muito grande;

Viscosidade inversamente proporcional à capacidade de refrigeração;

Óleos leves – indicados para operações que necessitem de dissipação de calor (altas Vc’s);

Óleos viscosos – indicados para operações pesadas;

Baixo calor específico (metade do da água).

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3.2. 1 . ÓLEOS MINERAIS PUROS

Usados na usinagem de aço baixo carbono, latão, bronze e ligas leves.

Mais baratos e menos sujeitos à oxidação que os óleos graxos e compostos.

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3.2. 2. ÓLEOS GRAXOS – DE ORIGEM ANIMAL E VEGETAL

Boa “molhabilidade”;

Boa capacidade lubrificante;

Facilitam a obtenção de um bom acabamento;

Média capacidade de refrigeração;

Aumento de viscosidade e deterioração com o tempo.

Largamente substituídos pelos óleos compostos ou pelos óleos EP (extrema pressão).

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3.2. 3. ÓLEOS COMPOSTOS – MISTURAS DE ÓLEOS MINERAIS E

GRAXOS

Possuem vantagens os óleos graxos;

Estabilidade química;

Viscosidade ajustada pela quantidade de óleo mineral;

10 – 30% de óleos graxos;

Usados na usinagem de cobre e suas ligas, e para fresamento e furação de diversos metais.

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3.2. 4. ÓLEOS DE EXTREMA PRESSÃO (EP)

Óleos com aditivos de extrema pressão incorporados e suportam altas Vc’s.

Podem ser:Ativos – aditivos EP reagem com os materiais envolvidos;

Inativos – aditivos EP não reagem.

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FLUIDO DE CORTE

ADITIVOS

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ADITIVOSAntiespumantes – Evitam a formação de espumas, que podem impedir a visão da região de corte.

Geralmente são ceras especiais ou óleos de silicone.

Anticorrosivos – Protegem peça, ferramenta e máquina contra corrosão.

São à base de nitritos de sódio, óleos sulfurados ou sulfonados.Suspeita-se que o nitrito de sódio seja cancerígeno.

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ADITIVOSDetergentes – reduzem a formação de lôdo, lamas e borras.

Compostos organometálicos contendo Magnésio, bário e cálcio, entre outros.

Emulgadores – permitem a emulsão de óleos em água.Sabões de ácidos graxos, gorduras sulfatadas e outros.

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ADITIVOSBiocidas – inibem o desenvolvimento de microorganismos.

EP – permitem ao fluido de corte suportar pressões e temperaturas elevadas. Reagem com a superfície usinada, formando compostos de baixa resistência ao cisalhamento.

Matérias graxas e derivados, fósforo, zinco, clorados, sulfurizados inativos, sulfurizados ativos, sulfurados e sulfoclorados.

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FLUIDO DE CORTE

SELEÇÃO DO FLUIDO DE

CORTE

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SELEÇÃO DO FLUIDO DE CORTE

Existem 4 fatores a serem considerados na seleção de fluidos de corte

Material da peça;

Material da ferramenta;

Condição de usinagem;

Processo de usinagem.

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5.1. MATERIAL DA PEÇA

MATERIAIS FERROSOSFofo: normalmente usinados a seco ou com ar.

Fofo. maleável pode ser usinado com óleo puro ou emulsão.Fofo. branco requer aditivos EP.

Aços: maior grupo de materiais usinados, ampla gama de composições.

Qualquer fluido pode ser usado, escolha depende do tipo de operação.

Aço inox: óleos EP são mais adequados para evitar o empastamento do material na ferramenta

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5.1. MATERIAL DA PEÇA

LIGAS NÃO-FERROSASAl: deve ser usinado a seco ou com óleos inativos sem enxofre.O uso de emulsões pode causar combustão devido à liberação de hidrogênio.

Na furação, um fluido lubrificante deve ser usado para evitar a aderência do cavaco nos canais helicoidais (superfície de saída).

Mg: Normalmente usinado a seco ou com óleos inativos sem enxofre (em Vc’s muito altas, para refrigeração).

Emulsões são terminantemente proibidas.

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5.1. MATERIAL DA PEÇA

LIGAS NÃO-FERROSASCobre: diversos tipos de fluido de corte podem ser utilizados, devido à grande quantidade de ligas. Evita-se S (enxofre).

Ti, Ni, Co: formam ligas resistentes ao calor. São de difícil usinagem, com altas taxas de encruamento.

Escolha do fluido depende da operação, com quase todos os tipos podendo ser escolhidos. S causa descoloração da peça.

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5.2. MATERIAL DA FERRAMENTA

Diretamente ligado às condições de usinagem (e às tensões e temperaturas observadas nestas);

Aço rápido – possui baixa dureza a quente.Boa refrigeração é necessária.Apresenta corrosão na presença de água (aditivos antiferrugem devem ser usados).Aditivos anti-solda devem ser usados na usinagem de materiais tenazes.

Metal duro – suporta qualquer tipo de fluido de corte..

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5.2. MATERIAL DA FERRAMENTA

Ferramentas cerâmicas, CBN, PCD – muito resistentes ao calor. Geralmente não suportam o uso de fluido de corte (devido à pouca resistência ao choque térmico) ou não necessitam deste para fins de aumento de vida.

Usa-se fluido (quando possível) com o objetivo de diminuir a distorção causada pelas altas temperaturas nas peças produzidas.

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FLUIDO DE CORTE

DESVANTAGENS DO USO DE

FLUIDOS DE CORTE

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DESVANTAGENS DO USO DE FLUIDOS DE

CORTEAlto custo

Relativo à aquisição do fluido;Relativo ao tratamento e eliminação deste;Relativo à limpeza do cavaco;Varia de 7,5 a 17% do custo de produção por peça segundo estudos.

ToxidadePoluição;Doenças de pele e pulmonares

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DESVANTAGENS DO USO DE FLUIDOS DE

CORTE

Formação da Névoa de Fluido de Corte

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FLUIDO DE CORTE

ALTERNATIVAS AO USO DE

FLUIDOS DE CORTE

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ALTERNATIVAS AO USO DE FLUIDOS DE CORTE

Usinagem a seco – Estudos recentes mostram que é possível a usinagem a seco com vida de ferramenta semelhante à obtida com o uso de fluido de corte através da alteração dos parâmetros de corte (menor Vc, maiores f e ap).

Deve-se usinar com materiais de ferramenta e condições de usinagem adequadas para não incorrer em queda da vida da ferramenta.

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ALTERNATIVAS AO USO DE FLUIDOS DE CORTE

Corte com Mínima quantidade de Fluido (MQF)Procura-se minimizar a quantidade de fluido de corte.Fluido geralmente aplicado juntamente com um fluxo de ar (pulverizados) e direcionado contra uma das áreas de atrito.

Exemplo: furação de Al.1. Cavaco adere aos canais helicoidais, podendo causar a quebra da ferramenta.2. Usando MQL, pulveriza-se óleo integral em um fluxo de ar comprimido, lubrificando a região de corte.

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FLUIDO DE CORTE

MANUTENÇÃO DO FLUIDO DE

CORTE

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MANUTENÇÃO DO FLUIDO DE CORTE

Custo de parada para troca e descarte pode representar de 2 a 17% do custo total da obra;

Maior rigor da legislação ambiental;

Maior consciência ecológica dos usuários.

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7.1 . RESOLUÇÃO Nº. 9/93 CONAMA

Torna obrigatória a coleta de todos os óleos usados por empresas credenciadas na ANP e licenciados pelos órgãos estaduais de proteção ambiental;

Proíbe descartar óleo em solos, águas superficiais, águas subterrâneas, no mar ou em sistema de esgoto ou evacuação de águas residuais, ou de modo que represente contaminação atmosférica superior ao nível estabelecido por lei;

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7.1 . RESOLUÇÃO Nº. 9/93 CONAMA

Determina que o descarte só pode ser realizado após tratamento prévio;

Obriga manter os registros de compra e alienação do óleo usado por dois anos caso consuma um mínimo anual de 700 litros/ano;

Crimes capitulados Lei 9605/98 e no Decreto Federal 3179.

Integra da Res. 9/93 Conama em www.mma.gov.br/conama.

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Bibliografias• ABREU FILHO, Carlos. Tornearia Mecânica – Notas de

Aula, Belém, 2007.

• AGOSTINHO, Oswaldo Luis. VILELLa, Ronaldo Castro (In Memoriam), BUTTON, Sérgio Tonini. Processos de Fabricação e Planejamento de Processos. Universidade Estadual de Campinas - Faculdade de Engenharia Mecânica - Departamento de Engenharia de Fabricação - Departamento de Engenharia de Materiais. Campinas, SP. 2004

• BRAGA, Paulo Sérgio Teles, CPM - Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção – Mecânica - Processos de Fabricação, SENAI/CST, Vitória, ES. 1999.

• COSTA, Éder Silva & SANTOS, Denis Júnio. Processos de Usinagem. CEFET-MG. Divinópolis, MG. março de 2006

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Bibliografias• DINIZ, A. E., Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 3 ed.

São Paulo: Artliber Editora, 2003.

• FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo, SP, 1977

• INMETRO. SISTEMA Internacional de Unidades – SI (tradução da 7ª edição do original francês “Le Système International d’Unités”, elaborada pelo Bureau International des Poids et Mesures - BIPM). 8ª edição Rio de Janeiro, 2003. 116 p.

• INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM – Portaria Inmetro 029 de 1995. 3ª edição, Rio de Janeiro, 2003. 75p.

• reimpressão.

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Bibliografias• PALMA, Flávio. Máquinas e Ferramentas. Apostila,

SENAI-SC, Blumenau, 2005.

• SECCO, Adriano Ruiz; VIEIRA, Edmur & GORDO, Nívia. Módulos Instrumentais – Metrologia. Telecurso 2000. São Paulo, SP, 2007

• VAN VLACK, L. H., Princípios da Ciência e Tecnologia dos Materiais. Tradução Edson Carneiro. Rio de Janeiro: Elsevier, 1970 – 4ª reimpressão.

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