Fluídos De Corte - Processos De Fabricação Mecânica

1. O que são Fluídos de Corte e suas Propriedades

Entre os primeiros pesquisadores expressivos a estudarem os fluidos de corte no processo de usinagem encontramos W. H. Northcott e F. W. Taylor, os quais, num primeiro momento, utilizaram a água na região de corte. Naturalmente a ideia da água surgiu com o intuito de minorar o indesejável efeito da alta temperatura, mas trouxe consigo desvantagens como a oxidação do conjunto máquina-ferramenta-peça, além da ausência do poder de lubrificação. Todavia, ao serem constatadas estas desvantagens e a necessidade de descobrir novos fluidos de corte, as pesquisas nos trouxeram as mais variadas combinações desse produto, como veremos a seguir, composto basicamente por óleos graxos e minerais, soluções sintéticas e água, além de aditivos à base de cloro, enxofre, nitrito de sódio, fósforo e aminas com seus empregos específicos a cada tipo de operação.

Os fluidos de corte integrais são formados por óleos minerais, e até mesmo por óleos animais e vegetais, com a presença de aditivos de extrema-pressão em sua composição, como encontramos no quadro 7. Os solúveis são subdivididos em emulsões e soluções e são formados pela adição de óleos minerais, com propriedade de serem solúveis em água, numa solução que apresenta a adição de aditivos com propriedades antissolda, anticorrosão, antioxidação e extrema-pressão, entre outros.

Na subclasse das emulsões, encontram-se as emulsões propriamente ditas que, além dos compostos descritos acima, possuem acrescentados em suas fórmulas os compostos bactericida e biocida. Encontram-se, também, os fluidos semissintéticos, aos quais, além de água, são acrescentados os emulsificadores e agentes umectantes.

Nas soluções encontramos o fluido sintético formado a partir de materiais inorgânicos dissolvidos em água com a presença de aminas, nitrato de sódio, fósforo, boratos, cloro, glicóis e germicidas.

Os óleos integrais possuem certas desvantagens; entre elas citamos o acelerado processo de deterioração, custos, riscos de incêndio, ineficiência lubrificante à altas velocidades de corte, baixo poder de refrigeração, formação de fumos e ataque à saúde do operador. Entre as vantagens do óleo integral temos a sua propriedade lubrificante, inclusive dos componentes de máquina, e a relativa facilidade de sua recuperação para a reutilização.

As emulsões apresentam maiores vantagens operacionais em relação aos óleos integrais. Têm menores custos operacionais, além de atender um número maior de exigências normalmente encontradas em processos de usinagem. Elas são compostas por óleos solúveis adicionados à água em proporções - óleo / água - que variam de 1/5 a 1/100, dependendo dos requisitos operacionais. E, emulgadores que estabilizam a mistura, aditivos com propriedades anticorrosivas, antidesgastes e de extrema-pressão, além dos biocidas que combatem a ação dos agentes naturais, como as bactérias, micro-organismos e fungos. Uma grande desvantagem das emulsões está no fato desta exigir enormes esforços para a sua recuperação, assim como os problemas encontrados com os órgãos ambientais quando de seu descarte.

Os fluidos de corte semissintéticos, que também são formadores de emulsões, "se caracterizam por apresentarem em suas composições de 5 a 30% de óleo mineral, aditivos químicos miscíveis em água e biocidas que aumentam a vida útil do fluido e reduzem os riscos à saúde dos operadores."

As soluções sintéticas são formadas à base de sais orgânicos e inorgânicos, aditivos de lubrificação e inibidores de corrosão, tais como nitrito de sódio, fosfato, boratos, aminas, entre outros, e, da mesma forma que os fluidos semissintéticos, apresentam uma grande resistência ao ataque de bactérias, tendo, portanto uma vida mais longa. Elas têm maior aplicação em operações de retíficas em materiais ferrosos e não ferrosos.

2. Função

Os fluidos de corte cumprem, nas suas aplicações, uma ou mais das seguintes funções:

•Lubrificação: redução do atrito (diminuindo também a quantidade de calor gerado) consegue-se, igualmente, reduzir os esforços e a potência de corte;

•Refrigeração: extração do calor gerado da região de operação;

•Prevenção contra a soldagem cavaco-ferramenta;

•Remoção do cavaco da região de corte: especialmente importante em operações como furação profunda, onde o fluido deve ter baixa viscosidade e suportar altas pressões;

•Proteção contra a corrosão;

•Redução da dilatação térmica;

•Obtenção de tolerâncias apertadas.

Eles são utilizados quando as condições de trabalho são desfavoráveis, podendo trazer os seguintes benefícios:

•Redução da Força e Potência necessárias ao corte;

•Redução do consumo de Energia;

•Diminuição da Temperatura da peça e da ferramenta em trabalho;

•Desobstrução da região de corte;

•Aumento da Vida da ferramenta;

•Eliminação do Gume Postiço;

•Melhor Acabamento da superfície usinada.

2. Aplicação dos Fluídos de Corte

Em decorrência da grande oferta de fluidos de corte no mercado, a escolha destes produtos deve ser acompanhada de pré-requisitos fundamentais, muitas vezes conhecidos por profissionais experientes e, também, de acordo com a orientação dos fabricantes e dos órgãos ambientais. Além das propriedades descritas na tabela 1, os fluidos de corte devem possuir outras que proporcionam melhor acabamento superficial às peças usinadas. Deve reduzir o aquecimento da ferramenta e peça usinada, remover os cavacos da interface (ferramenta-peça) e reduzir os custos operacionais com o consumo de energia, ferramentas e retrabalhos. Outro requisito importante desses produtos é a sua compatibilidade com a saúde dos trabalhadores e com o meio ambiente, o que tem sido ignorado por várias indústrias usuárias.

Existem basicamente três métodos de aplicação do fluido:

•Jorro de fluido à baixa pressão (torneira à pressão normal);

•Pulverização;

•Sistema