Fluídos de Corte refrigerantes e lubrificantes

1. FLUÍDOS DE CORTE

2. História
• F. W . Taylor foi um dos primeiros a provar o grande auxílio que os
líquidos poderiam trazer no corte de metais
• Aumentou em 33% a velocidade de corte;
• Altas velocidades de corte Maior produtividade

3. Definição
• Qualquer fluido para corte ou usinagem de metais e outros materiais
afim de facilitar a operação de corte.
• Seleção correta influi:
• A qualidade de acabamento da peça;
• A produtividade;
• O custo operacional;
• O meio ambiente.

4. Funções
• Resfriamento da máquina e ferramenta;
• Lubrificação;
• Proteger de oxidação;
• Limpar a região usinada.

5. Aplicações
• Geração excessiva ou redução ineficiente de calor;
• Altas velocidades de corte Desgaste da ferramenta;
• Garantir a precisão dimensional;
• Aresta postiça;
• Redução do atrito (solicitação dinâmica);
• Deslizamento do cavaco;

6. Propriedades fundamentais
• Propriedades anticorrosiva;
• Propriedades antiespumantes;
• Propriedade antioxidantes;
• Propriedade de lavagem;
• Alta capacidade de absorção de calor.;
• Boas propriedades anti-solda ou EP;
• Compatibilidade com o meio ambiente.

7. Refrigerantes e Lubrificantes

8. Refrigerantes
• Definição
• Fluido de Corte que reduz calor de forma
eficiente
• Possui baixa viscosidade, “Molhabilidade”
e baixa condutividade térmica.

9. Refrigerantes
• Aplicações
• Atuam sobre a ferramenta e evita que ela
atinja temperaturas muito altas e perca
suas características de corte.
• Na peça, evitam deformações causadas
pelo calor
• No cavaco , atua reduzindo a força
necessária para que o mesmo seja
cortado

10. Refrigerantes
• Cuidados com as temperaturas

11. Lubrificantes
• Definição
• Fluido de Corte que reduz o atrito entre
ferramenta, cavaco e peça, promovendo a redução
de esforços e atrito.
• Resiste a altas pressões e temperaturas, possui
boas propriedades antifricção e antisoldantes.
• viscosidade baixa o suficiente para que o fluido
chegue a zona a ser lubrificada e alta o bastante
para permitir boa aderência.

12. Lubrificantes
• Aplicações
• Facilitam o deslizamento dos cavacos
sobre a ferramenta e diminui o atrito
entre a peça e a ferramenta.
• Reduzem o coeficiente de atrito na
região de contato ferramenta-cavaco
melhorando o rendimento da máquina

13. Lubrificantes
• Atenção ao Cavaco
• O cavaco deve ser retirado da
área de trabalho para não
riscar ou comprometer o
acabamento da peça, danificar
a ferramenta ou impedir a
própria usinagem

14. Classificação e Aplicações

15. Classificação dos fluidos de corte
Integrais Sólidos
Gases
Solúveis
Emulsão
Semi-
sintéticos
Sintéticos

16. Aditivos
Agregam propriedades ao fluido de corte, sendo
principalmente:
• Biocidas
• Antioxidantes
• Anticorrosivos
• Antiespumantes
• Agentes extrema pressão
• Emulsificantes

17. Integrais
• Óleos Minerais puros
• Óleos Graxos de origem animal e vegetal
• Sintéticos
• Compostos

18. Integrais
Vantagens:
• Excelentes propriedades lubrificantes;
• Não corrosivos;
• Longa duração;
Desvantagens:
• Alto custo em relação aos emulsionáveis;
• Risco de incêndio;
• Formação de fumos;
• Riscos à saúde;
• Baixo poder refrigerante;

19. Solúveis - Emulsão
Vantagens:
• Boas propriedades lubrificantes ;
• Boas propriedade refrigerantes;
• Bom acabamento nas peças;
• Baixo custo;
Desvantagens:
• Processo de deterioração;
• Vida limitada;
• Custo de manutenção.

20. Solúveis - Sintéticos
Vantagens:
• Vida útil infinita
• Alguns são biodegradáveis
• Não inflamável
• Visibilidade
• Elevada resistência a corrosão e oxidação
• Elevada resistência ao ataque das bactérias
• Fácil manutenção
Desvantagens:
• É necessário um fluido para cada tipo de processo
• Baixa propriedade lubrificante
• Irritação a pele
Aplicação de fluido sintético na operação com serra fita

21. Solúveis – Semi-Sintéticos
Vantagens:
• Elevada resistência a corrosão
• Elevada resistência ao ataque das bactérias
• Boas propriedades de umectação
• Boas propriedades lubrificantes para aplicações moderadas e
pesadas
• Vida útil
Desvantagens:
• O custo é intermediário entre o mineral e o sintético
• Formação de espuma
Fluido de corte semi-sintético

22. Gases e névoas
Gases – ar, gás hélio, nitrogênio e argônio.
Névoas – quantidade mínima de fluido de
corte.
Vantagens:
• Consumo de óleo
• Propriedades refrigerantes
Desvantagens:
• Propriedades lubrificantes
Fresamento em centro de
usinagem com utilização de ar
comprimido

23. Sólidos
Ceras, pastas e banhas de porco e bissulfeto de molibdênio.
Vantagens:
• Propriedades lubrificantes
Desvantagens:
• Propriedades refrigerantes

24. Aplicação dos fluidos de corte
• Aplicação manual
• Aplicação jorro
• Aplicação por pulverização
• Aplicação alta pressão
Aplicação por jorro do fluido de corte semi-sintético

25. Aplicação dos fluidos de corte -
Processos
• Retificação
• Fresamento
• Torneamento
• Alargamento e furação

26. Critérios de seleção
Material da peça:

27. Critérios de seleção
Material da ferramenta:
• Aço rápido
• Metal duro
• Cerâmica
• Diamante
Processo de usinagem
Outros fatores:
• Aceitação pelo operador da máquina
• Facilidade de descarte
• Saúde humana e a contaminação do fluido
• Fatores econômicos

28. Saúde, Segurança e Meio
Ambiente

29. Legislação
• A certificação ISO 14001 faz uma empresa ser comprometida com
o meio ambiente.
• A Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB)
é a agência do Governo do Estado de São Paulo responsável pelo
controle, fiscalização, monitoramento e licenciamento de atividades
geradoras de poluição, em SP.

30. Legislação
• A CONAMA é o orgão responsável por elaborar diretrizes de
implantação da Politica Nacional de Meio Ambiente.
• Estabelece normas e critérios para licenciamento de atividades efetivas
ou potencialmente poluidoras
• A NR25 – Norma regulamentadora que constitui medidas preventivas
sobre o destino final dos resíduos industriais sendo eles líquidos,
sólidos ou gasosos, radioativos ou de risco biológico.

31. Riscos Ambientais

32. Tipos de Poluentes

33. 3 R- Pirâmide de Consumo Sustentável

34. Formação de Névoas

35. Riscos ocupacionais

36. Problemas causados pelo contato
com o fluido
• Figura 1-Dermatite alérgica
• Figura 2- Dermatite Irritante primário por solventes

37. Prevenção
• Evitar contato entre o fluído de corte e a pele;
• Evitar danos à pele pelo contato com o cavaco e com
spray de alta pressão gerado na usinagem;
• Utilizar luvas quando possível, em caso contrário usar
creme repelente de óleo;
• Usar roupas protetoras; Luvas, Máscaras e EPI’s em geral
recomendados.

38. • Recirculação: Melhor que descartar o fluído é reciclar !
• Purificação de fluído de Corte:
• Redução da mão de
• Controle das propriedades dos fluidos,
• Redução do descarte
• Melhoria da qualidade das peças fabricadas;
• Aumento da vida útil do fluido de corte.
• Transporte: A responsabilidade fabricante ou expedidor,
orientado pelo fabricante, tomando como base as características
físico-químicas do produto.

39. Produção Mais Limpa
• È uma estratégia ambiental preventiva e é aplicável aos processos
de usinagem.
• Aumento da vida dos fluidos de usinagem
• Introdução de novas tecnologias (que não utilizam ou utilizam pouco
fluído).

40. Tendências Tecnológicas

41. Introdução
• Usinagem a seco;
• Usinagem com técnica de resfriamento de criogênico;
• MQL (Mínima quantidade de lubrificantes);
• MQF (Mínima quantidade de fluido de corte).

42. Usinagem a Seco

43. Vantagens
• Atendimento aos requisitos
ecológicos;
• Redução de custos
(eliminação do fluido);
• Aumento da produtividade
(devido ao incremento nos
parâmetros de usinagem).
Desvantagens
• Problemas provocados pelas
poeiras produzidas pela
operação a seco;
• Maior solicitação térmica da
peça, provocando um efeito
negativo na qualidade final da
peça;
• Necessidade de ferramentas
especiais.

44. Máquina e Ferramenta Adequada
• A máquina para trabalhar com usinagem a seco deve ter um sistema
eficiente de transporte dos cavacos. Também se devem considerar
os parâmetros de usinagem, os quais devem ser escolhidos de
maneira a obter tempos de corte não muito mais elevados
comparativamente à usinagem com fluidos.

45. Usinagem com Técnica de
Resfriamento de Criogênico

47. Experimentos revelam bom desempenho desta técnica a baixas velocidades de
corte, bem como, redução do desgaste do flanco e aumento da vida da
ferramenta.
No entanto, a regulação do fluxo e pressão do nitrogênio líquido são fatores
críticos, para evitar o arrefecimento demasiado da peça de trabalho e,
consequentemente, um aumento da força de corte.

48. Dicas Tecnológicas:
• Fofo cinzento: são normalmente usinados a seco, porém um óleo
emulsionável pode ser útil para ajudar a remover o cavaco que é o
tipo de ruptura;
• O alumínio e suas ligas: podem ser usinados a seco. Para algumas
ligas é necessário o fluido de corte, que pode ser uma emulsão com
mistura de óleo mineral e graxo e a maioria das emulsões solúveis.
Não requer aditivos EP e o enxofre ataca o metal instantaneamente;
• Magnésio e suas ligas normalmente são usinados secos e a
altíssimas velocidades de corte, entretanto, um refrigerante pode ser
usado. Emulsões são proibidas, pois a água reage com o cavaco
para liberar hidrogênio, que apresenta riscos de ignição.
• O enxofre ataca o metal; O cobre e suas ligas geralmente usam
óleos solúveis. O enxofre causa descoloração das peças; Devido a
altas fragilidades das ferramentas cerâmicas, deve-se tomar cuidado
ao aplicar um refrigerante, porque os choques térmicos podem
causar trincas superficiais.

49. MÍNIMA QUANTIDADE
DE FLUÍDOS
(MQF/MQFC)

50. MQF
• Nesta técnica, o fluido, contendo pequena
quantidade óleo, é pulverizado na região de
corte, normalmente, na saída do cavaco ou
entre a superfície de folga da ferramenta e a
peça. As vazões de fluido utilizando o MQF
(10 a 20 ml/h) são bem menores que na
usinagem convencional com lubrificação
abundante (300 a 4000 ml/min)

51. Diferença entre os métodos de aplicação
CONVENCIONAL MQFC

52. Aplicações:
• Sistema de pulverização de baixa pressão,
onde o fluido de corte é aspirado por uma
corrente de ar e levado à superfície ativa, ou
seja região de corte, como uma mistura
Vazão de fluido de corte de
0,5 a 10 L/h ( em forma de
emulsão)

53. • O sistema usa bombas dosadoras com
alimentação pulsatória de quantidade
definida de fluido para a superfície
ativa, sem ar.
As taxas de fluxo são
ajustáveis numa faixa entre
0,1 e 1 ml por ciclo, com até
260 ciclos por minuto
Utilizados geralmente em
processos intermitentes,
como serramento

54. • Mais utilizado no sistema mínima
quantidade é o de pressão, em que o fluido
de corte é bombeado para o bocal através
de uma tubulação de suprimento em
separado;
O fluido é misturado com o ar comprimido
que é fornecido separadamente, de
forma que as quantidades de ar e fluido
podem ser ajustadas
independentemente.
Combina a funcionalidade da lubrificação
e arrefecimento com o consumo
extremamente baixo de fluido, na faixa 10
a 20 ml/h.

55. Estudos sobre o a utilização da MQF:
• Vários estudos foram realizados aplicando-se a técnica
MQF em diversas operações de usinagem (torneamento,
fresamento, furação, retificação), utilizando-se vários
parâmetros de processo (materiais, velocidades de corte,
velocidades de avanço, profundidade, lubrirefrigerante, e
outros) e diversos critérios de desempenho (componentes
da força de usinagem, qualidade e rugosidade da
superfície, desgaste do flanco, temperatura na região de
corte, vida da ferramenta destacando as vantagens do seu
uso sob diferentes lubrirefrigerantes).

56. • Variação na rugosidade da superfície no
processo de torneamento do aço, em diferentes
condições de arrefecimento

57. • Desempenho de diferentes condições de
arrefecimento no processo de furação, utilizando
óleo sintético (MQL) e óleo de base vegetal com
concentração 10% (emulsão aplicada em
abundância)

58. • Desempenho de diferentes condições de
arrefecimento no processo de fresamento,
utilizando óleo sintético (MQL) e óleo de base vegetal
com concentração 10% (emulsão aplicada em
abundância)

59. Vantagens
• Diminuição da quantidade de fluido de corte em
relação ao volume de peça usinado comparado
com a aplicação de fluido convencional;
• Redução do descarte do fluido não consumido e
eliminação de sistema de filtragem e reciclagem;

60. Vantagens:
• Eliminação da operação de lavagem
subsequente, pois as peças usinadas ficam
praticamente secas;
• Diminuição da quantidade de fluido que
permanece nos cavacos;

61. Desvantagens
• Custos adicionais para pressurizar o ar e os
suportes tecnológicos;
• Muita fumaça gerada pelo óleo durante o
processo;
• Ruído causado pela linha de ar comprimido;

62. Conclusão:
• A técnica de mínima quantidade de fluido de corte
(MQF) tem mostrado melhor desempenho na
usinagem. Além de contribuir para o combate aos
problemas ambientais e a redução de custos devido
à redução na quantidade de fluido empregada no
processo. No entanto, alguns fatores críticos ainda
precisam ser considerados, tais como otimização de
ferramentas, o controle da vazão do fluido e o
controle das partículas em suspensão.

63. Bibliografia:
• http://www.abepro.org.br/biblioteca/enegep2013_TN_STO_18
5_056_23095.pdf
• http://www.abcm.org.br/anais/conem/2002/trabalhos/tema13/
CPB0766.PDF
• http://wwwp.feb.unesp.br/jcandido/manutencao/Grupo_18.pdf
• https://pt.slideshare.net/uandersonmarques5/01-fluidos-de-
corte