Papel da Lubrificação durante o Processo de Metalurgia

Papel da Lubrificação durante o Processo de Metalurgia

Para entender o papel da lubrificação durante os processos de metalurgia, é importante conhecer a tribologia da lubrificação. A tribologia consiste em fricção de fronteira, que está associada a quase todas as operações do trabalho do metal. É causada pelo movimento relativo de duas superfícies adjacentes sob pressão. Durante os processos de trabalho do metal, o movimento relativo entre os cilindros e a peça de trabalho é melhorado pelo diferencial de velocidade superficial dos cilindros

Atrito

O atrito desempenha um papel importante durante o processo de trabalho do metal. É definida como a resistência ao movimento relativo entre dois corpos em contato. É um processo de dissipação de energia, fazendo com que a temperatura na interface suba e, se excessiva, pode resultar em danos à superfície. Também influencia a deformação que ocorre no processo de trabalho do metal. De acordo com as primeiras teorias, o atrito é o resultado do entrelaçamento de duas superfícies ásperas deslizando uma na outra. O atrito é realmente causado por um grande número de variáveis, como carga, velocidade, temperatura, os materiais envolvidos no par deslizante e os vários efeitos de fluidos e gases na interface.

A teoria de atrito mais comumente aceita é baseada na adesão resultante entre as severidades dos corpos em contato. Foi visto que, independentemente de quão lisas sejam as superfícies, elas entram em contato umas com as outras apenas em uma fração de sua área aparente de contato. Assim, a carga durante o processo de usinagem é suportada com poucas severidades no contato. Assim, a tensão normal nas junções de gravidade é alta. Sob cargas leves, as tensões de contato só podem ser elásticas. No entanto, à medida que a carga aumenta para alguns dos níveis envolvidos no processo de trabalho do metal, pode ocorrer deformação elástica das severidades e as junções formam uma ligação adesiva (micro soldas).





A natureza e a força da união adesiva dependem de muitos fatores. Entre eles estão (i) solubilidade mútua e difusão das duas superfícies em contato, (ii) temperatura e tempo de contato, (iii) natureza e espessura dos filmes de óxidos ou contaminantes presentes na interface e (iv) a presença de um filme lubrificante.

Com superfícies nascentes limpas (como aquelas produzidas por corte ou em operações de usinagem em que as extensões de superfície são grandes) e na ausência de quaisquer contaminantes ou filme lubrificante, a resistência das junções é alta devido à soldagem a frio. Consequentemente, a resistência ao cisalhamento da junção é alta e, portanto, o atrito é alto. À medida que contaminantes ou lubrificantes são introduzidos, ou à medida que as camadas de óxido se desenvolvem (o que pode levar apenas alguns segundos em alguns casos), a resistência da junção diminui porque, nessas condições, uma ligação forte não pode ser formada. Assim, o atrito é menor.

A força de atrito aumenta a temperatura na superfície. A temperatura é aumentada com (i) velocidade, (ii) coeficiente de atrito e (iii) diminuição da condutividade térmica e calor específico dos materiais. Quanto maior a condutividade térmica, maior é a condução de calor na massa da peça de trabalho. Além disso, quanto maior o calor específico, menor é o aumento da temperatura. O aumento de temperatura pode ser suficientemente alto para fundir a interface ou causar transformações de fase, tensões residuais e danos na superfície (queimadura metalúrgica).

Vestir

O desgaste é definido como a perda ou remoção de material de uma superfície. O desgaste pode ocorrer em diferentes condições. O desgaste devido a essas condições pode ser (i) desgaste seco ou lubrificado, (ii) desgaste de contato deslizante ou rolante e (iii) desgaste devido a fratura ou (iv) desgaste devido à deformação plástica. Existem quatro tipos básicos de desgaste. Estes são (i) desgaste adesivo, (ii) desgaste abrasivo, (iii) desgaste por fadiga e (iv) desgaste corrosivo. Geralmente, os três primeiros tipos de desgaste são de interesse durante o processo de usinagem de metais. O último tipo de desgaste também pode ocorrer como resultado de interações entre rolo e peça de trabalho na presença de vários líquidos e gases. Particularmente neste caso, escolhas apropriadas de química de lubrificação devem ser feitas, dependendo da composição do rolo para evitar desgaste corrosivo excessivo do rolo.

• Desgaste adesivo – Este tipo de desgaste é devido ao resultado do cisalhamento das junções durante o deslizamento. Se as junções têm ligações fortes (como com interfaces limpas, sob altas cargas e com tempo suficiente para contato entre os dois corpos), então a fratura da junção ocorre acima ou abaixo da interface das severidades. Geralmente, é através do metal mais macio que a trinca se forma e se propaga. Sob ciclos repetidos, a partícula transferida torna-se uma partícula de desgaste solta. Em casos graves de desgaste adesivo, o processo é chamado de escoriação, arranhões ou emperramento. Para que ocorra o desgaste adesivo, deve haver uma afinidade (reatividade) para adesão e soldagem entre as duas superfícies deslizantes. O caso mais severo de desgaste ocorre entre duas superfícies limpas, sob alta carga normal e em vácuo. O papel básico de um lubrificante eficaz é reduzir a tendência de soldagem das severidades, seja separando as superfícies com uma camada de lubrificante ou reduzindo a resistência ao cisalhamento da interface formando compostos de baixa resistência ao cisalhamento por meio de reações químicas. Os filmes de superfície são de grande importância no desgaste adesivo. Além da camada lubrificante, as superfícies são quase sempre cobertas por camadas de óxido, contaminantes e gases ou fluidos adsorvidos. Esses filmes reduzem significativamente a resistência ao cisalhamento da interface. Assim, o desgaste observado na prática é geralmente menor do que seria de outra forma. Filmes de óxido têm um papel significativo no atrito e desgaste. O efeito depende da taxa relativa na qual as camadas de óxido são destruídas durante o deslizamento e da taxa na qual elas se formam. Se a taxa de destruição for alta, as superfícies não estão bem protegidas e o desgaste é alto.
• Desgaste abrasivo – No processo de desgaste abrasivo, o material é removido da superfície por arranhões e pela produção de lascas e microchips. Assim, quanto mais macio o material, maior é a taxa de desgaste abrasivo. Além disso, com a carga mais alta, a taxa de desgaste é maior. O desgaste abrasivo pode ser do tipo de dois corpos e do tipo de três corpos. Neste último, o terceiro corpo é composto por partículas de desgaste ou quaisquer outros contaminantes duros (como aqueles acumulados em um lubrificante) que ficam presos entre as duas superfícies deslizantes. Esse mecanismo também é chamado de desgaste erosivo. Este tipo de desgaste é importante nos processos de metalurgia e na manutenção dos equipamentos. Para reduzir o acúmulo de óxidos, lascas de metal ou outras partículas metálicas, é necessária inspeção periódica, filtragem ou troca dos lubrificantes.
• Desgaste por fadiga – O desgaste por fadiga é normalmente chamado de fadiga de superfície ou desgaste de fratura de superfície. É resultado do carregamento cíclico de uma interface entre os rolos e a peça de trabalho. As rachaduras se desenvolvem na superfície durante um período de tempo por um mecanismo de fadiga, resultante de forças mecânicas ou tensões térmicas (fadiga térmica). Em ambos os casos, o material é removido de uma superfície (geralmente a ferramenta de trabalho de metal) por fragmentação ou corrosão, onde as rachaduras coalescem ao se unirem abaixo da superfície. No desgaste por fadiga, a lubrificação desempenha um papel complexo. Os lubrificantes reduzem o atrito e, portanto, reduzem o nível de tensões que podem causar falha por fadiga. Por outro lado, se uma trinca se desenvolve devido a algum mecanismo ou causa, o fluido penetra na trinca por tensão superficial. Durante os ciclos de carregamento subsequentes, o fluido fica preso e, por ser incompressível, desenvolve-se uma alta pressão hidrostática na abertura da trinca. Isso, por sua vez, propaga a trinca mais longe no corpo da ferramenta de trabalho do metal. A corrosão, por exemplo, não ocorre em interfaces não lubrificadas, a menos que ocorra um ataque químico.

Mecanismos de lubrificação

É óbvio que o atrito e o desgaste podem ser reduzidos ou eliminados mantendo as superfícies de deslizamento afastadas umas das outras. Enquanto em elementos de máquinas, como mancais de mancal lubrificados e mancais de ar, este requisito pode ser facilmente atendido, por outro lado, devido às cargas e velocidades envolvidas no processo de usinagem do metal e à geometria da ferramenta de usinagem do metal e das interfaces da peça de trabalho são geralmente tais que não permitem prontamente a existência de um filme lubrificante. Lubrificantes também são usados ​​como refrigerantes para dissipar o calor gerado pelo atrito ou rolamento. Também é aplicado para eliminar partículas como óxido de ferro e lascas. No entanto, a função primária do fluido aplicado é lubrificar, portanto, o termo “refrigerante” não é normalmente usado. Os principais mecanismos de lubrificação de interesse para o processo de laminação são apresentados a seguir.

• Lubrificação de filme espesso (hidrodinâmica) – Neste tipo de lubrificação (também chamada de filme de fluido completo), as duas superfícies são completamente separadas uma da outra por um filme de fluido contínuo. A espessura deste filme é cerca de 10 vezes a magnitude da rugosidade da superfície das superfícies de contato. O filme de fluido pode ser desenvolvido hidrostaticamente (aprisionando o lubrificante) ou, mais geralmente, pelo efeito de cunha das superfícies deslizantes na presença de um fluido viscoso na interface. Portanto, neste tipo de lubrificação, as propriedades de volume do lubrificante (especialmente a viscosidade) são importantes e os efeitos químicos do lubrificante nas superfícies do metal não são significativos. Na lubrificação de filme espesso, as cargas são geralmente leves e as velocidades são altas. O coeficiente de atrito é muito baixo, normalmente na faixa de 0,001 a 0,02. Não há desgaste, exceto por qualquer material estranho (terceiro corpo) que possa ter entrado no sistema de lubrificação. Esse tipo de lubrificação geralmente não ocorre em processos de usinagem (incluindo processo de laminação), exceto em regiões isoladas nas interfaces da peça de trabalho com lubrificantes de alta viscosidade e em altas velocidades de operação.
• Lubrificação mista - A espessura do filme na lubrificação de filme espesso pode ser reduzida por (i) diminuição da viscosidade (por exemplo, devido ao aumento da temperatura), (ii) diminuição da velocidade de deslizamento ou (iii) aumento da carga . As superfícies tornam-se próximas umas das outras e a carga normal entre a ferramenta de trabalho do metal e a peça de trabalho é suportada parcialmente pelo contato metal-metal das superfícies e parcialmente pelo filme de fluido em bolsos hidrodinâmicos na rugosidade da superfície das interfaces. Isso geralmente é referido como lubrificação mista e também como filme fino ou regime quase hidrodinâmico. A espessura do filme é inferior a três vezes a rugosidade da superfície. O coeficiente de atrito pode ser tão alto quanto cerca de 0,4 (portanto, as forças e o consumo de energia podem aumentar consideravelmente), e o desgaste pode ser significativo. Existe uma rugosidade ideal para um aprisionamento eficaz do lubrificante, com uma rugosidade recomendada de geralmente 15 mícrons. Os bolsões hidrodinâmicos também servem como reservatórios para fornecer lubrificante às regiões na interface que estão carentes de lubrificantes.
• Lubrificação de limite – No caso de lubrificação de limite, uma fina camada de filme lubrificante adere fisicamente às superfícies por forças moleculares (por exemplo, forças de van der Waals) ou por forças químicas (quimissorção). Os lubrificantes de fronteira usuais são óleos, óleos graxos, ácidos graxos e sabões. Filmes de contorno podem se formar rapidamente em superfícies limpas, embora a reatividade em alguns materiais, como titânio e aço inoxidável, seja muito baixa. Nesse caso, a lubrificação pode ser melhorada pela formação de películas limítrofes nas superfícies da ferramenta de trabalho em metal, em vez de na superfície da peça de trabalho. Uma diferença importante é que, ao contrário da lubrificação de filme de fluido total, onde as propriedades de volume do lubrificante (por exemplo, viscosidade) são importantes, na lubrificação de limite, os aspectos químicos do lubrificante e sua reatividade com as superfícies do metal são importantes e a viscosidade tem um papel secundário. Na área de lubrificação limite, o coeficiente de atrito está normalmente na faixa de 0,1 a 0,4, dependendo da resistência e espessura do filme limite. A lubrificação de limite é frequentemente observada e praticada em operações de metalurgia, como laminação. A taxa de desgaste neste tipo de lubrificação depende da taxa na qual os filmes são destruídos por atrito ou por dessorção devido à temperatura excessiva gerada durante o processo de trabalho do metal. Se a camada limite protetora for destruída, o atrito e o desgaste geralmente são altos. A aderência e resistência deste filme é, portanto, um fator muito importante para a eficácia da lubrificação de contorno. O papel da pressão, velocidade e viscosidade na espessura do filme também deve ser reconhecido.
• Lubrificação de extrema pressão (EP) – No caso da lubrificação EP, a superfície do metal é ativada quimicamente por reações químicas irreversíveis. Essas reações, envolvendo enxofre, cloreto e fósforo no fluido metalúrgico, formam sais nas superfícies metálicas correspondentes. Essas superfícies evitam ou reduzem a soldagem das severidades na interface, mesmo sob alta pressão de contato da ferramenta de trabalho do metal. Por isso, a lubrificação é chamada de “pressão extrema”. Além disso, devido à sua baixa resistência ao cisalhamento, esses filmes superficiais também reduzem o atrito. À medida que a temperatura aumenta, porém, esses filmes podem quebrar, a temperatura para quebra dependendo do aditivo EP específico (usado isoladamente ou em combinação, como enxofre e cloro) e a composição das superfícies metálicas. Quando o filme se rompe, ocorre o contato metal-metal, com consequente aumento do atrito e desgaste. No entanto, as películas protetoras de sulfatos e cloretos se formam novamente com relativa facilidade, especialmente em superfícies novas e limpas. Ar, oxigênio, umidade e água desempenham papéis importantes na lubrificação EP.
• Lubrificação elasto-hidrodinâmica (EHD) e plasto-hidrodinâmica (PHD) – Durante o processo de usinagem de metais, as deflexões e distorções das ferramentas de usinagem de metais podem ocorrer como resultado das tensões encontradas no processo de usinagem de metais. Foi demonstrado que, devido ao módulo de elasticidade finito dos aços, essas deflexões podem ser suficientemente extensas para alterar a geometria da interface metal-ferramenta-peça, afetando assim as tensões, áreas de contato e geometria e distribuição de pressão. Portanto, o termo "elasto-hidrodinâmico" é usado. Outro fator aplicável é o aumento da viscosidade (e até solidificação) dos lubrificantes com pressão. Isso, por sua vez, ajuda a desenvolver filmes hidrodinâmicos, causando um aumento na espessura do filme. Uma extensão do EHD é a lubrificação “plasto-hidrodinâmica”. Neste sistema, encontrado em processos como laminação de tiras, o lubrificante é arrastado ou aprisionado nas folgas convergentes nas interfaces rolo-peça. Assim, um filme totalmente fluido é desenvolvido com uma grande queda no atrito e no desgaste. Esses fenômenos são particularmente importantes em processos em contatos concentrados, como laminação a frio de tiras finas, devido à influência de pequenas mudanças nas dimensões interfaciais relativas nas forças e na geometria de deformação.

Papel da tensão superficial e umectação

Além da viscosidade dos lubrificantes e suas propriedades químicas em reação à peça de trabalho, bem como aos materiais das ferramentas de trabalho de metal, a tensão superficial e a umectação também desempenham um papel importante na lubrificação. O molhamento é um fenômeno relacionado à tensão superficial, que é uma expressão da energia superficial. A característica de molhabilidade de um lubrificante é determinada pela forma como ele se espalha sobre a superfície da peça de trabalho como um filme contínuo, uma vez que é um aspecto importante da lubrificação. Pode haver uma situação em que é desejável que o lubrificante permaneça em uma determinada área da interface da ferramenta de trabalho do metal e da peça de trabalho. Como exemplo, em um relógio, há a necessidade de lubrificante não migratório (não molhante) para o ponto de articulação. A forma de uma gota de fluido (como lubrificante para metalurgia) em uma superfície de metal sólido depende das tensões interfaciais entre o metal, o fluido e o ar. O ângulo que a periferia da gota faz com a superfície é chamado de ângulo de contato. Quanto menor for o ângulo de contato, melhores serão as características de molhabilidade do fluido. A molhagem em fluidos de usinagem de metais é melhorada pela adição de agentes molhantes, como álcoois e glicóis, ou pelo aumento da temperatura. Nota-se também que a molhabilidade é melhorada pelo aumento da rugosidade da superfície.

Pode-se ver que a lubrificação em metalurgia envolve diferentes mecanismos que dependem (i) da química da interface ferramenta de usinagem-lubrificante-peça, (ii) do método de aplicação do lubrificante, (iii) da geometria do processo, e (iv) a mecânica da operação. Além disso, o modo de lubrificação varia frequentemente durante o ciclo de trabalho do metal, dependendo das mudanças na velocidade do processo de laminação, bem como da quantidade de deformação e pressões e tensões associadas envolvidas.

Seleção de lubrificantes

Existem cinco categorias diferentes de famílias de lubrificantes para metalurgia que estão sendo usadas atualmente na execução de operações em metalurgia nas várias superfícies e materiais. O lubrificante escolhido visa proporcionar boa produtividade e também atender às restrições ambientais impostas às operações da planta pelos órgãos estatutários. Os diferentes tipos de lubrificantes para metalurgia são (i) compostos evaporativos, (ii) soluções químicas (sintéticos), (iii) microemulsões (semissintéticos), (iv) macroemulsões (solúveis) e (v) petróleo à base de lubrificantes. As propriedades físicas e químicas reativas para cada grupo de lubrificante são descritas abaixo. A comparação desses diferentes lubrificantes está na Tab 1.

• Compostos evaporativos – Os lubrificantes evaporativos também são conhecidos como óleos de fuga. Estes são lubrificantes amplamente utilizados durante o trabalho de metais. Este grupo é bastante flexível em suas propriedades físicas. As capacidades de umedecimento podem ser ajustadas ou modificadas para se adequarem à severidade do processo de trabalho do metal. A taxa de secagem do lubrificante também pode ser controlada (dependendo do transportador evaporativo). Em aplicações evaporativas de serviço pesado, os aditivos de extrema pressão podem ser adicionados para fornecer proteção adicional tanto para ferramentas quanto para peças de trabalho. Os lubrificantes evaporativos geralmente não são limpos da peça de trabalho e geralmente não requerem desengorduramento. Lubrificantes evaporativos podem ser facilmente aplicados usando o método de revestimento por rolo. Eles também podem ser aplicados usando o tipo adequado de método de pulverização sem ar. Os compostos evaporativos, no entanto, não devem ser recirculados. Esta família de lubrificantes é ideal para superfícies pintadas, revestidas, vinílicas e galvanizadas, bem como materiais não ferrosos e ferrosos. Em muitos casos, o mesmo lubrificante especializado para metalurgia pode ser usado não apenas no produto, mas também para fornecer proteção contra ferrugem a longo prazo do filme lubrificante aplicado.
• Soluções químicas (sintéticas) – As soluções químicas (sintéticas) são uma das famílias de lubrificantes metalúrgicos que mais cresce. Esses lubrificantes são econômicos, ambientalmente seguros, fáceis de manusear e são ideais para uso em aço revestido, galvanizado, laminado a frio e, em alguns casos, aço inoxidável. As soluções químicas permitem uma soldagem fácil sem limpeza prévia e podem ser usadas para outras operações secundárias, como puncionamento, corte e até perfuração e rosqueamento. Soluções químicas são misturas homogêneas, que são formadas quando sólido, líquido e gás são completamente dissolvidos em um líquido chamado solvente. Essas soluções (também chamadas de fluidos sintéticos ou fluidos químicos) não contêm óleo, apenas inibidores de corrosão solúveis em água, agentes umectantes, lubrificantes (ésteres complexos), biocidas (fungicidas), antiespumantes e, às vezes, agentes de pressão extrema. Existem vários tipos diferentes de soluções químicas disponíveis. Existem soluções do tipo sabão para trabalhos pesados ​​em metal. Soluções do tipo pressão extrema são usadas para ligas de alta resistência e os tipos não iônicos são excelentes para o trabalho de metal de alumínio e componentes de aço revestidos. As soluções químicas podem ser aplicadas por rolo de revestimento, pulverizadas ou usadas em sistemas de recirculação adequadamente projetados.
• Microemulsões (semi-sintéticas) – Às vezes, uma operação de usinagem de metal requer um lubrificante que forneça excelente limpeza, resfriamento e qualidades de lubrificação aprimoradas. As microemulsões são ideais para uso em aço galvanizado, laminado a quente, laminado a frio e aço inoxidável. As microemulsões fornecem alguma resistência do filme a partir da combinação de emulsificantes, inibidores de corrosão solúveis em água, agentes umectantes, sais orgânicos e inorgânicos e, às vezes, agentes de pressão extrema. As microemulsões são emulsões nas quais as partículas dispersas estão na faixa de 0,01 mm a 0,06 mm. Essas emulsões são geralmente translúcidas ou transparentes na aparência. Seu pequeno tamanho de partícula proporciona excelente penetração e resfriamento para vários tipos de trabalho em metal. As microemulsões podem ser pulverizadas, revestidas com rolo ou usadas em um sistema de refrigeração do tipo inundação.
• Macroemulsões – As macroemulsões (às vezes chamadas de 'óleos solúveis') contêm um lubrificante à base de óleo, como um óleo mineral ou composto na forma de gotículas suspensas, que foram dispersas com o auxílio de produtos químicos especiais agentes chamados emulsificantes. As gotículas de óleo emulsionado são grandes o suficiente para tornar o lubrificante composto de aparência leitosa (ou às vezes translúcida). A ação das emulsões como lubrificantes pode ser próxima à da fase dispersa. As emulsões também podem ser formuladas para incluir níveis mais altos de agentes de extrema pressão ou filmes de barreira (polímeros, gorduras, etc.) para operações pesadas. As macroemulsões são geralmente de aparência branca leitosa. Eles são normalmente usados ​​em processos de trabalho de metal pesado, como laminação de membros estruturais, prateleiras, componentes automotivos e móveis.
• Lubrificantes para usinagem de metais à base de petróleo -Esta família de lubrificantes para usinagem de metais oferece aos usuários a mais ampla gama de opções de várias propriedades de lubrificantes, tanto de natureza química quanto física. O principal veículo na composição desta família de lubrificantes é o óleo de mistura (que pode ter viscosidades variadas). Para obter propriedades físicas adicionais, aditivos como gorduras, polímeros e agentes umectantes também podem ser adicionados. Se necessário, agentes químicos de extrema pressão como enxofre, cloro e fósforo podem ser adicionados à formulação. Em casos especiais, podem ser adicionados aditivos para a prevenção de ferrugem. Além disso, indutores de limpeza podem ser incluídos para facilitar a limpeza. Lubrificantes à base de petróleo são usados ​​em processos de usinagem de metais de forma seletiva. Peças cosméticas de aço inoxidável e algumas seções moldadas para serviço pesado podem exigir lubrificantes à base de petróleo.

Fig 1 Tipos de lubrificantes de rolamento

Guia 1 Comparação de lubrificantes para metalurgia
Sl.Nº	Função	Compostos evaporativos	Soluções químicas (sintéticas)	Microemulsões (semi-sintéticas)	Macroemulsões (emulsão)	À base de óleo (soluções)
1	Reduza o atrito entre o rolo e a peça de trabalho	3	3	3	2	1
2	Reduza o calor causado pela transferência de deformação plástica para o rolo	1	1	2	2	5
3	Reduz o desgaste e escoriações entre o rolo e a peça de trabalho devido à atividade química da superfície	4	1	2	2	4
4	Ação de lavagem para evitar o acúmulo de sujeira nos rolos	1	1	2	3	4
5	Minimize os custos de processamento subsequentes de soldagem e pintura	1	1	2	4	5
6	Fornece lubrificação em condições de limite de alta pressão	4	3	3	2	1
7	Forneça uma almofada entre a peça de trabalho e o rolo para reduzir a adesão e a coleta	4	4	3	2	1
8	Características que não mancham para proteger o acabamento da superfície	1	1	2	3	5
9	Minimize os problemas ambientais com a contaminação do ar e problemas de descarte	4	1	2	3	5
Observação:1-mais eficaz e 5-menos eficaz.

Aditivos para lubrificantes

As propriedades dos lubrificantes são modificadas e tornam-se adequadas para aplicações específicas por meio de aditivos. Os aditivos podem melhorar as propriedades lubrificantes, proteger a superfície do metal, além de desempenhar diversas outras funções. Os inibidores de ferrugem ou corrosão são comumente nitratos ou fosfatos. Os aditivos EP são compostos de enxofre, cloro ou fósforo. Os aditivos EP reduzem a soldagem a frio de metais sob pressão e evitam o acúmulo de metal, mas podem reduzir as propriedades lubrificantes. Aditivos, como ésteres, gorduras animais e ácidos graxos são adicionados aos óleos para reduzir a tensão superficial ou torná-la melhor espalhada. Lubrificantes do tipo sintético são modificados com compostos de fósforo ou outros produtos químicos, para atuar como detergentes de lubrificação. A tensão superficial reduzida permite que o lubrificante alcance a área de contato de forma mais uniforme e rápida.

Métodos de aplicação

Existem geralmente quatro métodos utilizados para a aplicação dos lubrificantes. Esses métodos são (i) gotejamento, (ii) roller-coater, (iii) sistemas de recirculação e (iv) airless spray. Cada método tem suas próprias vantagens, conforme indicado abaixo.

• Gotejamento – Soluções químicas, óleos solúveis e compostos de evaporação podem ser aplicados usando um lubrificador de gotejamento em combinação com algum tipo de limpador consistindo de uma almofada de feltro, espuma de célula aberta, material de tapete ou embalagem. Os lubrificadores por gotejamento não são positivos o suficiente por si mesmos para fornecer uma película adequada e contínua de lubrificante. Normalmente, o recipiente que alimenta o lubrificador de gotejamento deve ser grande o suficiente para conter uma quantidade substancial para pelo menos 1 a 2 horas de fornecimento de lubrificante. O lubrificante pode ser aplicado na tira ou nos rolos superior e inferior.
• Roller-coater – Este método consiste em um pequeno tanque móvel e unidade de bombeamento, que alimentam um cabeçote de limpeza ou rolo com lubrificante. A espessura e a quantidade de lubrificante podem ser controladas e o excesso flui de volta para o reservatório. Ao lubrificar materiais pré-revestidos ou polidos com rolo-revestidor, é aconselhável usar rolos de poliuretano ou neoprene para garantir que as superfícies de trabalho não sejam arranhadas ou marcadas. Rolos de aço às vezes podem causar problemas em superfícies revestidas. Em muitos casos, os rolos revestidos por si só não produzem filme lubrificante suficiente para eliminar as partículas geradas pelo alumínio, galvanizado e laminado a quente. Às vezes, um pulverizador instalado em áreas críticas de trabalho em metal, onde existe a possibilidade de ocorrer acúmulo, pode eliminar partículas desnecessárias. Outro problema que pode ocorrer ao aplicar lubrificante (especialmente em tira larga) é resultado do material que possui uma ‘coroa’. Nesse caso, o rolo só pode lubrificar os pontos altos, deixando as bordas externas sem lubrificante. Um problema semelhante pode ocorrer na faixa ondulada. Um rolo macio pode ajudar a se ajustar a essa coroa ou condição ondulada.
• Sistemas de recirculação – Ao trabalhar com materiais mais espessos e aços laminados a frio e a quente (especialmente com escamas), o sistema de recirculação de aplicação de lubrificante é normalmente a melhor abordagem. Aqui, quantidades suficientes de lubrificante não só têm que proteger as ferramentas de trabalho de metal, mas as incrustações e os finos de metal que são gerados pelo processo devem ser lavados das ferramentas e para o reservatório. O uso de defletores, tanques de decantação e filtros ajudam a coletar grandes quantidades de contaminantes e finos de metal, ajudando a manter o refrigerante relativamente limpo. Os ímãs podem ser extremamente úteis para reduzir ao mínimo a quantidade de metal recirculado.
• Pulverizadores sem ar – Os sistemas de pulverização sem ar estão sendo usados ​​de forma eficaz para atuar como unidades auxiliares em estações de trabalho específicas de metal, para reaplicar o lubrificante em algum ponto crítico do processo e na lubrificação da matriz de corte. Esses sistemas funcionam bem com solúveis, óleos leves e compostos de evaporação e são bastante confiáveis. O padrão de pulverização obtido com o uso do airless spray pode ser redondo ou em forma de leque. Devido aos vários padrões de pulverização disponíveis, é um método confiável para lubrificação por pontos, seja lubrificando a peça de trabalho antes que ela entre na ferramenta de trabalho de metal ou na própria ferramenta. Um sistema de pulverização moderno, sem ar, não produz névoa ou neblina, o que resulta em problemas de pulverização excessiva. Pelo contrário, ele pode ser direcionado com precisão para uma área alvo na ferramenta de trabalho em metal e é programado para operar em conjunto com o ciclo do equipamento.





Processos Circored e Circofer de fabricação de ferro Tecnologia PERED para Produção Direta de Ferro Reduzida