Em Maquinação CNCA seleção correta de um fluido de corte é crucial para garantir a eficiência, a qualidade e a segurança das operações de maquinagem. Os fluidos de corte, também conhecidos como "líquido de refrigeração", "fluido metalúrgico" ou "fluido de maquinagem", não só lubrificam e arrefecem a área de corte, como também ajudam a remover as aparas, evitando o sobreaquecimento e o desgaste das máquinas.

Este artigo irá detalhar as classificações e caraterísticas básicas do líquido de refrigeração, explorando a forma de escolher o fluido de corte mais adequado com base em diferentes tipos de materiais e operações de maquinagem para otimizar o desempenho da maquinagem, prolongar a vida útil da ferramenta e reduzir custos de maquinagem. Esperamos que isto ajude os apaixonados pela maquinagem CNC.

Classificações básicas dos fluidos de corte

Os principais fluidos de corte incluem principalmente os seguintes tipos, e é essencial compreender as caraterísticas de cada um antes da aplicação.

(1) Emulsão (fluido de corte à base de água)

Composto principalmente por água, óleo emulsionado e vários aditivos. As vantagens deste líquido de arrefecimento incluem o baixo custo e o bom desempenho de arrefecimento, especialmente adequado para operações de maquinagem que requerem uma dissipação de calor substancial. No entanto, também tem desvantagens, como a propensão para o crescimento bacteriano e a elevada corrosividade, o que exige um controlo rigoroso e uma manutenção regular durante a utilização.

(2) Fluido totalmente sintético

Fluido de corte sem base de óleo de petróleo, composto principalmente por vários aditivos químicos. As suas principais vantagens incluem um excelente desempenho de arrefecimento e lubrificação e resistência ao crescimento bacteriano, tornando-o muito popular em aplicações que requerem ambientes de maquinagem altamente limpos. No entanto, os fluidos totalmente sintéticos são relativamente caros e alguns componentes químicos podem ser corrosivos para a máquina.

(3) Fluido semi-sintético

Situado entre a emulsão e o fluido totalmente sintético, contendo uma certa proporção de óleo de petróleo e água. Este líquido de arrefecimento combina o efeito de arrefecimento da emulsão e a lubricidade do fluido totalmente sintético, tentando equilibrar ambas as vantagens. No entanto, devemos ter em atenção a sua bioestabilidade e corrosividade. Isto pode afetar a sua aplicabilidade em certos ambientes de maquinação.

(4) Óleo de corte reto (fluido de corte à base de óleo)

Fabricado principalmente a partir de óleo mineral ou vegetal, é completamente isento de água, proporcionando assim uma lubrificação superior e evitando a ferrugem da peça de trabalho. Isto torna-o particularmente adequado para operações de maquinagem que requerem uma lubrificação elevada. No entanto, a capacidade térmica do óleo de corte reto é relativamente baixa e o seu efeito de arrefecimento não é tão bom como o dos fluidos de corte à base de água, o que pode ser uma limitação na maquinagem a alta velocidade ou a alta temperatura.

(5) Óleo solúvel:

Uma mistura de fluidos de corte à base de óleo e à base de água forma uma emulsão através da adição de água. Tem um bom desempenho de lubrificação e arrefecimento, adequado para várias necessidades de maquinagem. No entanto, a utilização de óleo solúvel requer um controlo rigoroso da proporção de diluição e da qualidade da água para evitar a corrosão e o crescimento bacteriano, garantindo a segurança e a eficiência do processo de maquinagem.

Depois de compreender claramente as caraterísticas dos diferentes fluidos de maquinagem, podemos selecionar o fluido metalúrgico adequado para diferentes materiais e operações, de modo a otimizar o desempenho da maquinagem.

Fluidos de corte adequados para diferentes materiais

A escolha do líquido de refrigeração correto é crucial para garantir uma maquinação eficiente e de alta qualidade, uma vez que diferentes materiais requerem diferentes fluidos de corte.

(1) Metais leves como o alumínio

Devido às suas caraterísticas adesivas e macias, recomendamos a utilização de um fluido de corte à base de água com elevada capacidade de arrefecimento e baixa viscosidade. Este fluido de maquinagem evita eficazmente a acumulação de aparas na ferramenta, reduzindo a fricção durante a maquinagem, evitando o sobreaquecimento e garantindo um acabamento superficial suave.

(2) Materiais difíceis de maquinar, como o aço inoxidável

A utilização de fluidos de corte que contenham aditivos de pressão extrema é especialmente importante. A elevada resistência e dureza do aço inoxidável pode provocar o desgaste da ferramenta. Os fluidos metalúrgicos com aditivos de extrema pressão podem formar uma película protetora na superfície de contacto entre a ferramenta e a peça de trabalho, reduzindo o desgaste e a soldadura e melhorando a eficiência do corte.

(3) Cobre e suas ligas

Devem ser utilizados fluidos de corte que evitem a descoloração da superfície e a corrosão da peça de trabalho. O cobre é relativamente macio e propenso a aderir durante a maquinagem. A seleção de fluidos de refrigeração com baixo ou nenhum teor de enxofre pode evitar pontos negros e outras reacções de oxidação na superfície de maquinagem, mantendo a cor e o brilho originais do cobre.

(4) Materiais de liga de titânio

Devido à elevada resistência e à baixa condutividade térmica da liga de titânio, recomenda-se a utilização de fluidos de corte especificamente concebidos para ligas de alta temperatura, normalmente contendo componentes de lubrificação e arrefecimento eficientes. Os fluidos de refrigeração adequados proporcionam uma boa lubrificação, reduzem o calor de fricção e previnem eficazmente as reacções químicas e a adesão, prolongando a vida útil da ferramenta.

(5) Ligas de alta temperatura, como as ligas à base de níquel e de cobalto

Estes materiais geram muito calor durante o corte devido à sua resistência ao calor e elevada dureza. Ao maquinar estes materiais, recomenda-se a utilização de fluidos de corte de extrema pressão contendo cloretos, sulfuretos ou fosforetos, que formam uma película protetora a altas temperaturas, reduzindo a fricção e o desgaste. Além disso, é necessário um excelente desempenho de arrefecimento.

Cada material tem as suas propriedades físicas e químicas únicas, e a seleção do líquido de refrigeração mais adequado pode melhorar a eficiência e a qualidade da maquinagem, maximizando a vida útil das máquinas e ferramentas.

Fluidos de corte adequados para diferentes operações

Os diferentes tipos de operações de maquinagem também têm requisitos específicos para a seleção de fluidos metalúrgicos, envolvendo aspectos de arrefecimento, lubrificação, remoção de aparas e anti-corrosão.

(1) Operações de viragem

Envolve frequentemente a remoção contínua de material, exigindo fluidos de corte com bom desempenho de arrefecimento e lubrificação para proteger as ferramentas e as peças de trabalho. Ao tornear aço ou ligas duras, a escolha de fluidos de maquinagem à base de óleo com aditivos de extrema pressão pode proporcionar uma lubrificação adicional, reduzindo a produção de calor e o desgaste. Para o alumínio ou outros metais não ferrosos, a ênfase é colocada na capacidade de arrefecimento do fluido de corte para evitar a adesão de material à ferramenta.

(2) Operações de fresagem

Envolve percursos de ferramenta mais complexos e corte multiponto, exigindo que os fluidos de corte proporcionem um excelente desempenho de arrefecimento e remoção de aparas. Ao maquinar materiais difíceis de maquinar, como o aço inoxidável ou ligas de alta temperatura, os fluidos de corte de alto desempenho, totalmente sintéticos ou semi-sintéticos, podem reduzir eficazmente o desgaste da ferramenta e a deformação da peça de trabalho. Mantêm baixas temperaturas na área de corte, melhorando a precisão da maquinagem.

(3) Operações de perfuração

Uma operação profunda requer que os fluidos de maquinagem penetrem no fundo do furo para proporcionar lubrificação e arrefecimento. Fluidos de corte eficientes ajudam a remover rapidamente as aparas, previnem o entupimento e o sobreaquecimento, e evitam danos na parede do furo e imprecisões dimensionais. Para a perfuração de furos profundos, a utilização de fluidos de corte à base de água de baixa viscosidade e elevado arrefecimento é especialmente adequada porque estes fluidos podem penetrar facilmente em furos pequenos e espaços estreitos.

(4) Operações de trituração

Gera um calor significativo, exigindo fluidos de corte com um excelente desempenho de arrefecimento para evitar o sobreaquecimento da peça de trabalho e danos térmicos. Os fluidos de corte à base de água são normalmente preferidos porque podem absorver e conduzir rapidamente o calor, mantendo baixas temperaturas na área de retificação. Além disso, é necessária uma boa lubrificação para reduzir o desgaste da mó e melhorar a qualidade do acabamento da superfície.

Em resumo, a escolha do líquido de refrigeração adequado não só melhora a eficiência e a qualidade da maquinagem, como também prolonga a vida útil das máquinas e ferramentas. Isto garante a segurança operacional e a maximização dos benefícios económicos.

Precauções na utilização de fluidos de corte

Ao selecionar os fluidos de corte, é necessário considerar de forma abrangente o seu desempenho, segurança e impacto ambiental para maximizar a relação custo-eficácia.

(1) Proteção do ambiente

A proteção ambiental é cada vez mais enfatizada, tornando os fluidos de corte amigos do ambiente um tópico importante. Os fluidos de corte amigos do ambiente são fabricados principalmente a partir de materiais biodegradáveis, reduzindo a poluição ambiental. Para além disso, estes fluidos de corte normalmente não contêm químicos nocivos, reduzindo a dificuldade e o custo do tratamento de fluidos residuais. A utilização de fluidos de corte amigos do ambiente ajuda as empresas a cumprir os regulamentos ambientais cada vez mais rigorosos e melhora a sua imagem de marca ecológica.

(2) Segurança

A segurança é um fator indispensável no ambiente de trabalho, especialmente quando estão envolvidos fluidos de corte. Os fluidos de corte tradicionais podem conter produtos químicos nocivos, como sulfatos, cloro e metais pesados, que podem causar irritação da pele, problemas respiratórios e problemas de saúde mais graves. Por conseguinte, a escolha de fluidos de corte de baixa toxicidade ou não tóxicos é fundamental para proteger a saúde do operador, reduzir os riscos para a saúde e proporcionar um ambiente de trabalho mais seguro para os operadores.

(3) Economia

De uma perspetiva económica, a escolha do fluido de corte correto é crucial para controlar os custos de produção. Os fluidos de maquinação amigos do ambiente e de elevado desempenho podem ter custos de aquisição iniciais mais elevados. Mas, a longo prazo, podem poupar mais custos, reduzindo o desgaste das ferramentas, melhorando a eficiência da máquina e diminuindo as taxas de eliminação de resíduos. Além disso, a utilização de fluidos para metalurgia de alta qualidade pode prolongar a vida útil do equipamento, reduzir as interrupções na produção e otimizar ainda mais os custos de produção.

Resumo

Este artigo analisa exaustivamente os tipos de fluidos de refrigeração e os respectivos critérios de seleção para diferentes materiais e operações de maquinagem. Desde emulsões a fluidos totalmente sintéticos, cada fluido de corte tem as suas vantagens únicas e cenários aplicáveis, proporcionando efeitos óptimos de arrefecimento, lubrificação e anti-corrosão para materiais específicos e necessidades de maquinagem, ao mesmo tempo que se concentra em considerações ambientais, de segurança e económicas.

Através da seleção e aplicação precisas de fluidos de corte adequados, as empresas de fabrico podem melhorar a eficiência da maquinação e a qualidade do produto, garantir um ambiente de funcionamento seguro e otimizar os custos de produção, alcançando uma produção eficiente, económica e sustentável.