FLUIDOS PARA MECANIZADO DE FLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALESMETALES

CONOCIMIENTOS BASICOS

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FLUIDOS PARA FLUIDOS PARA MECANIZADOMECANIZADO DE DE METALESMETALES

Los Fluidos deben poseer la capacidad de:

lubricar, refrigerar, y retirar las virutas,

durante el proceso de mecanizado.

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PROPIEDADES BASICAS DE LOS FLUIDOSPROPIEDADES BASICAS DE LOS FLUIDOS

Reducir la friccin Reduce el desgaste de las herramientas Prolonga la vida del herramental Reduce el consumo de energia Mejora el acabado de las piezas

Refrigerar Reduce el calor provocado entre herramienta, viruta y pieza Aumenta la capacidad de disipar el calor

Remover virutas y residuos de la zona de trabajo

Promover proteccin temporaria contra la corrosin Evitar la oxidacin causada por el aire, humedad y calor Proteger contra otros agentes externos agresivos

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FRICCION ? (Coeficiente de friccin = Fuerza / Presin) FRICCION ?FRICCION ? ((Coeficiente de Coeficiente de friccifriccinn = = FuerzaFuerza / / PresiPresin)n)

Con aceite

FP = 0.2

PF

Seco

FP = 0.6

/

f = f =

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TIPOS DE TIPOS DE LUBRICACION:LUBRICACION: HIDRODINAMICA (Ej. Sistemas hidrHIDRODINAMICA (Ej. Sistemas hidrulicos)ulicos)

Separacin total de las superficies, las piezas no se tocan Film viscoso 4x respecto de la rugosidad combinada de las

superficies Carga es soportada por el film lubricante Sin desgaste Friccin interna causada por la viscosidad del lubricante

MetalMetal

Camada Superficial Camada Superficial

LubricanteLubricante

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TIPOS DE LUBRICACION: SUPERFICIE LIMITETIPOS DE LUBRICACION: TIPOS DE LUBRICACION: SUPERFICIE LIMITESUPERFICIE LIMITE Un importante mecanismo en mecanizado Sin contacto no existe remocin de metal No existe separacin total - gran cantidad de aristas se

tocan Film fino < 1 x respecto a la rugosidad combinada de las

superficies La carga es soportada por la aspereza de las superficies

Atraccin qumica del film lubricante con el metal Friccin causada por la interaccin de las asperezas

Aditivos para superficie lmite PolaridadMetalMetal

Camada superficialCamada superficial

LubricanteLubricante

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TIPOS DE LUBRICACION: EXTREMA PRESION TIPOS DE LUBRICACION: EXTREMA PRESION TIPOS DE LUBRICACION: EXTREMA PRESION

Es el mas importante mecanismo en mecanizado Sin contacto no existe remocin de metal

Casi no hay separacin grn cantidad de aristas se tocan Film fino < 1 x respecto a la rugosidad combinada de las

superficies La carga es soportada por la aspereza de las superficies

Reaccin qumica del film lubricante con el metal Friccin causada por la interaccin de las asperezas

Aditivos de Extrema Presin y antidesgaste

MetalMetal

Camada superficialCamada superficial

LubricanteLubricante

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CONTACTO ENTRE HERRAMIENTA Y VIRUTACONTACTO ENTRE HERRAMIENTA Y VIRUTACONTACTO ENTRE HERRAMIENTA Y VIRUTA

95% de la energa usada durante el corte se convierte en calor

Viruta

3

1

2

4

herramienta

500 - 700 OC300 - 600 OC

Pieza

Calor de deformacin zonas 1 y 2

otros

calor generado por friccin 3 y 4

99

ANGULO DE CORTEANGULO DE CORTEANGULO DE CORTE

1010

FUNCIONES DEL FLUIDO FUNCIONES DEL FLUIDO REQUERIMIENTOS SECUNDARIOSREQUERIMIENTOS SECUNDARIOS

Estabilidad del producto y de la emulsin El producto concentrado debe ser estable La emulsin no debe separar aceite ni formar jabones (crema)

Debe tener buena detergencia La emulsin debe mantener la mquina lmpia

Resistencia biolgica contra hongos y bacterias Compatibilidad con las piezas producidas

El fluido no debe causar manchas, corrosin excesiva cantidad de residuos

Compatibilidad con el agua La emulsin no debe formar espuma y debe poseer buena

emulsionabilidad aun en aguas duras Compatibilidad con las herramientas

No debe reaccionar con el material de las herramientas Compatibilidad con las mquinas

No debe atacar la pintura ni producir ataques en bancadas No debe producir nieblas, humos u olores Debe ser compatible con el medio ambiente

1111

FLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALES: FLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALES: RESUMENRESUMEN

Propiedades bsicas:

lubricar, refrigerar, y arrastar las virutas.

Propiedades adicionales superiores:

estabilidad de emulsin, proteccin contra la corrosin, proteccin microbiolgica.

1212

ANIMALAcidos grasosSebo vacuno porcino

Lanolina

ANIMALAcidos grasosSebo vacuno porcino

Lanolina

VEGETAL Aceite de girasol Aceite de soja Acidos grasos Aceite de ricino Aceite de palma

VEGETAL Aceite de girasol Aceite de soja Acidos grasos Aceite de ricino Aceite de palma

MINERAL (Petroleo) Aceites Solventes Pararfinas Aditivos

MINERAL (Petroleo) Aceites Solventes Pararfinas Aditivos

SINTTICO Esteres Glicoles Alcoholes polmeros

SINTTICO Esteres Glicoles Alcoholes polmeros

FLUIDOS: TIPOS Y ORIGENFLUIDOS: TIPOS Y ORIGEN

Tipos (2 principales categoras) Fluidos de corte integrales, usados en concentracin del

100% Fluidos solubles emulsionables en agua.

Matria prima:

1313

FLUIDOS DE MECANIZADO INTEGRALESFLUIDOS DE MECANIZADO INTEGRALES

Tambin conocidos como aceites puros aceites de corte Insolubles en agua Mxima lubricacin filmgena Bajo poder refrigerante Dificil tratamiento de efluentes Dificil control de la limpieza

Los fluidos integrales pueden estar compuestos solo por: Aceite mineral + Aceite vegetal - Animal Base Sinttica

O con aditivos Aceite mineral + aditivo anti-desgaste (ster)

O con Extrema Presin y otros aditivos Aceite mineral + lubricante de superficie lmite + ZDP (p/ej)

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FLUIDOS DE MECANIZADO SOLUBLES O DILUIBLES EN AGUA FLUIDOS DE MECANIZADO SOLUBLES O FLUIDOS DE MECANIZADO SOLUBLES O DILUIBLES EN AGUA DILUIBLES EN AGUA

Minerales (convencional, macro emulsin)

Semi sintticos (micro macro emulsin)

Sintticos (microemulsiones)

1515

FUNCION DE LOS ADITIVOSFUNCION DE LOS ADITIVOS

Medios de dilucin: Agua y/o aceites integrales Disuelve los aditivos Carrier de aditivos hasta la zona de corte

Emulsificantes Compuestos a base de boro, alcoholes etoxilados, steres

gliclicos, amidas, etc. Suministran detergencia Son solubles en agua y aceites (carcter HF/LF)

Lubricidad Acidos grasos, steres y aditivos reductores de friccin (EP)

Inhibidores de corrosin Control de espuma

Jabones de calcio finamente dispersos antiespumantes varios.

Inhibidores de la accin microbiolgica Acido brico com aminas (bio-esttico) Biocidas para el control de micro-organismos (bactrias y

hongos)

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ACEITES SOLUBLES CONVENCIONALESACEITES SOLUBLES CONVENCIONALESACEITES SOLUBLES CONVENCIONALES

Composicin del aceite concentrado

CARRIERAceite mineral

o lubricante sinttico

EmulsificantesAditivos

Solvente Agua Glicoles

Lubricante limte Inhibidor de corrosin Extrema-presin (opcional) Biocidas Tamao de partculas 5-25 micrones

Representacin de la emulsin

AceiteAceite

Aceite

Fase guaApariencia lechosa

Emulsificantes

Usados para mecanizado y rectificado (servicio liviano y moderado) Solubles en agua Tenor de aceite mineral > 60% Se usan en concentraciones del 4 - 15 %

1717

SEMI SINTETICOSEMI SINTETICOSEMI SINTETICO

Composicin del producto concentrado

Lubricante limite Inhibidor de corrosin Biocidas

EmulsificadoresAceite mineral

Aditivos

Representacin de emulsin semi sinttica

Translcido

Aceite

Aceite

Aceite

Fase agua

Emulsificador

Largamente usado en todos los servicios de mecanizado y rectificado Soluble en agua, micro macro emulsin Tenor de aceite 5 - 45 % (aceite mineral) Se usa en concentraciones del 4 - 20 % Combinacin de sinttico y aceite soluble

Agua

1818

SINTETICOSSINTETICOSSINTETICOS

Composicin del producto concentrado

Agua

Inhibidores de corrosin

Aditivos

Lubricante soluble en agua Surfactantes Biocidas Anti-espumante

Representacin de la solucin

Fase agua

Transparencia

Tradicionalmente usados para servicio moderado en mecanizado y para rectificado Soluble en agua (solucin) Sin aceite, no emulsificable Se usa en concentraciones del 3 - 20 % Optima refrigeracin Optima rejeccin de tramp oil

1919

ACEITE INTEGRAL vs. SOLUBLEACEITE INTEGRAL vs. SOLUBLE

Aceite integral (uso puro) Positivo

Bajo costo de mantenimiento Buena lubricidad Buena proteccin de equipo y

piezas Control de bacterias Mayor vida del herramental

Negativo Bajo poder refrigerante Puede producir niebla y/o humos

(5mg/m3 limite) Riesgo de incendio (es necesario

contar con equipo adecuado) Alto costo inicial y de reposicin Mayor dificultad de remocin Alto arrastre de partculas Riesgos de dermatitis

Soluble en agua (uso 3 - 20 %) Positivo

Mejor capacidad de refrigeracin

Baja generacin de nieblas y/o humos

Sin riesgos de incendio (ausencia de medidas de seguridad especiales)

Bajo costo inicial y de reposicin

Fcil limpieza Bajo consumo Larga vida del herramental

Negativo Alto mantenimiento de las

emulsiones (servicio) No es facilmente reciclable,

especialmente en pequeos clientes

Facil generacin de bacterias

2020

FLUIDOS PARA FLUIDOS PARA MECANIZADO DEMECANIZADO DE METALESMETALES RESUMENRESUMEN

Los aceites de corte integrales son usados puros y se adaptan fcilmente a las ms variadas exigencias.

Los fluidos de mecanizado solubles se dividen en 3 tipos y se usan siempre diluidos en agua: Aceites solubles convencionales - emulsin lechosa, compuestos

por aceite mineral, emulsificantes y aditivos varios. Semi sintticos - forman una emulsin translcida, son una

combinacin de aceite mineral y productos sintticos. Sintticos - forman una solucin transparente (no contienen

aceite mineral)

2121

APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES

Aceite IntegralAceite Integral

Generalmente aplicado en operaciones de alta friccinGeneralmente aplicado en operaciones de alta friccin

Requiere viscosidadadecuada segn la aplicacin

Requiere viscosidadadecuada segn la aplicacin

Baja velocidad de trabajoBrochadoRoscadoPerforado

Baja velocidad de trabajoBrochadoRoscadoPerforado

Soluble en aguaSoluble en agua

Generalmente aplicado en operaciones de baja friccinGeneralmente aplicado en operaciones de baja friccin

Mejor poder refrigeranteMejor poder refrigerante

Alta velocidad de trabajoTorneadoFresado

Operaciones en mquinasautomticas

Alta velocidad de trabajoTorneadoFresado

Operaciones en mquinasautomticas

2222

DIFICULTAD DE MECANIZADO vs. MATERIALES DIFICULTADDIFICULTAD DE DE MECANIZADOMECANIZADO vsvs. . MATERIALESMATERIALES

Dific

ulta

d Monel - aleacin para resistencias elctricasAceros aleados (0.4 - 0.7 % C)

Bronce con ManganesoCobre

Hierro fundido (2,5 - 3,0 % carbono)Aceros (mas carbono, mayor dificultad)

AlumnioLatn sin Plomo

Bronce con PlomoAleaciones de Zinc

Fundicin de AlumnioLatn con Plomo

Aleacin de Magnesio

Acero inoxidableNquel

Aleaciones de Titanio

2323

DIFICULTAD DE MECANIZADO vs. OPERACION DIFICULTADDIFICULTAD DE DE MECANIZADOMECANIZADO vsvs. . OPERACIONOPERACION

Brochado (broaching)

Roscado (tapping/threading)

Tallado de engranajes (shaving)

Mecanizado de engranajes (gear cutting)

Trepanacin (trepanning)

Agujereado profundo (driling)

Mandrilado/alesado (boring)

Fresado (milling) Rectificados (grinding)

Torneado (turning)

Aserrado (sawing)

Dific

ulta

d

Rectificados (grinding)

2424

APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES

Brochado puede ser vertical o horizontalEl movimiento se produce a travs de una superfcie, aumentando la profundidad de corte.

Agujereado y Roscado Formador de roscas internas, con brocas adecuadas

Mecanizado de engranajesFresando o mandrilando (pequeas porciones de material son removidas)

2525

APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES

Acabado de agujeros (reaming)Utilizado despus de un proceso de agujereado, donde este necesita tener un buen acabado

FrezadoEjemplos de herramientas: RotativasBroca de acabadoFresa de corteFresa de corte (interna)

TorneadoLa herramienta permanece fija y la pieza gira.

SELECCION DEL FLUIDOSELECCION DEL FLUIDO

2727

METODO PARA LA SELECCION DEL FLUIDOMETODO PARA LA SELECCION DEL FLUIDOMETODO PARA LA SELECCION DEL FLUIDO

MecanabilidadMecanabilidadMaterial de la herramienta

Material de la herramienta OperacinOperacin

Definicin del tipo de fluidoDefinicin del tipo de fluido

AprobacinAprobacin

Test PrcticoTest Prctico

Verificar el tipo de agua Definir el producto

Verificar el tipo de agua Definir el producto

Las informaciones bsicas de los parmetros de mecanizado debern ser analizadas antes de larecomendacin del producto a usar.

2828

Informaciones requeridas: Tipo de metal a mecanizar Tipo de mquina y herramienta Operacin(s) y performance requerida. Necesidades del cliente, objetivos, problemas que

podran surgir Destino intermedio y final del material mecanizado.

SOLO EL NOMBRE DEL LUBRICANTE EN USO NO ES SUFICIENTE PARA LA CORRECTA ELECCION DEL NUEVO PRODUCTO.

RESUMEN PARA LA SELECCION DEL TIPO DE RESUMEN PARA LA SELECCION DEL TIPO DE FLUIDOFLUIDO

2929

COMPRAS POR VALOR AGREGADOCOMPRAS POR VALOR AGREGADOCOMPRAS POR VALOR AGREGADO

Principio del ICEBERG

E

n

f

o

q

u

e

E

x

t

e

n

d

i

d

o

Costos DirectosEnfoque Tradicional

Calidad

Productividad

CONTROLES DE LOS FLUIDOS y PROCESOS CONTROLES DE LOS FLUIDOS y PROCESOS

Los parmetros siguientes necesitan ser monitoreados, pues estarn sujetos a variaciones durante su uso: Apariencia Concentracin pH Viscosidad (neat oils) Contaminaciones

Otros parmetros tambin debern ser controlados, pues son responsables de ciertos problemas especficos: Proteccin contra la corrosin Niveles microbiolgicos Tramp oil Dureza del agua Funcionamiento de filtros y separadores magnticos

FLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALESFLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALESPROPIEDADES BASICAS DE LOS FLUIDOSFRICCION ?(Coeficiente de friccin = Fuerza / Presin)TIPOS DE LUBRICACION:HIDRODINAMICA (Ej. Sistemas hidrulicos) TIPOS DE LUBRICACION: SUPERFICIE LIMITETIPOS DE LUBRICACION: EXTREMA PRESION CONTACTO ENTRE HERRAMIENTA Y VIRUTA ANGULO DE CORTEFUNCIONES DEL FLUIDO REQUERIMIENTOS SECUNDARIOSFLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALES: RESUMENFLUIDOS: TIPOS Y ORIGENFLUIDOS DE MECANIZADO INTEGRALESFLUIDOS DE MECANIZADO SOLUBLES O DILUIBLES EN AGUA FUNCION DE LOS ADITIVOSACEITES SOLUBLES CONVENCIONALESSEMI SINTETICOSINTETICOSACEITE INTEGRAL vs. SOLUBLEFLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALESRESUMENAPLICACIONESDIFICULTAD DE MECANIZADO vs. MATERIALES DIFICULTAD DE MECANIZADOvs. OPERACIONAPLICACIONESAPLICACIONESSELECCION DEL FLUIDOMETODO PARA LA SELECCION DEL FLUIDORESUMEN PARA LA SELECCION DEL TIPO DE FLUIDOCOMPRAS POR VALOR AGREGADOCONTROLES DE LOS FLUIDOS y PROCESOS