Papel de la lubricación durante el proceso de trabajo del metal
Papel de la lubricación durante el proceso de trabajo del metal
Para comprender el papel de la lubricación durante los procesos de trabajo del metal, es importante conocer la tribología de la lubricación. La tribología consiste en la fricción límite, que está asociada con casi todas las operaciones del trabajo del metal. Es causado por el movimiento relativo de dos superficies adyacentes bajo presión. Durante los procesos de trabajo del metal, el movimiento relativo entre los rodillos y la pieza de trabajo mejora gracias a la diferencia de velocidad superficial de los rodillos
Fricción
La fricción juega un papel importante durante el proceso de trabajo del metal. Se define como la resistencia al movimiento relativo entre dos cuerpos en contacto. Es un proceso de disipación de energía que hace que aumente la temperatura en la interfaz y, si es excesiva, puede provocar daños en la superficie. También influye en la deformación que tiene lugar en el proceso de trabajo del metal. Según las teorías más antiguas, la fricción es el resultado del entrelazamiento de dos superficies rugosas que se deslizan una sobre la otra. En realidad, la fricción es provocada por una gran cantidad de variables, como la carga, la velocidad, la temperatura, los materiales involucrados en el par deslizante y los diversos efectos de los fluidos y gases en la interfaz.
La teoría de fricción más comúnmente aceptada se basa en la adhesión resultante entre las gravedades de los cuerpos en contacto. Se ha visto que, independientemente de cuán suaves sean las superficies, se contactan entre sí en solo una fracción de su área aparente de contacto. Así, la carga durante el proceso de metalurgia se soporta con pocas severidades en contacto. Por lo tanto, la tensión normal en las uniones de gravedad es alta. Bajo cargas ligeras, las tensiones de contacto solo pueden ser elásticas. Sin embargo, a medida que la carga aumenta a algunos de los niveles involucrados en el proceso de trabajo del metal, puede ocurrir una deformación elástica de las severidades y las uniones forman una unión adhesiva (microsoldadura).
La naturaleza y la fuerza de la unión adhesiva dependen de muchos factores. Entre estos se encuentran (i) la solubilidad mutua y la difusión de las dos superficies en contacto, (ii) la temperatura y el tiempo de contacto, (iii) la naturaleza y el espesor de las películas de óxido o contaminantes presentes en la interfaz, y (iv) la presencia de un película lubricante.
Con superficies nacientes limpias (como las producidas por corte o en operaciones de trabajo de metales en las que las extensiones de superficie son grandes) y en ausencia de contaminantes o película lubricante, la resistencia de las uniones es alta debido a la soldadura a presión en frío. En consecuencia, la resistencia al corte de la unión es alta y, por lo tanto, la fricción es alta. A medida que se introducen contaminantes o lubricantes, o que se desarrollan capas de óxido (que en algunos casos pueden tardar solo unos segundos), la fuerza de la unión disminuye porque, en estas condiciones, no se puede formar una unión fuerte. Por lo tanto, la fricción es menor.
La fuerza de fricción eleva la temperatura en la superficie. La temperatura aumenta con (i) la velocidad, (ii) el coeficiente de fricción y (iii) la disminución de la conductividad térmica y el calor específico de los materiales. Cuanto mayor sea la conductividad térmica, mayor será la conducción de calor en la mayor parte de la pieza de trabajo. Además, cuanto mayor sea el calor específico, menor será el aumento de temperatura. El aumento de temperatura puede ser lo suficientemente alto como para derretir la interfaz o causar transformaciones de fase, tensiones residuales y daños en la superficie (quemaduras metalúrgicas).
Usar
El desgaste se define como la pérdida o remoción de material de una superficie. El desgaste puede tener lugar en diferentes condiciones. El desgaste debido a estas condiciones puede ser (i) desgaste seco o lubricado, (ii) desgaste por contacto deslizante o rodante, y (iii) desgaste por fractura, o (iv) desgaste por deformación plástica. Hay cuatro tipos básicos de desgaste. Estos son (i) desgaste adhesivo, (ii) desgaste abrasivo, (iii) desgaste por fatiga y (iv) desgaste corrosivo. Generalmente, los primeros tres tipos de desgaste son de interés durante el proceso de trabajo del metal. El último tipo de desgaste también puede ocurrir como resultado de las interacciones entre el rodillo y la pieza de trabajo en presencia de varios líquidos y gases. Particularmente en este caso, se deben hacer elecciones apropiadas de química de lubricación, dependiendo de la composición de los rodillos para evitar un desgaste excesivo por corrosión de los mismos.
- Desgaste adhesivo:este tipo de desgaste se debe al corte de las uniones durante el deslizamiento. Si las uniones tienen enlaces fuertes (como con interfaces limpias, bajo cargas altas y con tiempo suficiente para hacer contacto entre los dos cuerpos), entonces la fractura de la unión se produce por encima o por debajo de la interfaz de las severidades. Generalmente, es a través del metal más blando que se forma y se propaga la grieta. Bajo ciclos repetidos, la partícula transferida se convierte en una partícula de desgaste suelta. En casos severos de desgaste adhesivo, el proceso se denomina excoriación, raspado o incautación. Para que ocurra el desgaste adhesivo, tiene que haber una afinidad (reactividad) para la adhesión y soldadura entre las dos superficies deslizantes. El caso más severo de desgaste ocurre entre dos superficies limpias, bajo carga normal alta y en vacío. La función básica de un lubricante efectivo es reducir la tendencia a la soldadura de las severidades, ya sea separando las superficies con una capa de lubricante o reduciendo la resistencia al corte de la interfaz formando compuestos de baja resistencia al corte a través de reacciones químicas. Las películas superficiales son de gran importancia en el desgaste adhesivo. Aparte de la capa lubricante, las superficies casi siempre están cubiertas con capas de óxido, contaminantes y gases o fluidos adsorbidos. Estas películas reducen significativamente la resistencia al corte de la interfaz. Por lo tanto, el desgaste observado en la práctica es generalmente menor de lo que hubiera sido de otra manera. Las películas de óxido tienen un papel importante en la fricción y el desgaste. El efecto depende de la velocidad relativa a la que se destruyen las capas de óxido durante el deslizamiento y la velocidad a la que se forman. Si la tasa de destrucción es alta, las superficies no están bien protegidas y el desgaste es alto.
- Desgaste abrasivo:en el proceso de desgaste abrasivo, el material se elimina de la superficie raspando y produciendo astillas y microchips. Por lo tanto, cuanto más suave es el material, mayor es la tasa de desgaste abrasivo. Además, con la carga más alta, la tasa de desgaste es más alta. El desgaste abrasivo puede ser del tipo de dos o tres cuerpos. En este último, el tercer cuerpo está compuesto por partículas de desgaste o cualquier otro contaminante duro (como los que se acumulan en un lubricante) que quedan atrapados entre las dos superficies deslizantes. Este mecanismo también se denomina desgaste erosivo. Este tipo de desgaste es importante en los procesos de trabajo del metal y en el mantenimiento de los equipos. Con el fin de reducir la acumulación de óxidos, virutas de metal u otras partículas metálicas, es necesario inspeccionar, filtrar o cambiar los lubricantes periódicamente.
- Desgaste por fatiga:el desgaste por fatiga normalmente se denomina fatiga de la superficie o desgaste por fractura de la superficie. Es el resultado de la carga cíclica de una interfaz entre los rodillos y la pieza de trabajo. Las grietas se desarrollan en la superficie durante un período de tiempo por un mecanismo de fatiga, como resultado de fuerzas mecánicas o tensiones térmicas (fatiga térmica). En ambos casos, el material se elimina de una superficie (generalmente la herramienta para trabajar el metal) mediante astillado o picado, por lo que las grietas se unen al unirse entre sí debajo de la superficie. En el desgaste por fatiga, la lubricación juega un papel complejo. Los lubricantes reducen la fricción y, por lo tanto, reducen el nivel de tensiones que pueden causar fallas por fatiga. Por otro lado, si se desarrolla una fisura por algún mecanismo o causa, el fluido penetra en la fisura por tensión superficial. Durante los ciclos de carga subsiguientes, el fluido queda atrapado y, debido a que es incompresible, se desarrolla una alta presión hidrostática en la abertura de la grieta. Esto, a su vez, propaga la grieta más adentro del cuerpo de la herramienta para trabajar metales. Las picaduras, por ejemplo, no ocurren en interfaces no lubricadas a menos que ocurra un ataque químico.
Mecanismos de lubricación
Es obvio que la fricción y el desgaste pueden reducirse o eliminarse manteniendo las superficies deslizantes separadas entre sí. Mientras que en los elementos de la máquina, como los cojinetes lisos lubricados y los cojinetes de aire, este requisito se puede cumplir fácilmente, por otro lado, debido a las cargas y velocidades involucradas en el proceso de trabajo del metal y la geometría de la herramienta de trabajo del metal y las interfaces de la pieza de trabajo. suelen ser tales que no permiten fácilmente la existencia de una película lubricante. Los lubricantes también se utilizan como refrigerantes para disipar el calor generado por la fricción o la rodadura. También se aplica para eliminar partículas como óxido de hierro y astillas. Sin embargo, la función principal del fluido aplicado es la lubricación, por lo que normalmente no se utiliza el término "refrigerante". Los principales mecanismos de lubricación de interés para el proceso de laminación se indican a continuación.
- Lubricación de película gruesa (hidrodinámica):en este tipo de lubricación (también llamada película de fluido completo), las dos superficies están completamente separadas entre sí por una película fluida continua. El espesor de esta película es alrededor de 10 veces la magnitud de la rugosidad superficial de las superficies de contacto. La película de fluido puede desarrollarse hidrostáticamente (atrapando el lubricante) o, más generalmente, por el efecto de cuña de las superficies deslizantes en presencia de un fluido viscoso en la interfaz. Por lo tanto, en este tipo de lubricación, las propiedades generales del lubricante (especialmente la viscosidad) son importantes y los efectos químicos del lubricante sobre las superficies del metal no son significativos. En la lubricación de película gruesa, las cargas suelen ser ligeras y las velocidades altas. El coeficiente de fricción es muy bajo, normalmente en el rango de 0,001 a 0,02. No hay desgaste, excepto por cualquier material extraño (tercer cuerpo) que pueda haber entrado en el sistema de lubricación. Este tipo de lubricación no suele ocurrir en los procesos de trabajo de metales (incluido el proceso de laminación), excepto en regiones aisladas en las interfaces de la pieza de trabajo con lubricantes de alta viscosidad y a altas velocidades de operación.
- Lubricación mixta:el espesor de la película en la lubricación de película gruesa se puede reducir (i) disminuyendo la viscosidad (por ejemplo, debido al aumento de temperatura), (ii) disminuyendo la velocidad de deslizamiento o (iii) aumentando la carga . Las superficies se acercan entre sí y la carga normal entre la herramienta de trabajo de metal y la pieza de trabajo es soportada en parte por el contacto metal con metal de las superficies y en parte por la película fluida en bolsas hidrodinámicas en la rugosidad de la superficie de las interfaces. Esto generalmente se conoce como lubricación mixta y también como régimen de película delgada o cuasi-hidrodinámico. El espesor de la película es inferior a tres veces la rugosidad de la superficie. El coeficiente de fricción puede ser tan alto como 0,4 (por lo tanto, las fuerzas y el consumo de energía pueden aumentar considerablemente) y el desgaste puede ser significativo. Hay una rugosidad óptima para atrapar el lubricante de manera efectiva, con una rugosidad recomendada de 15 micras comúnmente. Los bolsillos hidrodinámicos también sirven como depósitos para suministrar lubricante a aquellas regiones en la interfaz que carecen de lubricantes.
- Lubricación límite:en el caso de la lubricación límite, una capa delgada de película lubricante se adhiere físicamente a las superficies por fuerzas moleculares (p. ej., fuerzas de van der Waals) o por fuerzas químicas (quimisorción). Los lubricantes límite habituales son aceites, aceites grasos, ácidos grasos y jabones. Las películas límite se pueden formar rápidamente en superficies limpias, aunque la reactividad en algunos materiales como el titanio y el acero inoxidable es muy baja. En tal caso, la lubricación se puede mejorar mediante la formación de películas límite en las superficies de la herramienta de trabajo de metal en lugar de en la superficie de la pieza de trabajo. Una diferencia importante es que, a diferencia de la lubricación de película de fluido completo, donde las propiedades a granel del lubricante (por ejemplo, la viscosidad) son importantes, en la lubricación límite, los aspectos químicos del lubricante y su reactividad con las superficies del metal son importantes y la viscosidad tiene un papel secundario. En el área de lubricación límite, el coeficiente de fricción normalmente está en el rango de 0,1 a 0,4, según la resistencia y el espesor de la película límite. La lubricación límite se observa y practica con frecuencia en operaciones metalúrgicas como el laminado. La velocidad de desgaste en este tipo de lubricación depende de la velocidad a la que se destruyen las películas por fricción o por desorción debido a la temperatura excesiva generada durante el proceso de trabajo del metal. Si se destruye la capa límite protectora, la fricción y el desgaste suelen ser elevados. La adherencia y la fuerza de esta película es, por lo tanto, un factor muy importante para la efectividad de la lubricación límite. También se debe reconocer el papel de la presión, la velocidad y la viscosidad en el espesor de la película.
- Lubricación de presión extrema (EP):en el caso de la lubricación EP, la superficie del metal se activa químicamente mediante reacciones químicas irreversibles. Estas reacciones, que involucran azufre, cloruro y fósforo en el fluido de trabajo de metales, forman sales en las superficies metálicas de acoplamiento. Estas superficies previenen o reducen la soldadura de las severidades en la interfaz incluso bajo una alta presión de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo. Por lo tanto, la lubricación se denomina "presión extrema". Además, debido a sus bajas resistencias al cizallamiento, estas películas superficiales también reducen la fricción. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura, estas películas pueden romperse, y la temperatura de ruptura depende del aditivo EP particular (usado solo o en combinación, como azufre y cloro) y la composición de las superficies metálicas. Cuando la película se rompe, se produce un contacto metal con metal, con el consiguiente aumento de la fricción y el desgaste. Sin embargo, las películas protectoras de sulfatos y cloruros se vuelven a formar con relativa facilidad, especialmente en superficies limpias y nuevas. El aire, el oxígeno, la humedad y el agua juegan papeles importantes en la lubricación EP.
- Lubricación elastohidrodinámica (EHD) y plastohidrodinámica (PHD):durante el proceso de trabajo de metales, las desviaciones y distorsiones de las herramientas de trabajo de metales pueden ocurrir como resultado de las tensiones encontradas en el proceso de trabajo de metales. Se ha demostrado que debido al módulo de elasticidad finito de los aceros, estas deflexiones pueden ser lo suficientemente extensas como para alterar la geometría de la interfaz entre la herramienta y la pieza de trabajo del metal, lo que afecta las tensiones, las áreas de contacto y la geometría, y la distribución de la presión. Por lo tanto, se utiliza el término 'elasto-hidrodinámico'. Otro factor aplicable es el aumento de la viscosidad (e incluso la solidificación) de los lubricantes con la presión. Esto, a su vez, ayuda a desarrollar películas hidrodinámicas, provocando un aumento en el espesor de la película. Una extensión de EHD es la lubricación 'plasto-hidrodinámica'. En este sistema, que se encuentra en procesos como el laminado de bandas, el lubricante es arrastrado o atrapado en los espacios convergentes en las interfaces entre el rodillo y la pieza de trabajo. Por lo tanto, se desarrolla una película completamente fluida con una gran disminución de la fricción y el desgaste. Estos fenómenos son particularmente importantes en procesos en contactos concentrados como el laminado en frío de bandas delgadas, debido a la influencia de pequeños cambios en las dimensiones interfaciales relativas sobre las fuerzas y la geometría de deformación.
Papel de la tensión superficial y la humectación
Además de la viscosidad de los lubricantes y sus propiedades químicas en reacción a la pieza de trabajo, así como a los materiales de las herramientas para trabajar el metal, la tensión superficial y la humectación también juegan un papel importante en la lubricación. La humectación es un fenómeno relacionado con la tensión superficial, que es una expresión de la energía superficial. La característica humectante de un lubricante está determinada por qué tan bien se esparce sobre la superficie de la pieza de trabajo como una película continua, ya que es un aspecto importante de la lubricación. Puede haber una situación en la que sea deseable que el lubricante permanezca en un área determinada de la interfaz de la herramienta para trabajar metales y la pieza de trabajo. Como ejemplo, en un reloj, existe la necesidad de un lubricante que no migre (que no humedezca) para el punto de pivote. La forma de una gota de fluido (como un lubricante para trabajar metales) sobre una superficie metálica sólida depende de las tensiones interfaciales entre el metal, el fluido y el aire. El ángulo que forma la periferia de la gota con la superficie se llama ángulo de contacto. Cuanto más pequeño es el ángulo de contacto, mejores son las características humectantes del fluido. La humectación en fluidos para trabajar metales se mejora mediante la adición de agentes humectantes, como alcoholes y glicoles, o aumentando la temperatura. También se observa que se mejora la humectación al aumentar la rugosidad de la superficie.
Se puede ver que la lubricación en el trabajo de metales implica diferentes mecanismos que dependen de (i) la química de la interfaz herramienta de trabajo de metales-lubricante-pieza de trabajo, (ii) el método de aplicación del lubricante, (iii) la geometría del proceso, y (iv) la mecánica de la operación. Además, el modo de lubricación varía con frecuencia durante el ciclo de trabajo del metal, según los cambios en la velocidad del proceso de laminación, así como la cantidad de deformación y las presiones y tensiones asociadas involucradas.
Selección de lubricantes
Hay cinco categorías diferentes de familias de lubricantes para el trabajo de metales que se utilizan actualmente para realizar operaciones en el trabajo de metales en las diversas superficies y materiales. El lubricante elegido debe proporcionar una buena productividad y también cumplir con las restricciones ambientales impuestas a las operaciones de la planta por los organismos estatutarios. Los diferentes tipos de lubricantes para trabajar metales son (i) compuestos evaporativos, (ii) soluciones químicas (sintéticos), (iii) microemulsiones (semisintéticos), (iv) macroemulsiones (solubles) y (v) petróleo. lubricantes a base de Las propiedades físicas y químicas reactivas para cada grupo de lubricantes se describen a continuación. La comparación de estos diferentes lubricantes se encuentra en la pestaña 1.
- Compuestos evaporativos:los lubricantes evaporativos también se conocen como aceites que desaparecen. Estos son lubricantes ampliamente utilizados durante el trabajo de los metales. Este grupo es bastante flexible en sus propiedades físicas. Las capacidades de humectación se pueden ajustar o modificar para adaptarse a la severidad del proceso de trabajo del metal. La tasa de secado del lubricante también se puede controlar (dependiendo del portador evaporativo). En aplicaciones de evaporación de trabajo pesado, los aditivos de presión extrema se pueden agregar para brindar protección adicional tanto a las herramientas como a la pieza de trabajo. Los lubricantes evaporativos generalmente no se limpian de la pieza de trabajo y normalmente no requieren desengrasado. Los lubricantes evaporativos se pueden aplicar fácilmente utilizando el método de aplicación con rodillo. También se pueden aplicar usando el tipo adecuado de método de rociado sin aire. Sin embargo, los compuestos de evaporación no deben recircularse. Esta familia de lubricantes es ideal para superficies pintadas, recubiertas, de vinilo y galvanizadas, así como para materiales ferrosos y no ferrosos. En muchos casos, el mismo lubricante especializado para trabajar metales se puede usar no solo para el producto, sino también para brindar protección contra la oxidación a largo plazo de la película lubricante aplicada.
- Soluciones químicas (sintéticas):las soluciones químicas (sintéticas) son una de las familias de lubricantes para trabajar metales de más rápido crecimiento. Estos lubricantes son económicos, seguros para el medio ambiente, fáciles de manejar y son ideales para usar en acero revestido, galvanizado, laminado en frío y, en algunos casos, en acero inoxidable. Las soluciones químicas permiten soldar fácilmente sin una limpieza previa y se pueden usar para otras operaciones secundarias, como punzonado, corte e incluso taladrado y roscado. Las soluciones químicas son mezclas homogéneas, que se forman cuando un sólido, un líquido y un gas se disuelven completamente en un líquido llamado solvente. Estas soluciones (también llamadas fluidos sintéticos o fluidos químicos) no contienen aceite, solo inhibidores de corrosión solubles en agua, agentes humectantes, lubricantes (ésteres complejos), biocidas (fungicidas), antiespumantes y, a veces, agentes de presión extrema. Hay varios tipos diferentes de soluciones químicas disponibles. Existen soluciones tipo jabón para trabajos pesados de metalurgia. Las soluciones del tipo de presión extrema se utilizan para aleaciones de alta resistencia y los tipos no iónicos son excelentes para trabajar con metales componentes de aluminio y acero revestido. Las soluciones químicas se pueden aplicar con rodillo, rociar o usar en sistemas de recirculación diseñados adecuadamente.
- Microemulsiones (semisintéticas):a veces, una operación de trabajo con metales requiere un lubricante que brinde excelentes cualidades de enjuague, enfriamiento y lubricación mejoradas. Las microemulsiones son ideales para usar en acero galvanizado, laminado en caliente, laminado en frío y acero inoxidable. Las microemulsiones proporcionan cierta resistencia a la película a partir de la combinación de emulsionantes, inhibidores de corrosión solubles en agua, agentes humectantes, sales orgánicas e inorgánicas y, a veces, agentes de presión extrema. Las microemulsiones son emulsiones en las que las partículas dispersas están en el rango de 0,01 mm a 0,06 mm. Estas emulsiones suelen tener un aspecto translúcido o transparente. Su pequeño tamaño de partícula proporciona una excelente penetración y enfriamiento para varios tipos de trabajo con metales. Las microemulsiones se pueden rociar, aplicar con rodillo o usar en un sistema de refrigeración de tipo inundación.
- Macroemulsiones:las macroemulsiones (a veces llamadas "aceites solubles") contienen un lubricante a base de aceite, como un aceite mineral o compuesto en forma de gotas suspendidas, que se han dispersado con la ayuda de productos químicos especiales. agentes llamados emulsionantes. Las gotitas de aceite emulsionadas son lo suficientemente grandes como para hacer que el lubricante preparado tenga una apariencia lechosa (o, a veces, translúcida). La acción de las emulsiones como lubricantes puede ser cercana a la de la fase dispersa. Las emulsiones también se pueden formular para incluir niveles más altos de agentes de presión extrema o películas de barrera (polímeros, grasas, etc.) para operaciones de servicio pesado. Las macroemulsiones suelen tener un aspecto blanco lechoso. Normalmente se utilizan en procesos de trabajo de metales pesados, como el perfilado de miembros estructurales, estanterías, componentes de automóviles y muebles.
- Lubricantes para trabajar metales a base de petróleo:esta familia de lubricantes para trabajar metales brinda a los usuarios la más amplia gama de opciones de diversas propiedades lubricantes, tanto de naturaleza química como física. El vehículo principal en la composición de esta familia de lubricantes es el aceite de mezcla (que puede tener diferentes viscosidades). Para obtener propiedades físicas adicionales, también se pueden agregar aditivos como grasas, polímeros y agentes humectantes. Si es necesario, se pueden agregar a la formulación agentes químicos de extrema presión como azufre, cloro y fósforo. En casos especiales, se pueden añadir aditivos para la prevención de la oxidación. Además, se pueden incluir inductores de limpieza para facilitar la limpieza. Los lubricantes a base de petróleo se utilizan en procesos de trabajo de metales de forma selectiva. Las piezas de acero inoxidable de tipo cosmético y algunas secciones formadas de servicio pesado pueden requerir lubricantes a base de petróleo.
Fig. 1 Tipos de lubricantes para rodamientos
Tab 1 Comparación de lubricantes para trabajar metales | ||||||
Sl.No. | Función | Compuestos evaporativos | Soluciones químicas (sintéticas) | Microemulsiones (semisintéticas) | Macro-emulsiones (emulsión) | A base de aceite (soluciones) |
1 | Reducir la fricción entre el rodillo y la pieza de trabajo | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 |
2 | Reduce el calor causado por la transferencia de deformación plástica al rollo | 1 | 1 | 2 | 2 | 5 |
3 | Reduce el desgaste y la excoriación entre el rodillo y la pieza de trabajo debido a la actividad química de la superficie | 4 | 1 | 2 | 2 | 4 |
4 | Acción de lavado para evitar la acumulación de suciedad en los rodillos | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 |
5 | Minimizar los costos de procesamiento posterior de soldadura y pintura | 1 | 1 | 2 | 4 | 5 |
6 | Proporcionar lubricación en condiciones límite de alta presión | 4 | 3 | 3 | 2 | 1 |
7 | Proporcione una amortiguación entre la pieza de trabajo y el rollo para reducir la adherencia y el levantamiento | 4 | 4 | 3 | 2 | 1 |
8 | Características que no manchan para proteger el acabado superficial | 1 | 1 | 2 | 3 | 5 |
9 | Minimizar los problemas ambientales con la contaminación del aire y los problemas de eliminación | 4 | 1 | 2 | 3 | 5 |
Nota:1-Más eficaz y 5-Menos eficaz. |
Aditivos para lubricantes
Las propiedades de los lubricantes se modifican y se adecuan a aplicaciones específicas mediante aditivos. Los aditivos pueden mejorar las propiedades lubricantes, proteger la superficie del metal, además de realizar varias otras funciones. Los inhibidores de herrumbre o corrosión son comúnmente nitratos o fosfatos. Los aditivos EP son compuestos de azufre, cloro o fósforo. Los aditivos EP reducen la soldadura en frío de metales bajo presión y evitan la "acumulación" de metal, pero pueden reducir las propiedades lubricantes. Se añaden aditivos, como ésteres, grasas animales y ácidos grasos a los aceites para reducir la tensión superficial o hacer que se esparza mejor. Los lubricantes de tipo sintético se modifican con compuestos de fósforo u otros productos químicos para actuar como detergentes lubricantes. La tensión superficial reducida permite que el lubricante alcance el área de contacto de manera más uniforme y rápida.
Métodos de aplicación
Por lo general, se utilizan cuatro métodos para la aplicación de los lubricantes. Estos métodos son (i) goteo, (ii) revestimiento con rodillo, (iii) sistemas de recirculación y (iv) rociado sin aire. Cada método tiene sus propias ventajas, como se indica a continuación.
- Goteo:las soluciones químicas, los aceites solubles y los compuestos que se evaporan se pueden aplicar mediante el uso de un lubricador de goteo en combinación con algún tipo de limpiador que consista en una almohadilla de fieltro, espuma de celda abierta, material de alfombra o empaque. Los lubricadores por goteo no son lo suficientemente positivos por sí solos para proporcionar una película de lubricante adecuada y continua. Normalmente, el recipiente que alimenta el lubricador por goteo debe ser lo suficientemente grande como para contener una cantidad sustancial para al menos 1 a 2 horas de suministro de lubricante. Se puede aplicar lubricante a la tira o a los rodillos superior e inferior.
- Roller-coater:este método consta de un pequeño tanque móvil y una unidad de bombeo, que alimentan un cabezal de limpieza o rodillo con lubricante. El espesor y la cantidad de lubricante se pueden controlar y el exceso fluye de regreso al depósito. Cuando se lubriquen materiales prepintados o pulidos con rodillo, se recomienda utilizar rodillos de poliuretano o neopreno para asegurarse de que las superficies de trabajo no se rayen ni marquen. Los rollos de acero a veces pueden causar problemas en las superficies recubiertas. En muchos casos, los rodillos de revestimiento por sí mismos no producen suficiente película lubricante para eliminar las partículas generadas por el aluminio, el galvanizado y el laminado en caliente. A veces, un rociador instalado en las áreas críticas del trabajo con metales donde existe la posibilidad de que se produzca una acumulación puede eliminar partículas innecesarias. Otro problema que puede ocurrir al aplicar lubricante (especialmente en tiras anchas) es el resultado del material que tiene una "corona". En tal caso, el rodillo solo puede lubricar los puntos altos, dejando los bordes exteriores sin lubricante. Un problema similar puede ocurrir en la tira ondulada. Un rodillo suave puede ayudar a adaptarse a esta corona o condición ondulada.
- Sistemas de recirculación:cuando se trabaja con material más grueso y acero laminado en frío y en caliente (especialmente con incrustaciones), el sistema de recirculación para aplicar lubricante suele ser el mejor enfoque. Aquí, cantidades suficientes de lubricante no solo tienen que proteger las herramientas de trabajo de metal, sino que las incrustaciones y los finos de metal que se generan por el proceso deben eliminarse de las herramientas y entrar en el depósito. El uso de deflectores, tanques de sedimentación y filtros ayuda a recolectar grandes cantidades de contaminantes y finos metálicos, lo que ayuda a mantener el refrigerante relativamente limpio. Los imanes pueden ser extremadamente útiles para mantener al mínimo la cantidad de metal que se recircula.
- Pulverizadores sin aire:los sistemas de rociado sin aire se utilizan de manera efectiva para actuar como unidades auxiliares en estaciones específicas de trabajo de metales, para volver a aplicar el lubricante en algún punto crítico del proceso y en la lubricación del troquel de corte. Estos sistemas funcionan bien con solubles, aceites livianos y compuestos que se evaporan y son bastante confiables. El patrón de rociado obtenido con el uso de rociadores sin aire puede ser redondo o en forma de abanico. Debido a los diversos patrones de rociado disponibles, es un método confiable para la lubricación puntual, ya sea lubricando la pieza de trabajo antes de que entre en la herramienta para trabajar metales o en la propia herramienta. Un sistema de rociado moderno, sin aire, no produce neblina ni niebla, lo que genera problemas de exceso de rociado. Por el contrario, se puede dirigir con precisión a un área objetivo en la herramienta para trabajar metales y se programa para operar junto con el ciclo del equipo.
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