Optimización de fluidos de corte para distintos procesos de mecanizado

El fluido de corte (refrigerante-lubricante) reduce fricción entre herramienta-viruta y herramienta-superficie mecanizada, formando película lubricante que disminuye fuerza de corte, potencia, temperatura y desgaste, mejorando la mecanizabilidad.

Cada proceso exige propiedades distintas; la selección correcta es clave para la calidad de la pieza.

Torneado en bruto (Desbaste)

Gran arranque de material → alta profundidad y avance → gran fuerza de corte, mucho calor, desgaste severo. Prioridad: refrigeración + limpieza, lubricación y anticorrosión.

• Mejor: Emulsión de extrema presión (EP): buena refrigeración + lubricidad EP.
• Mantenimiento: Secar guías y bancada tras jornada; aplicar lubricante.

Torneado de acabado

Poco material (0.05–0.8 mm), avance bajo. Objetivo: precisión dimensional y rugosidad. Fuerza y temperatura bajas. Necesario: bajo coeficiente de fricción + buena lubricidad.

• Emulsión alta concentración (>10%) o fluido con aditivos oleosos.
• Alta precisión (roscado fino): aceites vegetales (colza, soja) o aceites de precisión sintéticos (ej. 15% JQ-1 + 85% L-AN32).

Mandrinado (Taladrado interior)

Mecanismo similar al torneado, pero malas condiciones de evacuación de calor/viruta. Emulsión + aumento de caudal y presión de refrigerante.

Fresado

Corte intermitente: espesor de viruta variable → vibraciones, impactos. Condiciones peores que torneado.

• HSS alta velocidad (fresado frontal/periférico): Fluidos con buena refrigeración + lubricación (emulsión EP).
• Baja velocidad: Aceite de corte con buena lubricidad (aceite de precisión, aceite EP inactivo).
• Aceros inoxidables/aleaciones refractarias: Aceite con aditivos EP de azufre/cloro.

Escariado

Acabado de agujeros, alta precisión. Corte a baja velocidad/avance. Estado de lubricación límite. Virutas quedan en acanaladuras → afectan precisión, generan arista construida, aumentan par y desgaste.

• Emulsión EP alta concentración o aceite de corte EP con buena lubricidad y fluidez.
• Inoxidables/aceros refractarios: Fluido compuesto alta EP.
• Escariado profundo: Aceite para taladrado profundo (buena lubricidad).

Brochado

Herramienta valiosa (brocha) → durabilidad crítica. Acabado exigente. Gran resistencia de corte, difícil evacuación de viruta, mala refrigeración, riesgo de rayado. Requerido: lubricidad + evacuación de viruta.

• Aceites de brochado con aditivos EP de azufre (disponibles comercialmente).
• Inoxidables/aleaciones refractarias (formulación % masa): JQ-2 20%, parafina clorada 15%, benceno 80 1%, L-ANN22 64%.

Taladrado

Brocas helicoidales = desbaste. Mala evacuación de viruta y calor → recocido de filo, vida y eficiencia bajas. Fluido adecuado multiplica vida de broca × varias veces.

• Emulsión EP o fluido sintético EP (baja tensión superficial, buena penetración → refrigeración oportuna).
• Materiales difíciles (inoxidables, refractarios): Aceite EP baja viscosidad.

Mecanizado de roscas (Roscado/Golpeado)

Herramienta en contacto tipo cuña, 3 lados rodeados por material. Par elevado, difícil evacuación, calor no disipado → desgaste, atascos, vibración, rotura de machos.

• Fluido: bajo coeficiente fricción + alta EP. Compuesto con agente oleoso + agente EP.
• Penetración crítica en roscado interior: Aceite baja viscosidad = mejor penetración. Añadir gasóleo/queroseno si necesario.
• Ciegos: difícil entrada de fluido → fluido alta viscosidad y adherencia más efectivo.

Formulaciones para roscado (% masa)

• Acero/aleaciones: Aceite graso sulfatado 10%, parafina clorada 10%, aceite graso 8%, L-AN15 72%.
• Acero/aleaciones: JQ-2 20%, JQ-1 10%, L-AN15 70%.
• Aluminio/aleaciones: JQ-2 15%, aceite diésel 20%, L-AN15 65%.
• Inoxidables / ciegos: JQ-2 30%, parafina clorada 10%, aceite graso 10%, L-AN32 50%.
• Rosca estándar acero: Emulsión EP 20% + agua 80%.

Rectificado

Alta precisión dimensional, baja rugosidad. Velocidad periférica alta → temp. 800–1000°C+ → quemaduras, grietas, deformación térmica. Desgaste muela, virutas/polvo salpican → afectan precisión. Materiales tenaces: viruta tapa poros o suelda a muela → pierde capacidad de corte.

Objetivo: buena refrigeración + limpieza + lubricidad/anticorrosión.

1. Rectificado convencional

• Emulsión anticorrosiva, agua sódica, fluido sintético. Ej.: Emulsión 2%, nitrito sódico 0.5%, carbonato sódico 0.2%, agua 97.3%.
• Alta precisión: Fluido H-1 (4–5% conc.) → mejora precisión y rendimiento.

2. Rectificado de alta velocidad (Vs > 50 m/s)

Temp. sube drásticamente (a 60 m/s +50–70% vs 30 m/s; a 80 m/s +15–20% vs 60 m/s). Fluidos convencionales insuficientes. Requerido: Fluidos alta velocidad con gran penetración y refrigeración (ej. GMY hasta 60 m/s).

3. Rectificado potente (Power grinding)

Avance radial 3.5–6 mm/min, Vs 60 m/s, arranque 20–40 mm³/mm·s. Temp. zona rozamiento 700–1000°C. Sin refrigerante alta presión/caudal → imposible. Mejora vs emulsión: +35% volumen arranque, +30–50% ratio G, +40% vida muela, -40% potencia. Fluidos nacionales: QM (alta velocidad), HM (avance lento).

4. Rectificado con muela de diamante

Materiales duros (metal duro, cerámica, vidrio). Rugosidad muy baja. Evitar calor excesivo y desgaste prematuro → refrigeración continua y abundante. Fluido: base sales inorgánicas (refrigeración/limpieza). Acabado: añadir polietilenglicol como lubricante. Alta precisión: fluido base aceite baja viscosidad, buena lubricidad.

5. Rectificado de roscas, engranajes, tornillos

Calidad superficial y dimensional crítica. Aceite de rectificado con aditivos EP: buena lubricación → menos calor; aditivos EP forman película sulfuro/cloruro hierro (baja resistencia cizalla) → reducen desgaste grano abrasivo. Seleccionar: baja viscosidad, alto punto inflamación (refrigeración, limpieza, seguridad antiincendio).