Fluidos de Corte Explicados: Beneficios, Tipos y Uso para la Longevidad de las Herramientas de Máquina

Gracias al avance tecnológico, los procesos de mecanizado han incorporado el uso de fluidos de corte. Un fluido de corte es un tipo de refrigerante y lubricante que utilizan los metalúrgicos para prolongar la vida útil de la herramienta de corte. Esta sustancia también facilita el mecanizado de materiales duros sin desgastar la herramienta. Existen diversos tipos de fluidos de corte, entre los que se incluyen aceites, emulsiones aceite-agua, pastas, geles, aerosoles (nieblas) y aire u otras fuentes de gases.

¿Qué es un fluido de corte?

Un fluido de corte es una sustancia gaseosa o líquida utilizada para mejorar las condiciones de corte durante el proceso de mecanizado y prolongar la vida de la herramienta de corte. El término "fluido de corte" también se conoce como refrigerante, lubricante, aceite de corte o compuesto de corte, dependiendo del contexto y del tipo de fluido utilizado. Los fluidos de corte se aplican mientras se realiza la operación de mecanizado o corte, ya sea torneado, taladrado, fresado, etc.

Los fluidos de corte se producen a partir de destilados de petróleo, aceites vegetales, grasas animales, agua, aire u otras materias primas. Se utilizan generalmente en procesos de trabajo de metales y mecanizado. El tipo de fluido de corte a utilizar se determinará según el material de la pieza de trabajo. El hierro fundido y algunos latones son materiales que pueden mecanizarse en seco, aunque el latón se beneficia cuando se utiliza fluido de corte durante el mecanizado.

Funciones del fluido de corte

Generalmente, los fluidos de corte realizan dos funciones principales: refrigeración y lubricación.

Refrigeración:

Durante el proceso de mecanizado, se genera calor debido a la fricción y la energía perdida en la deformación del material. El aire circundante conduce mal el calor, lo que se denomina baja conductividad térmica, es decir, refrigeración insuficiente o deficiente. En trabajos de producción donde se realiza un corte pesado durante períodos prolongados, generando más calor, se prefiere el fluido de corte frente al enfriamiento por aire. El refrigerante líquido elimina significativamente más calor y más rápidamente. También acelera el proceso de corte, reduciendo así la fricción y el desgaste de la herramienta.

Además, tanto la herramienta como la pieza de trabajo se calientan, y la temperatura excesiva puede arruinar el temple de ambos. Es decir, la herramienta y el material se ablandan hasta el punto de fallar y volverse inútiles. El calor puede quemar el material adyacente, crear una expansión térmica no deseada e incluso provocar oxidación, conocida como reacciones químicas no deseadas.

Lubricación:

Además de refrigerar, los fluidos de corte ayudan a lubricar la interfaz entre el filo de corte de la herramienta y la viruta durante el proceso de corte. Con esto, se previene la fricción en la superficie y también se evita parte de la generación de calor. Los fluidos de corte que funcionan como lubricantes también evitan que las virutas se suelden a la herramienta, lo que podría interferir con los cortes subsiguientes.

A continuación, se resumen las funciones generales del fluido de corte:

• Ayuda a disipar el calor durante el mecanizado.
• Para refrigeración de la pieza de trabajo.
• Para refrigeración de la herramienta.
• Para reducir la fricción y el desgaste.
• Para reducir fuerzas y consumo de energía.
• Para mejorar la vida útil de la herramienta.
• Las virutas son evacuadas por los fluidos de corte.
• Se obtiene un buen y limpio acabado superficial si se utiliza fluido de corte.
• La superficie mecanizada se protege de la corrosión ambiental.

Propiedades del fluido de corte

A continuación se detallan las propiedades que debe tener un fluido de corte para realizar las funciones mencionadas:

• Punto de inflamación alto para poder utilizarse a altas temperaturas.
• Baja viscosidad, para fluir fácilmente sobre la pieza de trabajo.
• Estabilidad a altas temperaturas.
• Debe tener tendencia no espumante.
• Buenas propiedades lubricantes para reducir la fricción entre herramienta y pieza.
• Alta tasa de absorción de calor para que el calor se absorba fácilmente.
• No debe reaccionar químicamente; es decir, debe ser inerte químicamente.
• Los fluidos de corte deben ser inodoros para evitar malos olores incluso a altas temperaturas.
• Debe ser inofensivo.
• Debe ser transparente para que el operario pueda ver la zona de corte.

Selección del fluido de corte

A continuación se indican los factores a considerar al seleccionar un fluido de corte, junto con una lista de materiales y sus fluidos adecuados:

• Al seleccionar un fluido de corte, lo primero a considerar es el material de la pieza y el de la herramienta.
• En segundo lugar, el tipo de operación de corte también importa.
• Por último, el efecto refrigerante, es decir, cómo reaccionará el fluido de corte con el material.

A continuación se muestra una tabla con materiales y sus fluidos de corte recomendados:

MATERIAL	FLUIDO DE CORTE
Hierro fundido, Latón	Seco (sin fluido)
Cobre	Trementina
Aluminio	Queroseno
Acero	Aceite de corte o compuesto de corte
Acero de alta velocidad	Fluidos de corte sin agua
Acero duro, Bronce	Aceite mineral

Clasificación de los fluidos de corte

Existen diferentes formas de clasificar los fluidos de corte, pero no hay una estandarización establecida en la industria. Sin embargo, a continuación se presentan las clasificaciones más comunes:

1. Aire
2. Fluidos de corte a base de agua:
   • a) Agua;
   • b) Emulsiones (aceite soluble);
   • c) Soluciones químicas (o fluidos sintéticos);
3. Aceites puros (Neat Oils):
   • a) Aceites minerales;
   • b) Aceites grasos;
   • c) Aceites compuestos;
   • d) Aceites de extrema presión (EP);
   • e) Aceites de uso múltiple.

Tipos de fluido de corte

A continuación se describen los diversos tipos de fluido de corte y su funcionamiento:

Agua:

El agua es una forma común de disipar calor durante el mecanizado, pero es pobre en lubricación. Además, favorece la oxidación del material. Se utiliza comúnmente como agente refrigerante durante el rectificado de herramientas, ya que no es un proceso prolongado.

Aceites solubles (Emulsiones):

Los fluidos de corte de aceite soluble se componen de aceite soluble, emulsionantes (que comprenden sulfonato de sodio, jabón de ácido graso y ésteres). También se incluyen aditivos como agentes de resistencia a la corrosión o acopladores y agua para la dilución. Es uno de los tipos de fluido de corte más comunes y utilizados en operaciones de mecanizado.

Los emulsionantes son sustancias químicas que permiten la suspensión de diminutas gotas de aceite. Los agentes acopladores (aditivos) proporcionan una emulsión blanca sin separación de aceite o crema tras mezclar con agua, siendo el nivel de dilución del 5% el más común. Estos fluidos tienen capacidades lubricantes promedio y buenas propiedades refrigerantes, siendo ideales para operaciones de corte ligero en máquinas de propósito general donde se realizan bajas tasas de remoción de metal.

Aceites puros (aceites de petróleo o vegetales):

Buenos ejemplos de aceites puros son aceites parafínicos, nafténicos, vegetales, etc. Comúnmente, es un aceite de petróleo o vegetal que se utiliza sin dilución con agua. Los aceites puros proporcionan una excelente lubricación y, para requisitos ambientales favorables, los aceites vegetales desempeñan un papel importante debido a su facilidad de biodegradación y eliminación. Sin embargo, no se usan a menudo porque tienden a descomponerse y oler mal.

Aceites minerales:

Los aceites minerales son otro tipo especial de fluidos de corte utilizados para operaciones de corte más pesadas debido a sus buenas propiedades lubricantes. Se emplean comúnmente en máquinas de producción donde se realizan altas tasas de remoción de metal. También son ideales para aceros, pero no deben usarse en cobre y sus aleaciones, ya que tienen un efecto corrosivo.

Fluidos sintéticos:

Estos fluidos de corte son a base de agua y no contienen aceite mineral. Tienen un tamaño de partícula típico de 0,003 mm. Como el agua proporciona excelentes propiedades refrigerantes pero es corrosiva, no puede usarse en todos los materiales y operaciones. Este fluido tampoco es efectivo como lubricante. Sin embargo, la oxidación del material puede prohibirse cuando se añaden inhibidores de óxido.

Fluidos semisintéticos:

Los fluidos de corte semisintéticos son una mezcla de aceites solubles (emulsiones) y fluidos sintéticos (a base de agua). En este fluido, aproximadamente el 5-20% de aceite mineral se emulsiona con agua para producir una microemulsión. El tamaño de partícula varía de 0,01 a 0,1 mm, lo suficientemente pequeño para transmitir todos los incidentes ligeramente. Estos fluidos se usan ampliamente porque ofrecen los beneficios de los aceites solubles y los sintéticos.

Mira el video a continuación para aprender más sobre el funcionamiento de los fluidos de corte y sus métodos de suministro:

Conclusión

Los fluidos de corte son muy importantes en la metalurgia e industrias de ingeniería actuales, ya que algunos materiales y herramientas también necesitan refrigeración y lubricación durante sus procesos de corte o mecanizado. En este artículo, hemos aprendido y explicado qué es el fluido de corte, sus funciones, propiedades, selección, clasificación, tipos y métodos de suministro.

Espero que hayas aprendido mucho de esta lección; si es así, compártela con otros estudiantes técnicos. ¡Gracias por leer! Hasta la próxima.