13 - Fluidos de Corte

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Processos de Usinagem
Capítulo 13
FLUIDOS DE CORTE
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
Funções dos Fluidos de Corte
Principais:
 Lubrificação à baixas velocidades de corte;
 Refrigeração à altas velocidades de corte.
Menos importante:
 Ajudar a retirar o cavaco da zona de corte;
 Proteger a máquina ferramenta e a peça de corrosão 
atmosférica
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
LUBRIFICANTE - A baixas velocidades de corte.
Reduzindo o atrito em condições severas de tensões extremamente altas.
COMO?
Lubrificação Hidrodinâmica Lubrificação de Filme Misto
ou Limítrofe (Boundary Lubrication)
 Penetração do lubrificante na interface cavaco-ferramenta (apenas na zona 
de escorregamento)
 Reação com o material do cavaco
 Formação de uma camada de lubrificante sólido (de baixa resistência ao 
cisalhamento)
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
REFRIGERANTE - A altas velocidades de corte
Reduzindo a temperatura de usinagem
COMO?
Aumentando a dissipação do Reduzindo a geração de calor 
calor pelo efeito refrigerante pelo efeito lubrificante
Os Fluidos de corte podem ter suas funções afetadas em superfícies 
quentes, pela formação de colchões de vapor que impedem o acesso 
do fluido.
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
RAZÕES PARA SE USAR FLUIDOS DE CORTE
 Reduzir custos
 Aumentar a taxa de produção
Como?
 Aumentando a vida das ferramentas
 Reduzindo as forças / potência de usinagem
 Melhorando o acabamento superficial
 facilitando a remoção dos cavacos da região de corte
 promovendo menos distorção na peça
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
PROBLEMAS PRINCIPAIS CAUSADOS 
PELOS FLUIDOS
 Problemas relativos a saúde e segurança;
 Promovem choques térmicos nas ferramentas;
 Acelera o aparecimento de trincas de origem
térmica;
 Manutenção e descarte.
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
Pessoas que trabalham freqüentemente 
com fluidos de corte podem:
 Ter contato com a pele
 Respirar sprays e vapores de fluidos
 Engolir partículas
 Dermatites
 Problemas nos sistemas respiratórios e digestivos
 Câncer
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
Hoje a legislação, originada de pressões exercidas por agências de
saúde e de meio-ambiente, torna os problemas de reciclagem e descarte
dos fluidos de corte uma verdadeira preocupação para os gerentes de
produção.
Para garantir um sistema seguro e eficiente, os seguintes itens têm que 
ser freqüentemente monitorados e controlados:
 Crescimento de bactérias e fungos
 Odor
 Fumaça
 pH
 Concentração do fluido
 Contaminação do fluido
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
CLASSIFICAÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE
 AR
 AQUOSOS
 ÁGUA
 EMULSÕES
 Fluidos emulsionáveis 
 Fluidos semi-sintéticos (microemulsões)
 SOLUÇÕES QUÍMICAS (FLUIDOS SINTÉTICOS)
 ÓLEOS
 MINERAIS
 GRAXOS (VEGETAIS E ANIMAIS)
 COMPOSTOS
 EP
 USOS MÚLTIPLOS
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
EMULSÕES
São compostos de duas fases: uma fase contínua de pequenas partículas de óleos
minerais (derivados do petróleo) suspensos na água, a segunda fase. A miscibilidade é
garantida pela presença de emulgadores, que confere uma carga elétrica na interface
óleo-água, que evita a coalescência das partículas de óleo. Em geral as emulsões
apresentam propriedades lubrificantes e refrigerantes moderadas.
FLUIDOS SEMI-SITÉTICOS (OU MICROEMULSÕES)
São também formadores de emulsões e se caracterizam por apresentarem de 5% a
50% de óleo mineral no fluído concentrado, aditivos e compostos químicos que se
misturam na água formando moléculas individuais. A presença de uma grande
quantidade de emulgadores propicia ao fluido uma coloração menos leitosa e mais
transparente.
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
SOLUÇÕES:
São compostos monofásicos de óleos dissolvidos completamente na água.
FLUIDOS SINTÉTICOS
Esses fluidos caracterizam-se por não conterem óleo mineral em sua
composição. Baseiam-se em substâncias químicas que formam uma
solução com a água. Consistem de sais orgânicos e inorgânicos, aditivos de
lubricidade, biocidas, inibidores de corrosão entre outros, adicionados à
água. Apresentam uma vida maior uma vez que são menos atacáveis por
bactérias e reduzem o número de trocas da máquina. Formam soluções
transparentes, resultando em boa visibilidade do processo de corte.
Possuem agentes umectantes que melhoram bastante as propriedades
refrigerantes da solução.
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
ÓLEOS INTEGRAIS
 óleos minerais
 óleos graxos (vegetais ou animais)
 óleos compostos
 óleos de extrema pressão
 óleos de usos múltiplos
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
ADITIVOS
 ANTIESPUMANTES
 ANTICORROSIVOS
 DETERGENTES
 EMULGADORES
 BIOCIDAS
 EXTREMA PRESSÃO - EP
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
SELEÇÃO DE UM FLUIDO DE CORTE
Embora ensaios de laboratórios ou testes nas linhas de
produção devam ser os critérios básicos na decisão final, algumas
informações relevantes devem antes ser consideradas:
 Material da peça
 Material da ferramenta
 Processo de usinagem
 Outros fatores:
 Aceitação pelo operador da máquina
 Facilidade de descarte
 Saúde humana e a contaminação do fluido
 Fatores econômicos
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
MATERIAL DA PEÇA
 METAIS FERROSOS
Ferros fundidos
Aços
 METAIS NÃO FERROSOS
Alumínio e suas ligas
Magnésio e suas ligas
Cobre e suas ligas
Ligas de níquel, titânio e cobalto
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
MATERIAL DA FERRAMENTA
 Aço-rápido
 Metal duro
 Cermet
 Cerâmica
 Ultra-duro
 Outro
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
PROCESSO DE USINAGEM
 Brochamento
 Roscamento
 Furação
 Torneamento
 Fresamento
 Retificação
 Outro
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
Direção de Aplicação dos Fluidos
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
Método de Aplicação dos Fluidos
 Jorro de fluido à baixa pressão (torneira à
pressão normal)
 Pulverização (MQF)
 Sistema à alta pressão
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
Ao se aplicar um fluido de corte, o
mesmo pode proporcionar
vantagens, não interferir ou
prejudicar, dependendo do processo,
das condições de corte, do material
da peça e do material da ferramenta.
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
ONDE O FLUÍDO APRESENTA VANTAGENS
Na usinagem com ferramentas de geometria definida a aplicação do 
fluido de corte é essencial quando sem ele o corte torna-se impraticável, 
ou economicamente inviável. São exemplos clássicos:
 USINAGEM COM FERRAMENTAS COM BAIXA 
RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO (Aço-Rápido e Ligas 
Fundidas);
 OPERAÇÕES ONDE O ACABAMENTO SUPERFICIAL E/OU 
AS TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS SÃO CRÍTICOS;
 FURAÇÃO DE MATERIAIS QUE PRODUZEM CAVACOS 
DESCONTÍNUOS (COMO O FERRO FUNDIDO CINZENTO).
 CORTE CONTÍNUO DE MATERIAL METÁLICO COM 
FERRAMENTAS DE METAL DURO COM OU SEM 
REVESTIMENTO
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
ONDE O FLUÍDO APRESENTA VANTAGENS
Diagrama mostrando a vida das ferramentas no torneamento de aço ABNT 8640 com ferramentas P35 revestidas, com 
aplicação de diversos fluidos de corte. S3 = Fluido sintético a 3%; SS3 = Semi-sintético 3%; M3 = Emulsionável 3%; 
M10 = Emulsionável 10%; D = Condição a seco (Machado et al 1997).
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
ONDE O FLUIDO DE CORTE NÃO INTERFERE NO PROCESSO
Na realidade o fluido de corte sempre vai interferir no processo de
alguma forma. Seja poluindo o ambiente de trabalho ou impregnando a
peça ou componentes da máquina ferramenta, podendo, em alguns
casos, exigir a lavagem das peças usinadas. Entretanto, em termos de
vida da ferramenta, existem algumas aplicações que o fluido não
contribui ou contribui muito pouco para aumentar a eficiência do
processo. Exemplos:
 USINAGEM DE FERRO FUNDIDO CINZENTO
 USINAGEM DE ALUMÍNIO E SUAS LIGAS (exceto ligas de 
Al - Si hipereutéticas)
 USINAGEM DE MAGNÉSIO E SUAS LIGAS
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
ONDE O FLUIDO DE CORTE 
PREJUDICA O PROCESSO
 USINAGEM COM FERRAMENTAS CERÂMICAS; USINAGEM DE MATERIAIS ENDURECIDOS
 CORTE INTERROMPIDO (e.g., FRESAMENTO)
COM FERRAMENTAS DE METAL DURO ONDE O
PRINCIPAL TIPO DE DESGASTE SÃO TRINCAS /
SULCOS DE ORIGEM TÉRMICAS;
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
ONDE O FLUIDO DE CORTE PREJUDICA O PROCESSO
1
10
100
100 120 140 160 180 200 220
v [m/min]
T 
[m
in
]
Dry Sol. 5% S.Synt. 5% Synt. 5% Synt. 10%
Curvas de vida de ferramentas de metal duro revestidas com a aplicação de diferentes fluidos de corte e a seco no 
fresamento de aço 8640, fz = 0.175 mm/ver, ap = 1.75 mm and VBBmax = 0.7 mm (Vieira et al, 1997).
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Capítulo 13:
Fluidos de corte
ONDE O FLUIDO DE CORTE PREJUDICA O PROCESSO
Sulcos desenvolvidos em forma de pente originados por trincas térmicas