001 Fluidos de corte

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Ferramentas de corte
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Fluidos de Corte
� Generalidades
� ● Há mais de 100 anos - W.H.Northcott -
primeira publicação a respeito do aumento de 
produtividade em usinagem devida ao uso de 
fluidos de corte
� ● 1868 - W.H.Northcott - "A Treatise on Lathes 
and Turning”
� ● 1894 - F.W.Taylor – uso de água na região de 
corte permite um aumento de vc entre 30 – 40%
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Fluidos de Corte
� Desvantagens do Uso de Fluidos de Corte
� Alto custo;
� Legislação ambiental;
� Quando do emprego de ferramentas que não resistem a
� choques térmicos (cerâmicas de corte);
� " Relativo à aquisição do fluido;
� " Relativo ao tratamento e eliminação deste;
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Fluidos de Corte
� " Relativo à limpeza do cavaco; Reciclagem dos 
cavacos (operação de limpeza);
� " Varia de 7,5 a 17% do custo de produção.
� Toxidade
� " Poluição;
� " Doenças de pele e pulmonares
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Fluidos de Corte
� Meios Lubri-refrigerantes
� A busca por valores maiores de vc sempre foi
almejado em virtude de uma maior produção de
peças, e isso foi possível devido ao surgimento
de novos materiais de corte (metal duro,
cerâmicas, ultra-duros “PCB” e “PCD”) capazes de
usinar os materiais com altíssimas vc, em
contrapartida grandes valores de temperaturas
foram geradas na região de corte devido a um
grande atrito entre a peça e a ferramenta.
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Fluidos de Corte
� O calor excessivo prejudica a qualidade do
trabalho por várias razões:
• Diminui a vida útil da ferramenta;
• Aumenta a oxidação da superfície da peça e da
ferramenta;
• Aumenta a temperatura da peça, provocando
dilatação, erros de medidas e deformações.
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Fluidos de Corte
� Para resolver estes problemas surgiram fluidos de
corte, que são agentes de melhoria na usinagem.
� Os fluidos de corte podem se sólidos, gases e , 
na maioria das vezes, líquidos. Freqüentemente 
são chamados de lubrificantes ou 
refrigerantes em virtude das suas principais 
funções na usinagem.:
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FUNÇÕES DOS FLUIDOS DE CORTE
Principais funções dos fluidos de corte são:
• Refrigeração a altas velocidades;
• Lubrificação a baixas velocidades.
� Como refrigerante o fluido de corte evita que a 
ferramenta atinja uma temperatura elevada, 
tanto pela dissipação do calor (refrigeração), 
como também pela redução da geração de calor 
(lubrificação). 
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Objetivos
� Aumento da vida da ferramenta pela lubrificação 
e refrigeração (diminuição da temperatura);
• Redução das forças de corte devido a
lubrificação, portanto redução de potência;
• Melhora do acabamento superficial;
• Fácil remoção do cavaco da zona de corte;
• Menor distorção da peça pela ação da
ferramenta (controle dimensional da peça).
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Outras funções
� – Caráter Econômico
� ● Redução do consumo de energia - diminuição do grau de 
recalque e consequentemente da força de usinagem
� ● Redução dos custos de ferramenta - redução do desgaste 
aumento da vida
� ● Diminuição ou eliminação da corrosão na peça - proteção 
do filme de fluido da umidade, vapores, etc
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Qualidades acessórias
� Resistência a infectação por bactérias e fungos.
� Não ter tendência ao envelhecimento (formação de 
borras, espumas, oxidação, perda de estabilidade).
� Não afetar a saúde, quer pelo contato direto, quer 
pelos seus vapores e névoas.
� Facilidade de preparação e manutenção.
� Não atacar metais, plásticos, tintas, borrachas, 
elementos de vedação e outras peças da máquina.
� Não atacar ligantes dos rebolos (na retificação).
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Tipos de meios lubri-refrigerantes 
empregados
� Fluidos de Corte
� Classificação segundo a norma DIN 51385
� ● Não miscíveis em água (óleos)
� ● Miscíveis em água (emulsões)
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Tipos de meios lubri-refrigerantes 
empregados
� Principais Fluidos de Corte
� ● Água - redução da temperatura
� ● Óleos graxos - redução do atrito
� ● Óleos minerais - inicialmente na usinagem de latão, 
ligas não ferrosas e operações leves com aço
� ● Óleos minerais com óleos de toicinho - operações 
mais severas
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Tipos de meios lubri-refrigerantes 
empregados
� Principais Fluidos de Corte
� ● Surgimento de novos materiais de ferramentas, 
possibilitando
� maiores vc‘s - desenvolvimento dos fluidos
� ● Combinações de óleos minerais , óleos graxos e 
aditivos ( enxofre , cloro , fósforo, etc)
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Tipos de meios lubri-refrigerantes 
empregados
Água
� Primeiro fluido de corte utilizado;
� Excelente capacidade de refrigeração;
� Preço baixo;
� Abundante na natureza;
� Baixa viscosidade;
� Não inflamável;
� Pouca ou nenhuma capacidade lubrificante;
� Baixo poder humectante;
� Provoca corrosão de materiais ferrosos.
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Tipos de meios lubri-refrigerantes 
empregados
Meios lubri-refrigerantes miscíveis com a água:
� Soluções aquosas (representam poucos % do 
consumo)
� Emulsões (representam 40% do consumo)
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Meios lubri-refrigerantes não miscíveis 
com a água: (representam, em conjunto, 
60% do consumo) 
� óleos minerais puros
� óleos graxos
� óleos mistos
� óleos com aditivos polares
� óleos com aditivos de extrema pressão (ativos e 
inativos).
� Gases e névoas.
� Sólidos.
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GRUPO DOS FLUIDOS DE CORTE
Podemos ainda subdividir o grupo dos fluidos
refrigerantes em três grandes grupos:
� Óleos de corte integrais (puros): óleos minerais
(derivados de petróleo), óleos graxos (de origem
animal ou vegetal), óleos sulfurados (enxofre) e
clorados (cloro) que são agentes EP;
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GRUPO DOS FLUIDOS DE CORTE
� Óleos emulsionáveis ou solúveis: são fluidos de
corte em forma de emulsão composto por uma
mistura de óleo e água na proporção de 1:10 a
1:1000. Sua composição é à base de óleos minerais,
óleos graxos, emulsificados, agentes EP (enxofre,
cloro, fósforo ou cálcio) e água.
� Fluidos químicos ou sintéticos: não contêm óleo 
mineral em sua composição, formam soluções 
transparentes (boa visibilidade no processo de corte). 
Composto por misturas de água e agentes químicos 
(aminas e nitritos, fosfatos e boratos, sabões e 
agentes umectantes, glicóis e germicidas). 
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SELEÇÃO DO FLUIDO DE CORTE
Não existe um fluido universal, a escolha do
fluido com determinada composição depende do
material a ser usinado, do tipo de operação e da
ferramenta usada.
� Os fluidos de corte solúveis e os
sintéticos são indicados quando a refrigeração
for mais importante;
� Os óleos minerais e graxos usados juntos
ou separados, puros ou contendo aditivos
especiais, são usados quando a lubrificação for o
fator maisdeterminante..
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SELEÇÃO DO FLUIDO DE CORTE
� Óleos emulsionáveis
� Óleos solúveis (Água , agentes emulsificantes e 
aditivos)
� Vantagens: - grande redução de calor
� - remoção de cavacos
� - mais econômico
� - melhor aceitação pelo operador
� - menos agressivo à saúde e mais benefícios a 
segurança
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SELEÇÃO DO FLUIDO DE CORTE
� Fluidos Sintéticos
� Não contém óleos de petróleo, sendo seu uso 
mais apropriados como
� fluido refrigerante
� Vantagens:
� - alta capacidade de refrigeração
� - vida útil do fluido bastante grande
� - filmes residuais pequenos e de fácil remoção
� - fáceis de misturar
� - relativa facilidade no controle da concentração 
desejada
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� Fluidos Gasosos
� Ar comprimido
� - Retirada de calor e expulsão dos cavacos da 
zona de corte
� - Menor viscosidade ==> melhor penetração na 
zona ativa da ferramenta
� - Principais gases utilizados: Argônio , Hélio , 
Nitrogênio e Dióxido de
� Carbono garantem proteção contra oxidação e 
refrigeração mas proporcionam altos custos
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� Meios sólidos
� ● Bissulfeto de Molibdênio, Sulfeto de zinco
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DICAS TECNOLÓGICAS
� Fofo cinzento: são normalmente usinados a seco, 
porém um óleo emulsionável pode ser útil para ajudar 
a remover o cavaco que é o tipo de ruptura;
• O alumínio e suas ligas podem ser usinados a seco. 
Para algumas ligas é necessário o fluido de corte, que 
pode ser uma emulsão com mistura de óleo mineral e 
graxo e a maioria das emulsões solúveis. Não requer 
aditivos EP e o enxofre ataca o metal 
instantaneamente;
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DICAS TECNOLÓGICAS
• Magnésio e suas ligas normalmente são usinados 
secos e a altíssimas velocidades de corte, entretanto, 
um refrigerante pode ser usado. Emulsões são 
proibidas, pois a água reage com o cavaco para 
liberar hidrogênio, que apresenta riscos de ignição. O 
enxofre ataca o metal;
• O cobre e suas ligas geralmente usam óleos 
solúveis. O enxofre causa descoloração das peças;
• Devido a altas fragilidades das ferramentas 
cerâmicas, deve-se tomar cuidado ao aplicar um 
refrigerante, porque os choques térmicos podem 
causar trincas superficiais.
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DICAS TECNOLÓGICAS
� Seleção do Fluido de Corte
� Existem 4 fatores a serem considerados na seleção 
de fluidos de corte
� Material da peça;
� Material da ferramenta;
� Condição de usinagem;
� Processo de usinagem.
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DICAS TECNOLÓGICAS
� Material da Ferramenta
� Diretamente ligado às condições de usinagem (e às 
tensões e temperaturas
� observadas nestas);
� Aço rápido – possui baixa dureza a quente.
� Boa refrigeração é necessária.
� Apresenta corrosão na presença de água (aditivos 
antiferrugem devem ser usados).
� Aditivos anti-solda devem ser usados na usinagem 
de materiais tenazes.
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DICAS TECNOLÓGICAS
� Metal duro – suporta qualquer tipo de fluido de 
corte.
� Ferramentas cerâmicas, CBN, PCD – muito 
resistentes ao calor. Geralmente não
� suportam o uso de fluido de corte (devido à pouca 
resistência ao choque térmico) ou
� não necessitam deste para fins de aumento de vida.
� Usa-se fluido (quando possível) com o objetivo de 
diminuir a distorção causada
� pelas altas temperaturas nas peças produzidas.
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�Regiões de ação do fluido de corte
�Zona A - diminuição do atrito na interface ferramenta-cavaco 
(diminuição do calor gerado)
�Zona B - diminuição do atrito na interface peça-ferramenta 
(diminuição do calor gerado)
�Zona C - diminuição do atrito entre a ferramenta e o cavaco 
(aumento do ângulo de cisalhamento f e, diminuição de na taxa 
de deformação)
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DIREÇÕES DE APLICAÇÃO DO 
FLUIDO
Direção A: Aplicação 
convencional de fluido na forma 
de jorro à baixa pressão (sobre-
cabeça);
Direção B: Aplicação de fluido 
entre a superfície de saída da 
ferramenta e a parte inferior do 
cavaco. Nesta aplicação, 
estudada em algumas pesquisas, 
o fluido é aplicado sob alta 
pressão;
Direção C: Aplicação do fluido 
entre a superfície de folga da 
ferramenta e a peça.
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�As condições na interface 
ferramenta-cavaco favorecem a 
difusão metálica 
(enfraquecimento
�da superfície ativa) 
�➔ tendência à difusão é 
diretamente proporcional à 
variação da temperatura
Refrigeração da região de corte – efeito 
sobre a vida da ferramenta
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MÉTODOS DE APLICAÇÃO DOS 
FLUIDOS DE CORTE
� Jato de fluido à baixa pressão (torneira à pressão 
normal);
• Pulverização;
• Sistema à alta pressão.
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MÉTODOS DE APLICAÇÃO DOS 
FLUIDOS DE CORTE
� Nos últimos tempos, na tentativa de reduzir
custos e atender as normas ambientais, tem-se
observado uma necessidade de reduzir o
consumo de fluido de corte. A técnica de
aplicação de Mínima Quantidade de Fluido de
Corte (MQF) tem sido objeto de pesquisas nos
últimos anos. Nesta técnica o fluido é aplicado
em volumes muito baixos chegando a 10 ml/h.
Normalmente, eles são aplicados juntamente com
um fluxo de ar (método da pulverização), e
direcionados contra a saída do cavaco, ou entre a
superfície de folga da ferramenta e a peça.
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MÉTODOS DE APLICAÇÃO DOS 
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� Aplicação direta, com tubeiras direcionadas para
a região de corte
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MÉTODOS DE APLICAÇÃO DOS 
FLUIDOS DE CORTE
� Aplicação de fluido próximo a região de fixação
da ferramenta.
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MÉTODOS DE APLICAÇÃO DOS 
FLUIDOS DE CORTE
� Aplicação de fluido internamente pela
ferramenta.
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MÉTODOS DE APLICAÇÃO DOS 
FLUIDOS DE CORTE
� Aplicação em mínima quantidade de fluido lubri-
refrigerante
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ADITIVOS
� Conferem propriedades especiais aos fluidos de
corte. Os aditivos mais usados são:
• Antiespumantes: evitam a formação de
espuma que poderia impedir a boa visão da
região de corte e comprometer o efeito de
refrigeração do fluido;
• Anticorrosivos: protegem a peça, a ferramenta
e a máquina-ferramenta da corrosão (são
produtos à base se nitrito de sódio);
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Fluidos de Corte
• Antioxidantes: tem a função de impedir que o
óleo se deteriore quando em contato com o
oxigênio no ar;
• Detergentes: reduzem a deposição de iôdo,
lamas e borras (composto de magnésio, bário,
cálcio, etc);
• Emulgadores: são responsáveis pela formação
de emulsões de óleo na água;
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Fluidos de Corte
• Biocidas: substâncias ou misturas químicas que
inibem o crescimento de microorganismos;
• Agentes EP (extrema pressão): para operações
mais severas de corte, eles conferem aos fluidos
de corte uma lubricidade melhoradapara
suportarem elevadas temperaturas e pressões de
corte, reduzindo o contato da ferramenta com o
material. Os principais agentes EP são à base de
enxofre, cloro e fósforo.
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Efeitos do uso de fluidos de corte
� ● Desgaste de adesão - efeito de lubrificação -
eliminação de pequenos gumes postiços dentro 
de uma certa faixa de vc
� ● É desejável a formação de graxas resistentes à 
alta pressão e com baixa resistência ao 
cisalhamento (aditivos EP)
� ● A ação de alguns componentes (enxofre, cloro 
e fósforo) começa somente a partir de uma certa 
temperatura
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MANUSEIO DOS FLUIDOS E DICAS DE 
HIGIENE
� Providências e cuidados no manuseio de fluidos 
de corte:
• Armazenamento: local adequado sem variações 
de temperaturas, limpos e livres de 
contaminação;
• Alimentação: deve-se aplicar diretamente sobre 
a aresta de corte, a alimentação deve ser iniciada 
antes do início do corte;
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MANUSEIO DOS FLUIDOS E DICAS DE 
HIGIENE
� Purificação e recuperação: por meio de 
decantação e filtragem;
� Controle de odor: contornado por meio de 
limpeza do local e pelo uso de bactericida da 
emulsão;
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MANUSEIO DOS FLUIDOS E DICAS DE 
HIGIENE
� O contato do operador com os fluidos de corte
mais os resíduos da usinagem formam compostos
que aderem à pele das mãos e dos braços.
� Essas substâncias entopem os poros e os folículos
capilares, impedindo a formação normal do suor
e a ação da limpeza natural da pele, o que causa
a dermatite.
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MANUSEIO DOS FLUIDOS E DICAS DE 
HIGIENE
� O controle desse problema é mais uma questão
de higiene pessoal (vestir um avental a prova de
óleo, lavar as áreas da pele que entram em
contato com o fluido, sujeiras e partículas
metálicas ao menos duas vezes ao dia. Tratar e
proteger imediatamente os cortes e arranhões,
aplicar cremes adequados as mãos e aos braços
antes do início do trabalho e depois de lavá-los,
instalar nas máquinas protetores contra salpicos,
etc.).
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Aspectos Nocivos dos Fluidos de Corte
� ● Grande parte dos fluidos possui componentes 
que podem causar, além do impacto ambiental, 
doenças ao ser humano.
� ● Contato do fluido com o operário pode ser 
direto ou através de vapores, névoa ou 
subprodutos formados durante a usinagem.
� ● Doenças causadas pela ação direta com o fluído 
de corte – Problemas de pele (irritações, 
dermatites, erupções, ...)
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Aspectos Nocivos dos Fluidos de Corte
� – Câncer (pele, reto, cólon, bexiga, estômago, 
esôfago, pulmão, próstata, pâncreas,...)
� – Doenças pulmonares (asma, bronquite, 
pneumonia, fibroses, redução da capacidade 
respiratória,...)
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� Aspectos econômicos
� Custos com tratamento dos fluidos podem ser o 
dobro do custo com ferramentas de corte
� A redução da utilização de fluidos e otimização 
dos parâmetros de corte traz benefícios
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� Aspectos tecnológicos
� Aumento de produtividade sem o uso de fluido
� Novos materiais de ferramentas (mais 
resistentes) implicam na diminuição da 
necessidade dos fluidos
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� Aspectos ecológicos
� Agente nocivo ao homem e ao meio ambiente
� Doenças de pele, câncer, doenças pulmonares
� Descarte de fluidos - agressão ao meio ambiente
� Novas leis (rígidas) - diminuição do impacto 
ambiental
� Desenvolvimento de processos alternativos
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� Qual é a tendência?
REDUÇÃO OU ELIMINAÇÃO DO EMPREGO DE
FLUIDOS LUBRI-REFRIGERANTES NA 
USINAGEM
� – Necessidade de alternativas para suprir a 
ausência de fluido
� ALTERNATIVAS ECOLÓGICAS
� – Pesquisas na área de redução ou eliminação de 
fluido de corte vêm
� crescendo muito nos últimos anos.
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� Usinagem com quantidade mínima de fluidos 
de corte
� ● Onde não é possível a eliminação minimização
� ● Exige adaptação das características técnicas 
dos fluidos
� ● Definição dos volumes empregados
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� ● QRFC - quantidade reduzida de fluido de corte
� – Vazão menor que 2 l/min - geometria definida
� – Vazão menor que 1 l/min – retificação
� ● QMFC - quantidade mínima de fluido de corte
� – Vazão menor que 50 ml/h
� – Substituição dos processos por processos 
alternativos
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� Alternativa ecológica
� – Usinagem a seco
� ● Usinagem extensiva a seco já é empregada no 
torneamento e fresamento de aços e ferros 
fundidos com ferramentas de metal-duro 
revestido, CERMETS, ferramentas cerâmicas e de
� CBN;
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� ● Ausência de fluido de corte exige introdução de 
medidas adequadas que compensem a falta das 
funções primárias:
� – Sistema de refrigeração da máquina-
ferramenta;
� – Sistema de retirada dos cavacos da região de 
trabalho;
� – Adequação da geometria da ferramenta, entre 
outras.
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Tendências no uso de Fluidos de Corte
� Alternativa ecológica
� – Usinagem a seco
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Aplicação por jato do fluido de corte semi-sintético, vazão total de 1230 l/h.