TEMPERATURAS EN EL CORTE DE MATERIALES

4. TEMPERATURAS EN EL CORTE DE MATERIALES Como todos los procesos de trabajo de los metales en los que se involucra la deformación plástica, la energía disipada en el corte se convierte en calor, que a su vez eleva la temperatura en la zona de corte. La elevación de la temperatura es un factor muy importante en el maquinado por sus principales efectos adversos: • La temperatura excesiva reduce la resistencia, la dureza, la rigidez y la resistencia al desgaste de la herramienta; las herramientas también se pueden reblandecer y sufrir deformación plástica, alterando de esta manera su forma. • El aumento de calor provoca cambios dimensionales desequilibrados en la parte que se está maquinando, lo que dificulta el control de su precisión dimensional y sus tolerancias. • La elevación excesiva de temperatura puede ocasionar daños térmicos y cambios metalúrgicos en la superficie maquinada, afectando de manera adversa sus propiedades. Las principales fuentes de calor en el maquinado son: • El trabajo realizado en el cizallamiento en la zona primaria. • La energía disipada como fricción en la interfaz herramienta virutas. • El calor generado cuando la herramienta roza contra la superficie maquinada, en particular en las herramientas desafiladas o gastadas. Las fuentes de generación de calor en el maquinado se concentran en la zona primaria de cizallamiento y en el interfaz herramientas - virutas, por lo que es de esperarse que existan altas temperaturas en la zona de corte. En la figura obsérvese que la máxima temperatura se encuentra casi a la mitad arriba de la interfaz herramienta - viruta DISTRIBUCION DE LA TEMPERATURA

5. La fricción producida entre pieza y herramienta es generadora de calor, el cual se origina en 3(tres) causas fundamentales que condicionan tanto las características de la operación de corte como la elección del fluido más apropiado para la lubricación y refrigerar la operación. El calor producido durante el corte es atribuido a: • 60% a la deformación dela viruta • 30% a la fricción entre flanco de ataque y viruta • 10% a la fricción entre el flanco de deslizamiento y pieza Recordemos que el sobrefilo es producido por las nuevas superficies libres de la capa protectora de óxidos usualmente presentes, micropartículas de metal generadas durante la deformación se sueldan al flanco de ataque de la herramienta generando un sobrefilo de mayo dureza que la herramienta y protector del desgaste de la misma.- El fluido de corte tiene influencia sobre el tipo de sobrefilo que se forma y su tendencia a quebrarse, incidiendo de esta manera en la duración de la herramienta.- FLUIDOS DE CORTE

6. La consecuencia primaria de iniciar una operación de corte es la generación de calor y éste debe ser removido mediante el fluido. • Las herramientas hechas de acero rápido cambian su dureza con la temperatura. Una herramienta más fría significa menos desgaste. Por ejemplo 25º C de reducción en la temperatura implica un 150% más de vidas útil. La reducción de la temperatura puede lograrse por: • Reducción de la fricción • Arrastre del calor de la zona de corte FUNCIONES BÁSICAS DEL FLUIDO DE CORTE Las funciones básicas a cumplir por un fluido de corte son las siguientes: Reducir la fricción Prevenir o minimizar la soldadura generadora de sobrefilo y consecuente desgaste de la herramienta Refrigerar la pieza y/o llevarse el calor generado por deformación Arrastrar, remover o lavar de la zona las virutas generadas Reducir las fuerzas y el consumo de energía Proteger la superficie maquinada de la corrosión ambiental Las resumiremos en el siguiente cuadro: REFRIGERACION

7. En un solo fluido no siempre es posible conseguir simultáneamente máxima lubricación y refrigeración. Esto se debe a que un buen refrigerante necesita tener alto calor específico, alto calor latente de evaporación y alta conductividad térmica. Las propiedades caloríficas de todos los aceites son prácticamente iguales independientemente del tipo de aceite y cantidad de aditivos con que estén formulados. Como vimos en el cuadro anterior el agua posee 2 veces más capacidad refrigerante que el aceite desde el punto de vista del calor específico, 8 veces más si miramos el calor latente y 5 veces más si consideramos la conductividad térmica. La diferencia entre la capacidad refrigerante del agua y el aceite, es la razón por la cual los fluidos se dividen en dos categorías según la cantidad de calor que deba ser removida de la zona de corte. • Aceites de corte integrales • Fluidos solubles o emulsionables en agua Los aceites de corte integral o plenos son preferidos para operaciones más lentas o donde se privilegia la lubricación por sobre la refrigeración debido a la magnitud y cantidad de viruta generada, mientras que los aceites llamados solubles en agua están reservados a operaciones de alta velocidad donde un aceite de corte puro no puede controlar el calor generado produciendo gran cantidad de humos. CLASIFICACION Y COMPOSICION

8. ACEITES DE CORTE INTEGRAL O PLENOS (ACEITE NORMAL) Son los aceites usados al estado puro. Todos ellos tienen como componente mayoritario aceite mineral, salvo los conocidos como ecológicamente amigables donde éste es reemplazado por otros vehículos como ésteres sintéticos o naturales total o parcialmente. Distintos aditivos son disueltos en el aceite mineral u otro vehículo y según el color de los mismos se obtienen aceites de corte claros u oscuros. Cualquiera sea el aditivo, éste debe siempre disolverse completamente en los aceites de tal manera que un aceite de corte pleno o integral es siempre una solución verdadera. Una indicación de que la disolución de los aditivos es total, se refleja a través de su apariencia que debe ser límpida o brillante. Un aceite de corte puede enturbiar a baja temperatura y esto es indicación de que en estas condiciones algunos de los aditivos pierde solubilidad en el aceite mineral. En estos casos especiales, el aceite de corte puede ser turbio. Esto ocurre cuando por razones operativas se necesita de una dispersión y no de una solución como por ejemplo en el caso de aceite para lapidado. Los aditivos comúnmente presentes en un aceite de corte pleno son: • Aditivos de polaridad • Aditivos E. P. sulfurizados, clorados y fosforados. • Aditivos antioxidantes. • Antiniebla. • Anticorrosivos. • Antiespuma. • Pasivantes Son ésteres naturales o sintéticos que modifican el poder de humectación del aceite hacia el metal. Estos aditivos polares aumentan la facilidad con que un aceite “moja” o “humecta” un metal, permitiendo que el aceite penetre en los bolsones formados por las irregularidades superficiales del metal y la herramienta. De esta manera, el aditivo de polaridad ayuda a que el aceite de corte pueda penetrar y lubricar hasta los intersticios más difíciles de alcanzar para el aceite. Los aditivos con polaridad hacia el metal también permiten que el aceite de corte realice su tarea de lubricar en el ámbito de la media presión. ADITIVOS POLARES

9. CONTENIDOS DE POLIAROMÁTICOS POR HPCL Los aceites minerales contienen hidrocarburos de distinto tipo según el origen del petróleo del cual han sido extraídos. Ya se ha considerado en este trabajo la composición de un aceite mineral base. A los efectos del análisis recordamos que todo aceite mineral contiene hidrocarburos: • Aromáticos • Nafténicos • Parafínicos Un aceite refinado adecuadamente incluyendo hidrotratamiento catalítico tiene un contenido aproximado de 8% de aromáticos, que son los que más sensibilizan la piel. Dentro de los aromáticos los llamados HAPC (Hidrocarburos aromáticos policíclicos) son los que pueden ser cancerígenos para la piel. Las bondades de un aceite mineral de estas características inciden directamente en las condiciones de salubridad de un aceite de corte pleno.