lunes, 10 de septiembre de 2012

La refrigeración en el proceso de conformación de piezas por arranque de viruta


En la conformación de piezas, principalmente metálicas, mediante procesos de arranque de material en forma de viruta, llámese: Torneado, Fresado, Taladrado, Rectificado, Brochado, Etc. Se generan altas temperaturas,  dicho calor debe ser disipado ó evacuado rápidamente del proceso, ya que puede causar daños tanto en la pieza como en la herramienta, principalmente deformaciones y corrosión del material trabajado. Disminuyendo la vida útil de la herramienta y en casos severos puede causar lesiones a los operarios.

Veamos algunas formas de disipar dicho calor: Empecemos por la más avanzada que consiste en mecanizar bajo el concepto de alta velocidad (High Speed) en la cual la velocidad de corte y la velocidad de avance son altas, pero con profundidades de corte bajas.  Este tipo de mecanizado busca que la disipación de calor se dé en la viruta, desafortunadamente en nuestro medio aún es muy poco utilizado porque no tenemos ni la maquinaria ni las herramientas que se requieren.

Otra forma de disipación de calor es mediante chorro de aire seco ó mezclado con un líquido, el cual tiene la desventaja del costo económico ya que requiere grandes volúmenes de aire comprimido el cual es oneroso producir.

Por último está el proceso más utilizado que es la disipación del calor mediante un chorro de líquido que pasa por el punto de contacto de la herramienta con la pieza de trabajo.  (Ver Fig.1)         




Estos líquidos se clasifican en cuatro grupos: Aceites puros, aceites solubles en agua, líquidos semi-sintéticos y líquidos sintéticos mezclados con agua.  Los aceites puros tienen la ventaja de lubricar al mismo tiempo que evacuan el calor, pero son muy costosos y altamente contaminantes para el medio ambiente.  Los aceites solubles en agua son buenos disipadores de calor pero duran poco ya que se contaminan fácilmente de bacterias que producen fermentación lo que da como resultado malos olores. 

Los fluidos semi-sintéticos son esencialmente una combinación de líquidos sintéticos y aceites solubles, y tienen características comunes a ambos, es decir, son contaminantes, por su contenido de aceite.

El grupo de los líquidos sintéticos mezclados con agua es el de mayor crecimiento en cuanto a su utilización se refiere, ya que casi todos son biodegradables, además que son obtenidos mediante procesos químicos de materias  primas renovables.

“El crecimiento global en los últimos años, ha llevado consigo un gran aumento en los tipos y cantidades de emisiones, y vertidos de toda clase de materias contaminantes”, con este articulo queremos llamar la atención sobre la gran contaminación que producen los aceites, ya sean puros ó solubles en agua, pues un sólo litro de aceite puede llegar a contaminar hasta un millón de litros de agua; con preocupación vemos el cambio climático como una realidad latente y por ende surge la responsabilidad  de ayudar a nuestro planeta.

Considerando todo lo anterior, Herratec se dio a la tarea de buscar un buen refrigerante que cumpliera con las normas antes mencionadas, es por ello que tiene a disposición de sus clientes un refrigerante sintético biodegradable con base en agua,  llamado Herra-Fluid.  Este producto es  lubricante, antioxidante reforzado con antiespuma.  Especialmente formulado para operaciones de corte y mecanizado de metales, nylon, teflón, baquelitas, fibras plásticas, resinas endurecidas, acabado del vidrio, etc. 

Algunas de sus características son:

v  Su elevada propiedad antidesgaste que permite alargar la vida útil de la herramienta y obtener acabados superficiales excelentes.
v  Reduce la deformación térmica de las piezas en proceso.
v  Sus características anticorrosivas protegen las herramientas y las piezas maquinadas.
v  La elevada estabilidad de emulsión aunada a la incorporación de biocida de amplio espectro prolonga notablemente la vida de la emulsión traduciéndose en economía inmediata.
v  Como característica sobresaliente, su poder de arrastre de las virutas lejos de la zona de corte.
v  Permite aumentar la velocidad de corte.
v  Gran capacidad para resistir extrema presión.  (EP).
v  Puede ser utilizado por grandes periodos.
v  Disminuye la fricción y remueve el calor generado durante la operación.
v  Posee excelentes propiedades lubricantes.

Algunas de estas características están dadas ó son inherentes a la molécula del refrigerante que básicamente es un Ester. En la lubricación con aceites minerales las moléculas no-polares se disponen sobre la superficie metálica de manera aleatoria  (Fig. 2), el lubricante forma una película sobre la superficie, pero no hay ninguna interacción física química entre el hidrocarburo y la superficie metálica.  

El mecanismo de lubricación de un Ester natural ó sintético es totalmente diferente: La estructura polar de la molécula grasa aumenta la afinidad del fluido sobre la superficie metálica, conjuntamente con la repulsión de las cargas de cadena apolar  (Fig. 3).  Con esta interacción físico-química aumenta la resistencia de la película de lubricación garantizando las prestaciones en las condiciones más severas.


Herratec  Cuenta con refractómetros para chequear con frecuencia o cuando el cliente solicite analizar la concentración del refrigerante. 

ING. JAIRO MAYA
ASESOR INDUSTRIAL


Fuentes: Artículos Técnicos Metalia
               ExportCordisma.

@Herratec



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