Rôle de la lubrification pendant le processus de travail des métaux

Rôle de la lubrification pendant le processus de travail des métaux

Pour comprendre le rôle de la lubrification lors des procédés de travail des métaux, il est important de connaître la tribologie de la lubrification. La tribologie consiste en un frottement aux limites, qui est associé à presque toutes les opérations du travail des métaux. Elle est causée par le mouvement relatif de deux surfaces adjacentes sous pression. Pendant les processus de travail des métaux, le mouvement relatif entre les rouleaux et la pièce est amélioré par le différentiel de vitesse de surface des rouleaux

Frottement

Le frottement joue un rôle important pendant le processus de travail des métaux. Elle est définie comme la résistance au mouvement relatif entre deux corps en contact. Il s'agit d'un processus de dissipation d'énergie, provoquant une élévation de la température à l'interface et, si elle est excessive, peut endommager la surface. Il influence également la déformation qui se produit dans le processus de travail du métal. Selon les premières théories, le frottement est le résultat de l'emboîtement de deux surfaces rugueuses glissant l'une sur l'autre. Le frottement est en fait provoqué par un grand nombre de variables, telles que la charge, la vitesse, la température, les matériaux impliqués dans la paire de glissement et les divers effets des fluides et des gaz à l'interface.

La théorie du frottement la plus communément acceptée est basée sur l'adhérence résultante entre les sévérités des corps en contact. On a vu que, quelle que soit la douceur des surfaces, elles ne se touchent que sur une fraction de leur surface de contact apparente. Ainsi, la charge pendant le processus de travail des métaux est supportée avec peu de sévérités en contact. Par conséquent, la contrainte normale aux jonctions de gravité est élevée. Sous des charges légères, les contraintes de contact ne peuvent être qu'élastiques. Cependant, à mesure que la charge augmente à certains des niveaux impliqués dans le processus de travail des métaux, une déformation élastique des sévérités peut avoir lieu et les jonctions forment une liaison adhésive (micro soudures).

La nature et la force de la liaison adhésive dépendent de nombreux facteurs. Parmi ceux-ci figurent (i) la solubilité mutuelle et la diffusion des deux surfaces en contact, (ii) la température et le temps de contact, (iii) la nature et l'épaisseur des films d'oxyde ou de contaminants présents à l'interface, et (iv) la présence d'un film lubrifiant.

Avec des surfaces naissantes propres (telles que celles produites par découpe ou lors d'opérations de travail des métaux dans lesquelles les extensions de surface sont importantes) et en l'absence de tout contaminant ou film lubrifiant, la résistance des jonctions est élevée en raison du soudage par pression à froid. Par conséquent, la résistance au cisaillement de la jonction est élevée, et donc le frottement est élevé. Au fur et à mesure que des contaminants ou des lubrifiants sont introduits, ou que des couches d'oxyde se développent (ce qui peut ne prendre que quelques secondes dans certains cas), la résistance de la jonction est réduite car, dans ces conditions, une liaison solide ne peut pas se former. Ainsi, la friction est moindre.

La force de friction augmente la température à la surface. La température est augmentée avec (i) la vitesse, (ii) le coefficient de frottement et (iii) la diminution de la conductivité thermique et de la chaleur spécifique des matériaux. Plus la conductivité thermique est élevée, plus la conduction thermique dans la masse de la pièce est importante. De plus, plus la chaleur spécifique est élevée, plus l'échauffement est faible. L'élévation de température peut être suffisamment élevée pour faire fondre l'interface ou provoquer des transformations de phase, des contraintes résiduelles et des dommages de surface (brûlure métallurgique).

Porter

L'usure est définie comme la perte ou l'enlèvement de matière d'une surface. L'usure peut avoir lieu dans différentes conditions. L'usure due à ces conditions peut être (i) une usure sèche ou lubrifiée, (ii) une usure de contact par glissement ou roulement, et (iii) une usure due à une rupture, ou (iv) une usure due à une déformation plastique. Il existe quatre types d'usure de base. Ce sont (i) l'usure adhésive, (ii) l'usure abrasive, (iii) l'usure par fatigue et (iv) l'usure corrosive. Généralement, les trois premiers types d'usure sont intéressants pendant le processus de travail des métaux. Le dernier type d'usure peut également se produire à la suite d'interactions entre le rouleau et la pièce en présence de divers liquides et gaz. En particulier dans ce cas, des choix appropriés de chimie de lubrification doivent être faits, en fonction de la composition du rouleau pour éviter une usure corrosive excessive du rouleau.

• Usure adhésive - Ce type d'usure est dû au résultat des jonctions cisaillées lors du glissement. Si les jonctions ont des liaisons fortes (comme avec des interfaces propres, sous des charges élevées et avec suffisamment de temps pour entrer en contact entre les deux corps), alors la rupture de la jonction se produit soit au-dessus, soit au-dessous de l'interface des sévérités. Généralement, c'est à travers le métal plus tendre que la fissure se forme et se propage. Sous des cycles répétés, la particule transférée devient une particule d'usure lâche. Dans les cas graves d'usure adhésive, le processus est appelé grippage, éraflure ou grippage. Pour qu'une usure adhésive se produise, il faut qu'il y ait une affinité (réactivité) d'adhérence et de soudure entre les deux surfaces de glissement. Le cas d'usure le plus sévère se produit entre deux surfaces propres, sous une charge normale élevée et dans le vide. Le rôle fondamental d'un lubrifiant efficace est de réduire la tendance au soudage des sévérités, soit en séparant les surfaces avec une couche de lubrifiant, soit en réduisant la résistance au cisaillement de l'interface en formant des composés à faible résistance au cisaillement par des réactions chimiques. Les films de surface sont d'une grande importance dans l'usure adhésive. Outre la couche de lubrifiant, les surfaces sont presque toujours recouvertes de couches d'oxyde, de contaminants et de gaz ou de fluides adsorbés. Ces films réduisent considérablement la résistance au cisaillement de l'interface. Ainsi, l'usure constatée en pratique est généralement plus faible qu'elle ne l'aurait été autrement. Les films d'oxyde ont un rôle important dans le frottement et l'usure. L'effet dépend de la vitesse relative à laquelle les couches d'oxyde sont détruites pendant le glissement et de la vitesse à laquelle elles se forment. Si le taux de destruction est élevé, alors les surfaces ne sont pas bien protégées et l'usure est élevée.
• Usure abrasive - Dans le processus d'usure abrasive, le matériau est retiré de la surface en grattant et en produisant des éclats et des micropuces. Par conséquent, plus le matériau est tendre, plus le taux d'usure par abrasion est élevé. De plus, avec une charge plus élevée, le taux d'usure est plus élevé. L'usure par abrasion peut être du type à deux corps et du type à trois corps. Dans ce dernier, le troisième corps est composé de particules d'usure ou de tout autre contaminant dur (tels que ceux accumulés dans un lubrifiant) qui sont piégés entre les deux surfaces de glissement. Ce mécanisme est également appelé usure érosive. Ce type d'usure est important dans les processus de travail des métaux et dans l'entretien des équipements. Afin de réduire l'accumulation d'oxydes, de copeaux métalliques ou d'autres particules métalliques, une inspection, un filtrage ou un changement périodique des lubrifiants est nécessaire.
• Usure par fatigue - L'usure par fatigue est normalement appelée fatigue de surface ou usure par rupture de surface. C'est le résultat du chargement cyclique d'une interface entre les rouleaux et la pièce à usiner. Les fissures se développent sur la surface sur une période de temps par un mécanisme de fatigue, résultant soit de forces mécaniques, soit de contraintes thermiques (fatigue thermique). Dans les deux cas, le matériau est retiré d'une surface (généralement l'outil de travail du métal) par écaillage ou piqûre, les fissures fusionnant en se rejoignant sous la surface. Dans l'usure par fatigue, la lubrification joue un rôle complexe. Les lubrifiants réduisent le frottement et donc le niveau de contraintes qui peuvent provoquer une rupture par fatigue. D'autre part, si une fissure se développe à cause d'un mécanisme ou d'une cause, le fluide pénètre dans la fissure par tension superficielle. Au cours des cycles de chargement ultérieurs, le fluide est piégé et, du fait qu'il est incompressible, une pression hydrostatique élevée se développe dans l'ouverture de la fissure. Ceci, à son tour, propage la fissure plus loin dans le corps de l'outil de travail du métal. La piqûre, par exemple, ne se produit pas dans les interfaces non lubrifiées à moins qu'une attaque chimique n'ait lieu.

Mécanismes de lubrification

Il est évident que le frottement et l'usure peuvent être réduits ou éliminés en maintenant les surfaces de glissement éloignées les unes des autres. Alors que dans les éléments de machine, tels que les paliers lisses lubrifiés et les paliers à air, cette exigence peut être satisfaite facilement, d'autre part, en raison des charges et des vitesses impliquées dans le processus de travail des métaux et de la géométrie de l'outil de travail des métaux et des interfaces de la pièce à usiner. sont généralement tels qu'ils ne permettent pas facilement l'existence d'un film lubrifiant. Les lubrifiants sont également utilisés comme liquides de refroidissement pour dissiper la chaleur générée par le frottement ou le roulement. Il est également appliqué pour éliminer les particules telles que l'oxyde de fer et les éclats. Cependant, la fonction principale du fluide appliqué est la lubrification, par conséquent, le terme «liquide de refroidissement» n'est normalement pas utilisé. Les principaux mécanismes de lubrification intéressants pour le processus de laminage sont indiqués ci-dessous.

• Lubrification à film épais (hydrodynamique) - Dans ce type de lubrification (également appelée film fluide), les deux surfaces sont complètement séparées l'une de l'autre par un film fluide continu. L'épaisseur de ce film est d'environ 10 fois l'amplitude de la rugosité de surface des surfaces de contact. Le film fluide peut être développé soit de manière hydrostatique (par piégeage du lubrifiant) soit, plus généralement, par effet de coin des surfaces de glissement en présence d'un fluide visqueux à l'interface. Par conséquent, dans ce type de lubrification, les propriétés globales du lubrifiant (en particulier la viscosité) sont importantes et les effets chimiques du lubrifiant sur les surfaces du métal ne sont pas significatifs. Dans la lubrification à couche épaisse, les charges sont généralement légères et les vitesses élevées. Le coefficient de frottement est très faible, normalement compris entre 0,001 et 0,02. Il n'y a pas d'usure, à l'exception de tout corps étranger (tiers corps) qui aurait pu pénétrer dans le système de lubrification. Ce type de lubrification ne se produit généralement pas dans les processus de travail des métaux (y compris le processus de laminage), sauf dans des régions isolées aux interfaces matrice-pièce avec des lubrifiants à haute viscosité et à des vitesses de fonctionnement élevées.
• Lubrification mixte - L'épaisseur du film dans la lubrification à film épais peut être réduite par (i) une diminution de la viscosité (par exemple en raison d'une augmentation de la température), (ii) une diminution de la vitesse de glissement ou (iii) une augmentation de la charge . Les surfaces se rapprochent les unes des autres et la charge normale entre l'outil de travail des métaux et la pièce à usiner est supportée en partie par le contact métal sur métal des surfaces et en partie par le film fluide dans les poches hydrodynamiques de la rugosité de surface des interfaces. C'est ce qu'on appelle généralement la lubrification mixte et également le régime à film mince ou quasi-hydrodynamique. L'épaisseur du film est inférieure à trois fois la rugosité de la surface. Le coefficient de frottement peut atteindre environ 0,4 (par conséquent, les forces et la consommation d'énergie peuvent augmenter considérablement) et l'usure peut être importante. Il existe une rugosité optimale pour un piégeage efficace du lubrifiant, avec une rugosité recommandée généralement de 15 microns. Les poches hydrodynamiques servent également de réservoirs pour fournir du lubrifiant aux régions de l'interface qui manquent de lubrifiants.
• Lubrification limite - En cas de lubrification limite, une fine couche de film lubrifiant adhère physiquement aux surfaces par des forces moléculaires (par exemple, les forces de van der Waals) ou par des forces chimiques (chimisorption). Les lubrifiants limites habituels sont les huiles, les huiles grasses, les acides gras et les savons. Des films limites peuvent se former rapidement sur des surfaces propres, même si la réactivité sur certains matériaux tels que le titane et l'acier inoxydable est très faible. Dans un tel cas, la lubrification peut être améliorée par la formation de films limites sur les surfaces de l'outil de travail du métal plutôt que sur la surface de la pièce à usiner. Une différence importante est que, contrairement à la lubrification par film entièrement fluide, où les propriétés globales du lubrifiant (par exemple la viscosité) sont importantes, dans la lubrification limite, les aspects chimiques du lubrifiant et sa réactivité avec les surfaces du métal sont importants et la viscosité joue un rôle secondaire. Dans la zone de lubrification limite, le coefficient de frottement est normalement compris entre 0,1 et 0,4, en fonction de la résistance et de l'épaisseur du film limite. La lubrification limite est fréquemment observée et pratiquée dans les opérations de travail des métaux telles que le laminage. Le taux d'usure dans ce type de lubrification dépend de la vitesse à laquelle les films sont détruits par frottement ou par désorption en raison d'une température excessive générée pendant le processus de travail du métal. Si la couche limite protectrice est détruite, le frottement et l'usure sont généralement élevés. L'adhérence et la résistance de ce film est donc un facteur très important pour l'efficacité de la lubrification limite. Le rôle de la pression, de la vitesse et de la viscosité sur l'épaisseur du film doit également être reconnu.
• Lubrification extrême pression (EP) - Dans le cas de la lubrification EP, la surface du métal est activée chimiquement par des réactions chimiques irréversibles. Ces réactions, impliquant du soufre, du chlorure et du phosphore dans le fluide de travail des métaux, forment des sels sur les surfaces métalliques en contact. Ces surfaces empêchent ou réduisent le soudage des sévérités à l'interface même sous une forte pression de contact outil de travail du métal-pièce. C'est pourquoi la lubrification est appelée "pression extrême". De plus, en raison de leurs faibles résistances au cisaillement, ces films de surface réduisent également les frottements. Cependant, à mesure que la température augmente, ces films peuvent se décomposer, la température de décomposition dépendant de l'additif EP particulier (utilisé seul ou en combinaison, comme le soufre et le chlore) et la composition des surfaces métalliques. Lorsque le film se décompose, un contact métal sur métal a lieu, avec une augmentation subséquente du frottement et de l'usure. Cependant, les films protecteurs de sulfates et de chlorures se reforment assez facilement, surtout sur des surfaces neuves propres. L'air, l'oxygène, l'humidité et l'eau jouent un rôle important dans la lubrification EP.
• Lubrification élasto-hydrodynamique (EHD) et plasto-hydrodynamique (PHD) - Au cours du processus de travail des métaux, les déviations et les distorsions des outils de travail des métaux peuvent se produire en raison des contraintes rencontrées dans le processus de travail des métaux. Il a été montré qu'en raison du module d'élasticité fini des aciers, ces déflexions peuvent être suffisamment importantes pour modifier la géométrie de l'interface outil de travail du métal-pièce, affectant ainsi les contraintes, les zones et la géométrie de contact, et la répartition de la pression. Par conséquent, le terme «élasto-hydrodynamique» est utilisé. Un autre facteur applicable est l'augmentation de la viscosité (et même de la solidification) des lubrifiants avec la pression. Ceci, à son tour, aide à développer des films hydrodynamiques, provoquant une augmentation de l'épaisseur du film. Une extension de l'EHD est la lubrification "plasto-hydrodynamique". Dans ce système, rencontré dans les processus tels que le laminage de bandes, le lubrifiant est entraîné ou piégé au niveau des espaces convergents dans les interfaces rouleau-pièce. Ainsi, un film entièrement fluide est développé avec une forte baisse de frottement et d'usure. Ces phénomènes sont particulièrement importants dans les processus à contacts concentrés tels que le laminage à froid de bandes minces, en raison de l'influence de petites modifications des dimensions interfaciales relatives sur les forces et la géométrie de déformation.

Rôle de la tension superficielle et du mouillage

En plus de la viscosité des lubrifiants et de leurs propriétés chimiques en réaction à la pièce à usiner ainsi qu'aux matériaux des outils de travail des métaux, la tension superficielle et le mouillage jouent également un rôle important dans la lubrification. Le mouillage est un phénomène lié à la tension superficielle, qui est une expression de l'énergie de surface. La caractéristique de mouillage d'un lubrifiant est déterminée par la façon dont il s'étale sur la surface de la pièce sous forme de film continu puisqu'il s'agit d'un aspect important de la lubrification. Il peut y avoir une situation dans laquelle il est souhaitable que le lubrifiant reste dans une certaine zone de l'interface de l'outil de travail du métal et de la pièce à usiner. A titre d'exemple, dans une montre, on a besoin d'un lubrifiant non migrant (non mouillant) pour le point pivot. La forme d'une goutte de fluide (tel qu'un lubrifiant pour le travail des métaux) sur une surface métallique solide dépend des tensions interfaciales entre le métal, le fluide et l'air. L'angle que fait la périphérie de la goutte avec la surface est appelé angle de contact. Plus l'angle de contact est petit, meilleures sont les caractéristiques de mouillage du fluide. Le mouillage dans les fluides de travail des métaux est amélioré par l'ajout d'agents mouillants, tels que les alcools et les glycols, ou en augmentant la température. On remarque également que le mouillage est amélioré en augmentant la rugosité de surface.

On peut voir que la lubrification dans le travail des métaux implique différents mécanismes qui dépendent (i) de la chimie de l'interface outil de travail des métaux-lubrifiant-pièce, (ii) de la méthode d'application du lubrifiant, (iii) de la géométrie du processus, et (iv) la mécanique de l'opération. En outre, le mode de lubrification varie fréquemment au cours du cycle de travail des métaux, en fonction des changements de vitesse du processus de laminage ainsi que de la quantité de déformation et des pressions et contraintes associées.

Sélection de lubrifiants

Il existe cinq catégories différentes de familles de lubrifiants pour le travail des métaux qui sont actuellement utilisées pour effectuer des opérations de travail des métaux sur les différentes surfaces et matériaux. Le lubrifiant choisi vise à fournir une bonne productivité ainsi qu'à respecter les restrictions environnementales imposées aux opérations de l'usine par les organismes statutaires. Les différents types de lubrifiants pour le travail des métaux sont (i) les composés évaporatifs, (ii) les solutions chimiques (synthétiques), (iii) les micro-émulsions (semi-synthétiques), (iv) les macro-émulsions (solubles) et (v) les huiles de pétrole. lubrifiants à base. Les propriétés physiques et chimiques réactives de chaque groupe de lubrifiants sont décrites ci-dessous. La comparaison de ces différents lubrifiants se trouve à l'onglet 1.

• Composés évaporatifs :les lubrifiants évaporatifs sont également connus sous le nom d'huiles évanescentes. Ce sont des lubrifiants largement utilisés lors du travail des métaux. Ce groupe est assez flexible dans ses propriétés physiques. Les capacités de mouillage peuvent être ajustées ou modifiées pour s'adapter à la sévérité du processus de travail des métaux. La vitesse de séchage du lubrifiant peut également être contrôlée (en fonction du support d'évaporation). Sur les applications d'évaporation à usage intensif, les additifs extrême pression peuvent être ajoutés pour fournir une protection supplémentaire à la fois à l'outillage et à la pièce à usiner. Les lubrifiants évaporatifs ne sont généralement pas nettoyés de la pièce et ne nécessitent généralement aucun dégraissage. Les lubrifiants évaporatifs peuvent être facilement appliqués en utilisant la méthode de revêtement au rouleau. Ils peuvent également être appliqués en utilisant le type approprié de méthode de pulvérisation sans air. Les composés évaporés, cependant, ne doivent pas être recyclés. Cette famille de lubrifiants est idéale pour les surfaces peintes, enduites, en vinyle et galvanisées ainsi que pour les matériaux non ferreux et ferreux. Dans de nombreux cas, le même lubrifiant spécialisé pour le travail des métaux peut être utilisé non seulement pour le produit, mais également pour fournir une protection à long terme contre la rouille grâce au film lubrifiant appliqué.
• Solutions chimiques (synthétiques) - Les solutions chimiques (synthétiques) sont l'une des familles de lubrifiants pour le travail des métaux qui connaît la croissance la plus rapide. Ces lubrifiants sont économiques, sans danger pour l'environnement, faciles à manipuler et sont idéaux pour une utilisation sur l'acier revêtu, galvanisé, laminé à froid et, dans certains cas, sur l'acier inoxydable. Les solutions chimiques permettent un soudage facile sans nettoyage préalable et peuvent être utilisées pour d'autres opérations secondaires telles que le poinçonnage, le tronçonnage et même le perçage et le taraudage. Les solutions chimiques sont des mélanges homogènes qui se forment lorsque le solide, le liquide et le gaz sont complètement dissous dans un liquide appelé solvant. Ces solutions (aussi appelées fluides synthétiques ou fluides chimiques) ne contiennent pas d'huile, uniquement des inhibiteurs de corrosion hydrosolubles, des agents mouillants, des lubrifiants (esters complexes), des biocides (fongicides), des antimousses et parfois des agents extrême pression. Il existe plusieurs types de solutions chimiques disponibles. Il existe des solutions de type savon pour le travail intensif des métaux. Les solutions de type pression extrême sont utilisées pour les alliages à haute résistance et les types non ioniques sont excellents pour le travail des métaux sur les composants en aluminium et en acier revêtu. Les solutions chimiques peuvent être appliquées au rouleau, pulvérisées ou utilisées dans des systèmes de recirculation conçus de manière appropriée.
• Micro-émulsions (semi-synthétiques) :parfois, une opération de travail des métaux nécessite un lubrifiant qui offre des qualités de rinçage, de refroidissement et de lubrification exceptionnelles. Les micro-émulsions sont idéales pour une utilisation sur l'acier galvanisé, laminé à chaud, laminé à froid et inoxydable. Les micro-émulsions fournissent une certaine résistance du film grâce à la combinaison d'émulsifiants, d'inhibiteurs de corrosion solubles dans l'eau, d'agents mouillants, de sels organiques et inorganiques et parfois d'agents extrême-pression. Les micro-émulsions sont des émulsions dans lesquelles les particules dispersées sont comprises entre 0,01 mm et 0,06 mm. Ces émulsions sont généralement d'aspect translucide ou transparent. Leur petite taille de particules offre une pénétration et un refroidissement excellents pour divers types de travail des métaux. Les micro-émulsions peuvent être pulvérisées, enduites au rouleau ou utilisées dans un système de refroidissement de type noyé.
• Macro-émulsions :les macro-émulsions (parfois appelées "huiles solubles") contiennent un lubrifiant à base d'huile, tel qu'une huile minérale ou composée sous forme de gouttelettes en suspension, qui ont été dispersées à l'aide d'un produit chimique spécial. agents appelés émulsifiants. Les gouttelettes d'huile émulsifiées sont suffisamment grosses pour donner au lubrifiant composé un aspect laiteux (ou parfois translucide). L'action des émulsions en tant que lubrifiants peut être proche de celle de la phase dispersée. Les émulsions peuvent également être formulées pour inclure des niveaux plus élevés d'agents extrême-pression ou de films barrières (polymères, graisses, etc.) pour les opérations intensives. Les macro-émulsions ont généralement un aspect blanc laiteux. Ils sont normalement utilisés dans les processus de travail des métaux lourds tels que le profilage d'éléments de structure, d'étagères, d'automobiles et de composants de meubles.
• Lubrifiants pour le travail des métaux à base de pétrole - Cette famille de lubrifiants pour le travail des métaux offre aux utilisateurs la plus large gamme de choix de diverses propriétés de lubrifiants de nature chimique et physique. Le véhicule principal dans la composition de cette famille de lubrifiants est l'huile de mélange (qui peut être de viscosités variables). Pour obtenir des propriétés physiques supplémentaires, des additifs tels que des graisses, des polymères et des agents mouillants peuvent également être ajoutés. Si nécessaire, des agents chimiques extrême-pression tels que le soufre, le chlore et le phosphore peuvent être ajoutés à la formulation. Dans des cas particuliers, des additifs peuvent être ajoutés pour la prévention de la rouille. De plus, des inducteurs de nettoyage peuvent être inclus pour permettre un nettoyage plus facile. Les lubrifiants à base de pétrole sont utilisés dans les processus de travail des métaux sur une base sélective. Les pièces de type cosmétique en acier inoxydable et certaines sections formées à usage intensif peuvent nécessiter des lubrifiants à base de pétrole.

Fig 1 Types de lubrifiants de roulement

Additifs pour lubrifiants

Les propriétés des lubrifiants sont modifiées et ils sont rendus adaptés à des applications spécifiques par des additifs. Les additifs peuvent améliorer les propriétés lubrifiantes, protéger la surface du métal, en plus de remplir plusieurs autres fonctions. Les inhibiteurs de rouille ou de corrosion sont généralement des nitrates ou des phosphates. Les additifs EP sont des composés de soufre, de chlore ou de phosphore. Les additifs EP réduisent le soudage à froid des métaux sous pression et empêchent « l'accumulation » de métal, mais peuvent réduire les propriétés lubrifiantes. Des additifs, tels que des esters, des graisses animales et des acides gras, sont ajoutés aux huiles pour réduire la tension superficielle ou pour mieux la répartir. Les lubrifiants de type synthétique sont modifiés avec des composés de phosphore ou d'autres produits chimiques, pour agir comme détergents de lubrification. La tension superficielle réduite permet au lubrifiant d'atteindre la zone de contact plus uniformément et plus rapidement.

Méthodes d'application

Il existe généralement quatre méthodes utilisées pour l'application des lubrifiants. Ces méthodes sont (i) le goutte à goutte, (ii) le revêtement au rouleau, (iii) les systèmes de recirculation et (iv) la pulvérisation sans air. Chaque méthode a ses propres avantages, comme indiqué ci-dessous.

• Goutte à goutte – Les solutions chimiques, les huiles solubles et les composés qui s'évaporent peuvent être appliqués à l'aide d'un lubrificateur goutte à goutte en combinaison avec un type d'essuie-glace composé d'un tampon en feutre, d'une mousse à cellules ouvertes, d'un matériau de tapis ou d'un emballage. Les graisseurs goutte-à-goutte ne sont pas suffisamment positifs en eux-mêmes pour fournir un film de lubrifiant adéquat et continu. Normalement, le récipient alimentant le lubrificateur goutte-à-goutte doit être suffisamment grand pour contenir une quantité substantielle pour au moins 1 à 2 heures d'approvisionnement en lubrifiant. Le lubrifiant peut être appliqué sur la bande ou sur les rouleaux supérieur et inférieur.
• Roller-coater - Cette méthode consiste en un petit réservoir mobile et une unité de pompage, qui alimentent une tête ou un rouleau d'essuyage avec du lubrifiant. L'épaisseur et la quantité de lubrifiant peuvent être contrôlées et l'excédent retourne dans le réservoir. Lors de la lubrification de matériaux pré-enduits ou polis au rouleau, il est conseillé d'utiliser des rouleaux en polyuréthane ou en néoprène pour s'assurer que les surfaces de travail ne sont pas rayées ou marquées. Les rouleaux en acier peuvent parfois causer des problèmes sur les surfaces revêtues. Dans de nombreux cas, les enduiseurs à rouleau ne produisent pas à eux seuls suffisamment de film lubrifiant pour éliminer les particules générées par l'aluminium, le galvanisé et le laminage à chaud. Parfois, un pulvérisateur installé dans les zones critiques du travail des métaux où il y a une possibilité d'accumulation de se produire, peut éliminer les particules inutiles. Un autre problème qui peut survenir lors de l'application de lubrifiant (en particulier sur une large bande) est le résultat d'un matériau qui a une « couronne ». Dans un tel cas, le rouleau ne peut lubrifier que les points hauts, laissant les bords extérieurs sans lubrifiant. Un problème similaire peut se produire sur une bande ondulée. Un rouleau souple peut aider à s'adapter à cette condition de couronne ou d'ondulation.
• Systèmes de recirculation - Lorsque vous travaillez avec des matériaux plus épais et de l'acier laminé à froid et laminé à chaud (en particulier avec de la calamine), le système de recirculation d'application de lubrifiant est normalement la meilleure approche. Ici, des quantités suffisantes de lubrifiant doivent non seulement protéger les outils de travail des métaux, mais le tartre et les fines métalliques qui sont générés par le processus doivent être chassés de l'outillage et dans le réservoir. L'utilisation de chicanes, de décanteurs et de filtres aide à collecter de grandes quantités de contaminants et de fines métalliques, aidant à maintenir le liquide de refroidissement relativement propre. Les aimants peuvent être extrêmement utiles pour réduire au minimum la quantité de métal recyclé.
• Pulvérisateurs sans air - Les systèmes de pulvérisation sans air sont utilisés efficacement pour agir comme unités auxiliaires sur des postes de travail des métaux spécifiques, pour réappliquer le lubrifiant à un moment critique du processus et pour la lubrification de la matrice de coupure. Ces systèmes fonctionnent bien avec les solubles, les huiles légères et les composés qui s'évaporent et sont assez fiables. Le modèle de pulvérisation obtenu avec l'utilisation d'un pulvérisateur sans air peut être rond ou en forme d'éventail. En raison des différents modèles de pulvérisation disponibles, il s'agit d'une méthode fiable de lubrification ponctuelle, soit en lubrifiant la pièce avant qu'elle n'entre dans l'outil de travail des métaux, soit dans l'outil lui-même. Un système de pulvérisation moderne et sans air ne produit pas de brouillard ou de brouillard, ce qui entraîne des problèmes de surpulvérisation. Au contraire, il peut être dirigé avec précision sur une zone cible de l'outil de travail des métaux et est programmé pour fonctionner en conjonction avec le cycle de l'équipement.






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